La corriente eléctrica Aula Educación primaria Mercè Pedemonte Material fotocopiable Índice Introducción, justificación y etapa Objetivos didácticos Contenidos, procedimientos y actitudes Metodología Actividades de enseñanza-aprendizaje Orientaciones pedagógicas Recursos didácticos Criterios de evaluación Actividades para el alumnado P Marzo 08 S Mayo 08
Introducción, justificación y etapa El tema que propongo trabajar es la corriente eléctrica. En primaria este tema se incluye en el área de medio natural, pero después en secundaria formará parte de una nueva área: la tecnología. Es importante trabajar este tema de forma experimental para que el alumnado pueda entender los conceptos básicos y después profundizar en ellos en secundaria. Como de costumbre, una parte importante de la propuesta se dedica a prácticas de laboratorio, ya que considero que es un aspecto muy importante para trabajar con el alumnado de primaria. Esta propuesta está pensada para alumnos de sexto, porque los contenidos que se trabajan en ella podrían costar de entender en otro curso. Además, a esta edad, se puede profundizar en los hábitos de trabajo en el laboratorio. Objetivos didácticos. Tener destreza en la manipulación de herramientas de trabajo, tales como termómetro, fuentes de calor, pilas, material de vidrio. Realizar el montaje de circuitos eléctricos muy simples.. Realizar la observación periódica y sistemática de algún fenómeno o proceso.. Anotar ordenadamente los datos proporcionados para la observación.. Elaborar algún informe que refleje el trabajo realizado en el laboratorio y/o en el campo.. Controlar una por una las distintas variables que intervienen en un proceso o fenómeno.. Memorizar la terminología nueva tras haber comprendido el concepto.. Expresar las propias ideas, incorporando nuevo vocabulario.. Interpretar varios cambios en los objetos como prueba de que les ha sido transferida o transmitida energía.. Identificar los elementos de un circuito eléctrico sencillo, así como la pila como fuente de energía del circuito.. Preparar adecuadamente el trabajo de laboratorio y dejar limpio y ordenado el material empleado.. Discutir y debatir manteniendo una actitud de respeto y de comprensión hacia los demás.. Seguir un razonamiento lógico para expresar las propias ideas. Contenidos, procedimientos y actitudes En el cuadro 1 presentamos los contenidos, los procedimientos y las actitudes promovidos en la actividad propuesta sobre la corriente eléctrica. Metodología La propuesta didáctica está programada en clave de secuencia formativa. Por eso se presentan los diferentes tipos de actividades divididos en tres fases: inicial, desarrollo y síntesis. En la fase inicial, el profesorado tiene que averiguar el nivel de conocimientos del alumnado. Por eso mismo se empieza con una evaluación inicial en la que el alumnado indica el grado de conocimiento que posee de los diferentes contenidos que se van a trabajar. De este modo se hace consciente de lo que ya sabe antes de empezar el tema. Esta actividad se puede repetir en la fase de síntesis. Entonces, el alumnado será consciente de lo que ha aprendido. En las tres fases de la secuencia se han introducido distintas prácticas para realizar o bien en el laboratorio o bien en el aula taller. Estas prácticas están pensadas para que el alumnado se acostumbre a realizar observaciones y a extraer conclusiones que le ayuden a asimilar los conceptos del tema. También, evidentemente, están dirigidas a la asimilación de hábitos de trabajo en el laboratorio. Algunas se realizan antes de explicar el concepto y otras después de la explicación por parte del profesorado. Por otro lado, en la fase de desarrollo se plantean actividades muy distintas que permitan a los alumnos trabajar de forma individual, 82 Aula de Innovación Educativa. Núm. 170
