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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas

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UNA CARRETERA DE ELECTRONES

Lorena de la Rica Maestre C. NTRA. SRA DE LOS DESAMPARADOS

Valencia

Introducción:

A la hora de llevar a la práctica los circuitos eléctricos con nuestros alumnos de 1º de la ESO, muchas veces encontramos que les es más difícil el pelar los cables que el montar el circuito en sí, por lo que muchos de ellos no llegan a poner en práctica todo lo que nos gustaría que vieran. Vamos a ver si podemos trabajar con otros materiales que nos ayuden a salvar este obstáculo, al tiempo que nos permite montar unos circuitos muy visuales y prácticos, sobre todo, para ellos.

Objetivos:

• Aprender a trabajar en el taller con materiales eléctricos/electrónicos y apreciar el orden, la limpieza y el rigor al trabajar en el mismo.

• Experimentar la conductividad de diferentes materiales y la facilidad en el manejo de los mismos.

• Analizar, diseñar, elaborar y manipular de manera segura materiales, objetos y circuitos eléctricos sencillos.

• Utilizar en el montaje de los circuitos un material que no se utiliza para tal efecto, valorar sus beneficios y sus inconvenientes.

Relación del tema propuesto con el currículo del Curso:

Está relacionado con el tema de Electricidad de Tecnología de 1º ESO.

Breve descripción del proyecto:

En el proyecto los alumnos primero comprobarán que tanto los cables, un lápiz o la cinta de papel que presentamos, son buenos conductores. Segundo valorarán cuál de estos materiales es más práctico a la hora de montar circuitos con él. Tercero realizarán varios circuitos eléctricos sencillos utilizando “la cinta adhesiva de aluminio” como conductor.


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Material y recursos necesarios:

• Minas de lápiz. • Cables. • Papel de aluminio. • Cinta adhesiva de aluminio. • Papel, cartón o cartulina. • Pila de petaca (4,5v), AA (1,5 v) y porta pilas, pila (9 v) y conector. • Pinzas de cocodrilo. • Bombillas y casquillos. • LEDs. • Motor. • Aspas. • Zumbador. • Clips.

Normas de seguridad:

Debemos aplicar las normas básicas de electricidad en el taller: Es fundamental que en el taller los estudiantes respeten algunas normas fundamentales de comportamiento para evitar accidentes. Entre ellas tenemos:

1. No correr en el taller. 2. No jugar dentro del taller. 3. No conectar ningún circuito sin que el profesor lo revise antes. 4. No lanzar cosas en el taller (pedazos de alambre, herramientas, y otros componentes que puedan hacer daño al tomar velocidad). 5. Usar las herramientas correctas en cada ocasión. 6. No usar prendas mojadas. 7. Se deben tener las manos secas. 8. No se deben usar cadenas, ni anillos u objetos metálicos. 9. No coger las cosas de los compañeros sin permiso. 10. En caso de alguna irregularidad informar al profesor. 11. Prestar atención a las indicaciones del profesor para no cometer errores. 12. No desperdiciar los materiales, sobre todo la cinta metálica.


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Procedimiento:

1. Comprobación de la conductividad en diferentes materiales.

a. Cogemos la pila de petaca, dos juegos de cables con pinzas de cocodrilo y una bombilla en su casquillo. Con todo ello montamos un circuito y nos fijamos en cuanto se ilumina la bombilla, va a ser nuestro indicador de conductividad. (A más iluminación mejores conductores y viceversa).

b. Cogemos la pila de petaca, dos juegos de cables con pinzas de cocodrilo, una bombilla en su casquillo y dos minas de grafito. Con todo ello montamos un circuito, los conductores esta vez son las minas y los cables. Podemos comprobar que la bombilla ilumina mucho menos, por lo que el grafito es peor conductor.

c. Cogemos la pila de petaca, dos juegos de cables con pinzas de cocodrilo, una bombilla en su casquillo y dos trozos de papel de aluminio (de cocina). Con todo ello montamos un circuito, los conductores esta vez son el papel de aluminio y los cables. Podemos comprobar que la bombilla ilumina casi igual que en el caso a, por lo que el papel de aluminio es casi tan buen conductor como los cables de cobre.


