INVESTIGACION
Y
EXPERIENCIAS DlDACTICAS
MODELO DE COMPORTAMIENTO DE
MATERIALES ANTE FUERZAS MECANICAS
JIMENEZ ALEIXANDRE,
Ma
P.
Ins i u o Cas elao.
Vigo.
SUMMARY
This expe ience was ca ied ou wi h s uden s in Seconda y School as
a
model o beha iou o di e en ma e ials
exposed o mechanical o ccs, and hei a ia ion unde hea ing and wa e exposu e. The aim is no only he
acquisi ion o knowledge, bu[ mainly he way s uden s lea n.
INTRODUCCION
Uno de los p oblemas que ma ca nues a p ác ica do-
cen e es si los alumnos
ap enden
ealmen e, o, exp e-
sado en o os é minos, si la adquisición de nue a in-
o mación a acompañada de la in eg ación de es a in-
o mación a su co espondien e ma co concep ual.
Cuando es a inco po ación no se p oduce, el alumno
es capaz de epe i una de inición, pe o no de aplica
el conocimien o adqui ido a si uaciones nue as. El
ap endizaje no ha sido signi ica i o. (No ak, 1982).
.
..
.
-
..
Sin duda exis e una es echa inculación en e la ad-
quisición de conocimien os y des ezas, y la me odo-
logia empleada en el p oceso docen e (Gil, 1983). Po
nues a pa e in en amos emplea una me odología ac-
i a, en la que el alumno se eje ci e en algunas habili-
dades cien í icas -obse ación, compa ación,
clasi icación
...-
y
en la que la discusión de las expe-
iencias en clase juega un papel undamen al.
La expe iencia que se de alla si e de in oducción en
le . cu so de
B.U.P.
a la ec ónica. Se lle ó a cabo en
los cu sos 82-83 y 83-84 con odos los g upos de
1
O
del
Ins i u o Cas elao.
1.
PRE-TEST
Como in oducción al ema se some ió a los alumnos
a un p e- es (anónimo) ela i o a la unidad de Geodi-
námica in e na (Anexo
1).
igual que hacemos al co-
mienzo de cada unidad. Los obje i os de es a p ueba
son:
-
A e igua el es ado de los conocimien os de los
alumnos
y
en pa icula la pe sis encia de e o es
que co esponden a una pe cepción in ui i a de la
ealidad. (Vale a e al 1983).
-
Susci a una discusión en clase sob e las eo ías ca-
as o is as
y
ac ualis as
y
sob e la ec ónica de
placas.
-
Despe a su in e és y p o oca el plan eamien o de
p egun a5,
ya que (Gio dan, 1982) «Sólo la p egun-
a cla amen e o mulada puede con e i a la solu-
ción el es a u o de espues a)); así como la o mu-
lación de hipó esis.
Los esul ados es adís icos en el cu so 83-84 se expo-
nen en la Tabla
1.
Los comen a emos b e emen e, no
sin señala que somos conscien es de las limi aciones
de es a expe iencia y que los esul ados p esen aban un
cie o ma gen de a iación de unos g upos a o os (2 10
alumnos.
6
g upos).
P egun a
l.
El
15%
de los alumnos man iene opinio-
nes ((ca as o is as)). Respec o a los <(ac ualis as», la
discusión en clase e idencia que admi en la acción, más
conspicua, de los agen es ex e nos
y
la des ucción del
elie e, pe o no la de los agen es in e nos. es ando ge-
ne alizada la idea de que el elie e no puede o ma se
po causas ac uales. Es o nos sugie e, pa a cu sos pos-
e io es, sus i ui d po una o mulación en la que se
es ablezca es a dis inción. Re ue za es a hipó esis el al o
po cen aje (82) de espues as co ec as a la p egun a 2.
P egun a
3.
Relacionada con la expe iencia que nos
ocupa. La espues a co ec a es ma cada po el
64%.
Además del 19'5% (suma de a+ b) que da espues as
unila e ales, exis e un
15%
pa a los que
1%
ocas «nun-
ca se pliegan)).
ENSENANZA
DE
LAS
CIENCIAS,
1985.
pp.
108-1 12
INVESTIGACION
Y
EXPERIENCIAS DIDACTICAS
Tabla
1
.-
Po cen ajes de espies as al P e- es .
N-
210. P
es
la suma
de espies zs e dneas
y
n.c.;y S-des iacibn s anda d.