Cuadro 1. Contenidos, procedimientos y actitudes CONTENIDOS. Electricidad estática. Electrización por fricción.. Materiales conductores y aislantes... Magnitudes relacionadas con la corriente eléctrica: intensidad y resistencia.. El circuito eléctrico. Conexión en serie y en paralelo.. El magnetismo: los imanes y su campo magnético.. Producción de magnetismo a partir de la corriente. PROCEDIMIENTOS. Manipular y utilizar herramientas, instrumentos y aparatos. Montar dispositivos y aparatos.. Observar directamente fenómenos, materiales y mecanismos, aplicando habilidades y técnicas aprendidas.. Describir de forma oral, escrita y gráfica fenómenos y cambios observados.. Reproducir verbalmente ideas, observaciones, experiencias e informaciones recibidas utilizando el vocabulario científico trabajado.. Representar de forma plástica, gráfica y verbal observaciones y experimentos realizados, utilizando técnicas adecuadas (apuntes, tablas, esquemas ). ACTITUDES. Preocuparse por la seguridad propia y de los demás.. Demostrar responsabilidad en el uso y la conservación de materiales y sustancias de laboratorio. Esforzarse en la observación objetiva.. Interesarse por elegir los medios adecuados para expresar los resultados del trabajo experimental.. Esforzarse en mantener un clima de diálogo en la comunicación de los experimentos realizados. pero també en pequeño grupo, como ocurre con algunas prácticas. Además se plantea una actividad de coevaluación en la fase de desa - rrollo en la que un alumno o una alumna realiza la actividad y corrige la de un compañero o compañera. De este modo deben estar atentos a los errores que comete su compañero o compañera, corregirlos y comentar en qué necesita mejorar. Es otra forma de trabajar los errores. En la fase de síntesis se llevan a cabo dos prácticas que concentran los contenidos trabajados en la unidad didáctica, que se aplican en la construcción de un objeto con una utilidad concreta. Esta última fase se evaluará mediante las fichas de las prácticas elaboradas con los resultados obtenidos. Actividades de enseñanzaaprendizaje Fase inicial. Responder a una actividad de autoevaluación.. Realizar en el laboratorio una práctica de electrización por rozamiento.. Indicar si las afirmaciones expuestas sobre el tema son verdaderas o falsas.. Completar un mapa conceptual a partir de unas palabras dadas.. Buscar el nombre de aparatos que funcionan con electricidad y ponerlo en común en pequeño grupo y después en gran grupo. Fase de desarrollo. Contestar preguntas sobre las explicaciones que ha dado el profesorado.. Relacionar símbolos de elementos de un circuito con el nombre del elemento al que representan.. Completar frases con contenidos sobre el tema dado.. Realizar en el taller una práctica de montaje de circuitos en serie y en paralelo.. Indicar cuál es el polo norte y el polo sur de unos imanes que aparecen dibujados.. Realizar en el taller una práctica de clasificación de materiales en conductores y aislantes.. Contestar preguntas sobre los efectos calorífico y magnético de la corriente eléctrica para después realizar una actividad de coevaluación. Fase de síntesis. Realizar en el taller una práctica sobre la aplicación del efecto calorífico. 83 Aula de Innovación Educativa. Núm. 170
Cuadro 2. Temporización Fase inicial: 2 sesiones. Fase de desarrollo: 4 sesiones. Fase final: 2 sesiones.. Realizar en el taller una práctica sobre el descubrimiento del efecto magnético de la corriente eléctrica.. Responder al cuestionario de autoevaluación (el mismo de la fase inicial). Véase la temporización en el cuadro 2. Orientaciones pedagógicas Al iniciar el tema son importantes dos aspectos. En primer lugar, el profesorado ha de dejar claro a los alumnos y las alumnas cuáles son los objetivos que se pretende alcanzar trabajando este tema. Y en segundo lugar, debe empezar realizando actividades que permitan al alumnado tomar