Nuevo Manual de la Unesco para la ensedanza de las ciencias

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2 Nuevo Manual de la Unesco para la ensedanza de las ciencias

3 Nuevo Manual de 1aUnesco para la enseñanza de las ciencias a Editorial Sudamericana / Buenos Aires 1975

4 EDICIÓN EN ESPAÑ~L AUTORIZADA POR LA ORGANIZACION DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA EDUCACION, LA CIENCIA Y LA CULTURA TRADUCCI~N DE ALBERTO E. J. FESQUET Y CARLOS E. A. GoNDELL PRINTED IN ARGENTINA IMPRESO EN LA 1973, Unesco Queda hecho el depósito que previene la ley (para la versión española) 1975, Editorial Sudamericana Sociedad Anónima, calle Humberto l? 545, Buenos Aires. ThüM DEL ORIGINAL EN INGLÉS: NEW UNESCO SOURCE BO0,K FOR SCIENCE TEACHING

5 Prefacio El Nuevo Manual de la Unesco para la Enseñanza de las Ciencias se ha preparado con el propbsito de actualizar el Manual de la Unesco para la Enseñanza de las Ciencias proporcionando un repertorio más amplio de material científico apto para incluir en los cursos de introducción a las ciencias. h Conferencia General de la Unesco, en su decimoquinta sesión de 1908, resolvió que se efectuara una nueva edición, como consecuencia de los pedidos formulados en tal sentido por los estados miembros. La coordinación de la revisión estuvo a cargo del Centro de Enseñanza de la Ciencia de la Universidad de Maryland, EE. UU., bajo la supervisión editorial del Dr. J. David Lockard, director del mencionado Centro y de la Clearing House on Science and Mathematics Curricular Developments. Fueron miembros agregados del equipo revisor los Dres. Alfred de Vito, J. Dudley Herron, Ralph W. Lefler, Robert W. Menefee y Wayne Taylor. La revisión final del manuscrito estuvo a cargo del Dr. H. Ibstedmt y los Sres. J. Kent y E. G. Smith. Como preparación previa a la revisión se recogieron numerosos comentarios y sugerencias remitidas por los usuarios de las ediciones anteriores del Manual de la Unesco para la Enseñanza de las Ciencias, tarea que estuvo a cargo de la Confederación Mundial de Organizaciones de Profesionales de la Enseñanza (WCOTP), organizaciones de maestros y asociaciones profesionales, que fueron invitadas a contribuir con sus sugerencias tendientes al mejoramiento del mismo, y la Asociación de Zambia para la Educación Científica coordinó un estudio especial. Posteriormente se organizó una reunión bajo los auspicios de la WCOTP, en la cual se establecieron los lineamientos de la revisión. La historia del Manual de la Unesco para la Enseñanza de las Ciencias se remonta a la época de la terminación de la segunda guerra mundial, en la cual, la Unesco patrocinó la edición de un pequeño volumen titulado Sugerencias para Maestros que Enseñan Ciencias en Países Devastados, escrito por J. P. Stephenson (ex maestro de ciencias en la Escuela de la Ciudad de Londres y Miembro del Comité de Cooperación de la Roya1 Society con la Unesco, para el Reino Unido). Este libro, de probada utilidad en las áreas devastadas, obtuvo un éxito extraordinario en regiones que previamente habían contado con poco o ningún equipo para la enseñanza práctica de las ciencias. En 1956, dicho libro había alcanzado considerable difusión, especjalmente por la incorporación al mismo de sugerencias de los expertos de la Unesco en el campo de la enseñanza científica, relativas a la construcción de un equipo sencillo y a la realización de experimentos Utilizando los materiales disponibles en la localidad. El mismo se transformó en la primera edición del Manual de la Unesco para la Enseñanza de!as Ciencias. En 1962 se publicó una segunda edición, y desde entonces el libro se reimprimió 24 veces y fue traducido a 30 idiomas. Hasta la fecha se han vendido casi ejemplares. Sería una tarea en absoluto imposible mencionar a todos los que han contribuido a la preparación del presente volumen. El

6 origen de buena parte del material incluido en el mismo está profundamente sepultado en el pasado y pertenece al patrimonio común de todos los maestros de ciencias de todas partes. Además de la labor de J. P. Stephenson y del Dr. J. David Lockard y sus colaboradores, ya mencionada, cabe un reconocimiento especial para las numerosas personas y grupos que en diversas formas han contribuido a esta edición, y también a aquellos cuyos nombres figuran en!os prefacios de las ediciones anteriores.

7 Agradecimientos Muchas de las ideas que, modificadas y adaptadas para su aplicación, figuran en el Manual proceden de trabajos de los siguientes autores y editores: R. y M. Buchsbaum, A. D. Bulman, Louis T. Cox Jr., Alfred E. Friedl, Paul D. Merrick, Alberta Whitfield, R. Kudo, R. Sund, L. Trowbridge, Henry Holt y Co., Charles E. Merrill Publishing Company, National Science Teachers Association, EE. UU., Association for Science Education, Reino Unido, y University of Chicago Press. Por supuesto, se han consultado otros manuales de metodología científica, y se agradece cordialmente a: Source Book for Elementary Science, de Hone, Joseph y Victor; A Source Book for the Physical Sciences, por Joseph, Brandwein, Morholt, Pollack y Castka; A Source Book for the Biological Sciences, de Morholt, Brandwein y Joseph, todos publicados por Harcourt Brace Jovanovich Jnc.; y Geology and Earth Sciences Source Book, publicado por el American Geologid Institute. Han sido muy fructíferas las ideas sugeridas por proyectos de diversos currículos, tales como los Nuffield Projects, en el Reino Unido, y los patrocinados en EE. UU. por la National Science Foundation (es decir, ISCS, BSCS, PSSC) y los del Departamento de Estado de Educación. Expresamos nuestro reconocimiento a todas estas fuentes. El mapa estelar detallado, para las regiones situadas entre ambos trópicos, se debe al Sr. H. A. Diamand, experto de la Unesco en la República Popular del Congo, quien lo preparó especialmente para esta publicación. Todas las ilustraciones fueron dibujadas por la Srta. Dominique Bazin y el señor Paolo Moriggia.

