Qué es y para qué sirve la UVE de Gowin?

Transcripción

1 Qué es y para qué sirve la UVE de Gowin? La UVE de Gowin es una técnica que permite comprender la estructura del conocimiento. Constituye un método para ayudar a estudiantes y educadores a profundizar en la estructura y el significado del conocimiento que tratan de entender y posibilita la incorporación de nuevos conocimientos a la estructura teórico/ conceptual que posee el estudiante. Se trata de un recurso heurístico, es decir, que sirve para ayudar a resolver un problema para entender un procedimiento. Esta técnica se puede utilizar en el aprendizaje el aprendizaje de diferentes contenidos y en diversas áreas de estudio. (Novak y Gowin, 1988). La UVE como instrumento de enseñanza, es muy eficaz en las estrategias del laboratorio. La UVE permite al profesor determinar si la experiencia está estructurada de forma que pueda facilitar el aprendizaje significativo, detectar qué conceptos deben conocer los estudiantes antes de comenzar el experimento para que este tenga sentido. Puede ser usada también por los estudiantes para el diseño individual de las prácticas de laboratorio. Cómo se construye la UVE? El nombre de la UVE responde a la gráfica usada en su representación. La parte izquierda representa el aspecto conceptual y se expresa a través de diferentes elementos: filosofías, principios, teorías y conceptos y la parte derecha representa el aspecto metodológico, que se construye en función a la naturaleza de la investigación, y los elementos son: registros afirmaciones de valor y afirmaciones de conocimientos. El vértice de la UVE es el punto de partida del conocimiento, se colocan los acontecimientos/objetos que se observan. (Novak y Gowin, 1988). A continuación se presenta una versión simplificada de la UVE de Gowin, definiendo cada una de sus partes y un ejemplo relacionadas con temas de Óptica.

2 Versión simplificada de la UVE de Gowin. Versión tomada de Novak y Gowin (1988).

3 Filosofía La reflexión total interna es un fenómeno que ocurre cuando un haz de luz pasa de un medio de mayor índice refracción como el agua a un medio de menor índice refracción como el aire produciéndose un ángulo de incidencia que supera un determinado valor llamado ángulo crítico, Teorías Naturaleza de la luz Reflexión total interna Leyes Ley de Snell Aplicaciones Los espejismos El prisma de reflexión total Las fuentes luminosas Cómo se produce la reflexión total interna con un puntero laser? Juicios de valor Es importante conocer cómo se producen los fenómenos de la luz, para este caso la reflexión total interna ya que nos ayuda a comprender mejor las situaciones del universo. Cabe destacar que para el estudio de la Óptica este es uno de los temas que podemos estudiar con gran facilidad ya que se puede observar fácilmente a través de experimentos como este. Afirmaciones de conocimiento Este experimento demuestra cómo se produce el fenómeno de reflexión total interna cuando un haz de luz se traslada de un medio más denso a uno menos denso siendo el ángulo de incidencia superior al ángulo límite. Transformaciones Cómo el haz de luz se refleja en la superficie del líquido y vuelve a introducirse dentro del mismo, se observa que el ángulo que forma el haz incidente con la superficie del líquido es igual al que forma con esta superficie el haz reflejado. Registros Materiales Fotos Acontecimientos Utilizando un vaso de vidrio transparente lleno de agua al cual se le colocan unas gotas de leche, dirige la luz de un puntero láser desde una de las paredes del vaso, por debajo del nivel del agua, hacia arriba. Las gotas de leche en el vaso permiten observar el camino del haz a través del líquido observando así el fenómeno de reflexión total interna FILOSOFÍA de un haz de luz.