conciencia de los conocimientos que ya posee sobre el tema; por eso se propone que una de las actividades de la fase inicial se repita en la fase de síntesis. En las actividades de desarrollo, el profesorado actuará como guía y modelo, pero sobre todo es importante potenciar la autonomía de los alumnos y su capacidad para tomar decisiones; por ese motivo se propone, entre otras, una actividad de coevaluación entre el alumnado. Finalmente, en la fase de síntesis se proponen dos prácticas que permiten trabajar una vez más algunos de los objetivos principales como los hábitos de trabajo en el laboratorio y la capacidad del alumno para extraer conclusiones de sus observaciones. Recursos didácticos. Laboratorio. Material de laboratorio.. Aula taller. Material del taller para realizar las prácticas.. Pizarra.. Fichas con las actividades preparadas.. Libreta de prácticas de laboratorio.. Retroproyector.. Hojas de acetato para realizar transparencias.. Rotuladores permanentes.. Ordenador. Criterios de evaluación Los criterios de evaluación están divididos según si evaluamos conceptos, procedimientos o actitudes. Evaluación de conceptos. Saber utilizar un vocabulario adecuado a las explicaciones solicitadas, en las descripciones de fenómenos y en los informes de las prácticas de laboratorio.. Saber identificar los principales elementos de un circuito eléctrico.. Saber explicar con un vocabulario adecuado los fenómenos relacionados con la corriente eléctrica. Evaluación de procedimientos. Saber manipular correctamente algunas de las herramientas del aula taller o instrumentos del laboratorio.. Elaborar un informe con todas las partes completas, bien explicadas y utilizando un vocabulario adecuado.. Realizar dibujos de fenómenos observados sin olvidar detalles importantes de lo que se dibuja. Evaluación de actitudes. Mostrar interés para plantearse preguntas y extraer conclusiones de las prácticas en el aula taller o laboratorio.. Mantener una actitud respetuosa con el material de laboratorio y colaborar activamente en el mantenimiento del orden y la limpieza del aula taller o laboratorio. 84 Aula de Innovación Educativa. Núm. 170
Actividades para el alumnado Fase inicial 1. Actividad de autoevaluación Esta actividad te servirá para averiguar lo que sabes antes de trabajar este tema. Seguro que no es la primera vez que oyes hablar de este tema. Además te servirá para saber qué contenidos se van a trabajar en esta unidad didáctica. Marca con una cruz azul la casilla que creas conveniente según lo que conoces del contenido indicado. a. Nunca he oído hablar de ello. b. He oído hablar de ello pero no sé qué es. c. Sé lo que es pero no sabría explicarlo o hacerlo. d. Sé lo que es y sabría explicarlo o hacerlo. a b c d El fenómeno de la electricidad estática. Los cuerpos conductores y los cuerpos aislantes. Cómo funciona una pila. Montar un circuito eléctrico sencillo. La diferencia entre la corriente continua y la corriente alterna. La relación entre la corriente eléctrica y el calor. El comportamiento de los polos de un imán. Crear un campo magnético a partir de un circuito eléctrico. Cómo se representan los elementos de un circuito. La diferencia entre un montaje en serie y un montaje en paralelo. 2. Para entender más adelante qué es la corriente eléctrica, iremos al laboratorio a realizar una práctica que servirá para introducir el concepto de electricidad estática. PRÁCTICA 1 Título: Electricidad por rozamiento. Objetivo: Observar, estudiar e interpretar varios fenómenos de electrización por rozamiento. Material.Trocitos de papel o bolitas de porexpan..dossier de plástico..un bolígrafo o una regla de plástico..un trapo de lana..un peine de plástico. Desarrollo. Frota el bolígrafo o la regla de plástico con el trapo de lana. A continuación, acerca los trocitos de papel a las bolitas de porexpan sin llegar a tocarlas. 85 Aula de Innovación Educativa. Núm. 170
