Unidad 3: El agua, el suelo y el clima Ciencias 5 semanas



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Unidad 3.3: El agua, el suelo y el clima

Ciencias

5 semanas

Etapa 1 – Resultados esperados

Resumen de la unidad


En esta unidad, los estudiantes van a diseñar modelos sobre el ciclo de agua. Además, investigarán cómo ocurren los fenómenos naturales y cómo se afectan las condiciones del clima. A través de actividades, reconocerán los instrumentos que se utilizan para identificar los cambios en el clima y explicarán los efectos de los fenómenos naturales sobre los organismos. Los estudiantes demostrarán su conocimiento sobre la composición de la Tierra e identificarán varios componentes del suelo.

Meta de transferencia: Los estudiantes saldrán del salón de clases preparados para utilizar sus conocimientos acerca de la Tierra, del ciclo del agua, incluyendo el clima y los fenómenos naturales. Esto le permitirá tomar decisiones correctas en situaciones peligrosas relacionadas a las condiciones del clima y los cambios constantes que se producen en el planeta.

Estándares de contenido: Los sistemas y los modelos; La estructura y los niveles de organización de la materia; Las interacciones; La conservación y el cambio

Expectativas y especificidades

Ciclo del agua


SM.3.2.1 Explica la importancia del ciclo del agua para la vida del planeta (formación de los ríos, agricultura, diversión, fuente de alimento y hábitat).

SM.3.2.2 Diseña un modelo del ciclo del agua.

Fenómenos naturales y el clima


I.3.1.3 Identifica los fenómenos atmosféricos tales como: tormentas eléctricas, tormentas tropicales, huracanes y otros que afectan el ambiente.

I.3.1.4 Reconoce los instrumentos utilizados para definir las condiciones del tiempo (termómetro – temperatura, veleta – dirección del viento, anemómetro – velocidad del viento y pluviómetro – cantidad de lluvia).

I.3.1.2 Describe y explica los efectos de los fenómenos naturales sobre los organismos.

C.3.2.2 Identifica las diferentes escalas de medición de tiempo y las utiliza para medir los cambios en la naturaleza.

I.3.1.5 Identifica las nubes de acuerdo a su forma y altura (cúmulos, estratos y cirros).

C.3.2.1 Infiere que el cambio de las estaciones produce cambios en los patrones del tiempo y en la flora.

C 3.3.1 Describe eventos que ocurren en la Naturaleza.

Geología


EM.3.1.4 Explica que el planeta Tierra se compone de materiales sólidos (rocas y suelos), líquidos (cuerpos de agua) y gases (oxígeno y aire).

EM.3.1.5 Identifica algunos de los componentes del suelo (pedazos de roca triturada, restos de plantas y animales).

C.3.3.6 Discute y ofrece ejemplos de cómo el planeta Tierra está en continuo cambio.

Ideas grandes/Comprensión duradera:


  • El agua circula a través de un ciclo continuo.

  • El agua juega un rol importante en la estructura y composición de nuestro planeta Tierra.

  • Los científicos usan distintas herramientas para medir, describir y predecir el clima y los patrones en las condiciones del tiempo.

Preguntas esenciales:


  • ¿Cómo el ciclo del agua impacta al medio ambiente?

  • ¿Qué papel juega el ciclo del agua en la forma del relieve de la Tierra?

  • ¿Por qué es necesario predecir el clima?

  • ¿Por qué es importante la tecnología a la hora de recopilar información acerca del clima?

Contenido (Los estudiantes comprenderán…)


  • la importancia del ciclo del agua para la vida del planeta (formación de los ríos, agricultura, diversión, fuente de alimento y hábitat).

  • como se forman u originan los fenómenos atmosféricos que afectan el ambiente, tales como: tormentas eléctricas, tormentas tropicales, huracanes y otros.

  • qué tipos de los instrumentos son utilizados para definir las condiciones del tiempo (termómetro – temperatura, veleta – dirección del viento, anemómetro – velocidad del viento y pluviómetro – cantidad de lluvia).

  • que tipo de escalas se utilizan para medir el tiempo y los cambios en la naturaleza.