8 Contenido Introduccidn Capítulo primero Recursos, facilidades y técnicas para la enseñanza de las ciencias 15 Algunas sugerencias acerca de la enseñanl za de las ciencias 17 Posibles recursos 17 Empleo de los recursos 18 Facilidades para la enseñanza de las 1 ciencias 18 l La seguridad en el laboratorio 20 l Herramientas y técnicas útiles 23 l Herramientas 23 Corte de vidrios 24 Soldaduras 25 Copias heliográficas y diazotipias 27 Construcción de un equipo de uso general 28 Dispositivos para pesar 28 Dispositivos ópticos 30 1 Fuentes de calor 32 Dispositivos para medición 34 Otras sugerencias útiles 34 Soluciones químicas 36 Preparación de soluciones de molaridad conocida 36 Preparación de reactivos 37 Reactivos de uso general en el laboratorio 37 Reactivos generales 37 Soluciones y reactivos especiales 39 Capítulo segundo Ciencias físicas 43 Química 45 Introducción 45 El mechero de Bunsen 45 Identificación de sustancias puras 46 Energía necesaria para transformar a los sólidos en líquidos y a éstos en vapor 50 Aplicación de los puntos de fusión y ebullición, y la solubilidad y densidad a problemas relativos a la separación de sustancias, de las mezclas de que forman parte 51 El efecto del calentamiento en las sustancias 55 Cómo preparar, recoger y ensayar algunos gases 57 Qué es la herrumbre? 61 Extractos coloreados prqcedentes de flores, como indicadores de ácidos y bases 62 Crecimiento de los cristales 63 La materia en forma de partículas. Su movimiento, número y dimensiones 66 Conductividad eléctrica de las sustancias 69 Materiales de construcción 70 Electrólisis de fusiones y soluciones acuosas 73 Reacciones químicas 75 La energía de las reacciones químicas 79 Energía eléctrica de las reacciones químicas 81 Determinación de las causas que afectan a la velocidad de reacción 86 Descomposición de moléculas grandes en otras más pequeñas 88 Construcción de moléculas 90 Calor y temperatura 91 El calor como energía 91 Dilatación 91 Termómetros 93 Conductividad 94 Convección 96 Radiación 98 La cantidad de calor 99 Magnetismo y electricidad 99. Electricidad estática 99 La corriente eléctrica 103 Magnetismo 110 Electromagnetismo 113 Movimiento ondulatorio 116 Producción de ondas 116 Sonido 119 Luz: Producción de luz; Reflexión; Refracción; Color Mecánica 132 Balanzas 132 Experimentos con la gravedad 132 Inercia 135 Fuerza centrípeta 136 Fuerza y movimiento 137 Acción y reacción 138

9 Máquinas 138 Fluidos 143 La presión de los líquidos 143 Flotabilidad 146 Tensión superficial 149 La presión atmosférica 151 Capítulo tercero Biología 159 Introducción 161 Niveles de organización 161 Explicación de los niveles 161 Estudiando los organismos 163 Por qué los alumnos deben estudiar organismos vivientes 163 Comportamiento de las aves 164 Organismos acuáticos 166 Embriones de pollo 167 Insectos 168 Coleccionando organismos del suelo 170! Trampas para mamíferos peqheños y reptiles 170 Enjaulando animales 171 Planarias 172 Estudiando las poblaciones 172 Estudiando las comunidades 177 Ecosistemas 180 Estudiando las plantas 181 Estudiando los animales 188 Estudiando los tejidos 189 Estudiando las células 190 Capítulo cuarto Ciencias de la tierra y del espacio 193 Introducción 195 Rocas y minerales 195 Iniciación simple 195 Propiedades físicas de los minerales 196 Principales componentes minerales de las rocas 198 Principales grupos de rocas 199 Producción de rocas artificiales 202 Tareas a realizar 203 Suelos 204 Suelo y agua 206 Actividades adicionales 210 Astronomía y ciencias del espacio 211 Instrumentos astronómicos 21 1 Cuadrantes solares 213 Familiarizándonos con las estrellas y planetas 215 Observación de fenómenos celestes 226 Observación de los efectos del movimiento de la Tierra 228 Modelos y demostraciones para la enseñanza de la astronomía 232 Modelos para las ciencias del espacio 235 El tiempo 239 Construcción de instrumentos y de una estación meteorológica 239 Los vientos y el tiempo 244 Cómo se carga el aire de humedad 247 Cómo el aire pierde su humedad 248 Proyectos meteorológicos 250 Las nubes y el tiempo Apéndices Unidades SI Conversión de unidades de otros sistemas a unidades SI Tabla periódica Tabla de los elementos Indicadores ácido-base Humedad relativa del aire (porcentaje) -"C Equivalencia de temperaturas en distintas escalas Logaritmos Transportador, escuadra, etc. 272 indice 275

