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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE NICARAGUAUNAN-MANAGUA

FACULTAD DE EDUCACIÓN E IDIOMASDEPARTAMENTO DE FÍSICA

Monografía para optar al título de Licenciado en Ciencias de la Educación con mención en Física-Matemática

Tema

Elaboración de una Propuesta Didáctica para la enseñanza de contenidos de Astronomía en 8° grado con aspectos del Enfoque de la Enseñanza para la

Comprensión

Autores

Jolman Enrique López MorenoRuth Mercedes Gutiérrez Campos

Gerardo Manuel García

Tutora

MSc. Nubia Inés Rojas Machado

Managua, NicaraguaFebrero 2009

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A Msc. Nubia Inés Rojas Machado por sus valiosas orientaciones

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Agradecimiento

Agradecemos a los estudiantes, docentes y especialistas cuyas ideas y opiniones nos ayudaron a elaborar este trabajo.

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Valoración de la Tutora

En vista del seguimiento otorgado al proceso de elaboración del presente trabajo de investigación y a los resultados expresados en el presente informe, en mi calidad de tutora del mismo expreso lo siguiente:

1. La dedicación, constancia y responsabilidad de los autores durante el desarrollo del mismo ha sido muy buena.

2. El grado de integración de los participantes para alcanzar los objetivos propuestos ha permitido su culminación final con eficacia.

3. La pertinencia de la propuesta presentada por los autores es adecuada porque:

El dominio científico y epistemológico que los autores lograron alcanzar en relación al Tema, durante la fase de elaboración del marco teórico, les permitió ejecutar las fases que desarrollaron posteriormente.

La propuesta fue cimentada en los resultados de un diagnóstico del contexto educativo nicaragüense, cuyos resultados fueron analizados y aplicados en la elaboración de la misma.

Didácticamente corresponde a un enfoque que ha sido promovido por el Ministerio de Educación en capacitaciones para la enseñanza de los temas del currículo nacional (EPC).

Lo medular de los contenidos tratados en la propuesta se corresponde con lo establecido por el Ministerio de Educación, en el periodo 2005.

4. Las conclusiones y recomendaciones aseguran consistencia y sistematicidad entre sus partes en correspondencia con los objetivos planteados.

5. Desde la perspectiva de trabajo científico investigativo, el presente informe cumple con los requisitos establecidos en la Normativa Curricular del 2005, en relación a lo que se concibe como trabajo monográfico.

MSc. Nubia Inés Rojas MachadoManagua, Nicaragua, enero 2009

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Índice

1. Tema y Sub Tema2. Resumen 3. Introducción 4. Planteamiento del Problema 5. Objetivos de la Investigación

Objetivo GeneralObjetivos Específicos

6. Antecedentes

7. Marco Teórico 7.1 Aspectos epistemológicos de la Astronomía 7.2 Relatividad y Astronomía 7.3 El Currículo y la Astronomía 7.4 El Sistema Solar

7.4.1 El Sol 7.4.2 Los Planetas del Sistema Solar7.4.3 Nuevos Planetas Enanos del Sistema Solar

Plutón Ceres Eris

7.4.4 Objetos extraterrestres que nos han visitado desde el principio de los tiempos

Cometas Asteroides Meteoroides, meteoros y meteoritos

7.5 La Esfera Celeste7.5.1 Construcción de la Esfera Celeste 7.5.2 Cinemática de la Esfera Celeste 7.5.3 Sistema de Coordenadas Celestes 7.5.4 Sistema Altazimutal 7.5.5 Sistema Ecuatorial 7.5.6 Sistema Equinoccial 7.5.7 Algunas Constelaciones de la Esfera Celeste 7.5.8 Enseñanza de la Esfera Celeste

7.6 Perspectiva Didáctica de la Enseñanza 7.6.1 Experiencias didácticas sobre la enseñanza de la Astronomía7.6.2 Enseñanza en el marco de la EpC 7.6.3 Estrategias de enseñanza de la Astronomía

8. El Diagnóstico

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8.1Preguntas Directrices 8.2Diseño Metodológico

8.2.1 Enfoque de la Investigación 8.2.2 Consistencia entre Objetivos de la Investigación, Indicadores e

Instrumentos de recolección de la información8.2.3 Población y Muestra

Métodos, técnicas e instrumentos para la recolección y análisis de datos

9. Resultados del Diagnóstico 9.1 Organización, análisis e interpretación de resultados de la encuesta a estudiantes 9.2 Organización, análisis e interpretación de resultados de la encuesta a docentes 9.3 Organización, análisis e interpretación de resultados de la entrevista a expertos 9.4 Triangulación de resultados

10.Proyecto de Intervención: Unidad Didáctica

11.Conclusiones y Recomendaciones

12. Bibliografía

13. Direcciones Web de imágenes, trabajos educativos y científicos

Anexos

I. Instrumentos- Encuesta para estudiantes - Encuesta para maestros que enseñan ciencias (Física, Ciencias

Naturales y Estudios Sociales) en secundaria - Guía de Entrevista- Guía de Análisis

II. Contenidos de Astronomía en las diferentes asignaturas del Currículo (programas) sometido a consulta en el año 2007 del área de Materia Energía y Cambio de primaria

III. Contenidos de Astronomía de los grados 7°- 9° del Currículo (programas) sometido a consulta en el año 2007 del área de Materia Energía y Cambio de secundaria

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IV. Contenidos de Astronomía en las diferentes asignaturas del Currículo programas (1998) y estándares (2001) de Primaria

V. Contenidos de Astronomía en las diferentes asignaturas del Currículo (programas) de secundaria de 1993

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1. Tema

Elaboración de una Propuesta Didáctica para la enseñanza de contenidos de Astronomía en 8° grado con aspectos del Enfoque de la Enseñanza para la Comprensión.