. Observa qué sucede. A continuación describe lo que has observado y haz un dibujo.. Frota el dossier de plástico con el trapo de lana y acércalo al chorro del agua del grifo (tiene que ser un chorro muy fino).. Observa qué pasa. A continuación describe lo que has observado y haz un dibujo.. Pasa el peine por el pelo limpio y seco, y observa qué pasa. A continuación describe lo que has observado y haz un dibujo. Conclusiones. Crees que la regla o el bolígrafo tenían la propiedad de atraer a los papelitos antes de que los frotases?. Por qué crees que ocurren estos fenómenos al frotar los objetos con el trapo de lana?. Para acabar, haz una valoración de la práctica que acabas de realizar. 86 Aula de Innovación Educativa. Núm. 170
3. Lee las afirmaciones siguientes e indica con una V las que son verdaderas y con una F las que son falsas.. El relámpago es la descarga eléctrica que se produce entre una nube y el suelo..... El trueno se produce por el calentamiento y la posterior expansión del aire debido a una descarga eléctrica..... Cuanto más lejos se encuentra la tormenta, más corto es el tiempo que separa al rayo o al relámpago del trueno..... es el paso de electrones por un conductor metálico.... Los generadores como las pilas y las dinamos hacen circular la electricidad de manera que la corriente cambia periódicamente de sentido.... El número de veces que la corriente alterna cambia de sentido en un segundo recibe el nombre de frecuencia.... En los imanes, los polos de signo contrario se repelen y los polos del mismo signo se atraen..... La Tierra se comporta como un inmenso imán con un polo norte y un polo sur.... Un electroimán es un objeto o sustancia que se ha convertido en un imán mediante una corriente eléctrica..... Se puede generar magnetismo con la corriente eléctrica pero no se puede generar corriente eléctrica a partir de un imán.... 4. Completa el mapa conceptual con las siguientes palabras: movimiento de cargas eléctricas, la materia, mando, magnetismo, generador, calor, circuitos, receptores, cables conductores. LA CORRIENTE ELÉCTRICA se origina a partir de circula a través de produce que pertenecen la materia constituidos por magnetismo mando 5. La energía eléctrica es muy utilizada hoy en día. Si te paras a pensar cuántas de las cosas que utilizamos habitualmente funcionan con esta energía, lo comprobarás. Escribe el nombre de cinco aparatos que sabes que funcionan con electricidad. Ponlo en común con tu compañero o compañera y ampliad vuestra lista. Después ponedla en común con el resto del grupo-clase. 87 Aula de Innovación Educativa. Núm. 170
Fase de desarrollo 6. Contesta las siguientes preguntas:. Por qué a veces, cuando nos quitamos el jersey, se nos ponen los pelos de punta?....... Si dos cuerpos electrizados se repelen, qué podemos asegurar de sus cargas?....... Cuál de las tres partículas que forman un átomo es la responsable de la electrización de un cuerpo?....... Cuando dos cuerpos cargados se acercan, se produce entre ellos una fuerza de atracción o de repulsión. De qué depende que la fuerza sea de atracción o de repulsión?...... 7. Relaciona cada símbolo con el elemento al que representa: pila bombilla interruptor abierto resistencia interruptor cerrado timbre 8. Completa la tabla siguiente con las ventajas e inconvenientes de las conexiones en serie y en paralelo de las bombillas. VENTAJAS INCONVENIENTES Conexión en serie Conexión en paralelo 88 Aula de Innovación Educativa. Núm. 170