  • que el cambio de las estaciones produce cambios en los patrones del tiempo y en la flora.

  • que el planeta Tierra se compone de materiales sólidos (rocas y suelos), líquidos (cuerpos de agua) y gases (oxígeno y aire).

Vocabulario de contenido


  • Ciclo del agua

  • Fenómenos atmosféricos – tormentas eléctricas, tormentas tropicales, huracanes

  • Instrumentos para medir el clima – termómetro, veleta, anemómetro, pluviómetro

  • Estaciones

  • Fenómenos naturales

  • Nubes – Cúmulos, Estratos, Cirros

Destrezas (Los estudiantes podrán…)


  • diseñar un modelo del ciclo del agua.

  • describir los eventos que ocurren en la naturaleza.

  • explicar los efectos de los fenómenos naturales sobre los organismos.

  • identificar las nubes de acuerdo a su forma y altura (cúmulos, estratos y cirros).

  • identificar algunos de los componentes del suelo (pedazos de roca triturada, restos de plantas y animales).

  • discutir y ofrecer ejemplos de cómo el planeta Tierra está en continuo cambio.



Etapa 2 - Evidencia de avalúo

Tareas de desempeño

Ciclo del agua1


En esta tarea, luego de que los estudiantes hayan aprendido que toda el agua de la Tierra se recicla a través del ciclo del agua, tendrán la oportunidad de experimentar con su propio modelo del ciclo del agua.

  • Los estudiantes van a construir el ciclo del agua a partir de jarras con tierra, plantas y agua, para observar el ciclo en acción. Cada estudiante necesitará una jarra grande de vidrio o plástico transparente (de pepinillos, mayonesa, etc.), la tapa de una botella, piedras pequeñas, arena, tierra, y varias plantas pequeñas.

  • Los estudiantes harán una capa de piedras en el fondo de la jarra y luego la cubrirán con arena.

  • Luego, van a llenar la jarra con tierra hasta la mitad y van a colocar algunas plantas en la tierra.

  • Pida a los estudiantes que llenen la tapa de una botella con agua y que la coloquen junto a las plantas. Luego, deberán cerrar la jarra bien y colocarla bajo el sol durante dos o tres de días.

  • Indique a los estudiantes que deberán deben llevar un diario del ciclo del agua para anotar lo que sucede dentro de la jarra. Pídales que predigan qué sucederá dentro de la jarra.

  • Luego, los estudiantes harán observaciones de las jarras durante varios días y las anotarán. ¿Hubo condensación? Pida a los estudiantes que expliquen dónde, cómo y por qué se formó condensación. Finalmente, los estudiantes deben describir el ciclo del agua y cómo éste afecta a los seres vivientes.

El maestro evaluará a los estudiantes según los siguientes criterios:

  • ¿Los estudiantes siguieron las instrucciones durante el experimento?

  • ¿Escribieron todos los días en su diario de observaciones? ¿Las observaciones reflejan el conocimiento sobre los procesos involucrados en el ciclo del agua?

  • ¿Pudieron los estudiantes explicar con exactitud cómo se formó la condensación dentro de su jarra?

  • ¿Pudieron articular cómo afecta el ciclo del agua a los seres vivientes?

Reportero de huracanes


En esta tarea, los estudiantes van a investigar y a hacer un informe sobre un huracán que haya afectado a Puerto Rico.

  • Pida a los estudiantes que elijan un huracán que haya afectado a la isla y que investiguen acerca del mismo.

  • Su investigación debe incluir la fecha, la categoría, la trayectoria del huracán, cantidad de precipitación y velocidad del viento. También debe incluir información acerca del impacto que tuvo sobre los seres humanos, las plantas y los animales.

  • Su investigación también debe incluir información acerca de cómo los científicos estudian los huracanes, además de entrevistas a familiares sobre qué recuerdan de algún huracán que haya impactado a la Isla.

  • Después de investigar, los estudiantes darán un informe oral que muestre los detalles y los efectos del huracán. Los informes deben incluir un mapa de Puerto Rico con el trazo de la ruta del huracán. También pueden incluir imágenes que muestren información básica del mismo, la cantidad de precipitación y los efectos que tuvo el huracán sobre la isla.

