MODALIDAD
PROTOTIPO DIDÁCTICO
TÍTULO
EXPERIMENTO DISCREPANTE CON LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA
NOMBRES DE LOS PARTICIPANTES
CLAUDIA LETICIA GÓMEZ FLORES
INSTITUCIÓN
CENTRO DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS No. 1
“WALTER CROSS BUCHANAN”
DEL INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ASESOR
ADALBERTO GARCÍA RANGEL
INSTITUCIÓN
CENTRO DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS No. 1
“WALTER CROSS BUCHANAN”
DEL INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
OBJETIVO
Utilizar la presión atmosférica para mostrar un experimento cuyos resultados van en contra del sentido común y la lógica intuitiva, que generan una incertidumbre que puede utilizarse como punto de partida para un aprendizaje significativo de los alumnos.
MÉTODO
Un experimento discrepante es un fenómeno reproducido bajo condiciones controladas que expone una aparente contradicción entre lo que un observador común espera que suceda con lo que se manifiesta en los hechos. Estos últimos pueden corresponder a un suceso que ocurre cuando el alumno se encuentra esperando un resultado de acuerdo con su interpretación y se hace evidente un resultado diferente y hasta contradictorio con su idea previa. Autores como Barbosa (2008, 2009) han observado que los experimentos discrepantes permiten un escenario fértil donde el estudiante puede observar y desarrollar su creatividad mejorando su capacidad de intuición en los fenómenos físicos. Y aunado a esto se establecen las bases propias de una investigación en ciencias, de tal manera que el alumno puede investigar, conjeturar, argumentar, abstraer, intuir, comparar, etc.
De esta manera los experimentos discrepantes son una estrategia propia del aprendizaje activo que genera un campo propicio para que el alumno se motive en el estudio de los fenómenos físicos. Se sabe que si el fenómeno es impactante también genera el interés del estudiante por conocer más sobre el tema. Este es un punto importante ya que el aprendizaje centrado en el alumno es fundamental en el ámbito educativo actual, si este tiene un interés inicial por conocer más para poder explicarse lo que sucede en los eventos observados se tiene un aspecto fundamental para el aprendizaje: la motivación del estudiante.
DESARROLLO
Se inicia con 2 globos conectados por medio de una tubería que tiene en su parte intermedia una llave que controla el paso del aire de un globo a otro, cabe señalar que uno de los globos ha sido llenado con una mayor cantidad de aire que el otro globo (ver figura 1).
Figura 1
El fenómeno que se presenta es discrepante ya que cuando se abre la válvula, los estudiantes normalmente esperan que el aire pase del globo de mayor volumen al globo de menor volumen; contrario a esto, el aire pasa del globo más pequeño al globo más grande (ver figura 2).
Figura 2
Este hecho es contradictorio para el sentido común del estudiante, pues de hecho, él sabe que se ha esforzado más en inyectar aire al globo grande que al globo pequeño. Además observa que la cantidad de aire en los globos es distinta y que su lógica intuitiva espera que el aire se reparta en partes iguales cuando se abra la compuerta. Sin embargo, cuando se abre la compuerta, lo que se observa es que el globo pequeño se desinfla y el globo grande se infla un poco más. Incluso se puede observar que si el globo pequeño se infla en repetidas ocasiones, y en cada caso se conecta al tubo con la llave cerrada, y luego se abre, el globo con mayor volumen se puede inflar cada vez más y su límite es la capacidad elástica del material del globo. Cabe considerar que el fenómeno se presenta independientemente de la naturaleza del gas que se use, que en este caso es aire.
RESULTADOS
El fenómeno muestra que cuando dos globos de distinto radio se interconectan para permitir flujo de aire entre sí, la presión neta varía inversamente al radio de los globos. Esto es que en el globo con menor volumen el radio es menor por lo que la presión neta es mayor que la presión neta en el globo de mayor volumen cuyo radio es menor y, en consecuencia, la presión neta de este último resultará menor, por lo que el aire pasará del globo de mayor presión neta al de menor presión neta observándose el fenómeno ya descrito.
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Este experimento es discrepante ya que genera una incertidumbre que surge a partir de una contradicción entre las ideas previas de los estudiantes y los hechos que observan en el fenómeno mostrado. El hecho de que el globo que contiene más aire reciba el aire del globo que contiene menor cantidad de aire, representa en esencia una contradicción si se contempla sólo este aspecto. Cuando se toma en cuenta la presión atmosférica se explica el fenómeno bajo la perspectiva que se trata de una diferencia entre la presión atmosférica y la presión interna del aire del globo. En consecuencia, la presión resultante es mayor en el globo de menor volumen que en globo con mayor cantidad de aire. Lo que sigue es el resultado de igualar las presiones de ambos globos.
Un aprendizaje basado en este tipo de experimentos tiende a generar una actitud activa por parte del estudiante, ya que origina una necesidad de conocimientos que puedan explicar el fenómeno observado. Esto repercute también en el profesor quien será el encargado de conducir esa búsqueda de conocimientos. Deberá entender que cuenta con una herramienta para inducir al estudiante los conocimientos necesarios para poder asimilar, comprender y explicar el fenómeno relacionado con la presión atmosférica.
BIBLIOGRAFIA
Barbosa H., Luis. Los Experimentos Discrepantes en el aprendizaje activo de la Física. Lat. Am. J. Phys. Educ. Vol. 2, No. 3, Sept. 2008. p. 246- 252
Barbosa H., Luis; Talero H. Paco. La compuerta mágica: Descripción de un flujo discrepante en dos globos elásticos interconectados. Lat. Am. J. Phys. Educ. Vol. 3, No. 1, Jan. 2009. p. 135-139
