SPECTO. Investigando sobre los gases. FONDECYT 1150659GUIA ALUMNO
ACTIVIDADES PARA PROMOVER LA VISUALIZACIÓN EN CIENCIAS
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GU
ÍA A
LUM
NO
INTRODUCCIÓNEn este material encontrarás una forma interactiva de abordar problemas asociados a los gases, recurriendo a
fenómenos conocidos y el uso de la realidad aumentada. Los objetivos de trabajo son:
•Desarrollar los conceptos asociados a los gases y como estos se relacionan con los procesos de
respiraciónypresión.
•Relacionarlascienciasbiológicas,químicasyfísicasmedianteunasecuenciaconinclusiónderealidad
aumentada.
•Elaborarrespuestasasituacionesproblemasplanteadosmedianteelregistroyrecursosdeapoyo.
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GU
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NO
ORIENTACIONESPara que puedas usar de forma eficiente este material, se ha diseñado una lógica de progresión mediante el
avance por disciplinas, cada una de las cuales esta caracterizada por un color, según la siguiente distribución.
Sección Disciplina Color1 Biología Verde
2 Física Azul
3 Química Amarillo
4 Integrado Naranjo
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GU
ÍA A
LUM
NO
Cada sección cuenta con algunas gráficas que tienen por objetivo orientar el trabajo a realizar en una
determinada sección de este material:
Recuadrosconsíntesisdelasideascentrales
Datosrelevantespararesolversituaciónproblema
Recursoconrealidadaumentada
Actividaddesarrollogrupal
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ÍA A
LUM
NO
I I
NTE
GRA
DO
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Para comenzarVivimos envueltos en una preciosa capa de 500 km de gas retenida por la gravedad sobre la superficie de la
Tierra, con la cual interactuamos cada día al respirar.
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NO
I INTEG
RAD
O
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Los fenómenos gaseosos son uno de los más interesantes de estudiar en ciencias naturales, dado que pueden
ser estudiado desde diversos puntos de vista, por ejemplo con los ojos de la química, con la fascinante
descripción física y la por supuesto presente biología.
Si bien los seres humanos por nuestro tamaño disponemos de estructuras que permiten llevar el oxígeno
presente en el aire a cada célula de nuestro cuerpo, surgen una serie de preguntas asociadas a otros organismos
y si el proceso ocurre de forma similar. Por ejemplo, ¿quéocurreconaquellosquesondemenortamañoy
seencuentranenunahábitatintermedio(terrestre-acuático)comoporejemplo,losanfibios?. Así durante
el desarrollo de esta historia, te invitamos a pensar, cuestionar e investigar sobre el procesos de respiración
desde diferentes puntos de vista.
GU
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I I
NTE
GRA
DO
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Para ello iniciemos con tres preguntas:
Te invitamos a tener presente estas preguntas y a generar otras que se asocien al tema, para que avancemos juntos en esta aventura.
Estamos listos a iniciar nuestro viaje, y visualizar la respiración por medio del uso de realidad aumentada y proponer soluciones a los problemas que te vamos a plantear.
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I BIOLO
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C o n oz ca m o s nu e s t r o s p u l m o n e s
¿Sabescómoseinflanydesinflantuspulmones?
Toca tus costillas y abdomen al inspirar, notaras un cambio en su posición y desplazamiento
¿Cuáles laparticipaciónde las costillasen la inspiraciónyexpiración?
¿Cuál es la participación del diafragma en la inspiración yexpiración?
¿Cómo serán las presiones internas de los pulmones en la
inspiraciónyenlaexhalación?
R A - AB1
Intenta reconocer las etapas de tul proceso respiratorio.
B u s c a n d o r e s p u e s t a s
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1.Observaalasranasensuhábitat
2.¿Quécosaspuedesdecirsobrelarana?
La rana es un anfibio ¿sabesloqueesunanfibio?
¿Quécaracterísticastieneelhabitaddelarana?
¿Esposiblequeelambientedondeviveunaranaafectesuformaderespirar?
AA1. Mirando con los ojos de la biología.
C o n oz ca m o s o t r o a n i m a l R A - AB2
Discuteestaspreguntascontuscompañeros
GU
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I BIOLO
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AA2. Estructura de la rana
E s t u d i e m o s a h o ra e l i n t e r i o r d e l a ra n a
R A - AB3
R a n a c o n e s t r u c t u r a i n t e r n a
Identifica las estructuras involucradas en la respiración de la rana:
¿Quéestructurasencuentrasqueseancomunesentre humanos y ranas? ¿son las mismasestructuras?