  • También deben incluir en su presentación una explicación de cómo se forman los huracanes (viento y aguas cálidas). Uno de los aspectos importantes es la seguridad durante los huracanes; también deben añadir una descripción verbal o visual sobre las precauciones de seguridad que se deben seguir durante un huracán.

El maestro puede evaluar a los estudiantes según estos criterios:

  • ¿Presentó la información sobre el huracán de forma clara y precisa?

  • ¿Incluyó todos los elementos requeridos: ruta, velocidad del viento, precipitación, efectos y seguridad?

  • ¿Usó recursos variados para investigar acerca del huracán?

  • ¿Su mapa incluye la ruta correcta del huracán? ¿Presentó la información del mapa de forma limpia y organizada?

  • ¿Incluyó diversas precauciones de seguridad en su presentación?

Otra evidencia

  • Postales del ciclo del agua

En esta tarea, los estudiantes van a crear postales como si fueran una gota que está viajando por el ciclo del agua. Pueden seleccionar puntos en el ciclo desde donde les parezca apropiado enviar una postal para sus padres. Los estudiantes deben incluir un mínimo de 6 postales que expresen los temas principales de vocabulario: precipitación, condensación, acumulación, evaporación, transpiración y escorrentía. Los estudiantes pueden usar el modelo para anotar las características de cada una de las partes del ciclo del agua.

En esta actividad, los estudiantes van a crear un diario de nubes. Proporcione 6-8 hojas de papel con forma de nube (azul, si es posible), a cada estudiante. Los estudiantes van a observar las nubes durante cinco días, harán dibujos de las nubes que ven cada día y contestarán varias preguntas en sus libretas. ¿Qué tipos de nubes observaste? (cúmulos, estratos, cirros). ¿Cómo son? (mullidas, como plumas, o como un manto) ¿Son largas, cortas, delgadas, gruesas? ¿Son blancas, grises o negras? ¿Qué tipo de clima producen las nubes? (calmado, frío, tormentoso).

  • Organizador gráfico – Suelo

(Ver anejo: 3.3 Organizador gráfico – Componentes del suelo) En esta actividad, los estudiantes completarán el organizador gráfico con las características y ejemplos de los componentes del suelo, incluyendo pedazos de piedra triturada y los remanentes de plantas y animales. Pida a los estudiantes que identifiquen tres características de cada uno de los componentes (ej. duro, brillante, intacto).

Etapa 3 - Plan de aprendizaje

Actividades de aprendizaje

Ciclo del agua


  • Pida a los estudiantes que trabajen en grupos de 2 a 3 personas para hacer carteles que muestren todos los pasos del ciclo del agua.

  • Pida a los estudiantes que inventen maneras para demostrar físicamente el ciclo del agua (ej. condensación en el borde un vaso, evaporación del agua de un vaso durante varios días).

  • Pida a los estudiantes que hagan un “modelo” del ciclo del agua colocando en el sol una bolsa de plástica sellada llena con agua teñida de color. Al cabo de un tiempo, el nivel del agua debe bajar y algunas gotitas de colores comienzan a aparecer a los lados de la bolsa, demostrando lo que le sucede al agua durante el proceso de condensación. Pida a los estudiantes que discutan sus observaciones.

  • Pida a los estudiantes que coloquen un vaso de agua afuera, sobre distintas superficies (grama, la acerca, la brea, arena y gravilla). Los estudiantes deberán revisar y medir la cantidad de agua de los vasos dos veces al día durante los siguientes dos o tres días para descubrir cambios. Los estudiantes harán una tabla para organizar sus observaciones.

El clima y los fenómenos naturales


  • Pida a los estudiantes que hagan diagramas de seguridad sobre qué hacer en caso de fenómenos naturales como tormentas, tormentas tropicales y huracanes.

  • Traiga al salón a un guardabosque que haya observado los efectos de un huracán para que hable a los estudiantes acerca de los efectos que los huracanes tienen sobre el bosque pluvial. Incluya mapas de antes y después del huracán.

