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Primera actividad: Las fases de la Luna

En la primera sesión del Club de ciencia, realizamos la actividad diagnóstica llamada Prediciendo las fases de la Luna.

En ella, los estudiantes empezaron por dibujar lo que en sus cabezas surgía cuando pensaban en la Luna. Al comparar las ilustraciones, se hacía evidente que la forma en que cada uno veía la Luna podía diferir bastante. Algunos la dibujaban completa, como si estuviese llena, mientras que otros la dibujaban en la forma que asume al estar en creciente o en menguante. Algunos la acompañaban de estrellas e incluso ubicaban en ella a astronautas y módulos lunares, y hasta extraterrestres.

El objetivo de esta primera parte era no más señalar lo variado que es un pensamiento como «la Luna» en diferentes mentes.

Una vez hecho esto, los estudiantes se ubicaron en parejas para entregarles una hoja con fotos de la Luna en sus diferentes fases, hojas de papel y pegante. El objetivo que les presenté consistía en ordenar las fases de la Luna en el orden que consideraran correcto.

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Figure 1: Primera actividad del Club de Ciencia (archivo propio)

Una vez terminaron de ordenar y pegar las imágenes en la hoja, procedí a compararlas. Es importante señalar que en este punto, que es apenas un diagnóstico, no se trata de hacerlo bien, ni es el momento de «explicar» cómo son las fases. Para eso estarán las actividades posteriores. El objeto es únicamente ver de qué punto parten los estudiantes, y tener una referencia para evaluar la evolución de cada uno. Guardé las hojas para revisarlas en las posteriores actividades.

Lo siguiente que hice fue entregarles la hoja de registro de observaciones de las fases de la Luna. Aunque la guía de astronomía sugiere, si es posible, salir y ejemplificar el llenado de la hoja, la hora y la fecha en que se hizo no lo posibilitaba. Sin embargo, les expliqué lo mejor posible el llenado, y la idea era que en cada semana miraríamos los avances.

A manera de comentario, siendo la primera sesión del Club de ciencia en un proceso barrial, teníamos mucha incertidumbre sobre la respuesta de la comunidad. En la primera sesión llegaron adultos y niños, lo que significó un reto. Sin embargo, conforme pasaron las sesiones, el grupo se estabilizó. Únicamente una pareja conformada por estudiantes universitarios logró dar con la respuesta correcta. Las demás parejas, todas, solían organizar en orden ascendente o descendente las imágenes.

Finalmente se creó un grupo de Whatsapp para coordinar las actividades, para compartir material y alentar el interés personal.

Actitud de los estudiantes

En general, hubo gran receptividad de parte de los estudiantes. La actividad era práctica y los invitaba a pensar como científicos y astrónomos.

Vale la pena mencionar que algunos estudiantes compartieron vídeos e hicieron comentarios sobre lo discutido.

Uso de las TIC

Para esta actividad no se utilizaron las TIC. Simplemente no era necesario.

Sin embargo, se creó el grupo de whatsapp con los integrantes del Club de ciencia, el cual ha servido tanto para coordinar como para compartir información sobre ciencia.

Llama la atención que algunos jóvenes en distintos momentos tomaron la iniciativa de compartir imágenes y vídeos sobre ciencia a sus compañeros, lo cual refleja autonomía, curiosidad y buena receptividad frente a lo que se discute.

Inconvenientes y aciertos

El primer inconveniente, el rango tan grande en edades. Sin embargo, era normal para un proceso de educación no formal, de carácter comunitario y de asistencia voluntaria.

Un gran acierto de esta primera actividad fue el despertar la curiosidad y el interés por nuestro satélite natural. Ni siquiera los adultos los jóvenes de más edad y los adultos tenían una comprensión precisa del movimiento de la Luna y de cómo este produce las fases.

Referencias

Andrew Frankoi, D. S. (2002). El Universo a sus pies (P. Astro, ed.). Sociedad Astronómica del pacífico.

Secuencia de actividades: La Luna

Como parte de la especialización en TIC que me encuentro cursando, se me pidió elegir un tema de una materia, diseñar una secuencia didáctica e incorporarle tecnologías de la información y las telecomunicaciones.