4 FILOSOFÍA La reflexión total interna es un fenómeno que ocurre cuando un haz de luz pasa de un medio de mayor índice refracción como el agua a un medio de menor índice refracción como el aire, produciéndose un ángulo de incidencia que supera un determinado valor llamado ángulo crítico. TEORÍAS Naturaleza de la luz Cuando la luz se propaga en el vacío o en un medio material homogéneo, observamos que lo hace en línea recta, pero al pasar de un medio a otro se puede producir una situación en la que el haz incidente es en parte reflejado nuevamente al medio de propagación original, otra parte es absorbido por el material y una última parte puede atravesar la frontera o interfaz y transmitirse a través del segundo medio hasta encontrar una nueva interfaz en la cual ocurre algo similar. Reflexión total interna La reflexión total interna es un fenómeno que ocurre cuando un haz de luz pasa de un medio de mayor índice refracción como el agua a un medio de menor índice refracción como el aire produciéndose un ángulo de incidencia que supera un determinado valor llamado ángulo crítico. LEYES Ley de Snell La ley de Snell es una fórmula simple utilizada para calcular el ángulo de refracción de la luz al atravesar la superficie de separación entre dos medios de índice de refracción distinto. La ley de Snell dice que el producto del índice de refracción por el seno del ángulo de incidencia es constante para cualquier rayo de luz incidiendo sobre la superficie separatriz de dos medios. Esta ley viene dada por la siguiente ecuación:

5 Ecuación. 1. Ley de Snell Dónde: n 1,2 es el Índice de Refracción de un medio a otro, senθ 1 es el Ángulo de Incidencia, senθ 2 es el Ángulo Refractado. Aplicaciones de la reflexión total interna. 1. Los espejismos Es un fenómeno de la reflexión total. El sol, al calentar las capas de aire que están en contacto con el suelo, produce capas de aire de diferentes densidades, las más próximas al suelo se calientan más que las más alejadas. Luego, un rayo que proveniente de las capas más alejadas pasa de un medio más denso a otro menos denso. Un rayo de luz va incidiendo con un ángulo cada vez mayor, por sucesivas refracciones, hasta alcanzar el ángulo limite y, a partir de entonces, se produce la reflexión total. 2. El prisma de reflexión total: Es un prisma que tiene un índice de refracción tal que le corresponde un ángulo límite de 42º, de manera que todo rayo que incida con un ángulo mayor se reflejara totalmente. Estos prismas son excelentes reflectores y se emplean en instrumentos ópticos donde se desee cambiar la dirección de los rayos tales como: periscopios, prismáticos y fotómetros, entre otros. 3. Las fuentes luminosas: En esta se explica el hecho de que en un chorro de agua se vea iluminado, como ocurre en las fuentes luminosas, aquí se mantiene aprisionada la luz, porque los rayos inciden en la superficie interior de los chorros con ángulos superiores al ángulo limite.

6 ACONTECIMIENTOS Utilizando un vaso de vidrio transparente lleno de agua al cual se le colocan unas gotas de leche, dirige la luz de un puntero láser desde una de las paredes del vaso, por debajo del nivel del agua, hacia arriba. Las gotas de leche en el vaso permiten observar el camino del haz a través del líquido observando así el fenómeno de reflexión total interna de un haz de luz. REGISTROS Materiales Vaso de vidrio transparente Agua Gotas de leche Puntero laser Fotos

7 TRANSFORMACIONES Cómo el haz de luz se refleja en la superficie del líquido y vuelve a introducirse dentro del mismo, se observa que el ángulo que forma el haz incidente con la superficie del líquido es igual al que forma con esta superficie el haz reflejado. AFIRMACIONES DE CONOCIMIENTO Este experimento demuestra cómo se produce el fenómeno de reflexión total interna cuando un haz de luz se traslada de un medio más denso a uno menos denso siendo el ángulo de incidencia superior al ángulo límite. JUICIOS DE VALOR Es importante conocer cómo se producen los fenómenos de la luz, para este caso la reflexión total interna ya que nos ayuda a comprender mejor las situaciones del universo. Cabe destacar que para el estudio de la Óptica este es uno de los temas que podemos estudiar con gran facilidad ya que se puede observar fácilmente a través de experimentos que se realizó.