Sub Tema

Propuesta de Unidad Didáctica: ¿Es la Tierra el único cuerpo celeste en el que existe vida o existen otros? fundamentada científica, didáctica y contextualmente mediante un proceso de Diagnóstico.

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2. Resumen

El propósito de este trabajo es presentar un estudio del problema relativo a la enseñanza de temas de Astronomía en Nicaragua. Nuestro trabajo inicia con la presentación del marco teórico básico que sirva en cierta medida como fuente de información para la preparación de buena parte de los contenidos de Astronomía propuestos por los programas oficiales del MINED; esto explica por qué se han discutido aspectos relacionados con los procesos metodológicos necesarios para un aprendizaje sólido por parte de los estudiantes. Además del Marco Teórico, en este informe se describe el estudio del contexto o diagnóstico, lo cual permitió sustentar contextualmente nuestra propuesta, por eso un segundo apartado de nuestro trabajo describe los hechos más importantes del estudio realizado en las aulas de clase: Presentación y análisis de los datos, conclusiones y recomendaciones para planificación curricular y docente.

Un tercer y último aspecto corresponde a una propuesta de unidad didáctica sobre la estructura del Universo, del Sistema Solar y de algunos fenómenos cotidianos, elaborada con base en el estudio teórico y en los resultados de la investigación experimental.

Del Marco Teórico resaltamos a continuación los principales temas tratados en él. Presenta primero, un estudio de aspectos epistemológicos de la Astronomía y sus posibles implicaciones en la enseñanza de esta ciencia. En este punto sobresale el hecho de que las etapas de la evolución de la ciencia astronómica se reflejan de cierta forma en el proceso de aprendizaje de los estudiantes, hecho que es muy importante considerarlo para una enseñanza eficaz.

Como segunda sección se analizó la posición que ocupa la Astronomía en el currículo, esto se hizo a la luz de criterios como: secuencia adecuada de los contenidos, consideraciones de las ideas alternativas de los estudiantes, equilibrio entre los tipos de contenidos (conceptuales, actitudinales y procedimentales), relevancia del currículo en cuanto a la utilización, en la vida cotidiana, de los contenidos de Astronomía propuestos para el octavo grado y la relación entre la metodología sugerida en los programas oficiales y la naturaleza de la formación del acervo astronómico.

Como tercera sección, se encuentra una descripción de los principales aspectos y hechos del Sistema Solar: mitología, su estructura, el origen y la evolución de sus elementos constituyentes y del Sistema Solar como un todo, aspectos físicos y químicos de los cuerpos que conforman ese sistema.

En cuarto lugar se dan a conocer los puntos más relevantes acerca de la esfera celeste: mitos, construcción, cinemática y enseñanza, finalizando esta sección con

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una descripción de las constelaciones más importantes del hemisferio celeste que nos corresponde.

Como ha ocurrido con la enseñanza de todas las ciencias, la enseñanza de la Astronomía tiene también estudios importantes que es oportuno tomar en cuenta para discutir la mejor forma de dirigir nuestras clases. Por esta razón en la quinta sección del Marco Teórico se describen las experiencias curriculares de otros países y las ideas de algunos estudiosos del proceso de enseñanza-aprendizaje de la Astronomía.

En la última sección del Marco Teórico se describe el marco de la enseñanza para la comprensión y la forma de utilizar éste en la enseñanza de la Astronomía; además se consideran estrategias concretas para desarrollar ciertos contenidos.

En términos generales nuestra investigación sugiere la necesidad del estudio de la Astronomía en el octavo grado y una pronta inclusión de su estudio en las escuelas normales y en la universidad. Tanto el currículo como la formación de los docentes deben ser blanco de una revisión para mejorar la posición de la Astronomía en la formación docente y en la enseñanza secundaria. Dado que no hemos dedicado ninguna sección al estudio de los libros de texto, creemos que debería ser un tema de investigación propio de un trabajo completo y profundo, posterior al nuestro.

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3. Introducción

La realización de este trabajo investigativo sobre la Astronomía y su enseñanza pretende ser una manera de motivar e incentivar el estudio y profundización de la misma en nuestros docentes y en consecuencia en los estudiantes de secundaria. Al abordar los temas de Astronomía correspondientes al 8° grado de secundaria: La Luna, El Sol, El Sistema Solar y La Esfera Celeste, hemos contemplado la necesidad de conocer los aspectos concernientes al ámbito curricular, científico y didáctico que nos ayudaran a centrarnos en el aspecto de la enseñanza de la Astronomía, a través de nuestra propuesta.

El estudio lo iniciamos con la búsqueda de información científica en libros de texto e internet. Teniendo esta base, realizamos un diagnóstico aplicando encuesta a estudiantes y docentes, entrevista a especialistas y una guía de análisis de documentos para tener una idea de la percepción que estudiantes, maestros y especialistas tienen de la Astronomía y de su enseñanza; contrastando la información obtenida con la del Marco Teórico, obtuvimos resultados que nos dieron pautas para elaborar una propuesta de Unidad Didáctica.

Consideramos que este trabajo puede ser una alternativa para los docentes que se interesen en temas de Astronomía y de su enseñanza en la educación secundaria de nuestro país, especialmente en el 8° grado. Otro aspecto positivo de este trabajo en cuanto a utilidad es la inclusión de aspectos epistemológicos y didácticos desarrollados en el Marco Teórico, los que permitirán que las personas que lean este informe de investigación conozcan estrategias adecuadas para la enseñanza de la Astronomía y tengan una visión más amplia de este proceso.