GU
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Anotalasdiferenciasysimilitudesentrelaestructurarespiratoriastuyasydelarana.
¿Cómopuederespirarlaranasinoposeelasmismasestructurasqueelserhumano?
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I BIOLO
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A h o ra m i r e m o s a l a ra n a
Ventilación pulmonar de la ranaB u s c a n d o r e s p u e s t a s
R A - AB4
Desde la animación intente explicar cómo entra y sale el aire de los pulmones de una rana.
¿Cuántasetapaslograsapreciar?
¿Logras identificar las mismas estructuras entre un humano y una rana? Comenta con tus compañeros similitudes y diferencias
GU
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Para seguir discutiendoSabíasqueelaire generaunafuerzaal interiorde lospulmonesensusparedes,conocidocomopresión.¿Teimaginascómotrabajanlospulmonesdeunarana?
Anotalasdiferenciasysimilitudesentrelaranayunjoven.
ETAPAS DE LA RANA ETAPAS DEL SER HUMANO
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I BIOLO
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¡ATENCIÓN!
Unavezquehayasescritolassimilitudesydiferenciasentreunserhumanoyunarana,tepodrásdarcuentaquelaranaposeediferentesformaspararespirar.Inclusomáseficientequelarespiraciónpulmonar!
¿PordóndecreesquelaranapuedeintercambiaroxígenoyCO2,quenoseapormediodelospulmones?
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GU
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Aquíescribeturespuesta
Considera en tu respuesta: Cuando miras la imagen de la rana estás viendo directamente las superficies que le permiten respirar,
piensa en : ¿Cuáles son? Y Considera que debe contar con la mayor superficie posible.
RESPUESTA
GU
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I BIOLO
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AA3. Mis Apuntes
Registra 3 ideas relevantes hasta este momento:
1
2
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AA4. Relación con otros organismos¿Cómopodemosasociarlasuperficiedeunorganismoconelvolumendegasquerequierepararespirar?Porejemplo,comparemosconunsaltamontes.Teimaginascómorespira,¿tendrápulmones?
APUNTES
GU
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R A - AB6
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BITÁCORA DE SÍNTESIS
Anotalasdiferenciasysimilitudesqueencuentrasentrelossistemasrespiratoriosdelarana,elsaltamontesyeltuyo.
TU LA RANA EL SALTAMONTES
GU
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I BIOLO
GÍA
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AA5. Síntesis de las principales ideasComentacontuprofesoroprofesorajuntoatuscompañeroslasiguienterelaciónpresentadaenloscírculossiguientesyconcluyansilarelaciónesimportanteenunprocesoderespiración:
VOLUMEN PRESIÓN
VOLUMEN SUPERFICIE
GU
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IOLO
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Para sistematizar nuestras principales conclusiones hasta ahora: ¿Cuálessonlasprincipalesideasdiscutidas?
¿Quéotrosproblemasteimaginasahora?
GU
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I FÍSICA
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AA6. Mirando con los ojos de la física
R A - AF1
C o n ce p t o s
P r i m e r m o m e n t o : A c t i v i d a d d e e x p l o r a c i ó n c o n c r e t a
•Presióndelaire
•Elasticidaddelmaterial
Observalossiguientesvideos.
¿Cuáles son las variables físicas que participan de ladescripcióndelarespiraciónenunarana?
Inflatugloboydescribela“fuerza”quedebesusarparainflarlo.
¿Quéfactoresoparámetrosdelafísicacreestúqueintervienenenlaexplicacióndelarespiracióndeunarana?: puedes referirte por ejemplo a conceptos como: velocidad, fuerza, presión, etc.
GU
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LUM
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I F
ÍSIC
A
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S e g u n d o m o m e n t o
AA7. Elasticidad versus el pulmón
E studiemos el interior de la rana.
Intenta escribir 3 ideas principales que podrían formarparte de la explicación con parámetros de la física, queintervienenenlarespiracióndelarana.
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R A - AF2
GU
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I FÍSICA
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AA8.
¿Quétehaparecidomásinteresantequehasaprendidohastaahora?
¿Quéotraspreguntas–ideastesurgen?
¿Conquéotrosfenómenosdetuvidacotidianapodríasrelacionarloestudiado?
