Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas SUDAN LAS PLANTAS?

Transcripción

1 1. Introducción SUDAN LAS PLANTAS? María Villacé Mª Amparo Benavides I.E.S SOROLLA Valencia Vicente Miguel Pérez COLEGIO NTRA SRA DEL CARMEN Bétera Pensemos en las impresionantes secuoyas, árboles de más de cien metros de altura. Sus hojas deben recibir agua para poder realizar la fotosíntesis. Sin corazón ni músculos, Como sube el agua hasta las hojas? Para lograrlo las plantas utilizan diversos mecanismos: El primer paso es la entrada del agua desde el suelo a la raíz, a través del fenómeno conocido como PRESIÓN RADICULAR. Debido a la mayor concentración de sales dentro del árbol se produce la absorción osmótica del agua en las raíces, provocando un empuje de las moléculas de agua hacia arriba. como: Generalmente la ósmosis no es suficiente, así que se ayudan de otros procesos, - la EVAPOTRANSPIRACIÓN o pérdida de vapor de agua a través de los estomas de las hojas, que genera una fuerza de succión que tira de las moléculas de agua adyacentes, obligándoles a rellenar el hueco que dejaron las primeras. - la CAPILARIDAD como consecuencia de la fuerte adhesión del agua a las paredes de los finos tubos del xilema, - y el efecto de la FUERZA COHESIVA DEL AGUA que permite el mantenimiento de una columna contínua de agua, a causa de los puentes de hidrógeno entre las distintas moléculas de agua. Y que pasa con el agua, una vez arriba? Una vez el agua ya ha ascendido a las hojas, se lleva a acabo el conocido proceso de la FOTOSÍNTESIS. El agua es imprescindible dentro de esas reacciones químicas y es origen del oxígeno que las plantas desprenden. Los nutrientes sintetizados en las hojas durante la fotosíntesis son enviados al resto de la planta por otro circuito conocido como floema. De esta forma, las plantas consiguen fabricar y transportar sus alimentos sin ningún elemento de bombeo, simplemente, a través de las muy fiables leyes de la física y la química. 1

2 2. Objetivos Descubrir y comprender los mecanismos físico-químicos y biológicos de transporte de sustancias nutritivas en las plantas. Comprender la diversidad de situaciones en que se puede aplicar esos mecanismos en la vida diaria y cómo podemos copiar a la naturaleza. Descubrir cómo las diferentes ciencias experimentales están interrelacionadas y cómo todas ellas contribuyen a la comprensión de la naturaleza de los seres vivos. Buscar información a través de diferentes fuentes para la construcción de modelos experimentales funcionales. Realizar trabajos experimentales en grupo, con orden, limpieza y cuidado del material e instrumentos de laboratorio y respetando las normas de seguridad. 3. Relación del tema propuesto con el currículo del Curso El tema propuesto que se trabaja en la asignatura de Biología y Geología del segundo ciclo de la ESO. 4.Tiempo necesario para desarrollar esta práctica El tiempo necesario para desarrollar esta actividad es de 5 sesiones. 5. Descripción del proyecto 1ª Sesión Conocimientos previos: Se proyectó la imagen del la circulación de nutrientes en vegetales del libro de 2º ESO con la finalidad de recordar lo estudiado. Se les plantean preguntas del tipo: - Qué representa este dibujo? - Las plantas tienen un sistema de bombeo? - Qué hace la planta para subir el agua a las hojas? 2