10 In traducción El objetivo perseguido por los hombres de ciencia, en todas las regiones del mundo, y que configura el proceso de la investigación científica es la búsqueda de una comprensión más completa de los fenómenos que ocurren a nuestro alrededor. Así como la ciencia en sí misma es universal, lo es también la búsqueda de mejores métodos para 5u enseñanza, El Nuevo Manual de la Unesco para la Enseñanza de las Ciencias está integrado por ideas aportadas por maestros de todo el mundo para el empleo de los recursos y materiales comunes en la enseñanza científica corrientemente asequibles. Es un libro destinado a los maestros, particularmente a los que enseñan ciencias en escuelas elementales y en los cursos inferiores de las escuelas secundarias y a los que se preparan para,dicha tara. Para que las ciencias se aprendan eficazmente, su enseñanza debe ser experimental. Se halla tan próxima a la vida de cada niña o muchacho que ningún maestro debería estar desprovisto de materiales de primera mano para su estudio. El mundo, dentro, debajo, alrededor y por encima de nosotros, en todas las regiones del globo, presenta una interminable variedad de fepómenos aptos para servir de tema a la enseñanza de las ciencias, así como también materiales utilizables para la construcción del equipo científico y elementos auxiliares. El Nuevo Manual de la Unesco para la Enseñanza de las Ciencias ha sido proyectado para que constituya una fuente de ideas para planificar actividades científicas simples, investigaciones y experimentos susceptibles de ser realizados por los mismos alumnos, y para la construcción de un instrumental científico sencillo, empleando materiales disponibles en la localidad donde se imparta la enseñanza. Como en el territorio de un país los recursos difieren ampliamente, como asimismo en las distintas localidades, se anticipa que cada maestro deberá extraer de los disponibles, los materiales adecuados a las necesidades de sus alumnos y a las circunstancias particulares de la enseñanza. El Nuevo Manual de la Unesco para la Enseñanza de las Ciencias puede también ser útil a grupos de alumnos consagrados a las actividades propias de los clubes científicos, por ejemplo, o individualmente a los que realicen a título personal actividades o investigaciones científicas. No obstante, se supone que dichas tareas se realizarán bajo la guía y la supervisión general de un maestro, lo que permitirá al alumno obtener el mayor provecho de sus experiencias y hallazgos, y también, en muchos casos, en razón de las precauciones de seguridad necesarias. Por este motivo, el libro no está dirigido en forma directa a los alumnos. La nueva edición revisada se ha preparado con el propósito de actualizar el Manual de la Unesco para la Enseñanza de las Ciencias para que refleje los enfoques modernos de la enseñanza científica en los niveles elementales y de los primeros ciclos del secundario. En razón de la condición de largo alcance de los nuevos adelantos en el enfoque y metodología de la enseñanza de las ciencias, no se ha intentado incluir en este único volumen indicaciones extensas sobre estrategias pedagógicas. Estas formarán parte de un segundo volumen: el Manual de la Unesco para Maestros de Ciencias, que también comprenderá aspectos del proceso de aprendizaje en los niños y consideraciones de

11 carácter sociológico, como, por ejemplo, las relacionadas con las actividades de los maestros de ciencias en la práctica escolar. Si los alumnos poseen la capacidad necesaria para captar los problemas que surgen de la aplicación de las ciencias a su vida diaria, deberán estar habilitados para lograrlo a través de una enseñanza de aquéllas ampliamente fundamentada. Esta seleccionará cuidadosamente el material procedente de todas las categorías científicas, comprendidas las ciencias de la Tierra y del espacio y las disciplinas intermedias. Para lograr dicha finalidad se ha ampliado considerablemente la extensión del Nuevo Manual de la Unesco para la- Enseñanza de las Ciencias. Esta nueva edición revisada, incluye una sección más extensa de ciencias biológicas y gran cantidad de material nuevo en las ciencias de la Tierra y del espacio. La sección correspondiente a las ciencias físicas contiene también una cantidad apreciablemente mayor que la correspondiente al Manuaf anterior, de material didáctico sobre química. Si los alumnos captan la ciencia como una unidad, será necesario poner énfasis en la enseñanza de los conceptos claves que constituyen los fundamentos de muchas disciplinas científicas. Nociones ~ básicas, como las de materia y energía y su relación mutua y los distintos niveles en la organización de los seres vivos, constituyen los temas claves de los principales capítulos del libro. Aun cuando el estilo se ha conservado en la forma más accesible a los numerosos usuarios del Manual en todo el mun- do, se han introducido algunas modificaciones importantes en su formato y presentación, con el objeto de facilitar su empleo, y se ha incluido un fndice. El material ha sido agrupado en cuatro capítulos principales titulados: Recursos, facilidades y técnicas para la enseñanza de las ciencias ; Ciencias físicas ; Ciencias biológicas y Ciencias de la Tierra y del espacio. Tales títulos ng implican el encasillamiento mental de la enseñanza de las ciencias comprendidas en dichas áreas particulares. Se ha escogido dicha división, no obstante, para facilitar la consulta, dado que quienes utilizarán el libro se ajustarán B. programas muy diferentes, tanto en su contenido como en lo relativo B la organización del material, no habiéndose intentado un agrupamiento más integral del mismo. Se ha realizado un esfuerzo tendiente a mejorar la exactitud de todas las informaciones presentadas, incluyendo sólo experimentos y equipos de probada confiabilidad bajo diversas condiciones climáticas. Muchas de las figuras y diagramas de la primera edición se han dibujado nuevamente, prestándose mucha atención a la seguridad en el iaborcdorio, tema acerca del cual se incluye una nueva sección. En todo el libro se han empleado las unidades internacionales y del sistema métrico decimal. Se invita a quienes utilicen el Nuevo Manual a remitir a la Unesco sus comentarios, críticas y sugerencias, susceptibles de incorporarse en ediciones futuras.