APUNTES
GU
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NO
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ÍSIC
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MAPA CONCEPTUAL
AA9.
Finalmentehazunpequeñoesquemaomapa conceptualque incorpore los conceptosprincipalesquehasaprendido.
GU
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LUM
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I QU
ÍMICA
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AA10. Mirando con los ojos de la químicaRecapitulemostodaslasideasquehemosdiscutidoyrevisadohastaahora.
Quérelaciónhayentreelvolumendelsacodelaranaylapresióndelairequeingresa?.Discutecontuscompañeros.
GU
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I Q
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AA11. Analizando datos
E m b o l o
¿Crees que esta relación que nos muestra la jeringa, simulando un embolo se habrá descrito antes?
•El valor del volumen en unidades arbitrarias serelacionaconlapresióndelabasedelembolo.
•El sonido nos está indicando características dela presión interna en el embolo: ¿Cuál será larelación?
R A - AQ1
GU
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I QU
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AA12. Un poco de historia para profundizar¿SabesquiénfueRobertBoyleydequéformasusestudiosaportaronalaciencia?
Revisalasiguienteinformación
R A - AQ2
GU
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AA13. Simulando P° versus V
R A - AQ3
Revisalasiguientesimulación.Discutecontuscompañeroscuáleslarelaciónentrelapresiónyelvolumendelglobo.¿Podríasaplicarestasideasdeformaanálogaaloqueocurreconelsacodelarana?
GU
ÍA A
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I QU
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AA14. Graficando
Apartirdelaactividadanterior,construyeungráficodonderepresenteslarelaciónpresiónvolumen.Teinvitoaqueteanimesaenunciarestarelaciónmatemáticamente.
BITÁCORA DE SÍNTESIS
GU
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Reflexionemos…
Representarunfenomenoescomplejo,másaúncuandoloqueestamosviendoeselcómofuncionaunsistema,esdecir,suspropiedades y no lo que esta causandodicho fenomeno, lasentidades.
GU
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AA15. Analizando datos
N i v e l e s d e r e p r e s e n t a c i ó n
R A - AQ1
Observa la jeringa ¿que relación podríasestablecerentreaquelloqueobservasyaquelloque podría estar sucediendo internamente aniveldepartícula?Discutecontuscompañeros.
GU
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AA16. Analizando datos
C o n s i d e r e m o s
•Presión:Tipodefuerzaejercidasobreunasuperficie.
•Volumen:EspacioocupadoendeterminadomomentoymedibleenunidadesdelSI.
Hemosestablecidonivelesderepresentaciónparaelfenómenodelgas,ademásdesurelacióncuantificableydirecta.Dibujaentoncesaniveldeparticulascómoteimaginaselairealinteriordelsacodelaranayqueocurreenlamedidaquecambiadetamañoelsacodelarana
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AA17. Mis Apuntes
Registra 3 ideas relevantes hasta este momento:
Ahorarecuerdaelobjetivocentraldenuestrotrabajo:Nuestraranaysusaco.EntoncesparalosojosquímicoslarelacióndelasvariablessonP°yvolumen.
1
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AA18. Analizando datos
P a r t í c u l a s
De acuerdo a lo que Boyle nos ayudó a comprender, existe una relación directa entre el volumen del gas y su presión, entendiendo esta presión como la fuerza que ejercen las partículas dentro del embolo.
Entonces: ¿Cómo relacionamos la respiración de la rana con la ley de Boyle?
GU
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AA19. Síntesis de las principales ideas
VOLUMENPRESIÓN
Registra la actividad ¿Cuálessonlasprincipalesideasdiscutidas?
¿Quéotrosproblemasteimaginasahora?
REGISTRO DE ACTIVIDAD
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AA20. Síntesis de las principales ideas
Hemos llegado al final esta aventura, te invitamos a que vuelvas a revisar las preguntas con las que iniciamos
el problema. Discute con tus compañeros aquellas ideas nuevas para tí, ¡escríbelas y compártelas!
¿Qué te parece pensar en la respiración de las ranas y cómo es posible que lleven el aire a sus pulmones aumentando en volumen del piso de la boca?
¿Será posible que exista una explicación que ayude a comprender la relación entre el volumen, con la presión del aire que respira nuestra rana?
¿Cómo podemos saber acerca de la presión que ejercen los gases respirados por la rana?