3 Previo a la presentación de la imagen se preparó el montaje de la actividad 1 (ver ficha). Se propondrá a los alumnos la realización de la observación de lo que ocurre en una experiencia sencilla que realizarán en grupos de 3 personas con materiales habituales y fáciles de obtener. Con esta experiencia se pretende que el alumno reflexione sobre el fenómeno físico del movimiento del agua a través un sólido. Al finalizar la experiencia se les propondrá una serie de cuestiones que deberán completar en la libreta. 2ª Sesión En esta sesión se llevarán a cabo 2 experiencias sencillas que permitirán al alumno estudiar algunos de los factores implicados en los procesos de capilaridad, tales como el factor diámetro y el factor material. Las diferentes experiencias se realizarán en grupos de 3 personas. Se trata de experiencias muy sencillas llevadas a cabo con materiales muy fáciles de obtener. Se les pedirá a los alumnos que anoten sus observaciones y conclusiones para posteriormente poder realizar un informe. Dichas experiencias vienen descritas como experiencias 2a y 2b. Con la experiencia 2a, se pretende que los alumnos puedan descubrir por sí mismos cómo afecta el diámetro del tubo capilar a la altura alcanzada por el fluido. De forma que, posteriormente, puedan entender de forma más fácil el importante papel que puedan ejercer los finos tubos del xilema en las plantas. En la actividad 2b se pretende que el alumno observe el factor material como un factor más que influye en la capilaridad. Por último se les pedirá a los alumnos que busquen información a través de Internet sobre el fenómeno estudiado en cuestión. 3

4 3ª Sesión En esta sesión se realizarán 2 experiencias de aplicaciones asociadas al fenómeno de capilaridad: una cromatografía utilizando tintas de rotulador de distintos colores y la fabricación de una vela natural de naranja (ver fichas de actividades 3a y 3b) Realizaremos también una tinción de tallo del apio con azul de toluidina (actividad 3c) que nos ayudará a determinar dónde se localiza los vasos xilemáticos en el interior de los tallos. Las paredes de las células xilemáticas están formadas por una sustancia llamada lignina que les proporciona gran dureza. Existen colorantes como el azul de toluidina que tiñen de forma específica la lignina. Utilizando el microtomo de mano, los alumnos realizarán cortes finos del tallo del apio teñido para su posterior observación al microscopio. 4ª Sesión El profesor explicará al alumnado todos los mecanismos implicados en el transporte de la sabia bruta por la planta, ayudándose para ello de una presentación Power-point, donde se mostrará también la relación existente entre alturas de edificios emblemáticos de Valencia y distintos árboles, para poner de manifiesto la dificultad del ascenso de agua en estructuras de gran altura. Esta actividad se realiza con el fin de plantear al alumno la cuestión previa de cómo, sin motores ni bombas, es posible el ascenso de agua por las plantas tan altas? Exposición de la presentación. 4

5 5ª Sesión En esta última sesión se plantean 2 juegos: Se les mostrará a los alumnos un panel con la imagen de una gran secuoya (ver actividad 4a) obtenida y ampliada de la revista National Geographic. Se les informará de algunas de las características de estas plantas gigantes, realizándose un juego en el que deben descubrir cuántos alpinistas se encuentran colgados del tronco de la secuoya?. A través de este juego de búsqueda se pretende que el alumno adquiera consciencia del gran tamaño de estos árboles. Póster de la secuoya colocado en la puerta del laboratorio. Se les propondrá a los alumnos participar en un concurso el diseño y construcción del árbol más alto (ver Actividad 4b). Para esta actividad, los alumnos podrán hacer uso de todo tipo de materiales. El profesor explicará las bases del concurso y el plazo para su presentación. Los alumnos junto al árbol diseñado, deberán presentar un pequeño informe. 5

6 FICHAS ENTREGADAS A LOS ALUMNOS Actividad 1.- Por grupos Material: vasos de plástico, hoja de papel, agua coloreada. Procedimiento Pon el fondo de uno de los dos vasos una gota de colorante. Llénalo de agua hasta un poco más de la mitad. Retuerce el papel a lo largo, hasta que adopte una forma de cordón. Haz uno de estos dos montajes: Coloca ambos vasos al mismo nivel Coloca uno de los dos vasos encima del soporte de plástico Une ambos vasos con el cordón de papel y deja pasar varios minutos Cuestiones: Haz un dibujo de tu montaje en la libreta Describe lo que ha ocurrido Anota lo que ha ocurrido en otros montajes diferentes Fig.1 : uno de los posibles Fig. 1: Uno de los posibles montajes de los vasos. Actividad 2a.- Por grupos Material: tubos de diverso calibre, agua coloreada, vaso de precipitado, regla. Procedimiento Coloca la regla tras el vaso y llénalo de agua hasta una altura de 1 cm. Coloca los cuatro tubos verticales de forma que apoyen su borde en el fondo de vaso. Espera tres minutos y mide cuánto ha subido el agua. Rellena la tabla siguiente y responde a las cuestiones que se plantean. Cuestiones: Anota la distancia que ha subido el agua completando esta tabla: Experimento Media Datos Plástico grueso Vidrio grueso Vidrio fino Vidrio relleno 6