12 Capítulo primero Recursos, facilidades y técnicas para la enseñanza de las ciencias

13 Algunas sugerencias acerca de la enseñanza de las ciencias Posibles recursos en un área rural (actividades ecolbgicas ) El campo de una granja abandonada ofrece una excelente oportunidlad de observación del proceso conocido como sucesión. Las primeras plantas sembradas en dicho campo se denominan plantas iniciales. A medida que la comunidad del mismo (ecosistema) varía con el tiem,po, algunas poblaciones son reemplazadas por otras. Este reemplazo de las poblaciones se llama sucesión ecológica. Frecuentemente es posible observar un área madura, como por ejemplo, un bosque adyacente a un campo recientemente abandonado. Es interesante estudiar las diversas etapas de desarrollo y deducir cuáles deben ser las etapas intermedias. Un bosque o floresta cerca de la escuela puede ser instructivo para: descubrir los cambios estacionales experimentados por los animales y las plantas; estudiar sus hábitos; descubrir dónde viven los animales; observar cómo la vida animal y vegetal dependen la una de la otra; y comprobar en qué medida las condiciones físicas circundantes, como la humedad, temperatura y cantidad de luz solar, afectan a los seres vivos; búscíir ejemplos de animales y plantas útiles y dañinos. Posible aplicación: Organizar una excursión al campo para observar y coleccionar materiales. Llevar los ejemplares seleccionados a la clase. Un edificio en construcción puede proporcionar la ocasión de observar cómo 5e instalan los cables el8ctricos; cómo se afsla un edificio; los diferentes materiales que se emplean; la diferencia entre el suelo excavado para las fundaciones y el de un jardín; cómo se disponen los desagües. Las actividades posibles comprenden la recolección de muestras de materiales de construcción para su estudio -cables con diferentes tipos de aislación eléctrica, diversas clases de materiales aislantes del calor; muestras de suelos, etc.-; de hablar con los operarios a cargo de la instalación eléctrica o de la plomería o tareas similares. Observar el procedimiento de emplazamiento y perforación de un pozo de agua, si lo hay; examinar la cañería de plomo. Si se halla en uso un excusado en el exterior determinar cómo está situado con relación a la provisión de agua, y por qué se e!igió dicha ubicación. Un aserradero puede ser instructivo para aprender cdmo se seleccionan los árboles para su corte; para averiguar cómo se protegen los árboles jóvenes; qué especies se consideran más valiosas y por qué; observar el empleo de las máquinas; conocer cómo se obtiene y se cura la madera aserrada; comprobar los cambios en la vida animal y vegetal cuando un área ha sido talada. Las posibles actividades incluyen la visita a un aserradero para observar los procedimientos, conseguir muestras de maderas para estudiar los anillos de crecimiento; caminar por los bosques para ver cómo se cortan los árboles y-examinar las diversas máquinas observando de qué manera auxilian a los trabajadores. Una granja puede ser instructiva para observar los diversos procedimientos de

14 Algunas sugerencias acerca de la ensefianza de las ciencias 18 conservación y almacenaje de los alimentos; el cuidado de los animales; el cultivo de las plantas y flores del jardín; para estudiar el uso de las máquinas en la casa, el campo, el granero, el jardín y el huerto, y de qué manera los edificios y terrenos se protegen contra el fuego y cómo se previenen los accidentes. Un jardín con plantas y flores, puede ser instructivo para observar cómo las plantas obtienen suficiente luz, humedad y otros factores esenciales para su desarrollo; pra aprender cómo se prepara el terreno para la plantación; cbmo se realiza el trasplante y de qué manera se dispersan las semillas; para estudiar la autopolinización de las flores; su polinización cruzada y la germinación y desarrollo de las semillas, aprendiendo a conocer las clases de suelos más adecuadas para el cultivo de diferentes especies de plantas y cómo se determina la calidad de un suelo, comprobando cómo las plantas alrnacenan alimentos y sus cambios estacionales. Las actividades posibles incluyen visitas al jardín para observar plantas y métodos de cultivo, recolectar semillas y frutos que ilustren las formas de dispersión; la germinación de semillas en la clase para incrementar los conocimientos sobre cultivo de plantas; la realización de experimentos para comprobar la acción de la luz, temperatura y humedad en el crecimiento de las mismas y, si es posible, el cultivo de un jardín en la escuela como forma de acrecentar los conocimientos sobre el crecimiento de las plantas. Un apiario puede instructivo para observar cómo se cuidan las abejas, la construcción de las col?nens Y cómo se preparan para la estación fría; qué ocurre cuando las abejas forman enjambres y de qué manera se las puede manejar con seguridad; por qué son Citiles al hombre; para observarlas cuando trabajan y verificar cómo se desarrolla la vida en el interior de una colmena mediante ei estudio de un ejemplo de insectos sociales y títiles. Un riacho o laguna puede ser interesante para la observación de las diversas clases de vida vegetal y la adaptación de tallos, raíces, hojas, flores y frutos a la humedad ambiente; el estudio de la adap tación de los animales para la vida en el agua o sus cercanías, comparándolos con los animales terrestres; observando, sus cambios y los de las plantas, en el curso de las estaciones y los hábitos de recolección de alimentos y construcción de viviendas en la vida animal. Empleo de los recursos El valor de los reciirsos depende de la habilidad con que se los utilice. Cada uno de ellos debe usarse con un propósito, o propósitos, definido: ayudar a resolver un problema; ilustrar mejor un principio científico; fomentar en los alumnos el hábito de la Investigación de su medio ambiente. t Al planear una excursión, maestro y alumnos deberán proponerse como objetivo el examen,de un problema, o problemas, definido. El maestro, y quizá un pequeño grupo de alumnos deberían trasladarse previamente al lugar que luego visitará todo el curso, para verificar si es adecuado y accesible. Cuando los alumnos proyecten obtener informes de los pobladores del lugar, conviene asegurarse de que los informantes comprenden la finalidad de la visita y de que sus explicaciones serán lo suficientemente explícitas como para que aquéllos las entiendan. La discusión subsiguiente debe ser cuidadosamente planeada. Para la solución de 10s problemas deben emplearse 10s datos adecuados y confemionarse informes por escrito de 10s hallazgos, cuando se considere que éstos serán de utilidad para los alumnos. Facilidades para la enseñanza de las ciencias Organización en la clase de un rincón de las ciencias. Destinar para este propbsito un rincr5n de la clase, al que se denominará: Rincón de la Ciencia. Conseguir si es posible una o dos mesas utilizables para los experimentos y exhibición. Tal vez el

