En este punto, resulta conveniente el empleo de simuladores que permitan visualizar los movimientos de rototraslación que fueran mencionados en el posteo anterior.
El simulador presentado responde a una modelización, es decir, una representación de la realidad sin que ello implique que sea lo que ocurre en realidad.
Por ejemplo, pueden observarse órbitas circulares en vez de ser elípticas. Algo interesante de debatir y, tal como ocurre en la filmación de la pantalla donde se relatan dos posibilidades: Cuando la masa del Sol es menor o es mayor respecto de la masa de la Tierra, dejando en claro dos posibles sucesos, por un lado el alejamiento de la Tierra y por el otro, el "choque" o atracción hacia un Sol notablemente superior en masa.
Dejar planteada la acción de la gravedad como la interacción que se evidencia entre dos cuerpos, es lo que permitiría responder a dichos sucesos.
Algunas consideraciones antes de comenzar a trabajar.
Es condición, presionar obtener flash aquí, caso contrario, el simulador no podrá ejecutarse on-line.
Donde aparece el globo terráqueo, una línea roja permite posicionar de forma aproximada, la ubicación de la ciudad donde habitamos y a partir de la cual, generaremos la simulación (por vivir en Buenos Aires, Argentina) ubicando la línea roja en una latitud de observador (observer´s latitude) de 34.9° aproximadamente, tildando labels que visualiza en dicho globo:
- Polos (poles): Norte (North) y Sur (South).
- Círculos (circles): Ártico (Arctic) y Antártico (Antarctic)
- Trópicos (tropics): Cáncer (Cancer) y Capricornio (Capricorn)
- Ecuador (Ecuator)
En función de la latitud del observador, establecida manualmente al posicionar la línea roja, se observará un gráfico que visualiza la llegada de los rayos solares a la superficie terrestre.
Observando la pantalla completa
A continuación, socializo un video en el cual explico brevemente el empleo de dicho simulador de estaciones.
Un detalle, no menor, en donde se menciona mantener la opción "órbita" dado que sino podría incurrirse en el error de la teoría geocéntrica, donde supuestamente el Sol (al igual que los demás astros) giraban alrededor de la Tierra. Las recomendaciones pedagógicas que suelen brindarse en torno a estos recursos:
El docente debería haber explorado el recurso.
Toda propuesta pedagógica debe incorporar los recursos TIC o, en su defecto, armar una propuesta justificando su empleo.
El simulador no es un juego.
La contextualización histórica o epistemológica debe acompañar nuestras propuestas, dado que de esa forma serán más notorios los errores u omisiones de las modelizaciones presentadas.
Sobre los movimientos de la Tierra respecto al Sol.
Preguntas muy usuales son las que se presentan entre los niños y, por qué no, entre algunos adultos sobre la duración del día y de la noche, las estaciones del año, entre otras.
Para ello debemos comenzar con la asociación de hechos familiares, para luego complejizar en conceptos un poco más elaborados.
Existe un movimiento de la Tierra que poco se menciona: El movimiento de precesión. Similar al movimiento de un trompo que gira sobre su eje, mientras se produce su rotación, efectuando un vaivén (ida y vuelta) simulando una caída que no ocurre, es lo que experimenta la Tierra, aunque en velocidades no tan abruptas.
De No machine-readable author provided. LP~commonswiki assumed (based on copyright claims). - No machine-readable source provided. Own work assumed (based on copyright claims)., CC BY-SA 3.0, Enlace
Trasladado al movimiento que nos interesa, se observaría algo similar.
Este movimiento, llamado de precesión, no es el único puesto que, al igual que un trompo cuando intenta detenerse, comienza a tener oscilaciones entre caer y volver a la posición en cuestión de segundos, conocido como nutación. A partir de la siguiente imagen pueden observarse los movimientos antes mencionados:
Un poco de historia...
Antiguamente, tenía vigencia la teoría geocéntrica que sostenía que la Tierra era el centro del Universo, donde todos los astros giraban en torno a ella, incluido el Sol. Formulada inicialmente por Aristóteles, en el siglo II A.C. el astrónomo y geógrafo egipcio Claudio Ptolomeo, propuso el modelo geocéntrico como base de la mecánica celeste que tuvo vigencia hasta el siglo XVI donde fuera reemplazada por la teoría heliocéntrica.
La visión aristotélica del Universo.
Aristóteles consideraba la existencia de dos mundos: El mundo celeste y el mundo sublunar o terrestre.