P egun a
4.
Sálala emos la exis encia de
un
22'5% de
ijis as (suma de a+ d).
cues .4
%
a
2
1
b' 69
c
8.5
d
1.5
P
3
1
S
3.2
.
Asi como pos e io men e a la discusión en clase de las
p egun as
1
y
2
-en p ác icamen e sin in e ención del
p o eso los alumnos «ac ualis as» ienen su icien es
a gumen os pa a con ence a los c(ca as o is as»-
p oponemos a los alumnos que enuncien con sus p o-
pias palab as el p incipio del Ac ualismo; en la discu-
si6n de la p egun a 3, el p o eso no in e iene pa a
apun a la solución, sino que p opone una expe iencia
sob e el compo amien o de dis in os ma e iales. Que-
da cla amen e explíci o que no es posible ealiza la con
ocas y que se á un
modelo
de compo amien o.
cues .3
%
a
9
h
10.5
c'
64
d
1
S
n.c.
1.5
P
3
6
S
3
3
cuee .
1
%
a
15
b' 73
c
1
d
9
n.c. 2
P
2 7
S
3.
1
C
2.
DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA
cues . 2
%
a
2
b
8
82
d
6
n.c. 2
P
18
S
2.6
P e iamen e el p o eso p opo ciona a los alumnos las
de iniciones, ya es udiadas en cu sos an e io es de com-
po amien o elás ico, plás ico
y
ígido.
Cada alumno iene un guión de abajo (Tabla
11)
y
el cuade no de no as, y cada equipo de4 alumnos una
se ie de los 10 obje os que an a u iliza
y
un meche o
-
de alcohol.
Los alumnos deben i ealizando las p uebas desc i as
en el gui6n
y
ano ando el esul ado en la casilla co es-
pondien e. Finalmen e, como conclusiones de cada
equipo, esponden a las p egun as del gui6n. (Es ac-
ible la ealización de odo es e p oceso en una ho a1
Es pa e indispensable de la expe iencia la discusión en
clase de los esul ados. La az6n es, apa e de la im-
po ancia didhc ica del p oceso de discusión, que al-
gunos de los obje i os que p e endemos s6lo se alcan-
za án si los alumnos comp ueban (o, mejo , descub en)
que unos equipos ob ienen esul ados
di e en es
de
o os.
Veamos po ejemplo la discusión en
1"
D:
pe o la plas ilina (no
2)
es cali icada po
6
equipos
como plás ica en odas las p uebas, y po 3 equi-
pos como ngida y ágil en la p ueba A (an es de
calen a la con las manos). Uno de es os 3 equipos
ano ó en el cuade no
«Al p incipio es plás ica. pe o al llega a cie o li-
mi e se ompi6. Depende de la ue za que se haga.))
Po supues o el p o eso e i a p onuncia se sob e
el esul ado «co ec o».
-
El po aobje os (no 3) es ngido pa a
8
equipos y
uno sellala que además
es
ágil: lo ompie on. Una
ez mas algunos seiíalan en la discusión que el e-
sul ado depende de la ue za. El cub eobje os ue
o o po 3 equipos en la p ueba A (no 4).
-
La a illa hueca de id io (no 5) y el cla o ob ie-
nen esul ados uni o mes -la a illa ígida en no
y
plás ica en calien e y el cla o siemp e ngido-;
en la cin a de zinc (no 7) uel en a es a di ididos:
pa a 5 equipos
es
elás ica en la p ueba
B
(comp e-
sión) y pa a los o os 4 plás ica.
Du an e la discusión sob e es os esul ados súbi amen e
se hace la luz pa a una alumna que casi g i a
«¡Pe o en onces cualquie ma e ial se puede compo -
a como elás ico, plás ico o ígido según las condicio-
nes y según la ue za que se haga!)).
Sub ayemos el pa alelismo de es a o mulación con la
de un especialis a en ec ónica: Ma aue (1976).
«Los cue pos eales, y en pa icula las ocas, no son
nunca pe ec amen e elás icos, plás icos o iscosos
(...)
los cue pos se compo an sucesi amen e en el cu so de
la de o mación como elás icos, plis icos y iscosos.)>
-
También hay acue do en e odos los g upos ace -
ca de la igidez de la escayola seca y la plas icidad
de la húmeda.