15 19 Algunas sugerencias acerca de la enseñanza de las ciencias portero de la escuela pueda colaborar confeccionando estantes debajo de las mismas para guardar el material, elementos 'y equipo descriptos en este libro. Se estimulará a los alumnos para que traigan material para su exhibición en el Rincón de la Ciencia. LB permanencia de éste en la mesa no debe ser tan prolongada que desaparezca el motivo de su interés. El Rincón de la Ciencia debe ser un lugar de actividad y cambios. Tablero para un boletín de informaciones científicas. Si se estimula lo suficiente a los alumnos, tmerán a la escuela constantemente material de interés, en forma de recortes de diarios y revistas, por lo que un tablero para informaciones científicas constituirá uno de dos medios de difusión de dicho material, corno así también de dibujos u otros trabajos preparados en las clases de ciencias. Un buen lugar para el trablero de exhibición de dicho boletín será junto a las mesas del Rincón de la Ciencia. Podrá construirse con madera blanda o conglomerado de madera. Estante-museo: Los alumnos, una vez despierto su interés son coleccionistas insaciables. Muchas de,las cosas que coleccionen estarán seguramente destinadas a la escuela. Deberán estimularse tales actividades, y una manera de lograrlo será destinando un estante como museo en el cual puedan exhibirse colecciones o ejemplares de carácter científico. Acuarios y terrarios. Los acuarios y temrios constituyen una fuente de constante interés y proporcionan un lugar de observación de muchos fenómenos científicos importantes. En el capítulo tercero se hallarán instrucciones para la construcción y mantenimiento de acuarios. Jaulas para animales. Diversas especies de animales pueden mantenerse en observación en la clase. Algunos se adaptan a la cautividad mejor que otros. Se puede invitar a los alumnos a 1,levar sus animales favoritos a la escuela durante breves períodos para su observaci6n y estudio. En el capítulo tercero se hallarán sugerencias para la construcción de jaulas para animales. instalación de una estación meteorológica. En el Capítulo Cuarto se describen algunos instrumentos meteorológicos sencillos, que pueden construirse con materiales de fácil Óbtención en casi todas partes. La observación diaria de los cambios del tiempo es una fuente de interés y puede constítuir la base de provechosas lecciones científicas. Cultivo de plantas. Pequeñas macetas ubicadas en el antepecho de una ventana donde dispongan de luz abundante, brindarán un amplio espacio para el cultivo de semillas y pequeñas plantas. Si se requiere mayor espacio para ciertos experimentos, pueden obtenerse o construirse cajones chatos, con madera nueva o desechos. Condiciones tropicales. En los tr6picos existen muchos inconvenientes en un laboratorio, en particular durante la estación húmeda. El material se echa a perder, los papeles se pegan uno a otro, los instrumentos se oxidan, dos ejemplares se enmohecen, en los lentes proliferan hongos que los inutilizan estropeando superficies pulidas con precisión. Además, las hormigas, termitas y otros insectos prosiguen con su interminable obra destructora. Cuanto sea posible debe guardarse en recipientes herméticos. Son ideales los tarros de vidrio con tapas bien engrasadas, y muy útiles los frascos con tapa roscada, como los de dulces y los recipientes metálicos, como latas de galletitas y tortas, etc.; pueden transformarse fácilmente en herméticos mediante una junta de material aislante colocada entre la tapa y el recipiente. Las lentes de los microscopios, cuando no se usan, deben preservarse con un disecante. Un trozo de piolín embebido en creosota y colocado dentro del estuche de la lente, se ha comprobado que retarda eficazmente el desarrollo de mohos. Durante la est~cidn Huviosa, los microscopios, galvanómetros y otros instrumentos sensibles, deben guardarse, si es posible, en un armario, en cuyo interior