  • Pida a los estudiantes que usen instrumentos para medir fenómenos del clima –veleta, pluviómetro, termómetro. Pida a los estudiantes que anoten los cambios durante una semana y discutan.

  • Los estudiantes hacen un pluviómetro. Indique que corten la boca de una botella y que marquen los lados para medir las pulgadas (también deben marcar cada .25 pulgadas). Luego pueden medir y anotar la cantidad diaria de lluvia en la botella.

  • Los estudiantes fabrican un anemómetro (instrumento para medir la velocidad del viento). Con una perforadora, haga un agujero a una pulgada debajo del borde de cuatro vasos desechables. En un quinto vaso, perfore 4 agujeros equidistantes, aproximadamente a media pulgada (1.25 cm) debajo del borde. Luego, perfore un agujero en el centro del fondo del vaso. Inserte un sorbeto a través del agujero de uno de los vasos. Doble el extremo del sorbeto y grápelo al costado del vaso al otro lado del agujero. Repita este paso con otro de los vasos de un solo hoyo y el segundo sorbeto. Ahora deslice uno de los vasos ensamblados con sorbeto a través de dos agujeros opuestos en el vaso de cuatro hoyos. Doble el sorbeto y grápelo, al vaso de un agujero, asegurándose de que el vaso mira hacia la dirección opuesta que el primer vaso. Repita el procedimiento usando los dos vasos que quedan (ensamblado con sorbeto y vaso de un solo hoyo). Alinee los cuatro vasos de manera que la abertura mira en la misma dirección (a favor o en contra de las manecillas del reloj) alrededor del vaso central. Inserte la tachuela a través de los dos sorbetos en el punto en donde éstos se intersecan. Inserte un lápiz con la goma hacia arriba a través del agujero del fondo del vaso del centro. Inserte la tachuela en la goma del lápiz lo más adentro que se pueda. Dibuje una X en uno de los vasos para que pueda contar cuántas veces gira alrededor del centro durante un minuto. El anemómetro está listo para usarse. Intente llevarlo a algún lugar con viento para que lo puedan ver girar. Puede usar un abanico en el salón si no hace suficiente viento afuera. Cuente cuántas revoluciones por minuto gira el anemómetro. Pida a los estudiantes que anoten sus observaciones e incluyan una descripción de cómo funciona un anemómetro y cómo lo utilizan los meteorólogos. (Fuente: Utah Educational Network).

  • Los estudiantes deben preparar una estación climática fuera del salón y anotar información diariamente durante dos semanas. Prepare con los estudiantes la estación climática con un termómetro, pluviómetro y veleta. Asigne a distintos grupos de estudiantes para que visiten la estación dos veces al día y tomen nota de la temperatura, total de precipitación, y la dirección del viento. Los estudiantes deben mostrar la información en el salón para que todos los estudiantes la anoten en sus libretas. Al final de cada semana, pida a los estudiantes que discutan y comparen el clima de la semana. Haga predicciones para el clima por venir, a partir de la información que recopilaron.

  • Los estudiantes hacen su propio huracán. Proporcione un recipiente grande, una cuchara y colorantes vegetales. Indique a los estudiantes que agiten el agua con la cuchara, haciendo movimientos circulares a través del borde del recipiente en una sola dirección. Cuando el agua se mueva lo suficientemente rápido, pídales, que se detengan y añadan inmediatamente unas cuantas gotas de colorante en el centro del agua que sigue girando. El color se moverá hacia afuera del centro formando bandas, de la misma manera que lo hacen las nubes en un huracán. Discuta con los estudiantes qué le sucedió a las “nubes” del huracán a medida que el líquido hacía espirales en el recipiente. Describa el movimiento. (Fuente: National Geographic Xpeditions Archive)

  • Pida a los estudiantes que simulen una tormenta en el salón: Apague las luces y pida que todos golpeen un dedo sobre sus pupitres como si empezara a llover. Luego, que golpeen todos los dedos sobre sus pupitres porque llueve más fuerte. Pida a un estudiante que apague y encienda las luces rápidamente para simular relámpagos. Añada chasquidos de dedos, aplausos y golpes de pie sobre el piso a medida que empeora la tormenta. Finalmente, invierta el orden y la intensidad de los sonidos para simular que la tormenta pasa. Luego de la representación, pregunte: ¿Por qué las tormentas son peligrosos? ¿Qué puede suceder si sales afuera durante una tormenta? ¿Qué precauciones debes seguir durante una tormenta?