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d. Cogemos la pila de petaca, dos juegos de cables con pinzas de cocodrilo, una bombilla en su casquillo y dos tiras de cinta adhesiva de aluminio. Con todo ello montamos un circuito, los conductores esta vez son la cinta adhesiva de aluminio y los cables. Podemos comprobar que la bombilla ilumina igual que en el caso c, por lo que la cinta adhesiva es igual de buen conductor como el papel de aluminio.

Comprobamos también que la cinta conduce por la parte adhesiva, aunque si unimos dos trozos hay que pegarlos bien para que hagan buen contacto.

Para este primer apartado se les reparte a los alumnos la siguiente tabla:

Tabla 1 Apartado Materiales Iluminación Dibujo del circuito

A Pila de petaca Cables Bombilla y casquillo

B

Pila de petaca Cables y pinzas de cocodrilo Minas de grafito Bombilla y casquillo

C

Pila de petaca Cables y pinzas de cocodrilo Papel de aluminio Bombilla y casquillo

D

Pila de petaca Cables y pinzas de cocodrilo Cinta adhesiva de aluminio Bombilla y casquillo


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2. Valoración de la comodidad de los conductores vistos:

Una vez realizados los circuitos del primer punto, los alumnos valorarán la comodidad de trabajar con cada uno de ellos.

Tabla 2

Material Conductor

Cables Minas de grafito

Papel de aluminio

Cinta adhesiva

Comodidad (1 al 4)

3. Realización de circuitos eléctricos sencillos con cinta adhesiva como conductor:

a. Circuito en serie:

Conectamos dos bombillas en serie con cinta adhesiva y éstas a una pila de petaca con ayuda de unas pinzas de cocodrilo. Comprobamos que como la cinta adhesiva también conduce por la parte adhesiva, no tenemos que utilizar tantas pinzas de cocodrilo y queda el circuito más claro, como el que dibujaríamos en un esquema.

b. Circuito en paralelo:

Conectamos dos bombillas en paralelo con cinta adhesiva y éstas a una pila de petaca con ayuda de unas pinzas de cocodrilo. Comprobamos que ambas bombillas brillan con menor intensidad.


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c. Circuito mixto:

Conectamos dos bombillas en paralelo y otra en serie con la cinta adhesiva y éstas a una pila de petaca con ayuda de unas pinzas de cocodrilo. Comprobamos que solo se ilumina la bombilla conectada en serie, las bombillas conectadas en paralelo no llegan a encenderse pues tienen que repartirse la intensidad que les llega, necesitaríamos una pila con más voltaje.

d. Polaridad

Montamos dos circuitos con un Diodo Led, dos pilas AA de 1,5 v en su porta pilas con pinzas de cocodrilo y cinta adhesiva. En cada circuito conectamos el diodo de una forma, así comprobamos que los diodos son componentes con polaridad, solo dejan pasar la corriente eléctrica en un solo sentido, e identificamos el ánodo (+) y el cátodo (-). Cambiamos las pilas porque los diodos no soportan tanto voltaje.

e. Circuito libre

Les damos a los alumnos dos pilas AA con su porta pilas con pinzas de cocodrilo, diodos Led de diferentes colores, un motor con aspas, un zumbador, clips y cinta adhesiva. Les dejamos que monten el circuito que quieran intentando contestar a la última pregunta de las cuestiones previas.


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Nota importante: Cuando pegamos un trozo de cinta sobre otro para hacer empalmes hay que pegarlos bien. Si no están bien pegados no hacen contacto. Lo mismo pasa cuando conectamos algún componente directamente con la cinta, hay que pegarla bien.

Tiempo necesario para desarrollar esta práctica:

2 sesiones

Cuestiones previas y motivadoras para los alumnos

• ¿Cómo podemos saber si un material conduce o no la corriente? • ¿Qué materiales conductores conocemos? • ¿Podemos montar un circuito sin cables? • ¿Qué significa que algo esté conectado en serie o en paralelo? ¿Qué diferencia hay? • ¿Una bombilla da lo mismo si la conectamos primero al polo + o al -, pasa lo mismo con

los diodos Led? • ¿Eres capaz de montar un circuito que ilumine, suene y de aire al conectarlo? • ¿Y si queremos que funcione cuando la corriente va en un sentido y que no funcione si lo

conectamos en sentido contrario?