16 Algunas sugerencias acerca de la enseñanza de las ciencias 20 se mantendrá encendida permanentemente una lámpara eléctrica de 50 vatios. Las agujas pueden clavarse en un trozo de género previamente untado con vaselina. Los instrumentos metálicos como calibres a rosca, vernieres, diapasones, etc., deberán engrasarse. Los tornillos de los soportes para retortas, anillos y prensas de sujeción deben aceitarse frecuentemente. Los escalpelos deben untarse con vaselina y guardarse en una caja. Las partes metálicas de las herramientas deberán frotarse con un trapo aceitado. La seguridad en el laboratorio Las actividades prácticas y experimentos constituyen un aspecto de gran importancia en las clases de ciencias. La realización de experiencias puede resultar entretenida, pero también peligrosa y el maestro de ciencias debe asegurarse de que el trabajo se realice de tal manera que no se produzcan accidentes. Muchas de nuestras actividades diarias son potencialmente peligrosas. Encender fuego, atravesar una calle, conducir un automóvil y hastq tomar un baño, pueden tener como consecuencia un accidente, pero no dejaremos de hacer estas cosas por el peligro implícito, más bien, enseñaremos a nuestros niños d riesgo que involucran,dichas actividades para que sean capaces de disfrutar de los beneficios de las mismas, evitando los peligros potenciales. Igual filosofía debe aplicarse en las clases de ciencias. Los alumnos deberán aprender cuáles son los peligros inherentes a cada actividad, y fla forma de evitar lo imprevisto. A continuación se resumen algunas precauciones. Quemaduras y fuego. Tal vez el tipo más común de accidente en el laboratorio es una quemadura. En su mayoría pueden evitarse si los alumnos tienen presente que un objeto sometido a la acción del calor, se calienta y permanece caliente durante cierto tiempo. Aunque obvia, esta advertencia por lo general no se tiene en cuenta. Los alumnos pondrán un trozo de vidrio o metal en una llama durante varios segundos, luego lo retirarán y to- carán su extremo para comprobar si está caliente, iy lo está! Desgraciadamente, la mayoría de los objetos calientes no se distingue a simple vista de los frios, por su olor o su sonido. Sólo el sentido del tacto suministra la prueba y, si el objeto está muy caliente, aun tocándolo con precaución puede producir una quemadura. Cabe formular otra sencilla recomendación relacionada con el fuego: NO poner objetos susceptibles de arder, cerca de las Ilamas. Los alumnos deben comprender que ropas, cabellos, papel, madera y muchas sustancias químicas comunes arden bastante fácilmente. Los mecheros que no se usen deben apagarse. Una precaución adicional es la concerniente a las lámparas de alcohol: Si se proyecta hacia abajo, sobre la base del quemador un calor excesivo, como por ejemplo cuando se calienta el interior de metal brillante de una lata empleada como protección contra el viento, el alcohol puede gasificarse en el interior de la lámpara transformándola de suave quemador en soplete muy caliente. Cortaduras y vidrio roto. Las cortaduras menores son un segundo tipo de accidente comcn. Se deben generalmente a tres causas: rotura de tubos, caída de recipientes de vidrio y explosivos del generador de gas. Prácticamente todas las cortaduras producidas por tubos de vidrio pueden evitarse si éstos se envuelven en una toalla antes de introducir un tapón. Se puede lubricar el vidrio del tubo con glicerina o agua y tomarlo con una toalla girando al insertar el tapón. Los extremos de todo tubo de vidrio deben alisarse en la llama, evitando que se cierren por completo. Si esto accidentalmente ocumera y el tubo formara parte de un sistema de suministro de gas, éste no podría pasar a través del mismo, pudiendo producirse una explosión. Es menester verificar siempre los dispositivos generadores de gases para asegurarse de que no existen obstrucciones. Cuando el gas generado es oxígeno o hidrógeno, dicha precaución debe extremarse, porque las posibilidades de una explosión accidental son mayoms. Para la ob tenci6n de dichos gases no son recomen-

17 21 Algunas sugerencias acerca de la enseñanza de las ciencias dables los procedimientos que requieran el empleo de calor. Es evidente que el riesgo de cortaduras debida a la caída de objetos de vidrio se reducirá mucho si los recipientes de vidrio se dejan en el piso o en estantes donde exista poco peligro de derribarlos accidentalmente. Esto es especialmente cierto en el caso de grandes existencias de botellas de ácidos, gases o líquidos inflamables. Cuando se rompa un vidrio debe ser arrojado a un recipiente que tenga una marca especial antes que a cestos norma. les de basura. Hay que tener consideración con la persona encargada de la limpieza. Calentamiento de sustancias en tubos de ensayo. Al calentar sustancias en tubos de ensayo, debe moverse el tubo de un lado al otro a través de la llama, y la boca del tubo debe ser orientada alejándola de las personas que estén cerca (véase la figura). Fuente de calor Los tubos de ensayo nunca deben ser llenados en más de un tercio a una mitad de su capacidad, como preoaución contra ebulliciones y rebosaduras. Cuando se transfieran materiales de un recipiente a otro, mantengase los recipientes a una prudente distancia. Olfateo y paladeo. La nariz es un instrumento delicado que merece protección. Tenga cuidado cuando huela productos químicos. La técnica correcta es abanicar el gas hacia la nariz y olfatear cautelosamente (véase figura). Si no percibe olor, puede acercarse más y hacer un nuevo intento. La mejor regla para el paladeo es no lo haga. Sólo deben ser colocadas en la boca las sustancias que usted sabe que son absolutamente inofensivas (como la sal pura de mesa o el azúcar). Algunos productos químicos son tan tóxicos que una fracción de gramo puede ser mortal. Productos químicos peligrosos. Cualquier producto químico es potencialmente peligroso y debe ser tratado como tal. No debe permitirse en modo alguno a los alumnos que efectúen experimentos no autorizados y no deben autorizarse los que usted no sepa que son seguros. Puede suponer que los experimentos descritos en este libro sofi seguros, a menos que se incluya una advertencia. El peligro potencial tiene que resultar claro de la nota. Si no fuera así, no haga de todos modos el experimento. Así como es la pistola descargada la que mata, es el experimento seguro el que frecuentemente se traduce en accidentes. Sustancias como el azúcar, el azufre y el cinc en polvo son perfectamente seguras... normalmente. Sin embargo, cuando se mezclan con buenos agentes oxidantes, como cloratos o permanganatos, forman mezclas explosivas. Se enumeran más adelante unas pocas de las más peligrosas clases de productos químicos, con descripciones de sus peligros. Acidos y bases. Todos los ácidos fuertes o minerales, como los ácidos clorhídiico, sulfsirico o nítrico, son peligrosos cuando están concentrados. Cuando se hallan diluidos su manipulación es relativamente segura y cualquier