En este momento no soy profesor de colegio, pero adelanto un proceso popular en un barrio del municipio de Dosquebradas como parte de una Casa Cultural. Más adelante escribiré una entrada hablando de ese trabajo, pero por ahora menciono que tengo un Club de Ciencia en el que elegimos problemas y proyectos, y comprendemos las principales ideas de la ciencia que nos permiten responder dichas preguntas y adelantar dichos proyectos.

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Figure 1: Entrada a la Casa Cultural (tomado de Facebook)

Arrancamos con la astronomía porque, ¿qué mejor que aquello que tanto nos emociona, seamos científicos o no como lo es el cosmos?. Y la Luna es el objeto astronómico más visible y cercano a nosotros. Entender por qué su apariencia varía de un día a otro, o por qué algunos días no se ve, y entender fenómenos como el que siempre de la misma cara o los eclipses es de enorme interés y despierta la curiosidad de los estudiantes.

La mayoría de actividades propuestas son tomadas del libro El Universo a sus pies, una guía sobre enseñanza de la astronomía (y de pedagogía en general) que recomiendo enormemente y de la que espero escribir una reseña más adelante.

Ya tenía una lista de actividades propuestas para abordar varios aspectos de la Luna, por lo que para cumplir con el requisito de la materia de la especialización bastó con agregar un par más que incorporaran las TIC. A continuación las enumero:

  1. Prediciendo las fases de la Luna

    Esta es una actividad diagnóstica en la que indagaremos los conocimientos previos de nuestros estudiantes sobre el porqué de las fases de la Luna.

  2. Observando las fases de la Luna

    Es una actividad en la que los estudiantes realizan observación de la Luna durante varias semanas y registrar sus observaciones en una hoja entregada para ello. Es principalmente individual pero el docente debe guiar y supervisar la realización de la actividad a lo largo del tiempo de la misma para realizar correcciones y sugerencias.

  3. Entendiendo las fases de la Luna

    En esta actividad los estudiantes, junto al docente, construyen un modelo que permite entender las fases de la Luna usando un bombillo, una bola de icopor y su propia cabeza haciendo las veces de el Sol, la Luna y la Tierra, respectivamente.

  4. La Luna y los eclipses

    Con el mismo montaje de la actividad anterior, se explican tanto los eclipses de Sol como de Luna, como un resultado de los movimientos de rotación y traslación de cada uno de esos cuerpos.

    Se agrega también el uso de uno aros hula hula para entender con más precisión los movimientos y por qué no hay eclipses tan frecuentemente como se podría pensar.

  5. Rotación y traslación de la Luna

    Los estudiantes construyen un modelo Luna-Tierra para entender la rotación y la traslación de ambos cuerpos, y entender por qué la Luna da siempre la misma cara, lo que resulta en el fenómeno de la rotación sincrónica.

    Para esta actividad se necesitan imágenes o fotografías de la Luna para mostrar sus «océanos» y cráteres. Lo más fácil es echar mano de las TIC y usar computadoras o un vídeobeam para mostrar imágenes digitales.

  6. Visitando el planetario local

    En esta actividad los estudiantes, junto al docente y los padres de familia visitan el observatorio local para conocer astrónomos profesionales y observar directamente a través de un telescopio.

    Es una actividad que requiere contexto y permite introducir, por ejemplo, la historia de la astronomía, y vale la pena hacer mención de Galileo, como la primera persona en observar a través de un telescopio hacia el espacio.

  7. Modelos digitales de la Luna

    Para mejorar y profundizar la comprensión dada por las actividades anteriores, se propone utilizar modelos digitales de los movimientos y las fases de la Luna para entender de otra forma lo ya explicado.

    Los modelos virtuales tienen la ventaja de ser interactivos y de bajo costo.

A continuación agrego la referencia principal en normas APA para esta entrada. En lo personal, no considero que este formato sea el más adecuado para un blog que permite hiperenlaces (como el que incluí), pero las universidades y la academia suele ser bastante quisquillosa con esas cosas.