7 Actividad 2b.- Por grupos Material: tiras de telas y de papel, agua coloreada, alcohol coloreado, vaso de precipitado, regla. Procedimiento: Prepara el vaso y llénalo de agua hasta una altura de 1 cm. Coloca una de las tiras con telas y papel de manera que su extremo quede introducido en el agua. Espera tres minutos, saca las tiras y mide la distancia que han alcanzado Realiza la misma experiencia con alcohol Rellena la tabla siguiente y responde a las cuestiones que se plantean Cuestiones: Anota la distancia que ha subido el agua completando esta tabla: Experimento Media Datos Plástico grueso Vidrio grueso Vidrio fino Vidrio relleno Actividad 2c.-Individual En casa, prepara un breve informe contestado a estas cuestiones y tráelo a clase. Cuestiones: Tubos de diversos grosor. - Qué conclusiones puedes sacar del experimento con los tubos de diverso grosor? - Hay alguna relación entre diámetro del tubo y altura alcanzada? Telas y papeles - Hay diferencias entre las diversas tiras? - Y entre los dos líquidos agua y alcohol? - Cómo alcanzamos la mayor altura? -En general, dónde sube más el agua, en el papel o las telas? y el alcohol? Búsqueda de información -Busca información en Internet sobre este fenómeno y anota su nombre y descripción. Actividad 3a.- Por grupos Material: rotuladores permanentes, tira de papel, alcohol, vaso de precipitados. Procedimiento Llena 50 ml de alcohol en el vaso. Dobla por la mitad la tira de papel. Con los rotuladores, 2cm del borde del papel, dibuja separados tres puntos gruesos de diferente color. Mete la tira de papel en el alcohol y observa lo que ocurre. Cuestiones: 7

8 Qué ha pasado con la mancha de tinta? Todas las tintas se han comportado igual? Actividad 3b.- Por grupos Material: naranja, cuchillo y cuchara, aceite de girasol. Procedimiento: fabrica una vela de naranja como la de muestra Corta la naranja transversalmente. Vacía la naranja respetando el cordón central que une los gajos. Llévala hasta la área reservada. Llénala con aceite de girasol sin que llegue a cubrir el cordón. Espera a qué la enciendan y observa lo que ocurre. Cuestiones: Describe la experiencia. Podrías mejorarla en casa? Indica cómo, inténtalo y explica por qué se ha mejorado. Actividad 3c.- Por grupos Material: apio, microtomo, colorante, porta y cubre, microscopio. Procedimiento: observa la estructura del apio al microscopio Haz un corte transversal del apio y colócalo sobre el porta. Tíñelo con azul de metileno, cúbrelo y observa la preparación. Haz lo mismo pero cortándolo transversalmente. Cuestiones: Describe las dos preparaciones. Ayúdate de imágenes o dibujos. En clase hemos hablado varias veces de tubos o tuberías de las plantas al introducir este tema. Puedes relacionar estos comentarios con tus observaciones del tallo de apio? 8