18 Algunas sugerencias acerca de la enseñanza de las ciencias 22 salpicadura puede lavarse con agua. El peligro mayor surge cuando el ácido entra en contacto con los ojos. Para protegerlos, deben usarse anteojos de seguridad. Ciertos ácidos, como el sulfúrico y el nítrico, por ejemplo, son más peligrosos porque son buenos agentes oxidantes. Los ácidos orgánicos no son, generalmente, tan peligrosos como los minerales, pero, existen excepciones. El fenol (ácido carbólico) y el ácido oxálico, son peligrosos, no debido a sus propiedades ácidas, sino porque son tóxicos. Las bases fuertes, como los hidróxidos de sodio (soda cáustica) y de potasio (potasa cáustica), pueden producir quemaduras como los ácidos fuertes. Bases más débiles, como el hidróxido de calcio (cal y agua), también pueden originar quemaduras si están en contacto con la piel durante largo tiempo. Las soluciones diluidas, de bases, son relativamente seguras, pero, aun éstas, cuando entran en contacto con la piel, deben lavarse rápidamente con agua abundante. Sustancias oxidantes. (Sustancias químicas que activan la combustión o quemado.) Si se ponen en contacto con materiales que actúen como combustibles, como por ejemplo, cualquier sustancia orgánica, existe peligro de explosión o incendio. Algunos de los productos químicos más peligrosos de esta categoría son los cloratos, peróxidos, percloratos y el ácido hiperclórico. Dado que los cloratos de sodio y de potasi0 son sustancias químicas bastante comunes, conviene señalar especialmente sus peligros. Se trata de compuestos estables susceptibles de ser manipulados con seguridad, con das debidas precauciones. Deben mantenerse alejados de los ácidos fuertes, dado que al reaccionar producen dióxido de cloro, tóxico, y pueden explotar. Deben conservarse apartados de las sustancias fácilmente oxidables, como el azufre, sulfuros, fósforo, azúcar, alcoholes, solventes orgánicos, compilestos amoniacales, metales en polvo, aceites o grasas y polvo de cualquier tipo. Hábitos recomendables. A continuación se enumeran dgunas advertencias y prácticas que deben observarse habitualmente. 1. Usar siempre anteojos protectores cuando exista peligro de que sustancias ca- *lientes o cáusticas salpiquen los ojos. 2. Leer siempre dos veces y atentamente las etiquetas de los frascos de reactivos. Existe una gran diferencia entre cloruro de potasio y clorato de potasio; entre cloruro de mercurio (1) y cloruro de mercurio (11); entre manganeso y magnesio. 3. Los tubos de ensayo o partes del equipo susceptibles de expeler gases o líquidos, deben apunhr en dirección opuesta a todas las personas presentes. 4. Antes de usarlos, verificar siempre que los accesorios de vidrio no tengan rajaduras. 5. Los implementos de vidrio de todo tipo deben colocarse en la parte posterior del banco del laboratorio para protegerlos de roturas innecesarias. Las botellas de vidrio deben depositarse en el suelo o sus cercanías. 6. Toda herida, aun insignificante, debe ser sometida de inmediato a la atención médica. 7. Cuando se diluyan ácidos, éstos deben agregarse lentamente al agua, y no a la inversa. 8. En el laboratorio el orden y la limpieza son imperativos. Los vidrios rotos o residuos de metales o sustancias químicas que no se usen, deben guardarse en recipientes apropiados. Cuando alguna sustancia se vierte por el desagiie es menester hacer correr agua abundante. USO del mercurio. Aunque parezca sorprendente, el mercurio se evapora, aun a la temperatura de congelación del agua, produciendo un vapor inodoro, insípido e incoloro, cuya concentración depende de la temperatura. Este vapor es tóxico y puede afectar al sistema nervioso. El mercurio penetra en el organismo fácilmente, por inhalación, ingestibn, o a través de la piel. La exposición prolongada puede conducir a un envenenamiento gradual, indicado por síntomas nerviosos y psíquicos. Protección contra el derrame. El mercurio se escurre por las hendiduras, se mezcla con el polvo y penetra las sustancias,