9. Completa las siguientes frases, que corresponden a definiciones de los conceptos que tienes a continuación. Relaciona cada frase con el concepto al que define.. Son imanes que solamente tienen poder mientras haya paso de.. Es la del espacio alrededor de un donde se nota su influencia.. La corriente tiene la capacidad de desviar la aguja de una. BRÚJULA, REGIÓN, ELECTRICIDAD, MAGNÉTICO, IMÁN, ELÉCTRICO. 10. Para entender los posibles tipos de conexiones con los elementos de un circuito iremos al aula taller a realizar una práctica. PRÁCTICA 2 Título: Montaje de circuitos en serie y en paralelo. Objetivos: Observar las diferentes formas de conexión de los elementos de un circuito. Entender los efectos que se obtienen con cada conexión. Material. 1 pila.. Chinchetas.. 3 bombillas.. Clips.. Cable conductor.. Tijeras o pelacables.. Soporte de corcho. Desarrollo. Monta el circuito que tienes esquematizado a continuación: Afloja una de las bombillas y observa qué pasa. 89 Aula de Innovación Educativa. Núm. 170
. Monta el circuito que tienes esquematizado a continuación: Afloja una de las bombillas y observa qué pasa. Conclusiones Contesta las siguientes preguntas a partir de las observaciones que has realizado con los montajes.. Observa las bombillas de los dos circuitos. Di si producen la misma luz o si alguna da más luz..... Qué pasa cuando aflojas una de las bombillas del circuito 1?.... Qué pasa cuando aflojas una de las bombillas del circuito 2?.... Qué podemos afirmar sobre la conexión en serie? Y en paralelo?...... 11. Observa estos dibujos y señala en cada uno el polo norte y el polo sur de los imanes. 12. A continuación utilizaremos un circuito sencillo para poder clasificar sustancias o materiales en aislantes o conductores. Los materiales conductores permiten el paso de las cargas eléctricas con facilidad; en cambio, los materiales aislantes, no. Por tanto, en un circuito con una bombilla, ésta se encenderá si el material es buen conductor, ya que las cargas circularán con facilidad; si, por el contrario, el material es aislante, la bombilla no se encenderá. 90 Aula de Innovación Educativa. Núm. 170
PRÁCTICA 3 Título: Materiales conductores y aislantes. Objetivos: Clasificar varios materiales en conductores y aislantes, teniendo en cuenta el significado de esta propiedad. Material. Soporte de corcho.. Una pila de 4,5 voltios.. Un portalámparas.. Cuatro clips.. Cable eléctrico.. Una bombilla. Para clasificar.. Un trozo de madera.. Un trozo de papel.. Una mina de lápiz.. Agua.. Una pieza de plástico.. Un tornillo de hierro.. Papel de aluminio.. Sal. Desarrollo. Monta un circuito sencillo siguiendo el esquema que tienes a continuación.. Coloca los diferentes materiales entre los clips y anota tus observaciones en una tabla como ésta. MATERIAL SE ENCIENDE/NO SE ENCIENDE LUMINOSIDAD: ALTA o BAJA Un trozo de madera Un tornillo de hierro Un trozo de papel Una pieza de plástico Una mina de lápiz Un trozo de papel de aluminio Agua Agua con sal 91 Aula de Innovación Educativa. Núm. 170
Conclusiones Contesta las preguntas siguientes:. Qué materiales son buenos conductores de la corriente eléctrica? Cuáles no lo son?.... Cómo puedes saber si un material es mejor conductor que otro?....... El agua es buena transmisora de la electricidad? Y el agua con sal? Cuál es el motivo de esta diferencia?.... Para terminar, realiza una valoración de la práctica que acabas de hacer.... 13. Contesta las siguientes preguntas dentro del espacio correspondiente. Cuando hayas terminado, intercambiad los papeles con un compañero. Sigue las instrucciones del profesor o la profesora y corrige las respuestas de tu compañero o compañera. Se trata de que pueda ver en qué se ha equivocado y en qué podría mejorar. Tienes que anotar observaciones positivas. PREGUNTAS RESPUESTA CORRECCIÓN 1. Explica por qué se produce el denominado «efecto calorífico» cuando la corriente eléctrica atraviesa un conductor. 2. De qué depende la cantidad de calor que se libera? 3. Di el nombre de tres aparatos eléctricos que aprovechen el efecto calorífico. 4. La bombilla se enciende porque por ella pasa corriente eléctrica, y la resistencia de una estufa irradia calor también debido al paso de la corriente eléctrica. En la bombilla, también se produce calor? En la estufa eléctrica, la resistencia emite luz? Qué efecto predomina en la bombilla: el calorífico o el luminoso? Y en la resistencia de una estufa? 5. Qué diferencia existe entre un imán natural y un imán artificial? 6. Qué es un electroimán? Es un imán temporal o permanente? 92 Aula de Innovación Educativa. Núm. 170