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4. Planteamiento del Problema

Según Irma Hannula (2005), si se echa una mirada a la historia de la Astronomía y de la humanidad, se verá que esta ciencia parece haber estado conectada a la vida y a los eventos sociales todo el tiempo. Especialmente durante los periodos de grandes revoluciones, el impacto de la Astronomía ha sido bastante fuerte; ha cambiado la concepción de las personas acerca del Universo. Hannula también afirma que la Astronomía ha formado la base para el desarrollo de la Física, ha impulsado a otras ciencias, así como también a la cultura en general.

A pesar de esto, en nuestra experiencia como ciudadanos y docentes de secundaria, hemos observado que a la Astronomía no se le ha dado la importancia que merece. El número de personas, que se interesan por un encuentro de Astronomía es reducido y el desinterés es encontrado marcadamente en maestros de primaria y secundaria, que, de manera directa o indirecta, están relacionados con la enseñanza de esta disciplina. Por ejemplo, en el XI CURCAA (Curso Centroamericano de Astronomía), llevado a cabo en la UNAN-Managua en junio de 2007, se observó muy poca asistencia de maestros de primaria y secundaria, asistieron apenas 11 maestros de primaria y 86 maestros de secundaria lo que representa el 5% y 35%, respectivamente, del total de participantes en el curso, como se muestra en el gráfico 1:

Si notamos, el poco interés manifestado por saber y aprender Astronomía podríamos suponer que su origen está relacionado al menos con uno de los siguientes dos aspectos: poca presencia de temas de esta ciencia en el currículo de secundaria y carreras universitarias de perfil científico, y poca demanda de la

44%

35%

15.6% 5%0.4%

Gráfico 1: Participantes en el XI Curso Centroamericano de Astronomía (CURCAA). De: Memoria del XI CURCAA. Junio 2007

Estudiantes Universitarios

Prof. Secundaria

Prof. Universitarios

Prof. Primaria

Estudiantes Primaria

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sociedad por este tipo de conocimiento. Estos dos aspectos podríamos considerarlos en una relación de interdependencia en la que uno se implica con el otro. Como es de suponer, la enseñanza se constituye en puente entre currículo y sociedad, lo que significa que la misma se ve influenciada por ambas partes:

1) Si la sociedad no demanda la enseñanza de la Astronomía, entonces hay pocas posibilidades de desarrollo local en ésta y poco interés, intrínseco y extrínseco, por la formación científica del profesorado en esta área del saber y menos aún en el ámbito de su enseñanza.

2) Por otra parte, si partimos de un currículo que exige poco en relación a la Astronomía, entonces con los maestros ocurrirá lo escrito en el punto uno, y la sociedad demandará muy poco o nada del acervo astronómico, por ignorarlo del todo y consecuentemente carente de la visión de su importancia.

Por tanto, y dada nuestra vinculación con la ciencia en la escuela secundaria, valoramos que la enseñanza de la Astronomía enfrenta muchos problemas y hemos decidido precisar en aquellos que se refieren a tres ámbitos de dificultad en la realización actual de la tarea de enseñar Astronomía: curricular, científico y didáctico. Cabe mencionar que estos tres ámbitos, se superponen en la práctica pedagógica, es decir que no existen fronteras que definan la naturaleza de los problemas que en ellos se dan.

Dificultades en el ámbito curricular

En los programas educativos de 1993 los contenidos de Astronomía se encontraban disgregados como contenidos de otras asignaturas, entre ellas Ciencias Naturales y Estudios Sociales; en cambio, en la propuesta curricular del 2005, se nota mejor organización de los contenidos de Astronomía; a pesar de esto, vemos que no hay orientaciones metodológicas claras: sólo se dan a conocer las competencias, los indicadores de logro y los contenidos y no se orientan actividades que encaminen al desarrollo de una buena clase de Astronomía. Estas omisiones pueden generar otras dificultades o limitaciones para el desempeño del docente en una asignatura que no fue parte de su formación inicial (dominio científico de la Astronomía).

Dificultades de carácter científico

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En el documento: Memoria del XI CURCAA, Javier Pichardo1 (2007), afirma que los maestros de primaria, durante su formación en las escuelas normales, no estudian temas de Astronomía, por lo que para enseñar esos temas en las escuelas, deben auto prepararse con los libros de texto de ciencias propios de la escuela primaria. En condición semejante se encuentran los maestros de secundaria, respecto a su preparación científica ya que, no se conoce de universidades nicaragüenses que desarrollen cursos de Astronomía. En este contexto, los autores de este trabajo pensamos que la enseñanza de la Astronomía se ve afectada notoriamente, ya que, si no se conoce lo que se va a enseñar, se puede incurrir en errores tales como la inadecuada secuenciación de los contenidos, no se podría guiar de manera eficaz a los estudiantes en la construcción de sus aprendizajes, los contenidos se abordarían con poca profundidad o, en el peor de los casos, no se abordarían del todo; así las dificultades de carácter científico nos llevan a las consideraciones del siguiente apartado.

Dificultades de carácter didáctico

Intuimos que los dos aspectos que anteceden guardan estrecha relación con éste. Sin embargo y dado que todavía no tenemos evidencias, podemos suponer que las dificultades en la enseñanza de la Astronomía tal como afirman García, Mondelo y Martínez (1995), “la enseñanza de la Astronomía, salvo excepciones, se caracteriza por:

1. Poner exclusivo énfasis en los contenidos conceptuales, introduciendo un modelo explicativo difícil de interpretar por los alumnos sin realizar las oportunas relaciones con fenómenos cotidianos fácilmente perceptibles.

2. La utilización de metodologías que no tienen en cuenta las ideas y concepciones de los estudiantes en este tema.

3. El uso exclusivo de representaciones planas de los astros y de sus movimientos, como las mostradas habitualmente en los libros de texto, que suelen dificultar la adecuada comprensión e interpretación de los fenómenos, pudiendo incluso reforzar errores ampliamente extendidos entre el alumnado.