Referencias

Andrew Frankoi, D. S. (2002). El Universo a sus pies (P. Astro, ed.). Sociedad Astronómica del pacífico.

El visionario electrónico

A día de hoy, he publicado ya una serie de entradas sobre magnetismo. Al abordar este tema con mis estudiantes, suelo mostrarles el décimo capítulo de la serie Cosmos (2014) con Neil deGrasse Tyson llamado El visionario electrónico en el cual se habla de la vida de Michael Faraday.

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Figure 1: Michael Faraday (Wikipedia)

Faraday es uno de los científicos más influyentes de toda la historia. Llama la atención que recibió muy poca instrucción formal. Introdujo la noción de campo magnético que, a mi parecer, es uno de los conceptos más llamativos para educar.

Seamos sinceros, ¿cuántos pueden afirmar que no jugaron y se fascinaron con un imán en su infancia?. Al tener uno aparece el científico que llevamos dentro al querer probar qué tipo de objetos pueden atraer y cuáles no. También intentamos ver qué pasa al acercar dos imágenes y si contamos con una brújula es imposible no manipularla con el imán.

Igualmente, si tenemos la suerte de tener limadura de hierro, podemos observar los patrones que forma el campo magnético (de lo que espero construir unas prácticas más adelante).

Según el público, decido si proyectar todo el capítulo o solo las partes relevantes para el tema. En general, los niños de grados sextos y séptimos no logran estar concentrados durante los poco más de 40 minutos que dura el texto, así que suelo mostrarles únicamente la parte de la vida de Faraday. Sin embargo, al ser tan bueno el documental, me ha pasado con niños de grado sexto que son ellos mismos quienes piden seguir viendo. Hay que tener un plan pero ser flexibles según las circunstancias concretas.

Sugiero al docente que utilice este capítulo en su clase resaltar por lo menos los siguientes puntos:

  1. Faraday tuvo increíbles logros a pesar de su poca formación. Sin embargo, dicha carencia también le dificultó formalizar matemáticamente sus ideas.
  2. Además de ser un gran científico, Michael Faraday inició las conferencias de navidad sobre ciencia, un espacio de divulgación científica.

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    Figure 2: Lecturas de navidad de Faraday (Wikipedia).

  3. Hay que por lo menos mencionar que el magnetismo y la electricidad están relacionados. Si el público es lo suficientemente mayor se pueden explicar conceptos como el de inducción magnética, entre otros. Si no, es mejor aguardar a realizar prácticas que demuestren dicha relación.
  4. La luz es una onda electromagnética y en el capítulo lo mencionan. El concepto puede ser elevado, pero por lo menos vale la pena mencionar que la luz y las ondas electromagnéticas son de la misma naturaleza.
  5. Hay que mencionar las dificultades por las que atravesó Faraday debido a su origen humilde. ¿Cuántos genios como Farday no tienen nunca una oportunidad de mostrar su potencial?. Las condiciones históricas son tremendamente determinantes.

Al terminar de proyectar el documental, podemos resolver las dudas de nuestros estudiantes, o hacer alguna actividad que permita la reflexión alrededor de los temas. Se pueden trabajar mapas mentales, diagramas de conceptos, entre otros. Sin embargo, la oportunidad de hacer preguntas me parece fundamental.

La licencia de mi blog

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Richard Stallman - Imagen de Wikimedia Commons.

Durante mis años de universidad hice parte de «Pulpa: Grupo de usuarios de software libre de Pereira». Éramos un grupo no meramente técnico, sino que defendíamos los principios e ideales del software libre.

Hicimos una gran cantidad de actividades y establecimos lazos con colectivos afines de otras ciudades y hasta llegamos a traer al mismísimo Richard Stallman <https://es.wikipedia.org/wiki/Richard_Stallman> en una gira de varios días por varias ciudades del país.

La filosofía del software libre <https://www.gnu.org/philosophy/free-sw.es.html>, fundamentada en cuatro principios fue llevada a otros ámbitos. Hoy en día se habla de hardware libre, de ciencia abierta y también de cultura libre, entre otros.

Siguiendo los principios del software libre, elegí para este blog una licencia creative commons atribución-no comercial-compartir igual.