9 Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas Nombre: Grupo: Actividad 4a.- Individual Descripción: la revista National Geographic quiso fotografiar con detalles una sequioa (los árboles más altos del mundo) de 92 m de altura y unos 1500 años de edad. Pero ninguna cámara conocida tiene esa capacidad. Así que decidieron sacar varias fotografías en diferentes días y montar la imagen. Necesitaron: Un grupo de expertos en alpinismo y fotografía 21 días de trabajo 84 fotografías parciales 120 horas de montaje digital Aquí tienes el resultado. Cuestiones: Cuántas personas hay subidas en el árbol? Marca su posición en el dibujo y entrega la hoja en la clase del jueves, 30 de enero Nota: el póster estará a tu disposición durante la semana que viene en el laboratorio. Actividad 4b.- Por grupos Crea un árbol artificial que consiga hacer subir por capilaridad el agua hasta su cúspide en cantidad suficiente para hacer germinar una semilla de lenteja. Para ello deberás: Escoger el material del que lo vas a hacer Escoger su altura Comprobar si el agua la alcanza Entregarlo en el laboratorio antes del viernes, 7 de febrero Ganará el equipo que logre hacer germinar la semilla con la columna más elevada. 9

10 PRESENTACIÓN PROYECTADA A LOS ALUMNOS 10

11 6. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS 6.1. Resultados obtenidos por los alumnos Actividad 1. -Haz un dibujo de tu montaje en la libreta. 11

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14 -Describe lo que ha ocurrido. Las respuestas mayoritarias son las siguientes: -El agua sube en contra de la gravedad. -El papel es un tubo donde se desplaza el agua de un vaso a otro. -El agua pasa de un vaso a otro. -Anota lo ocurrido en otros montajes. -En los vasos a la misma altura la respuesta mayoritaria es: Pasa el agua más lentamente en los vasos que están a la misma altura. -En el que el vaso vacío está a mayor altura: no pasa nada de agua aunque el papel está mojado. -En el que el vaso con agua está a mayor altura: Respuesta mayoritaria: Pasa el agua un poco más rápido que en el caso de los vasos a la misma altura Otras: En este caso el churro de papel coge el color azul y tras unos minutos el vaso de abajo contenía un poco de agua observamos cómo el agua pasa de un vaso a otro hasta que llega a una misma cota en todos los ejemplos en el vaso que no tiene agua de repente vemos que se está llenando, el papel está mojado, es decir, que se ha filtrado el agua. 14

15 Actividad 2a Capilaridad en tubos de distinto grosor Realización de la actividad 1. Alumnos realizando la práctica 2a en el laboratorio. 15

16 Tabla de resultados. Actividad 2b Capilaridad en distintos tejidos T Alumnos realizando la práctica 2b. 16

17 Tabla de resultados. Actividad 2c -Pregunta: Qué conclusiones puedes sacar del experimento con los tubos de diverso grosor? Hay alguna relación entre el diámetro del tubo y la altura alcanzada? -Respuesta mayoritaria: Cuanto más fino más sube, en relación al diámetro. -Otras respuestas: - En cada tubo sube una cantidad de agua o ninguna, cuanto más ancho menos agua. - Sube la misma agua, la diferencia es que algunos tubos eran más grueso y cabía más agua a lo ancho 17

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19 -Pregunta: Hay diferencias entre las diversas tiras? -Respuesta mayoritaria: Si que hay diferencias por que son de distintos materiales. -Pregunta: Y entre los dos líquidos, agua y alcohol? -Respuesta mayoritaria: El alcohol sube más. El alcohol se absorbe mejor -Pregunta: Cómo alcanzamos la mayor altura? -Respuesta mayoritaria: Con el alcohol y en poliéster -Otras respuestas: una alumna indica con el agua. -Pregunta: En general, dónde sube más el agua, en el papel o en las telas, y en alcohol? -Respuesta mayoritaria: El agua en papel y el alcohol en telas -Otras respuestas: Sube más en telas siempre. Agua y alcohol sube más en telas En papel. 19