En vista de los obstáculos ya expuestos y dado que para nosotros la Astronomía y su enseñanza es un campo en el cual estamos incursionando por primera vez, hemos planteado nuestro problema de investigación de la siguiente manera:

¿Cómo elaborar una propuesta didáctica para la enseñanza de contenidos de Astronomía en 8° grado, que responda: al marco curricular de la educación secundaria nicaragüense, a la lógica científica del tema y a la organización de su enseñanza mediante actividades de

1 Coordinador del área de Astrofísica de la Escuela de Física de la UNAN-Managua

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aprendizaje innovadoras y pertinentes, correspondientes al enfoque de la enseñanza para la comprensión?

Nuestro fin, será por tanto, como solución particular, la elaboración de una propuesta didáctica que posea las siguientes características:

o Innovadora.

o Basada en la lógica interna y epistemológica de la Astronomía.

o Que tome en cuenta y gestione las ideas alternativas.

o Equilibrada, en cuanto a la inclusión de contenidos tanto conceptuales como procedimentales y actitudinales.

o Relevante en cuanto a que responda a nuestro contexto.

o Coincidente con la naturaleza de los contenidos.

Por lo que deberemos analizar científica y didácticamente la propuesta curricular vigente, y profundizar en los conocimientos científicos de la Astronomía.

En el proceso de búsqueda de solución al problema ya delimitado, a continuación se precisan los objetivos del trabajo.

5. Objetivos de la Investigación

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General

Fundamentar científica y didácticamente, y con base en un estudio teórico y contextual, una propuesta de enseñanza de los contenidos de Astronomía del 8° grado de secundaria en el marco de la Enseñanza para la Comprensión.

Específicos

1. Profundizar en el dominio de los conceptos básicos de Astronomía según el plan curricular 2005 que se propone para el 8° grado.

2. Analizar científica y didácticamente los objetivos y contenidos curriculares de Astronomía en el 8º grado.

3. Contrastar la propuesta curricular vigente con las ideas y expectativas de los estudiantes y los maestros a fin de tomar decisiones en cuanto a la elaboración de una propuesta didáctica para la enseñanza de la Astronomía, acorde a sus intereses.

4. Proponer una Unidad Didáctica en la que se ilustren actividades de enseñanza para el abordaje de los contenidos de Astronomía del 8° grado en el marco de la EpC y del Constructivismo.

6. Antecedentes

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El universo está estructurado de una forma tan maravillosa y tan misteriosa que durante siglos ha despertado una gran curiosidad para ser descifrado.

Los griegos hicieron sus estudios basados en observaciones, con instrumentos rústicos. Posteriormente Galileo, usó un Telescopio fabricado por él, más tarde Tolomeo se basó en sus conocimientos matemáticos que le permitieron fabricar el astrolabio y relojes solares, instrumentos utilizados en la antigüedad para ubicar la posición de los astros y medir el tiempo, respectivamente. Cavendish utilizó la balanza que lleva su nombre para poder demostrar la ley de gravitación universal de Newton con la cual sólo tuvo un margen de error de 1%. De igual manera muchos navegantes en la antigüedad utilizaban la ruta descrita por las estrellas para llegar a su destino como es el caso de los isleños polinesios (ruta Taití-Hawaii) basados en conocimientos adquiridos por la tradición oral que recibieron desde sus ancestros (Zeilik, 1994). Con estas y otras creaciones instrumentales, teóricas y experienciales se fundamentan los conocimientos astronómicos actuales.

Muchos, después de ellos, han contribuido a construir el acervo científico del que actualmente dispone la Astronomía. Estos conocimientos se enriquecen con el paso del tiempo básicamente impulsados por los avances tecnológicos, que permiten nuevos hallazgos. Otro factor impulsor del desarrollo es el interés continuo del hombre por descubrir otros mundos que ofrezcan nuevas y mejores posibilidades de adaptación para el ser humano. Este desarrollo, sufre en ciertas ocasiones, estancamientos, porque no siempre podemos decir que avanzamos, si no que hay momentos en que no se experimenta progreso o adelanto en el trabajo científico, debido, en algunas ocasiones, a que la sociedad no está preparada para asimilar tanto conocimiento nuevo, por sus creencias tan arraigadas.

En el ámbito de la enseñanza de la Astronomía muchos países han mostrado interés por promover el aprendizaje de los ciudadanos por esta ciencia, en mayor o menor escala. Según Hannula (2005) los currículos educativos se inclinan a la enseñanza de la Astronomía, bien como una ciencia separada de las demás o bien como ciencia dentro de otras ciencias, adoptado por asignaturas como Estudios Sociales y Física. Lo importante es que en cada caso se pretende que los estudiantes alcancen el dominio básico sobre Astronomía, desarrollen comprensión del planeta habitado por ellos, estén al tanto, por ejemplo, de cómo influyen los demás cuerpos celestes en nuestro planeta, qué hace a la Tierra diferente y especial, o bien qué relación la une al Sol, qué lugar ocupa, qué períodos posee, la secuencia de los días y las noches y las estaciones del año entre otras cosas.

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En Australia, por ejemplo, se aborda el estudio de la Astronomía en primaria y en secundaria; en esta última se separa la enseñanza en pequeñas unidades que no abarcan mucho, sin embargo los educadores consideran que la Astronomía contribuye a desarrollar en los estudiantes habilidades para resolver problemas y habilidades matemáticas (Johnston_Hollitt: 2005, citado por Hannula).