Po úl imo se discu en en clase las conclusiones, las con-
es aciones a las p egun as del guión
y
sus posibles co-
-
La cin a del caucho (no
l)
es elhs ica pa a odos, ecciones, a la iuzde lo deba ido an e io men e.
ENSENANZA
DE
,LAS CIENCIAS
IOY
Expe iencia de Geologia
COMPOLTAMIENTO
DE
LOS MATERIALES Ins i u o
Cas elao
FRENTE
A
LAS FUERZAS HECANICAS
INFORMACION:UF ma e ial an e un es ue zo decimos que se compo a
a) ELASTICAMENTE o que es ELASTICO
si
al ac ua
el
es ue zo sob e
61 se de o ma y al deja de ac ua el es be zo ecupe a su o ma.
b)
PLASTICAMENTE o que es PLASTICO
si
al ac ua el es ue zo sob e
61
se de o ma y al deja de ac ua no ecupe a su o ma p imi i a.
c) RIGIDAMENTE o que es
RIGIDO
si
no se de onna.Si el es ue zo es
muy g ande se pede llega a ompe (Decimos que
es
FRAGIL).
Los ma e iales geológicos plis icos o iginan al de o ma se
es uc u as llamadas PLIEGUES.LOS ma e iales geológicos igidos
al ompe se o iginan es uc u as llamadas FRACTURAS.
PROCEDIMIENTO: some e a los 10 obje os a las p uebas que enunciamos
a
con inuación y haz un cuad o con los eaul ados,ma cando
E
a los
de compo amien o ELASTIC0,P a los de compo amien o PLASTIC0,R a
los RIGIDOS y F a los FRAGILES.
PRUEBAS: A) Es i a el obje o,in en ando aumen a su longi ud
(Fue za de acción
e---------
+
1
8)
Suje a
el
obje o po un ex emo
y
empuja po el o o, a ando de
aco a lo. (~ue za de comp esión
----
>
.---
1
C) Calien a el obje o con las manos y p ueba a es i a lo como en
A.
D)
n
n
*
a aco a lo como en
B.
E,)
Calien a los obje os
5
y
6
a la llama del meche o y p ueba como
A.
F)
n
n
n
n n
n
como
B.
G) Con la pa e pos c io del ldpiz p esiona el obje o ue emen e.
OBJETOS
PRUEBAS--
VA
B
c
D
E
F
G
o a7
1.Cin a de goma (caucho)
----------------------------..----.,----.,----<.----..----<.----..----..------
2.
Plas ilina
.............................
-----
----.,----.
.-
---..
----..----..----..------
-
3.
Po aobje os de id io
.............................
---
-.,---
-.
----..----..----..----..----..------
4.
Cub eobje os de id io
.............................
----
----..----..----..----..------
S. a illa hueca de id io
$
,--
--..--
-
-..-
---..-----m
.
Cla o de hie o
0-
-
-
-
- -
-- -
--
-
-
--
-
-
--
-
-
-
- -
-
-
-
---.---------
.1----.,----..----..----..------
7.
Cin a de zinc
?
--e-------------------------
----.-----m---
-----,--e-..----..----.,------
8.
Cin a de hojala a
............................
---m
,--e--
m---
----m)---m..----..-----
------
9.
Escayola seca
j
............................
----m-----
m----
----m
----..----..-----
-e----
10.Escayola eci &n humedecid
PREGUNTAS: sedn es os esul ados clasi ica los obje os y los ma e ia-
les u ilizados en
El~s icos,P1ds icos,Rigido~
y F dgiles.
2.
Un mismo ma e ial ¿Se compo a siemp e igual? &qu¿ condiciones
in insecas (longi ud,g oso
...
)pieden al e a su compo amien o?
3.
LQUC
condiciones ex e nas
( empe a u a,agua, iempo
de ac uación...)
pueden al e a ese compo amien o? Pon ejemplos.
4.
¿Cómo pod ias al e a el compo amien o de
6
y de
71
5.
LA
qu& ipo de ma e iales,po el compo amien o,c ees que pe e-
necen la mayo a de las ocas? ~Pieneas que hay cie as condi-
ciones en que el compo amein o de las ocas se piede al e a .?
Especi ica las condiciones.
ENSENANZA
DE LAS CIENCIAS
lN
VESTIGACION
Y
EXPERIENCIAS
DIDACTICAS
3.
EVALUACION
es a p egun a egis ada en cu sos an e io es.