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21 -Pregunta: Busca información sobre este fenómeno y anota su nombre y su descripción. La mayoría de alumnos no contestan a esta cuestión: sólo 4 alumnos de 30 realizan la actividad de búsqueda anotando la definición en su cuaderno de trabajo, y 6 alumnos encuentran el término pero sin dar definición. Un alumno busca información sobre el fenómeno pero sólo consigue obtener datos sobre densidad al hacer la búsqueda. Actividad 3a -Pregunta: Qué ha pasado con la mancha de tinta? -Respuesta mayoritaria: La tinta sube hacia arriba. -Otras respuestas: Se ha ido hacia arriba convirtiéndose en otro color Se ha difuminado la tinta mientras sube el agua Las manchas se han ido corriendo hacia el alcohol, hasta que poco a poco estaban más claritas e iban despareciendo. Todas las tintas se han comportado igual? -Respuesta mayoritaria: Todas las tintas se comportan igual -Otras respuestas: No, algunas se notan más que otras No, el que era más grande subió la tinta más rápido La dirección ha variado según la tinta Todas las tintas se han comportado igual, pero en unas se nota más la separación de colores Todas hacia arriba y vemos como se separan los colores de que están compuestos. En el naranja se ve rojo y amarillo, en el verde, amarillo y azul y en el morado, rojo, magenta y azul. (Es curiosa esta respuesta por que las tintas usadas en el experimento grande color negro, azul y rojo) Resultado de la cromatografía utilizando tinta de diferentes colores 21

22 Actividad 3b -Pregunta: Describe la experiencia En general describen bien la actividad, llamando al cordón central de formas muy diversas y curiosas: rabillo con la piel, tallo e hilo. -Pregunta: cómo podrías mejorarla en casa? -Entre las propuestas de mejorar encontramos como mayoritaria: Dejar secar la naranja Abrir menos la naranja para que quede el tallo más largo Preparación del montaje de la vela de naranja. 22

23 Actividad 3c -Pregunta: Descripción de las dos preparaciones. Ayudándose de imágenes y dibujos. 23

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25 La mayoría no diferencia entre corte longitudinal y transversal. Y la mayoría no dibujan lo observado, ni relacionan los conceptos. Algunas de las respuestas dadas por los alumnos son: En el corte transversal se ven los pequeños conductos por donde pasa el agua para que llegue arriba Veo células Veo forma de tubos Entre las células de la pared celular puede haber pequeños huecos donde se transportan los nutrientes En el cortado horizontalmente se veía el tubo cortado horizontalmente y los tallos Observamos tubitos donde se transportan cosas del apio. Se aprecian como celdas (cortes transversal) y tubos (cortes longitudinal) 25

26 Observación de los cortes del apio al microscopio Actividad 4a Identificación del número de personas en el póster de la sequoia. La totalidad del alumnado indica la existencia de 6 personas subidas a lo largo del póster de la gran secuoya. Actividad 4b Han sido 6 los proyectos de árboles presentados. 26

27 Construyendo árboles quién ganará? 27

28 Proyectos ganadores 28

29 7. VALORACIÓN DEL ALUMNO Al finalizar la práctica se les pasó a los alumnos la siguiente encuesta: ENCUESTA PARA EL ALUMNO 1.- Opina sobre el desarrollo de la práctica: EXCELENTE MUY BUENO BUENO INDIFERENTE MALO La organización de la práctica ha sido buena El nivel de los contenidos ha sido La utilidad de los contenidos aprendidos La utilización de medios audiovisuales El ambiente del grupo de alumnos La duración de la práctica ha sido El material entregado ha sido En general, la práctica te ha parecido 2.- Opina sobre tu participación en este curso: Mi motivación ha sido EXCELENTE MUY BUENA BUENA INDIFERENTE MALA Mi participación ha sido La asimilación de contenidos Expresa con una frase lo que comentarías a un compañero o compañera que vaya a realizar esta práctica Califica la práctica con una nota de 0 a 10 puntos Finalmente, si has echado algo de menos o quieres proponer algo, coméntalo: 29