En otros países no existe como asignatura en el currículo, como es el caso de Letonia, sin embargo se organizan competencias alrededor de la Astronomía que pueden llegar a ser motivadoras e instructivas. En Alemania hay lugares en donde se aprende Astronomía fuera del currículo, en los llamados clubes, y dentro del currículo puede encontrarse aplicada en Geografía y Matemáticas y en algunas ocasiones en Física.

España contempla contenidos astronómicos en su currículo a nivel de secundaria, pero no es tratada como una asignatura. Los docentes llevan a los chicos de primaria al planetario alguna vez, o por lo menos en Galicia suele ser así. En el planetario se dan exposiciones sobre constelaciones, estrella polar u otros temas con el acompañamiento de modelos tridimensionales. De esta manera el maestro y sus estudiantes aprovechan visitar el lugar considerando lo interesante de observar en el mismo.

En Portugal tampoco es área separada de las otras ciencias, se centran en el estudio de La Tierra sobre todo en aquellos aspectos que son observables. Otro tema importante es el Sol y su influencia en el planeta.

Se podría decir que uno de los países que sobresale con mayor experiencia en la enseñanza de la Astronomía, entre los que hemos examinado, es Estados Unidos, interesante por sus planes curriculares, por la separación de esta ciencia como asignatura y por las metodologías empleadas para enseñarla en cada curso. La enseñanza de la Astronomía en este país, incluye métodos de observación sofisticados por el uso de la tecnología empleada. Es notorio que se observa una mejor estructuración de contenidos desde los niveles iniciales a los más altos, los cuales se van profundizando a medida que los jóvenes van creciendo, de tal forma que al egresar están en capacidad de establecer comparaciones entre las estrellas por su tamaño, su temperatura, su edad; pueden explicar el origen del universo por medio de distintas teorías, pueden hacer uso de la escala, el telescopio o binoculares; han desarrollado habilidad para realizar descripciones y establecer diferencias entre estrellas y planetas.

En los países de Centroamérica la Astronomía ha tenido ciertos avances: se cuenta con el Curso Centroamericano de Astronomía y Astrofísica (CURCAA) y con la Asamblea de Astrónomos y Astrofísicos de América Central (AAAC). En Costa Rica, la Universidad de Costa Rica, ya tiene dentro de sus programas de estudios la materia de Astronomía y Astrofísica y ya hay astrofísicos profesionales

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costarricenses; además han existido y existen programas de maestrías y doctorados en Astrofísica que ofrecen a los estudiantes la oportunidad de desarrollarse en esta área. Honduras ha logrado avances significativos durante los últimos años, se tiene el observatorio de Astronomía, se está en proceso de obtener la Acreditación Regional de la carrera de Astronomía ofrecida por la universidad, hay planes para la creación del doctorado en Astronomía y también la creación de la Licenciatura en Astronomía. En Guatemala se ha conformado la Asociación Astronómica Guatemalteca, se han brindado distintos cursos, se realizan actividades en conjunto con la AGA (Asociación Guatemalteca de Astronomía) y la Asociación de Estudiantes de Física y Matemática. La Universidad Tecnológica adquiere un telescopio de 14 pulgadas para la educación. La Universidad de El Salvador pertenece a la Red Centroamericana de Astronomía, en distintas universidades se dictan charlas y se mantienen actividades de observación y otras de aficionados. La Universidad de Panamá, logró la apertura de un curso de Astronomía dentro del departamento de Física, dirigido a estudiantes que egresarán como profesores de educación media en las áreas de Física, Matemática y Química.

En el caso concreto de Nicaragua vemos que hay mucho camino por recorrer, y este análisis puede comenzar por entender la estructura y contenido de la Astronomía en el currículo que precede a la reforma del 2005 y la posterior a la misma.

En forma semejante a la etapa previa a la reforma, en Nicaragua, los contenidos de la Astronomía no se integraban en una asignatura, sino que eran parte de otras ciencias. En los programas oficiales fueron parte de temas de Estudios Sociales, se abordaron en segundo y tercer año. En el área de Física se incluían algunos temas en cuarto año, por ejemplo se abordaron brevemente temas como: Modelos antiguos y modernos sobre la estructura del Sistema Solar, Leyes de Kepler, satélites estacionarios, un poco de referencia histórica sobre el descubrimiento de los planetas, la estructura de cada uno, la Ley de Gravitación Universal, períodos de los planetas etc. tomados de libros de Física de IV año de Beatriz Alvarenga y Máximo (1991). En segundo año se hizo una pequeña alusión a los eclipses en la unidad de Física: Elementos de óptica, al tratar el contenido ¿cómo se forman las sombras? (Textos de Física de segundo y cuarto año, Ernesto González Valdez, Reimpresión 2004).

Esta experiencia es común a otras naciones ya antes descritas. En la mayoría de casos, la calidad en la enseñanza de estos contenidos depende en gran parte de la voluntad y afición del maestro por estos temas. Hay poca oferta de cursos, conferencias, seminarios u otro tipo de actividades que se sirvan como capacitación continua a los profesores. No se cuenta con espacio físico ni temporal en que maestros/as puedan compartir sus inquietudes sobre el

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contenido, sus metodologías o enfoques utilizados para enseñar. Existen dos organizaciones dedicadas a la Astronomía en nuestro país, la Asociación Nicaragüense de Aficionados a la Astronomía (ANASA) y la Escuela de Física en la UNAN, en esta universidad se cuenta con un pequeño observatorio.

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7. Marco Teórico

7.1 Aspectos epistemológicos de la Astronomía

“… y no saber adónde vamos,ni de dónde venimos!...”