¿Qué quiere decir eso?. Que sea de atribución significa que el autor −es decir, yo−, debo ser identificado siempre junto al mismo, y una copia de la licencia lo debe acompañar.

NonCommercial means not primarily intended for or directed towards commercial advantage or monetary compensation. For purposes of this Public License, the exchange of the Licensed Material for other material subject to Copyright and Similar Rights by digital file-sharing or similar means is NonCommercial provided there is no payment of monetary compensation in connection with the exchange.

Que sea no comercial quiere decir que el contenido de este blog no va dirigido a una compensación económica ni a algún tipo de ventaja comercial. He pensado varias veces sobre este punto, ya que el que sea no comercial hace que esta licencia no clasifique cono una licencia de cultura libre. Para que lo sea, no debe existir ningún tipo de restricción en cuanto a uso.

Compartir igual implica que quien comparta el contenido de mis publicaciones lo debe hacer bajo la misma licencia, o una que sea compatible.

La razón por la que escogí una licencia de este tipo es que considero que tanto la ciencia como la educación, dos temas centrales en este blog, deben acoger principios libres y abiertos, así como promover la cooperación, en lugar de la competencia, el trabajo colectivo en lugar del individual, y así, muchos otros principios que son opuestos a las licencias privativas que consideran que una persona que comparte una canción con un amigo es tan criminal como un ladrón que asaltaba barcos.

Dibujando el campo magnético

¿De qué se trata esta actividad?

La actividad Dibujando el campo magnético invita a los estudiantes a reconocer que el campo que se forma alrededor de un imán tiene una forma, una geometría determinada. Por un lado, se trata de observar algo que no es visible a simple vista. Por otro lado, los estudiantes podrán darse cuenta que un imán no atrae simplemente a un compás hacia él, sino que la dirección del compás (y por ende, de cualquier objeto atraído por el imán) depende de su ubicación en relación a dicho campo.

¿Qué harán los estudiantes?

Los estudiantes dibujarán el campo magnético de un imán ubicado sobre un papel, utilizando una brújula y colores o marcadores. Los estudiantes podrán comparar sus dibujos con imágenes del campo magnético que se pueden hallar fácilmente en internet, tanto de imanes como de la Tierra misma.

Consejos y sugerencias

  • Para esta práctica se sugiere el uso de imanes en forma de barra. Los imanes con otras formas deben ser ubicados de la manera correcta para que se visualice su campo sobre el papel. Lo anterior puede causar confusión o dificultar la actividad.
  • Una vez que los estudiantes hayan dibujado el campo magnético de un imán, y luego, el de la combinación de varios imanes, motívelos a que sean creativos sobre sus lienzos. El resultado puede servir como un acercamiento entre la ciencia y el arte.
  • Dedique el tiempo suficiente a la actividad y permita que los estudiantes experimenten por su cuenta con los imanes que se les asignen.

Esta actividad es una oportunidad para jugar con uno de los fenómenos naturales más interesantes, el cual fue un misterio durante un largo periodo de nuestra existencia. Durante su desarrollo, permita que los estudiantes expresen sus conceptos previos sobre magnetismo y cuestiónelos a través de preguntas y experimentos.

¿Qué aprenderán los estudiantes?

Conceptos

  • Campo magnético.
  • Polos magnéticos.

Habilidades de investigación

  • Observar
  • Experimentar

Ideas

  • Campo
  • Fuerza

Concepto

Los imanes generan un campo a su alrededor, el cual determina la manera en que se orienta una brújula.

Objetivos

Los estudiantes:

  • dibujarán el campo magnético de uno o varios imanes.
  • descubrirán que el campo tiene una geometría particular.

Materiales

  • Cinta de enmascarar
  • Pliegos de papel bond o papel periódico
  • Imanes
  • Brújulas
  • Colores o marcadores
  • Reglas (opcional)

Para esta práctica los estudiantes pueden trabajar en parejas y compartir materiales. Varias parejas pueden, incluso, compartir el mismo pliego..

Procedimiento

Normalmente, los estudiantes tienden a pensar que el magnetismo es una fuerza exclusivamente atractiva, es decir, es una fuerza que hace que dos cosas se unan.