  • Fabricar un mural de nubes usando distintos objetos. (ej. relleno de almohadas para los cúmulos, tela delgada para los cirros).

  • Muestre a los estudiantes cuatro imágenes de las siguientes estaciones: invierno, primavera, verano y otoño. Pídales, que predigan la temperatura de cada una de las imágenes. Luego, deben investigar las cuatro estaciones en distintas partes del mundo y las temperaturas durante cada una de las estaciones. Discuta con los estudiantes cómo la temperatura afecta el aspecto de las estaciones en cada lugar. Pídales que comparen las temperaturas de los lugares que investigaron con las temperaturas de Puerto Rico durante el invierno, el verano, la primavera y el otoño.

Geología

  • Pida a los estudiantes que examinen distintos tipos de suelo (arena, arcilla, tierra negra) con distintos instrumentos (lupa, agua, papel toalla, etc.) Pídales que escriban sus observaciones sobre tamaño del gránulo, color, textura, etc.


  • Pida a los estudiantes que hagan una jarra de sedimentos para demostrar la forma en que se asientan las partículas de tierra. Llene con agua un frasco u otro recipiente con tapa, dejando espacio suficiente para añadir otros sedimentos. Añada gravilla, arena, materia orgánica, tierra, etc. Coloque la tapa y agite vigorosamente. Deje que la botella repose por varios minutos y pida a los estudiantes que observen en intervalos de 3-5 minutos. Pida a los estudiantes que escriban sus hallazgos y que observen las capas que se forman (los materiales más pesados se hundirán primero). Guarde en un lugar oscuro para evitar el crecimiento de limo.
  • Entregue un vaso con tierra a cada estudiante, haga un agujero pequeño en el fondo del vaso. Pida a los estudiantes que copien la siguiente tabla en sus libretas y que examinen la tierra del vaso para responder las preguntas de la tabla. (Adaptado de http://pssac.org/SoilTeachingUnit/dayone.htm)


Experimento

Resultados

¿De qué color es la tierra?




¿Cuál es la textura de la tierra? ¿Es suave? ¿Áspera? ¿Granulada? ¿Fangosa?




Aplasta la tierra entre tus dedos. ¿Te parece que está saturada de agua?




Imagina que tu muestra de tierra es plasticina. ¿Puedes construir formas con ella o se deshace entre tus dedos?




Coloca una taza de medir bajo tu vaso con tierra. Toma ½ taza de agua y viértela sobre tu muestra de tierra. ¿Cuánta agua puedes recuperar en la taza de medir? ¿Qué le pasó al agua? ¿A dónde fue?




  • Hagan un hoyo afuera de por lo menos 4 pies de ancho x 4 de largo x 3 de profundidad. Tomando en cuenta la seguridad de los estudiantes, pídales que observen las distintas capas. Discutan por qué se ven distintos colores.

  • Hagan una composta para observar cómo los desechos de comida y otros materiales orgánicos se convierten en tierra. Añada lombrices para observar la descomposición mediante el uso de organismos vivos.

Ejemplos para planes de la lección

Demostración del maestro del ciclo del agua


(Ver anejo: 3.3. Ejemplo para planes de la lección- Modelo del Ciclo del agua- Demostración por el maestro) En esta demostración los estudiantes podrán entender y comprender el ciclo del agua.

Receta para hacer tierra


(Ver anejo: 3.3 Ejemplo para planes de la lección- Receta para hacer tierra). En esta lección, los estudiantes fabricarán tierra usando materiales locales y luego comparan el crecimiento de una planta en la tierra hecha por ellos y en la tierra natural.

Escoge un camino3


En esta lección, los estudiantes identificarán los tres tipos principales de suelos y harán un modelo de las distintas características de la tierra.