Rubén Darío

IntroducciónTodas las ciencias han pasado por un proceso evolutivo para poder conseguir las condiciones en las que actualmente se encuentran. En este proceso, uno de los fenómenos que ocurren es la interpretación o explicación de los fenómenos de acuerdo con la base conceptual disponible. Esto produce ideas que, desde el punto de vista moderno, nos pueden parecer ingenuas. Sin embargo, y esto es sorprendente, algunas de estas ideas reaparecen en el proceso evolutivo de la vida de una persona en dependencia de los esquemas mentales con los que cuenta; y, de esos mismos esquemas, esas ideas alternativas se pueden ir fortaleciendo o van siendo sustituidas por ideas correctas desde el punto de vista científico2.

En lo que se refiere a la enseñanza, Bacas, Martín, Perera y Pizarro (1993) afirman que “los esquemas conceptuales de nuestros alumnos presentan ciertas semejanzas con algunas teorías científicas establecidas y permanentes durante ciertos periodos de la historia.” Un ejemplo de esto es la concepción que antaño se tenía de la forma plana de la Tierra; en distintos estudios realizados por Joseph Nussbaum (1989), se encontró que una de las nociones que se presenta reiteradamente en alumnos de distintas edades es que la Tierra en la que vivimos es plana y no redonda como una pelota. Otros ejemplos respecto a la Luna, el Sol, las estrellas, etc. se pueden encontrar a lo largo de la historia de la Astronomía y a lo largo de la vida de las personas. La situación descrita nos invita, como maestros, a conocer las distintas ideas alternativas usadas por la Astronomía a lo largo de su desarrollo histórico. Haciendo de esta forma, seremos capaces de orientar nuestra enseñanza de modo tal que tomemos en cuenta las ideas alternativas que presentan nuestros estudiantes y logremos que ellos sustituyan tales por ideas correctas. A continuación, presentamos, de manera breve, el desarrollo histórico de la Astronomía y varias de las ideas que presentaron dificultades epistemológicas en la conformación de lo que hoy es esta ciencia.

2 Hay que recordar que lo que actualmente es correcto desde el punto de vista científico, puede no serlo en el futuro.

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Origen de la AstronomíaDos de los posibles hechos que dieron origen a la Astronomía son:i. ¿Quiénes somos? y ¿Por qué estamos aquí? son dos grandes preguntas

que reflejan el problema existencial que ha embargado (y aún lo hace) al ser humano.En la afanosa búsqueda de respuestas, el hombre alzó sus ojos al cielo y la primera vez que lo hizo engendró una de las ciencias más bellas, la Astronomía.

ii. También pudo ocurrir que, sin ciudad y sin las luces de ésta, el hombre tuvo la oportunidad de deleitarse con el asombroso espectáculo de un cielo estelar en una noche sin Luna. ¿Qué son esos objetos de allá?, ¿Por qué están “ahí”?, ¿Qué lugar es “ahí”? son tal vez las preguntas que pasaron por su mente primitiva.Estas cuestiones, y similares, respecto al Sol y la Luna marcaron, posiblemente, el origen de la Astronomía.

¿Qué es la Astronomía?El término Astronomía procede de dos vocablos griegos: astron, estrella, astro y nomos, ley.La Astronomía es la ciencia que trata del Universo y que estudia el movimiento, estructura, origen y desarrollo de los cuerpos celestes y de sus sistemas.La Astronomía estudia las estrellas, los planetas, los satélites, los cometas y cuerpos meteóricos, las nebulosas, etc. El conjunto de conocimientos que ha logrado la Astronomía nos da una noción de la estructura y desarrollo del Universo como un todo.Según Bakulin et al (1987), la Astronomía tiene tres tareas fundamentales, a saber:

1. El estudio de las posiciones y movimientos aparentes, y después reales, de los cuerpos celestes en el espacio y la determinación de sus dimensiones y formas.

2. El estudio de la estructura física de los cuerpos celestes, es decir, la investigación de la composición química y condiciones físicas (densidad, temperatura, etc.) en la superficie y en las entrañas de los cuerpos celestes.

3. La resolución de los problemas del origen y desarrollo, es decir, el posible destino ulterior de algunos cuerpos celestes y de sus sistemas.

Ramas de la AstronomíaDadas las tres tareas anteriores, la Astronomía se ha subdividido en tres ramas fundamentales: la Astrometría, la Mecánica Celeste y la Astrofísica.La Astrometría estudia la posición de los cuerpos celestes y la rotación de la Tierra. Su estudio se basa en los métodos teóricos y prácticos de medición de los

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ángulos en el cielo, para lo que se organizan observaciones de posición de los astros. La astrometría trabaja por dos objetivos: establecer sistemas de coordenadas celestes y obtener parámetros que caractericen con mayor exactitud la rotación de la Tierra.La Mecánica Celeste se encarga del movimiento de los astros bajo la acción de la gravitación, elabora métodos para determinar sus trayectorias, permite calcular tablas de coordenadas para un tiempo ulterior (efemérides), estudia la influencia recíproca de los cuerpos sobre su movimiento, examina el movimiento y la estabilidad de los sistemas de cuerpos celestes y artificiales.La Astrofísica se subdivide en Cosmogonía y Cosmología. La primera estudia el origen de los astros y los sistemas de éstos. La segunda estudia la estructura, composición química, las propiedades físicas y la evolución, tanto de astros individuales como de los sistemas que los incluyen.La investigación acerca de las galaxias y otros sistemas estelares requieren de la unión de esfuerzos, de las tres ramas descritas, en la denominada Astronomía Estelar 3.