Recomiendo realizar la actividad Un juego de imanes antes de dar inicio a esta.

  1. Anotar en el tablero, señalando que es una ley: «los opuestos se atraen y los iguales se repelen».

    Dado que lo mejor es trabajar cualquier actividad durante varias sesiones, recomiendo más bien hacer algún tipo de cartelera sencilla que se pueda ubicar en el salón de clases y que esté a la vista de todos. Durante las diferentes actividades puede invitar a los estudiantes a reflexionar varias veces sobre esta ley, a la luz de lo nuevo que se vaya estudiando.

  2. Mencionar que todos los imanes poseen dos polos, uno de los cuales es llamado norte y el otro es llamado sur. Vale la pena señalar que en un imán en forma de barra dichos polos se encuentran en los extremos del mismo.

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Tomada de Pixabay.

  1. El maestro puede sugerir la pregunta: ¿Dónde más han escuchado las
    palabras polos, norte y sur?. ¿En qué se relacionan los polos de la Tierra a los de un imán?. Permitir la reflexión o motivarla con alguna actividad. Ver la información de fondo,
  2. A continuación, el docente debe mostrar la actividad que realizarán los estudiantes.
  3. Ubique el pliego de papel a la vista de todos los estudiantes.
  4. Coloque un imán sobre el papel y fíjelo con la cinta de enmascarar de forma que no se mueva fácilmente de su lugar.
  5. Acerque una brújula al imán y dibuje dos puntos con un lápiz o con un color; uno en la posición norte y otro en la posición sur.
  6. Trace una linea que una ambos punto.s
  7. Repita los pasos anteriores con la brújula en diferentes posiciones, hasta que se pueda ver el patrón del campo magnético.
  8. Ahora pídale a los niños que hagan ellos la actividad.
  9. Conforme avancen, pídales ahora que ubiquen dos imanes cerca, como lo muestra la figura.
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Tomada de Wikimedia Commons.

  1. Permita que los estudiantes experimenten y rellenen el resto del papel de la forma que ellos consideren, estando siempre muy atento a sus inquietudes y planteando preguntas y problemas que motiven en ellos su pensamiento y la experimentación.
  2. Trate de que los estudiantes tracen todas las lineas para apreciar totalmente el campo magnético.
  1. Haga que los estudiantes marquen su trabajo y lo expongan a los demás en el salón de clases. Fomente el que comparen sus resultados y se interroguen sobre las diferencias que puedan tener.
  2. Muestre en un televisor o en un vídeo proyector, diferentes imágenes relacionada con el campo magnético. Muestre, por ejemplo, una imagen del campo magnético terrestre e invite a sus estudiantes a compararlo con sus resultados. También puede mostrar imágenes con las formas que exhibe la limadura de hierro al tener contacto con el campo magnético de un imán.

Esta actividad puede ser complementada mostrando el capítulo 10 de la serie Cosmos del 2014 llamada El visionario electrónico. En otra entrada daré algunas recomendaciones al respecto. Sin embargo, pienso que si los niños son muy pequeños, es mejor mostrar únicamente las partes que nos interesan (a menos que, como me ha llegado a pasar con estudiantes de grado sexto, sean ellos mismos quienes pidan ver todo el documental).

A continuación les dejo algunos de los resultados de mis estudiantes:

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Un juego de imanes

¿De qué se trata esta actividad?

Los estudiantes tienden a ver el magnetismo únicamente como una fuerza de atracción. Esta actividad, a pesar de lo sencilla, presenta un desafío a esos preconceptos y permiten ver que el magnetismo es más complejo de lo que inicialmente creen.

Recomiendo revisar esta entrada como fundamento de magnetismo.

Consejos y sugerencias

  • Esta es una práctica corta que puede servir como introducción a una serie de actividades sobre magnetismo.
  • La idea es que esta práctica se sienta como un pequeño truco en el aula de clases, similar a los que montan vendedores callejeros.
  • El objetivo es que los estudiantes se equivoquen, o que por lo menos la mayoría falle.
  • Los estudiantes pueden organizarse en mesa redonda, o en algún tipo de distribución en la que tanto los imanes como el docentes sean visibles.
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Materiales

  • Dos imanes, preferiblemente en forma de barra.