Fase de síntesis Una vez trabajada la unidad didáctica iremos al laboratorio para realizar otras dos prácticas relacionadas con los contenidos estudiados. PRÁCTICA 4 Se puede utilizar el efecto calorífico para cortar materiales con el punto de fusión bajo. Montaremos un cortador eléctrico. Título: El cortador eléctrico. Objetivo: Construir un aparato que aproveche el efecto calorífico de la corriente eléctrica para cortar materiales con punto de fusión bajo. Material. Un soporte de madera.. Cable de nicromo fino.. Cable de conexiones.. Un clip.. Dos clavos largos y delgados.. Cuatro pilas de 4,5 voltios.. Dos chinchetas.. Un trozo de porexpan y de plástico fino. Desarrollo. Conecta todas las pilas juntas tal como ves en la ilustración.. Clava los dos clavos perpendiculares en la madera. Únelos con el cable de nicromo. Une las pilas con cable de conexiones, tal como indica el dibujo. Conéctalo al interruptor. Cierra el circuito y deja que el cable se caliente. (Cuidado: no toques el cable porque te puedes quemar.) Intenta cortar el porexpan y el plástico. Conclusiones. Explica con tus palabras qué ha pasado en el interior del cable........ Haz una valoración de la práctica que acabas de realizar....... 93 Aula de Innovación Educativa. Núm. 170
PRÁCTICA 5 Oersted descubrió el efecto magnético de la corriente eléctrica por casualidad, cuando daba clase a sus alumnos. Nosotros reproduciremos la misma práctica y comprobaremos lo que él demostró. Título: El efecto magnético de la corriente eléctrica. Objetivo: Observar el campo magnético que se produce cerca de un circuito eléctrico. Material. Un soporte de corcho.. Una pila de 4,5 voltios.. Una bombilla.. Una brújula.. Cable de conexiones. Desarrollo. Monta un circuito sencillo sobre el soporte de corcho. Sitúa la brújula cerca del circuito. Conecta el interruptor y observa la aguja de la brújula. Anota y dibuja lo que ha sucedido:. Ahora invierte los bornes de la pila del circuito. Vuelve a conectar el interruptor y observa la aguja de la brújula. Anota y dibuja lo que ha sucedido: Conclusiones Contesta las siguientes preguntas:. La aguja de la brújula se mueve cuando conectas el circuito? Por qué?.... Has observado alguna diferencia al invertir los bornes de la pila en el circuito? Cuál?.... A partir de lo que has observado, cómo podemos relacionar la electricidad y el magnetismo?.... Haz una valoración de la práctica.... 94 Aula de Innovación Educativa. Núm. 170
3. Has llegado al final de la unidad didáctica. Ahora se trata de comprobar lo que has aprendido. Para hacerlo repetiremos la misma actividad de la fase previa; así podrás apreciar tu progreso. Pon una cruz de color azul en el lugar que creas conveniente según lo que conoces acerca del contenido indicado. a. Nunca he oído hablar de ello. b. He oído hablar de ello pero no sé qué es. c. Sé lo que es pero no sabría explicarlo o hacerlo. d. Sé lo que es y sabría explicarlo o hacerlo. a b c d El fenómeno de la electricidad estática. Los cuerpos conductores y los cuerpos aislantes. Cómo funciona una pila. Montar un circuito eléctrico sencillo. La diferencia entre la corriente continua y la corriente alterna. La relación entre la corriente eléctrica y el calor. El comportamiento de los polos de un imán. Crear un campo magnético a partir de un circuito eléctrico. Cómo se representan los elementos de un circuito. La diferencia entre un montaje en serie y un montaje en paralelo. 95 Aula de Innovación Educativa. Núm. 170