Información de trasfondo: Existen tres tipos principales de suelo – arena, arcilla y cieno. Cuando los tres se mezclan, forman el humus. El humus es formado por materiales orgánicos en proceso de descomposición; es la materia orgánica que se encuentra en la tierra. En esta actividad, los estudiantes simularán ser los distintos tipos de suelo. Los llanos costaneros tienen la concentración más alta de suelo arenoso. El cieno, un tipo de tierra muy delgada que se siente como talco, es la segunda partícula en tamaño. El agua puede fluir a través del cieno, pero tarda más. La arcilla, el último tipo de partícula, es la partícula más pequeña. Se compacta fuertemente. Es maciza y difícil de cavar. Al agua se le dificulta fluir a través de la arcilla. De hecho, muchas veces el agua sólo reposa en la superficie de la arcilla, formando fango. Cuando los tres tipos de tierra se mezclan, se forma el humus. Éste es el mejor tipo de tierra para sembrar.

Procedimiento

  1. Divida a la clase en cuatro grupos. Asigne a cada grupo uno de los siguientes componentes: agua, arena, arcilla y cieno.

  2. Las partículas de tierra (los estudiantes) deben colocar los brazos como se ilustra en las figuras a continuación.



arena

cieno

arcilla

  1. Agrupe a las partículas de arena de manera que se estén tocando (con la punta de los dedos). Diga a los estudiantes en el grupo de agua que intenten fluir a través del grupo de arena. Deben poder fluir a través de la arena con poca dificultad.




  1. Repita el paso anterior con cieno y arcilla. Las partículas de cieno se deben tocar los codos, y las de arcilla se tocan hombro con hombro. Discuta los resultados del agua que intenta fluir a través de los distintos tipos de suelo.

  2. Mezcle las partículas (estudiantes) de arena, cieno y arcilla para formar humus. Pida al grupo de agua que fluya a través de la mezcla. Discuta los resultados.

Recursos adicionales


  • Ciclo del agua:

  • http://www.kidzone.ws/water/

  • http://science.pppst.com/watercycle.html

  • http://teachers.eusd.k12.ca.us/kchadwick/water_cycle_for_kids.htm

  • http://earthguide.ucsd.edu/earthguide/diagrams/watercycle/

  • http://www.explora.cl/otros/agua/ciclo2.html

  • http://ga.water.usgs.gov/edu/watercyclespanish.html

  • El clima, instrumentos y nubes:

  • http://www.weatherwizkids.com/weather-wind.htm

  • http://www.jmarcano.com/varios/desastre/huracan.html

  • http://oceanservice.noaa.gov/education/for_fun/BuildyourownWeatherStation.pdf

  • http://globe.gov/fsl/pdf/en_fr_es.pdf

  • http://www.uwgb.edu/dutchs/EarthSC102Notes/102Clouds.htm

  • Suelo:

  • http://www.soil-net.com/

  • http://www.epa.gov/oerrpage/superfund/students/clas_act/fall/buried.htm

  • http://www.brainpopjr.com/science/land/soil/grownups.weml

  • http://www.libroverde.cl/suelo/susobre.htm

Conexiones a la literatura


  • Libro virtual (traducido) Scoop on Soils - http://classic.globe.gov/fsl/elementaryglobe/docs/EGLOBE_SoilBook_LowRes_SP.pdf

  • El Ciclo del agua (Cambios que suceden en la naturaleza) de Bobbie Kalman y Rebecca Sjonger

  • Huracanes (Tormentas) por Jim Mezzanote

  • El ojo de la tormenta: Un libro sobre huracanes de Rick Thomas

  • Mediopollito: Cuento tradicional en español e inglés de Alma Flor Ada

  • Las nubes de Gail Saunders-Smith

  • El libro de las nubes de Tomie de Paola

  • El suelo: tierra y arena por Natalie M. Rosinsky



1 Adaptado de: University of Central Florida- Stormwater Management Academy: Water Resources Educational Activities

2 Adaptado: www.coreknowledge.org Lección: Bailando con el ciclo del agua

3 Adaptado de Agriculture in the Classroom (www.agintheclass.org)

Junio 2012



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