Al plan ea la elabo ación de un modelo que sus i u-
ye a a los adicionalmen e empleados pa a ilus a la
ec ónica nos p oponiamos:
-
Que los alumnos descub ie an que un mismo ma-
e ial no siemp e se compo a del mismo modo, si-
no que la in ensidad de la ue za, o el ipo ( ac-
ción o comp esión) hace a ia su compo amien o.
-
Que comp oba an que de e minadas condiciones
ex e nas al e an el compo amien o de los ma e ia-
les. Po ejemplo la ele ación de empe a u a y el
agua acili an la de o mación.
-
Que manipulasen los ma e iales y llegasen a con-
clusiones po si mismos, y as el deba e en el equi-
po y en clase.
3.1.
E aluación de los esul ados acadkmicos
Pa a la e aluación de es a unidad, igual que pa a o as,
u ilizamos: el análisis de los cuade nos de clase, p ue-
bas p ác icas, de in e p e ación de diaposi i as, e c. y
p uebas esc i as. Un comen a io de allado de los cua-
de nos
y
las p uebas p ác icas excede el ma co de es e
a iculo. De alla emos, en cuan o a los esul ados de
las p uebas esc i as, las espues as a las p egun as e-
lacionadas con el P e- es y la expe iencia aquí eseiia-
da. (Ve Anexo no
2).
Las espues as co ec as a las p egun as
1,
2
o
3
sob e
las causas ac uales o alizan un 85 Vo.
Las espues as a la p egun a 4 sob e es uc u as o o-
génicas son: Co ec as 78 %
unila e ales 10'5%
8.
e óneas 4'5
%
no con es an
.
7
.%
Sei ala emos que uno de los mo i os que nos lle ó a
diseiia es a expe iencia ue, p ecisamen e, el g an nú-
me o de espues as e óneas (en e el
40
y el 50%) a
ANGUITA.
F.,
MORENO,
F.,
1977,
Geología, p ocesos in-
e nos
(Za agoza, Edel i es).
DERCOURT,
J..
PAQUET,
J.,
1978,
Geologia
(Ba celona,
Re e e).
GIL PÉREZ,
D.,
1983, T es pa adigmas básicos en la Ense-
ianza
de las Ciencias.
Emeilanza de las Ciencias,
Vol.
1,
no
1.
pp. 26-33.
GIORDAN, A., 1982,
La Ense ianza de las Ciencias
(Ma-
d id, Pablo del Río-Siglo XXI).
La des iación en e el 50-60% que la espondían co-
ec amen e du an e los cu sos 79-80
y
80-81
y
el
64%
que la esponde co ec amen e en el P e- es supone-
mos que se explica a) po a a se de g upos di e en es
en años dis in os; b) po que el P e- es es una p ueba
de elección múl iple en la que no ienen que edac a
ellos y c) po la si uación sicológica del alumno, dis-
in a en una p ueba anónima y en un eje cicio que con-
lle a cali icación.
Las espues as co ec as a la p egun a
5
e an el 70%
y a las p egun as
6
o
7
el 81 %.
El sis ema de ecupe ación incluye la ealización (u i-
lizando ma e ial de consul a) de eje cicios como los del
Anexo no 5. Pa a los ex os e Holmes
(1962)
y De -
cou e al (1978).
3.2.
De iciencias obse adas
y
aspec os a mejo a
En cu sos p óximos nos p oponemos mejo a es e di-
se io, co igiendo las de iciencias que nos han sido se-
ialadas po algunos compañe os, p incipalmen e:
-
Seiiala el iempo du an e el que se debe aplica la
ue za (C eemos que 10 seg. es adecuado).
-
Medi , u ilizando dinamóme os, la
in ensidad
de
la ue za de acción aplicada (que explica, en mu-
chos casos las di e encias en e los equipos). Con
el ma e ial de que disponemos no nos esul a posi-
ble medi la de comp esión, aunque hemos solici-
ado la ayuda de los ísicos del Cen o.
-
Sus i ui la escayola po a cilla, ya que la p ime a,
al agua en b e es momen os, dis o siona los
esul ados.
Como aspec o posi i o del diselio alo amos el bajo
cos o del ma e ial, pa e de él de desecho (caucho de
una cáma a de neumá ico, i a de hojala a de embala-
jes, e c.) lo que acili a su mon aje en cualquie cen o.
HOLMES, A., 1962,
Geologia ísica
(Ba celona, Omega).