En el primero, se daba lugar a la perfección y movimientos eternos o circulares. Mientras que, en el segundo los objetos son corruptibles e imperfectos.
Lo que podemos observar en la imagen del modelo geocéntrico de Aristóteles: La Tierra es inmóvil y ocupa el lugar central, los cuerpos celestes se mueven en esferas sólidas alrededor de la Tierra, observando en la última esfera la contención de las estrellas.
El modelo Ptolemaico.
A partir de la teoría pre existente, Ptolomeo construyó un modelo que explicaba el movimiento de los planetas con gran precisión, aunque debido al haber mantenido a la Tierra en el centro del Universo, le valió tener que utilizar más de 40 círculos para explicar el movimiento de retrodegradación de los planetas (movimiento en dirección opuesta a la de otros cuerpos pertenecientes a un mismo sistema)
Este modelo coloca a la Tierra inmóvil en el centro del Universo (al igual que el modelo aristotélico), los planetas realizan un movimiento circular (epiciclo) alrededor de la órbita de la Tierra (deferente). Algo particular: El centro de la órbita de los planetas no es la Tierra, sino un punto en el espacio, cercano a ella.
Copérnico y el sistema geocéntrico.
En 1543, la teoría geocéntrica recibe un fuerte cuestionamiento y replanteo: Copérnico aseguraba que, contrariamente a la doctrina imperante, la Tierra y los demás planetas rotaban alrededor del Sol. Sin embargo, el sistema geocéntrico perduró un tiempo más, dado que el geocentrismo no aportaba mayores predicciones y, suponía una contradicción a la filosofía natural y a la formación religiosa.
Las leyes de Kepler.
Johannes Kepler acepta la invitación de Tycho Brahe, el mayor astrónomo de la historia observador del cielo, previo al invento del telescopio. Tycho basaba su obra en que el progreso astronómico no podía obtenerse con observaciones ocasionales o investigaciones puntuales, sino que debían efectuarse mediciones sistemáticas con la mayor precisión posible. Al morir Brahe, las medidas de la posición de los planetas pasaron al poder de Kepler y las medidas del movimiento de Marte fueron esenciales para que enunciara sus tan conocidas leyes.
En el próximo posteo, abordaremos un análisis didáctico sobre estas cuestiones a través del empleo de simuladores.
Bibliografía.
Sellés, Manuel; Solís, Carlos. Historia de la Ciencia. Pozuelo de Alarcón: Espasa. pp. 36. ISBN 84-670-1741-4.
Datos tomados de trabajos publicados por Salvador Vilaseca Forné, José López Sánchez y Luis Enrique Ramos Guadalupe, anteriores al siglo XX.
Ernesto R. Rodríguez Flores. Investigador auxiliar. Instituto de Geofísica y Astronomía. Cuba.
Doval Pérez Jorge. Datos Astronómicos para Cuba, 2009. Síntesis histórica de la Astronomía en Cuba, Pág. 58-63. Instituto de Geofísica y Astronomía.
A partir de la emergencia sanitaria que puso en jaque al mundo entero, la forma de afrontar lo desconocido, nos llevó a repensar sobre cómo avanzar e ir sorteando los obstáculos que fueran surgiendo. En el ámbito educativo, no fue la excepción.
Esta circunstancia puede transformarse en una oportunidad para continuar con nuestro rol de enseñar.
En este posteo analizaremos un invento que aparece como el principal protagonista en el ámbito hospitalario donde se traten pacientes en estado crítico que hayan contraído COVID-19: Hablamos del respirador artificial, un elemento esencial para suministrar oxígeno a pacientes con insuficiencia respiratoria.
El trabajo interdisciplinario promoverá la indagación científico - tecnológica. Basándose en la información pre existente de fuentes confiables se procederá a la argumentación. Como así también, la explicación del funcionamiento de un artefacto tecnológico, al identificar su inclusión en el mercado como un invento que surgió a partir de una necesidad, contextualizando históricamente. En este aspecto resulta conveniente reconocer los avances tecnológicos en pos de una mejora de tipo social, más que de tipo comercial.
Los fenómenos físicos, químicos y biológicos serán analizados a través de la modelización, complementándose con la integración de recursos TIC.
Actividades.
Lectura de artículo: Se
procederá a la lectura del primer fragmento del artículo “El fanático de la aviación que salvó a millones de bebés” donde se procederá al abordaje del contenido que se pretende profundizar desde el contexto histórico.