Origen y evolución de la AstronomíaEn el libro Wonders of the Universe, Willim Nault y colaboradores (1989), afirman que la Astronomía es una de las ciencias más antiguas; ésta, al igual que las demás ciencias, surgió de las necesidades prácticas del hombre. Las tribus nómadas de la sociedad primitiva tenían que orientarse en su vida errante, y aprendieron a hacerlo por el Sol, la Luna y las estrellas. El agricultor primitivo, durante los trabajos de campo, tenía que calcular el comienzo de las distintas estaciones del año, y advirtió que el cambio de estaciones está ligado con la altura del Sol al mediodía y con la aparición en el cielo nocturno de determinadas estrellas. El desarrollo ulterior de la sociedad humana suscitó la necesidad de medir el tiempo y establecer un sistema cronológico (confección de calendarios). Todo esto gracias a las observaciones del movimiento de los cuerpos celestes, que al principio se observaban sin instrumento alguno y no eran muy precisas, pero que satisfacían suficientemente las necesidades prácticas de aquel tiempo. De estas observaciones surgió la Astronomía.Con el desarrollo de la sociedad, a la Astronomía se le plantearon nuevos problemas cuyas resoluciones requerían procedimientos más perfectos de las observaciones y métodos más exactos de cálculo. Poco a poco se crearon instrumentos astronómicos simplísimos y se elaboraron métodos matemáticos de interpretación de las observaciones.

32 Dado que la Astronomía Estelar se aproxima cada vez más y más a la Astrofísica, no se ha tomado como una rama más.

Fig. 1: Concepciones de los niños acerca de las causas del día y dela noche. Tomado de: Ficha 3 Les conceptions initiales des élèves.

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Ideas de antañoLas primeras personas pensaban que el Universo era sólo lo que ellas veían: el cielo, una bóveda sobre una Tierra plana. Estas ideas generaron muchas historias.Los antiguos babilonios creían que el mundo flotaba en un océano inmenso y que los dioses vivían en la cima del cielo. El Sol salía cada mañana por una puerta del cielo y se iba por otra en la noche.Los egipcios veían al universo como una habitación con el cielo como techo y la Tierra el piso. Egipto era el centro. Las estrellas colgaban del cielo como lámparas y Ra, el dios del Sol, navegaba por el cielo en un bote una vez por día.Los hindúes creían que el mundo descansaba en las espaldas de cuatro elefantes, los que se apoyaban en el caparazón de una tortuga gigante; esta última nadaba en un río de leche.Esas ideas fueron, seguramente, lógicas para la gente de la época. Era causa de mofa la idea de una Tierra redonda y móvil a través del espacio. La creación de mitos en esa época fue sin base alguna, no había evidencia de cuanto se decía.La idea de verificar la veracidad de cuanto se afirmaba, parece no habérsele ocurrido a la antigua gente de Mesopotamia y Egipto.Los antiguos astrónomos podían predecir eclipses y decir el tiempo del año en que ciertas estrellas aparecían al amanecer. Pero no entendían las razones de la existencia de las cosas que ellos observaban en el cielo. Pensaban que los cuerpos celestes eran dioses, o fuerzas caprichosas que nadie podía entender. Así, no había algo que animara a encontrar el porqué estos cuerpos se comportaban como lo hacían. (Nault et al., 1989)Con relación a esto, los niños presentan ideas similares, tal y como lo declaramos anteriormente. Según el documento Las concepciones iniciales de los alumnos4 acerca de la rotación de la Tierra, al preguntar a los estudiantes ¿por qué existe la noche?, los niños pueden dar explicaciones haciendo intervenir al Sol como un ser viviente: “el Sol se esconde para ir a descasar”. También, en el mismo documento se hace referencia a la concepción que tienen los niños de una Tierra inmóvil y un Sol que rota alrededor de ella (modelo geocéntrico), como se muestra en los dibujos (fig. 1).

Agregamos además que los astrónomos de la antigüedad creían que la Tierra era, el cuerpo más grande del Universo. Esto era explicable, ya que la Tierra estaba a

4 Título original Les conceptions initiales des élèves.

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su alcance y, de este modo, no había forma de descubrir las dimensiones de soles situados a millones de kilómetros. También ellos no sabían que el Sol tenía una familia de mundos de los que la Tierra era un simple miembro, es decir, un planeta (de la palabra griega planetes que significa astros errantes) y que ocupa el lugar intermedio, en tamaño, entre los otros ocho, o sea que hay cuatro más grandes y cuatro más pequeños que ella.

Grecia y el nacimiento de la cienciaHace más de 2 500 años, en Grecia, comenzó a formarse una nueva manera de pensar. En el sentido más amplio, se puede decir que se comenzó a pensar que el mundo era conocible, es decir, que el Universo actúa de manera predecible de acuerdo con ciertas leyes naturales.Los filósofos griegos desarrollaron y refinaron, en relación con la época, la geometría y las matemáticas. Se asombraron al descubrir leyes de los números que hasta entonces se desconocían. Pitágoras creyó que las leyes secretas de los números eran tan sagradas y perfectas que deberían permanecer ocultas de la gente ordinaria. Pitágoras también creía que la Tierra era redonda. Otros filósofos, estudiando los movimientos de los cuerpos celestes, propusieron varias explicaciones acerca de las razones del movimiento del Sol, la Luna, las estrellas y los planetas. Ellos aplicaron sus matemáticas al problema y algunos llegaron a creer que los cuerpos celestes eran llevados a través del cielo en esferas huecas invisibles, con la Tierra en el centro. El Universo de los griegos no era causa de caprichosos e irracionales dioses, fue visto ordenado como una máquina. Sus movimientos podían predecirse y estudiarse.