19 23 Herramientas y técnicas Útiles como madera, tejas, cañerías de hierro y ladrillo refractario. Donde se utiliza mercurio deben pulirse e impermeabilizarse los pisos y obturarse las grietas barnizando la superficie del piso. Cuando se derrame mercurio en el suelo debe limpiarse de inmediato, evacuando la habitación y abriendo las ventanas para aumentar la ventilación. Las puertas que comuniquen con pasillos deberán cerrarse; El mercurio disperso debe recogerse de inmediato aspirándolo mediante una bomba de agua o con el auxilio de algún compuesto para barrido en seco. Si no se dispusiera de dichos elementos se deberá emplear una escoba y pala para residuos o un secador, tratando de formar unta pequeña masa. Una vez logrado, se.lo depositará en un recipiente sólido, de material plástico, vidrio o metal, con cierre hermético. Si después de haber recogido la mayor parte, quedan aún numerosos glóbulos pequeiíos en hendiduras y grietas aún será posible la contaminación. Deberá aplicarse cuidadosamente al área contaminada, polisulfato de sodio o azufre sublimado. (También es adecuado para este fin el producto comercial para pulverizaciones agrícolas durante la hibernación, que contiene azufre.) Estas sustancias reaccionan con el mercurio formando un compuesto inerte, que no se evapora. Cuando se trabaja con mercurio es aconsejable tener a mano cierta provisión de azufre sublimado. Protección contra los contactos con la piei. Deben adoptarse toda clase de pre- cauciones tendientes a impedir el contacto de la piel con el mercurio líquido o sus vapores, usando guantes impermeables y calzado con suelas de goma, dado que el cuero absorbe el mercurio. Luego de haber tocado mercurio deberán lavarse cuidadosamente las manos para reducir la absorción a través de la piel. Luego de haberse producido una salpicadura, se revisará la indumentaria personal dado que el mercurio puede depositarse accidentalmente en las botas del pantalón, bolsillos o pliegues de la ropa. Almacenaje. El mercurio debe conservarse en un lugar bien ventilado donde los recipientes se mantengan frescos y protegidos de la luz solar directa. No es aconsejable el depósito sobre pisos de madera. Los de linóleo grueso, concreto no poroso o superficie barniuada, son adecuados siempre que las rajaduras o grietas se tapen y se logre una superficie pulida. No debe trabajar con mercurio o guardar sus frascos en las cercanías de fuentes de calor, o de amoníaco. El tapón del frasco del mercurio, cuando éste no se utilice, debe estar perfectamente ajustado. Esta precaución es importante porque una- leve corriente de aire que pase sobre el frasco de mercurio, destapado, a k temperatura ambiente puede provocar la difusión de varios miligramos de mercurio por metro cúbico de aire. Si pudiera conseguirse una vitrina con cierre hermético, a prueba de pérdidas, constituiría un lugar adecuado para guardarlo. Herramientas y técnicas 'útiles Herramientas Experimentadores hábiles han logrado elevados índices de manualidad con un número sorprendentemente reducido de herramientas. Es imposible afirmar que determinadas herramientas constituyen un equipo mínimo. Por lo general, el experimentador adquirirá probablemente su equipo poco 0 poco y ninguna carencia, en particular, lo disuadirá de llevar a cabo un proyecto. En primer término se tratará de adquirir lo siguiente: Herramientas para trabajar con metales: tornillo de banco, sierra (para metales, martillo, destornilladores, y redonda), alicates, soldador eléctrico o de otro tipo, taladro eléctrico, mechas, machos y hembras para hacer roscas, varias limas y punta de trazar.

20 1.1 Herramientas y técnicas útiles 24 Herramientas comunes para madera: formones, serrucho común, serrucho para cortar en el sentido de la fibra, cepillo de carpintero, de acero, una escofina común o plana, berbiquí y mechas, diversas clases de colas y cementos, pintura de varios colores. Corte de vidrios 1.1 Cómo efectuar un corte recto Un cortavidrios no corta el vidrio,.lo parte con una pequeña rueda. Si ésta está afilada y se mueve sobre el vidrio con la velokdad y presión correctas, produce una fina estría o surco, astillando o pulverizando ligeramente el vidrio. Los bordes biselados de la 'rueda actúan a modo de cuñas presionando ambos lados de L estrla, forzando al vidrio a separarse, iniciándose la rotura. Si ésta no se inicia, se debe golpear la grieta o surco con la extremidad en forma de boli3lla del cortavidrios. Antes de intentar obtener u? corte impecable, se debe practicar con trozos sobrantes hasta adquirir la velocidad y presión requeridas para lograr un corte parejo (obsemr la figura). El vidrio común para ventanas, se obtiene en dos espesores: simple y doble. El simple es más delgado y fácil de cortar. El vidrio plano de hasta 0,6 cm de espesor puede cortarse de la misma manera que el vidrio común de ventana. Los vidrios de seguridad, furmados por dos o más hojas cementadas entre sí, requieren un equipo especial para su corte. Id Corte de tubos de vidrio Una forma de cortar tubo de vidrio es haciendo una estría en su superficie mediante una pasada con una lima triangular. El canto de una lima rectangular también es eficaz. El corte debe ser perpendicular al eje central del tubo para que éste se parta en escuadra. Para partirlo, se coloca sobre un banco con el palillo de un fosforo, o un escarbadientes, exactamente debajo del corte y, sosteniendo firmemente uno de los extremos se presiona sobre el otro hacia abajo, produciéndose de inmediato el corte. Otro método de uso frecuente consiste en marcar / 1.1 Cómo cortar e1 vidrio el tubo, pasando rápidamente el filo de una lima, y luego sostenerlo con ambas manos, con los pulgares enfrentados, epoyados en lados opuestos de la hendidura, partiéndolo con un movimiento hacia afuera con respecto al cuerpo. Los bordes del corte se emparejan en la llama. 1.3 Cortador de vidrios con alambre para resistencias Obtengase un trozo de 60 cm de dambre de nicrome calibre 24, e impmvísense dos

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