A medida que se efectúa la lectura del párrafo descrito en la imagen, entre paréntesis y, en color rojo, se mencionan los datos que han de servir para completar la siguiente tabla.
Visualización de video: Se
presentará el siguiente video: “El funcionamiento de un respirador artificial |AFP” El video muestra una animación para no herir la susceptibilidad de los estudiantes. Donde se describe el funcionamiento de un respirador artificial de manera sencilla y acorde al nivel de escolarización de los estudiantes.
Análisis del video: Tras visualizar el video, se procederá a trabajar con algunas capturas de pantalla, de diferentes tramos del mismo, con una serie de preguntas orientadoras.
Recordatorio: Del libro “Mecánica de fluidos” de Irvin Shames: “El flujo laminar se describe como un
patrón bien ordenado donde se suponen que las capas de fluido se deslizan una sobre otra, ante una
perturbación (válvula, cambio de dirección de flujo, cambio de sección) a
medida que avanza por la tubería tiene una transición desde el flujo bien
ordenado hacia un tipo de flujo inestable, condición en la cual se desarrollan
fluctuaciones irregulares del flujo, conocido como flujo turbulento”
La inclusión del concepto de flujo laminar no es arbitrario, puesto que brindará el soporte cuando deba visualizarse un flujo circulando a través de una tubería. Armado de modelo: A partir de la visualización del video, se solicitará a los estudiantes que realicen el armado del modelo del sistema respiratorio.
Analogía con el respirador artificial: Efectuando una mejora, el docente deberá perfeccionar el anterior modelo, con el agregado de una jeringa conectada a las entradas de los "pulmones" representados por los globos, a través de sondas transparentes y una válvula de derivación o de doble vía, tal como se muestra en la figura.
Al insuflar aire a través de la jeringa grande, el aire procederá a ocupar el lugar en los globos. Y luego, con el globo que recubre la parte
inferior de la botella sin su base (cuya finalidad es modelizar al diafragma) se efectuará la
contrapresión, a modo de que el aire insuflado retorne a la jeringa y, de esa
manera se repita el ciclo de recirculación cuando se vuelva a presionar la
misma. Aclaración: En caso de no conseguir una válvula de derivación o de doble vía, en el ámbito médico, resultan útiles las siguientes válvulas que pueden servir a los fines prácticos de la modelización (también conocida como "llave de tres pasos") que ofrece, una regulación del pasaje de aire a través de las sondas transparentes.
A continuación se muestra un modelo que requiere de ajustes, que serán contemplados en futuros posteos.
Comparación entre los sistemas o modelos:Recuperando
la analogía mencionada en la primera actividad, se procederá a observar la
siguiente infografía sobre la respiración pulmonar como proceso involuntario,
sobre la respiración con asistencia mecánica (respirador artificial) y se ha de
comparar con el modelo que el docente propuso a modo de análisis.
Reflexión: Se efectuará una
comparación entre el flujo de aire que ingresa por medio de la respiración
natural, el flujo de oxígeno que ingresa a través del respirador artificial y,
el volumen de aire que ingresa a través de la jeringa en el modelo.
En el aire presente en la atmósfera
se encuentra la humedad propia del ambiente, por ello debe humidificarse cuando
se lo insufla a través del equipo, trasladando al modelo surge la cuestión si
es necesaria la humidificación.
En la respiración normal tranquila, la
contracción de los músculos respiratorios sólo ocurre durante la inspiración,
mientras que la espiración es un proceso pasivo, ya que se debe a la relajación
muscular.
Aclaración: Si bien el simulador visualiza moléculas de un
líquido, en este caso, sirve a los fines didácticos de establecer la siguiente
analogía.
Se identificara en el modelo de
respirador artificial, el volumen desplazado a través de la jeringa, su cálculo
puede efectuarse de forma aproximada.
Por tratase de una derivación a
través de la válvula tipo “T”, se planteará el volumen de aire que ingresa a
cada globo.
Introducir el concepto de presión,
al ejercer el empuje sobre la jeringa para desplazar el volumen de aire. Como
así también el concepto de contrapresión, para que dicho volumen efectúe el camino
inverso de retorno.
Evaluación.
En tiempos de pandemia, la forma de evaluar hizo replantear el concepto de evaluación en sí mismo, cuando se habla en términos numéricos, en vez de hablar de términos de alcance, comprensión y/o metacognición. Por tal motivo, se deja a modo de "tarea" domiciliaria, la confección de la rúbrica o forma de evaluar una propuesta que intenta orientar en estos tiempos de incertidumbre.
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