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Análisis del proyecto experimental:

1. Relación pormenorizada del método y los resultados obtenidos.

0. Presentación de la actividad

Formamos grupos de 2 o 3 alumnos y les repartimos las cuestiones previas y motivadoras, para que las comenten entre ellos, las respondan y se hagan una idea de lo que van a realizar y a aprender. Dejamos 10 minutos. Algunos grupos dejan preguntas en blanco, se las dejamos para que las puedan ir contestando y modificando a lo largo de la actividad. Algunos las contestan inicialmente en la libreta y al finalizar el taller pasan las respuestas a la hoja.

Todos muestran interés por comenzar.

1. Comprobamos la conductividad.

Les repartimos las hojas con los pasos a seguir, los materiales que van a necesitar y las Tabla 1 y 2. En la tabla 1 apuntan la mejor o peor conductividad de los materiales y dibujan los circuitos realizados.

Cuando están dibujando los circuitos aprovechamos y les damos la simbología de los diferentes componentes eléctricos utilizados, los alumnos los reciben muy bien pues los dibujos se simplifican mucho.


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2. Valoramos la comodidad.

Una vez probada la conductividad de los cuatro materiales y completada la tabla 1, rellenan la tabla 2, en la que valoran la comodidad de los conductores vistos. Unos grupos puntúan inicialmente al cable como el más cómodo y después la cinta adhesiva, en algunos grupos hay discrepancias, pero son capaces de llegar a un acuerdo.

3. Realizamos circuitos eléctricos sencillos.

En las hojas repartidas aparecen los circuitos a realizar, con las fotos de los mismos, y como ya les habíamos repartido los materiales necesarios, los alumnos van montando los circuitos a su ritmo (casi no nos da ni tiempo de sacar fotos). El profesor solo se acerca a resolver dudas, son ellos solos los que van montando siguiendo las instrucciones de las hojas.

La mayoría de los grupos es capaz de montar todos los circuitos ellos solos. El circuito libre, circuito e, es el que más dudas crea. Durante el montaje del mismo, algunos equipos no obtienen el resultado esperado. Sin embargo resulta constructivo, ya que alumnos de otros grupos se acercan para ayudarlos e intercambiar opiniones sobre el porqué del resultado obtenido.


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A partir del circuito mixto, circuito c, algunos grupos cambian la valoración de comodidad y opinan que es más cómoda la cinta adhesiva. Una vez terminado el taller, el 100% de los grupos ha valorado como material más cómodo la cinta adhesiva, y son capaces de decir los motivos: · Se puede manipular fácilmente (cortar incluso sin tijeras, con las manos) y hacer todo tipo de “figuras”. · Se puede comprobar fácilmente por donde pasa o no pasa la corriente.

Valoran como negativo: · Que a veces falla la conexión, hay que pegar bien la cinta, sobre todo con los leds y el motor. Algunos grupos han diseñado circuitos inventados con la cinta aislante, aprovechando otro proyecto de tecnología. Un grupo tenía montada una estructura de un avión y han diseñado una pista de aterrizaje con cinta adhesiva y leds, pero no nos dio tiempo a montarlos en estas dos sesiones.

Análisis y conclusiones de la actividad:

1. Grado de consecución de los objetivos propuestos

La actividad se desarrolla en el tiempo previsto. El nivel de motivación del alumnado a lo largo del desarrollo de la actividad es alto y se mantiene durante las dos sesiones. Se realiza un seguimiento de los diferentes grupos a lo largo de la dinámica para conocer las dificultades que van surgiendo y resolverlas al momento. Se les formulan preguntas orales durante el desarrollo de la actividad, para ayudarlos a razonar y extraer conclusiones. Todas las preguntas, tanto las motivadoras como las formuladas oralmente durante el desarrollo de la actividad, son contestadas con sentido, por lo que se concluye que el aprendizaje ha podido ser satisfactorio. Todos los objetivos pretendidos en la actividad se han conseguido con creces. Los alumnos están más receptivos en el aula, a la hora de trabajar el tema de forma teórica.

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