30 La valoración realizada por los alumnos fue la siguiente: 1.-En cuanto al desarrollo de la práctica: - La organización de la práctica la mayoría del alumnado la consideran muy buena. - Consideran el nivel de los contenidos entre bueno y muy bueno. - Respecto a la utilidad de los contenidos la mayoría opina que es muy bueno. - El uso de medio audiovisuales ha sido según los alumnos muy bueno, aunque hay un pequeño porcentaje de ellos que lo consideran indiferente. - Según los alumnos, el ambiente de trabajo ha sido muy bueno. - La duración de la práctica la consideran entre buena y muy buena, aunque también hay un porcentaje de alumnos que la califican como indiferente. - Respecto al material entregado, la mayoría de alumnos lo consideran muy bueno. - En general, la práctica les ha parecido entre muy buena y excelente. 2.-En cuanto a su participación en la práctica: - La motivación de la mayoría del alumnado ha sido muy buena. - En cuanto a la participación la mayoría de los alumnos la consideran muy buena. - Respecto a la asimilación de contenidos también la valoran como muy buena. Expresa con una frase lo que comentarías a un compañero o compañera que vaya a realizar esta práctica. Muchos de los alumnos hacen recomendaciones y referencias al concurso y proponen mejoras para la construcción del árbol. Algunos de los comentarios realizados por los alumnos son: - Se aprende y te diviertes - Aprendes de manera sencilla - Es bastante interesante y se aprende mucho de capilaridad - Es bastante entretenida - La práctica está muy bien, por cierto, ves pensando el árbol artificial que si no no te dará tiempo Califica la práctica con una nota del 0 al 10. La media de valoración es un

31 Comentarios frente a la propuesta de mejora. La mayoría este apartado lo deja en blanco, sin hacer propuestas de mejora. Algunos de los alumnos han echado de menos: - Perder clase - Más tiempo para desarrollar el proyecto de la construcción del árbol - Que dure más tiempo y hacemos menos clase - La VICTORIA!! 8. EVALUACIÓN DEL PROYECTO Estamos satisfechos de la elaboración y resultado obtenido en este proyecto. Comprobamos a través de la encuesta que el alumno ha valorado positivamente el desarrollo de la práctica, y en general, ha asimilado muy bien los contenidos. La actitud del alumnado ha sido muy positiva y participativa a lo lago de toda la actividad y especialmente en el concurso del árbol, en el que mostraron mucho interés por ganar. Consideramos que el éxito de este proyecto ha sido introducir actividades muy diversas, motivadoras y sencillas: experiencias prácticas, búsqueda de información en Internet, presentaciones, juegos y concursos. Las actividades que más han llamado la atención a los alumnos han sido la fabricación natural de una vela, la presentación donde se muestra comparativamente la altura de edificios emblemáticos de la ciudad con la altura de diferentes árboles y el concurso de construir el árbol más alto. El objetivo principal que buscábamos con este trabajo era que el alumno comprendiera el fenómeno de la capilaridad y su funcionalidad en las plantas a través de la realización de diferentes experiencias. Aunque hemos alcanzado el objetivo (vista la valoración de los alumnos), nos han quedado pendientes por realizar diversas experiencias, planteadas en un principio. -Una de estas experiencias, y que era utilizada como actividad inicial, era en la que los alumnos comprobarían el transporte de sal y azúcar degustando un tallo de apio. Asimismo, en otra experiencia, podrían comprobar cómo ascendía por capilaridad el azul de metileno en el apio. 31

32 Esta experiencia fue realizada con éxito en Septiembre, en la preparación del proyecto, como se observa en las siguientes fotografías: Desconocemos el motivo por el que dos meses más tarde, en Diciembre, el experimento no resultó como se esperaba, teniendo que suspenderlo y diseñar nuevas experiencias. Pensamos que el fracaso en esta actividad puede deberse a las bajas temperaturas invernales, así que lo volveremos a intentar en primavera. -Otra experiencia que diseñamos pero que no hemos podido realizar con los alumnos es la observación del fenómeno de transpiración en una hoja de higuera. Pensamos que el resultado negativo en esta actividad se debe a las mismas causas que en la experiencia anterior. Por todo esto, consideramos que este proyecto debería realizarse en primavera o principios de otoño, y así poder añadir las actividades que no se han podido realizar. 32