Procedimiento

  1. El docente debe mostrar ambos imanes a los estudiantes. Puede demostrar que son imanes adheriéndolos a alguna superficie, o juntándolos entre ellos.
  2. Ahora hay que ubicar uno de los imanes en una mesa, a la vista de todos, mientras que el otro permanece en manos del docente.
  3. A continuación, el profesor preguntará a sus estudiantes: ¿Qué pasará cuando acerque el imán de mi mano al que está en la mesa?
  4. La mayoría afirmará que se unirán. Sin importar la respuesta, contar cuántos dicen que se atraerá, y cuántos dan otro tipo de respuestas.
  5. Acercar el imán de forma que se repelan entre ellos (si la mayoría respondió que se atraen, en caso contrario, hacer que se atraigan).
  6. Realizar nuevamente la pregunta. Ver cuántos cambiaron su respuesta original
  7. Acercar el imán de forma que ahora se atraigan (o se alejen, según las respuestas).
  8. Explicar a sus estudiantes el truco. Sin embargo, no es buen momento para profundizar.

El objetivo de esta actividad es mostrar de manera explícita que el magnetismo puede tanto atraer como repeler.

Si tiene suficientes imanes, puede proceder a mostrar algunos otros «trucos» con imanes, como mover un imán con otro, separados por una mesa o un cuaderno.

También puede permitir que sus estudiantes tengan un momento de experimentación con imanes. Puede pedirles que realicen anotaciones de sus observaciones y experimentos.

Información sobre magnetismo

Uno de los fenómenos más interesantes para cualquier niño es el magnetismo. Todos llegamos a maravillarnos alguna vez con un imán, como aquellos que se adhieren a los refrigeradores por algún tipo de fuerza aparentemente misteriosa.

No es de extrañar que las experiencias con imanes sean de enorme utilidad en la práctica educativa. En mis experiencias previas, el mero hecho de entregar a los estudiantes un conjunto de imanes los lleva a la experimentación. Querrán ver como los imanes se atraen o se repelen; también querrán saber a qué tipo de superficies se adhiere un imán y a cuáles no. También intentarán arrojar imanes a metales para que se peguen, o probarán monedas, llaves, y otros artículos de metal para ver cuáles son atraídos y cuáles no.

Lo anterior es en sí mismo una práctica que vale la pena llevar a cabo. Claro está que si se enmarca dentro de una experiencia educativa, le podemos sacar un mucho mejor provecho.

Vale la pena mencionar que a través del estudio del magnetismo, podemos introducir a nuestros estudiantes a dos conceptos fundamentales en la física: los campos y las fuerzas.

Un poco de historia

El primero griego antiguo en estudiar las fuerzas de atracción producidas por imanes de una manera sistemática fue Tales de Mileto (625 a.n.e. y 545 a.n.e.). [1]

El nombre magnetismo proviene de la ciudad de Magnesia del Meandro, ubicada en Asia menor. Allí conocían que ciertos minerales ejercían una fuerza de atracción sobre trozos de hierro. La roca magnética que Tales estudió provenía de la ciudad de Magnesia y decidió llamara piedra de Magnesia y al fenómeno natural se le terminó llamando «magnetismo».

Tales también descubrió que el Ámbar, al que los griegos llamaban elektron, al ser frotado exhibía una fuerza atractiva sobre objetos livianos. Mucho tiempo después a este fenómeno se le llamó electricidad.

Sin embargo, fue el magnetismo el que suscitó mayor interés dado que genera una atracción mayor, al menos en las condiciones en que era posible experimentar en la antigüedad y durante toda la edad media.

Muchas cosas fueron observadas y registradas sobre este fenómeno. Por ejemplo, se notó que el magnetismo podía ser transferido. Si frotamos una aguja con un imán podemos dotarla de propiedades magnéticas. A este proceso lo conocemos como imantación.