MATTAUER, M.,
1
976,
Las
de o maciones de /os ma e ia-
les de la co eza e es e
(Ba celona. Omega).
NOVAK,
J.,
1982.
Teo ía
y
p ac ica de la Educación
(Ma-
d id, Alianza).
VALERA e
al,
1983, In uición e his o ia de las ciencias en
la ense ianza.
Enseilanza de las Ciencias,
Vol.
1
no 3, pp.
205-2
1
5.
ENSENANZA DE LAS CIENCIAS
INVESTIGACION
'Y
EXPERIENCIAS DlDACTlCAS
Anexo
1
PRE TEST GEODINAMICA
c. Los con inen es
se
desplazan sob e los océanos
y
és os pe manecen iguales.
d. La posición ha sido siemp e
la
misma, la que hay
1.
¿A
qué se debe la exis encia de mon, a ias en'unos hoy día.
si ios y alles en o os?
a. Se o ma on en la an igüedad debido a explo-
Anexo
siones y ca aclismos que enían luga en aque-
llos iempos y que hoy día ya no ocu en.
PREGUNTAS DE PRUEBAS ESCRITAS
b. Se o ma on hace miles de años po causas geo-
lógicas pa ecidas a las que ac úan h.oy día
(y
si- (Dis in as p egun as sob e un mismo ema co espon-
guen o mándose en la ac ualidad). den a p uebas de di e en es g upos.)
c. Algunos
se
o ma on hace miles de años y o os
hace poco iempo, po causas que los geólogos
desconocen.
d. O a (dila).
2.
Las ocas sedimen a ias, que con ienen ma e iales
p oceden es de o as ocas
a. Se es án o mando'en la ac ualidad en algunos
luga es de la Tie a.
b. Se o ma on, jun o con o os ipos de ocas en
los p ime os iempos de exis encia de la Tie a.
c. Algunas empeza on a o ma se hace miles de
años
y
o as
se
siguen o mando en la ac ualidad.
d. O a (dila).
3.
;A qué se debe que unas eces las ocas apa ezcan
de o madas (plegadas)
y
o as o as ( alladas o
ac u adas).
a. Depende de la in ensidad de la ue za: si es pe-
queiia los pliega y si es g ande los ompe.
1.
Comple a es a ase: «Las ans o maciones a que
es á some ida la supe icie de la Tie a se deben
a
la acción de
................................................
......................................
que son hoy iguales
Es e p incipio, es ablecido po Cha les Lyell ecibe
el nomb e de
..............................................
2.
El ge6logo del siglo
XVIII
Hu on
es
au o de la a-
se «El p esen e es la cla e del pasado)). Expücala
en é minos geológicos.
3.
Comple a es a ase: «Las ans o maciones que ie-
nen luga en la Tie a eciben el nomb e de p oce-
sos
.................................
que, si se p oducen
en la supe icie se llaman
.....................
y
si se
p oducen en el in e io se llaman
...................
Es os p ocesos se deben a causas
...................
y
los que u ie on luga en épocas pasadas son
........................................
a los que ienen
luga aho a. Es e p incipio se conoce como Ley
b. Depende del ipo de ma e ial ocoso: unos
se
plie-
4.
Explica po qué azones las ocas, some idas a
gan (son más elás icos o plás icos) y o os se om- una ue za, unas eces o iginan
pliegues
y o as
pen (son más ígidos o iigiles).
ac u as.
¿Qué nomb e compa en?
c.
de
Y
de
la
in ensidad
J.
En algunas non a iaS del in e io de ESpaRa,
po
de la ue za. ejemplo, Te uel, se encuen an ósiles de conchas
.
d. Las ocas nunca se pliegan: sólo se ompen.
'
ma inas. Explica, c onológicamen e qué p ocesos
debie on ene luga pa a que es o suceda.
4.
;Cómo ha sido la posición de los con inen es, a lo
la go de la his o ia de la Tie a?
6.
Haz un esumen de la eona de la De i a Con inen-
-
al de Wegene
y
menciona algunas p uebas que la
a. Los con inen es
se
sepa a on hace iempo
y
aho a apoyan.
ienen una posición ija.
b. Han a iado de posición
y
amaño con ienen es
7.
Explica cómo se o ma on los Andes, segun la eo-
y
océanos
y
siguen a iando aun. na de la Tec ónica de Placas.
ENSERANZA
DE LAS CIENCIAS