Si imantamos una aguja de metal y la ubicamos sobre un corcho, el cual colocamos a flotar en un balde con agua, habremos construido una brújula. Espero incluir en este blog una práctica sobre cómo construir una brújula.

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Tomada de Flickr

La orientación de la aguja de una brújula no es aleatoria; se orienta en una dirección específica. Esa dirección se alinea aproximadamente con la linea norte-sur de la Tierra. En una brújula, uno de los lados siempre apunta al norte, y siempre es el mismo lado. Necesariamente, el otro lado siempre apuntará al sur de la Tierra. Por eso, a esos lados de la aguja imantada los llamamos polos, uno de ellos es el polo sur, mientras que el otro es el polo norte.

Todos los imanes exhiben la misma propiedad y por ellos hablamos de los polos magnéticos del imán. A uno de esos polos lo llamamos norte, mientras que al otro lo llamamos sur.

Fueron los chinos quienes primero hicieron uso de la aguja imantada, es decir, de la brújula, como instrumento de orientación. [2] Vale la pena mostrar a los estudiantes cómo una invención tecnológica puede impactar radicalmente la historia. De acuerdo a Asimov [3]: «Probablemente no es un accidente que fuese solo hasta la invención de la brújula que los marinos europeos se arrojaron valientemente al Océano Atlántico».

Más sobre magnetismo

A veces se olvida que las fuerzas magnéticas no son únicamente de atracción sino también de repulsión. Como bien dice la popular frase utilizada en otros contextos: «polos opuestos se atraen, polos iguales se repelen». Quiere esto decir que con un imán del cual conozcamos su polo sur y su polo norte, podemos conocer el polo norte y el polo sur de cualquier otro imán aplicando la pequeña ley que acabamos de formular.

Las brújulas generalmente diferencian sus polos. Sin embargo, debo advertir al docente que las brújulas baratas no suelen ser muy confiables identificando su polo norte. En la experiencia que he tenido adquiriendo brújulas para mis estudiantes me he encontrado que varias vienen con el polo norte invertido.

Un instrumento que podemos usar como brújula son los celulares modernos, que suelen incluir varios tipos de sensores, entre ellos, un compás, el cual puede ser accedido a través de alguna aplicación que se puede instalar desde la tienda de aplicaciones. [4] Recordemos que, para bien o para mal, la mayoría de estudiantes de hoy en día cuentan con un celular, el cual suelen llevar a las escuelas.

Vale la pena que el profesor conozca un hecho interesante. Dado que los opuestos se atraen, quiere esto decir que el polo de una aguja imantada que apunta al norte es realmente su polo sur magnético. Sin embargo, puede ser un hecho que ocasione confusión a los estudiantes, sobre todo a los más pequeños.

Observaciones sobre el magnetismo

Para las prácticas podemos encontrar imanes con muchas formas (tamaños y colores). En los imanes en forma de barra es fácil identificar sus polos (se encuentran en sus extremos). Para la práctica en la que los estudiantes dibujarán el campo magnético, recomiendo este tipo de imanes.

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Tomada de pxhere

Con un imán con forma de rosquilla es posible realizar la práctica, pero resultará un poco más difícil.

Entre las cosas que debemos lograr que nuestros estudiantes observen está el identificar los polos de un imán. Podemos construir con ellos un método para hacerlo, sea con la brújula o con otro imán con sus polos previamente identificados.

Una segunda observación sencilla pero que a veces pasamos por alto es que la fuerza de atracción o repulsión disminuye al aumentar la distancia o, lo que es lo mismo, si los separamos lo suficiente, la fuerza de atracción desaparece.

El maestro debe recordar que no podemos encontrar «monopolos magnéticos» en la naturaleza. Si partimos uno de nuestros imanes por la mitad, cada parte tendrá su par de polos norte y sur.

¿Qué otra fuerza, sea de atracción o repulsión han observado los estudiantes?. Todos, absolutamente todos, estamos familiarizados con la fuerza de gravedad. Aquella que hace que los objetos caigan hacia la Tierra.

En nuestras prácticas, debemos lograr que los estudiantes construyan una analogía entre la fuerza magnética y la fuerza de gravedad. Preguntas como: ¿Cuál es más fuerte? ¿Existe una gravedad repulsiva? ¿La gravedad también varía con la distancia? nos pueden ser de ayuda para guiar los procesos de aprendizaje.

Yo abogo por que cada una de estas preguntas sean transversales a todas las prácticas sobre magnetismo. No deben ser respondidas con palabras, o, por lo menos, no exclusivamente con palabras. Durante el tiempo que le dediquemos al tema, debemos volver una y otra vez a ellas, abordándolas desde distintos puntos de vista.

La Tierra como un imán

Una brújula señala siempre hacia el norte, a menos que haya un imán, o alguna otra influencia magnética cerca a ella. ¿Qué tienen en común los polos sur y norte de la Tierra con un imán?.

La respuesta puede ser causa de asombro para los niños y jóvenes. Nuestro planeta Tierra puede funcionar como un enorme imán. En el pasado se llegó a especular que en el norte existía una gran montaña de hierro se encontraba en el norte y que era ella quien atraía las agujas de los compases, pero experimentos posteriores demostraron que realmente es la Tierra la que hace las veces de un imán esférico.

Hoy en día sabemos que la Tierra es, en si misma, un imán, con un polo norte magnético. El profesor debe recordar que los polos magnéticos de la Tierra no coinciden perfectamente con los polos de la Tierra.

Aunque no conocemos exactamente por qué la Tierra se comporta como un imán, la teoría más aceptada considera que se debe a enormes corrientes eléctricas que circulan el magma terrestre (su parte líquida). [5] En otras entradas y prácticas discutiremos la relación entre magnetismo y electricidad, que dan origen a lo que llamamos electromagnetismo.

El campo magnético

El concepto de campo magnético nos lleva de inmediato a un gran hombre en la historia de la ciencia; Michael Faraday. Recomiendo ver, como parte del estudio del magnetismo, el capítulo 10 llamado El visionario electrónico.

Con los niños más pequeños, no recomiendo ver todo el capítulo, sino específicamente las partes relacionadas con el tema en cuestión. En este caso, el descubrimiento del campo magnético.

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Tomada de Wikimedia Commons.

Una forma simple de ver el campo magnético de un imán es usar limadura de hierro, como podemos ver en la figura:

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Limadura de hierro. Fuente: Flickr.

Junto a esto, publicaré una práctica que consiste en que los estudiantes dibujen ellos mismo el campo magnético de imanes. En cierta forma podremos «ver algo invisible», o por lo menos su influencia sobre una brújula.

La imagen de la limadura de hierro nos muestra como el campo magnético se extiende desde un polo hasta llegar al otro. La forma específica depende de la forma del imán, y si ubicamos dos o más imanes podremos crear patrones diferentes.

La Tierra, al ser un imán, tiene su propio campo magnético. Una curiosidad que vale la pena mencionar y trabajar con los estudiantes es que las auroras que aparecen tanto en el norte (boreales), como en el sur (australes), son causadas por la interacción entre las partículas que desprende nuestro Sol con el campo magnético de la Tierra. [6]

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Tomada de pxhere.

Con imanes de distintas formas podemos encontrar campos magnéticos diferentes, como en la siguiente imagen de un imán con forma de herradura:

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Tomada de Wikimedia Commons.

El concepto de campo es difícil de explicar. Por ello, considero que es mejor introducirlo de manera práctica, a través de las experiencias con imanes y con fotografías de la forma que asume para formas distintas. Dibujar el campo magnético puede llegar a asombrar, y las figura resultantes puede ser estéticamente bonitas.

Finalmente debemos apuntar, con todas las prácticas, a que los estudiantes comprendan el magnetismo no como una fuerza de atracción ejercida por un imán, sino como un campo, es decir, una alteración de su geometría circundante. Un objeto acercado a un imán y atraído por este modifica su movimiento de acuerdo a la forma del campo.

Con esto doy por terminada cierta fundamentación teórica que espero sirva de base para las prácticas sobre magnetismo que iré subiendo en este espacio.

Referencias

  • Isaac Asimov: Understanding Physics: Volume 2: Light, Magnetism and Electricity.