La primera persona que calculó muy acertadamente el tamaño de la Tierra, a partir de la medición de los ángulos formados por las sombras, fue un escolar llamado Eratóstenes, quien vivió en Alejandría, él se basó en la forma en que caía la luz del Sol en un solsticio de verano en dos lugares distintos, la diferencia del ángulo de caída de la luz entre los lugares le ayudó a concluir que la distancia angular entre los dos lugares era de 7º y encontrando la distancia longitudinal calculó esta magnitud para toda la circunferencia. Otros filósofos se dieron cuenta que la Tierra no era inmóvil, que rotaba una vez al día. A partir de esto, se pudo explicar por qué el Sol, la Luna y las estrellas salían y se ponían. Cuando nosotros vemos que el Sol baja en el oeste, lo que estamos viendo realmente es que el horizonte oeste está subiendo. La salida y la puesta del Sol no se deben a ningún movimiento del Sol. Sebastiá (2004), encontró en su estudio acerca del modelo Sol-Tierra, que el 39% de los estudiantes representa la Tierra girando alrededor de su eje para explicar el movimiento diario del Sol, aunque no se justifica el sentido de rotación que eligen. Sin embargo, el mismo estudio, muestra que el 12% de los estudiantes justifica el movimiento diario del Sol mediante el giro de éste alrededor de la Tierra.

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Aristarco, otro griego, fue más lejos. Conociendo el tamaño y la forma de la Tierra, estimó la distancia a la Luna. Estudiando las fases de la Luna, dedujo que el Sol está más lejos, lo que significaba que era mucho más grande que la Tierra. Él después propuso que los planetas, “estrellas errantes”, se movían alrededor del Sol. Además afirmó que la Tierra era un planeta y se movía de igual manera.Aristarco acertó en todo lo mencionado. El pensamiento humano pasó de una Tierra plana y un cielo abovedado a una imagen correcta de nuestro planeta girando y flotando en el espacio, todo cerca de 1 900 años antes de la invención del telescopio.

Muchos otros pensadores rechazaron las ideas de Aristarco por ser muy extrañas para ser creíbles. Después de muchos cambios sufridos por las ciencias en Grecia, algunas ideas fueron descartadas y otras permanecieron.

Platón y Aristóteles, enseñaron que todo estaba dividido en dos partes: la pura, perfecta y eterna región celestial arriba y la sucia, defectuosa y cambiante Tierra abajo. Esta división entre el cielo y la Tierra parece unirse con las enseñanzas cristianas acerca de las divisiones entre un cielo perfecto versus una humanidad en decadencia; un alma pura versus un cuerpo impuro. Las ideas de Aristóteles fueron ampliamente discutidas y fueron aceptadas por muchos; pero los líderes de la Iglesia censuraron las cuestiones acerca de lo que realmente eran los cuerpos celestes. La Tierra plana retornó y se prohibió por mucho tiempo enseñar que la Tierra era redonda. (Nault et al., 1989)

La revolución copernicanaA pesar de la censura, la Astronomía no paró de sentar bases. Hubo mucho interés en la predicción de la posición de los planetas, entre las constelaciones, un día dado. La mejor manera para hacer estas predicciones fue una descripción matemática de las trayectorias a través de las cuales el Sol, la Luna y cada uno de los planetas se suponía orbitaban la Tierra. Esta idea fue desarrollada por un astrónomo egipcio llamado Ptolomeo, cerca del año 150 a. C.Cuando algunas personas, en la Edad Media, trataron de describir el Sistema Solar como Ptolomeo lo propuso, imaginaron un arreglo de esferas de cristal invisibles llevando los cuerpos celestes a través del cielo. Ellos creían que la Luna, por ejemplo estaba sujeta a una pequeña esfera giratoria, la que a su vez se deslizaba sobre una esfera giratoria grande que encerraba a la Tierra. El Sol y cada uno de los planetas también viajaban a través del cielo en su propio conjunto de esferas giratorias de cristal, detrás de estas esferas de los planetas había una para las estrellas. La Tierra estaba en el centro de la serie de estrellas que la rodeaban. Este sistema fue muy complicado e incómodo, pero sirvió mucho como una herramienta matemática para describir el movimiento de los planetas.

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En la Edad Media, algunos hombres que observaron cuidadosamente los planetas se dieron cuenta que el sistema de Ptolomeo no trabajaba perfectamente. Algunas personas tuvieron un mal momento creyendo que el cielo estaba realmente obstruido de una maquinaria invisible.

Nicolás Copérnico dedicó gran parte de su vida en la búsqueda de una teoría más filosófica y estética que la de Ptolomeo para describir el movimiento de los planetas. Él tuvo éxito al asumir que los planetas, incluyendo la Tierra, viajaban alrededor del Sol. Así pues, la grandiosa teoría de Aristarco de Samos fue redescubierta. Copérnico fue un recluso y tímido hombre. No publicó su teoría sino hasta un poco antes de su muerte. A pesar de que la teoría de Copérnico fue bien recibida al inicio, se generó una tormenta de debates a su alrededor. Esto se debió a que muchos académicos tradicionales y clérigos creían profundamente en la inmovilidad de la Tierra en el centro del universo y en la perfección de Aristóteles: esferas invisibles llenando el cielo con un perfecto movimiento circular.

Un activo participante en esos debates fue Galileo Galilei, un popular profesor de matemáticas de Italia. En 1690 Galileo fue el primero en ver hacia el cielo con un telescopio. Con el telescopio, observó que la Luna tenía montañas y planicies como las de la Tierra. A pesar de eso, los seguidores de Aristóteles continuaron enseñando que la Luna era una lisa y perfecta esfera. Galileo descubrió cuatro lunas orbitando Júpiter, sin embargo algunas mentes tradicionalistas que creían en la perfección de los cielos, rechazaron que tales cosas pudieran existir; algunos incluso rehusaron ver. Descubrió, también, que Venus mostraba fases como las de la Luna, lo que él tomó como evidencia de que Venus se movía alrededor del Sol. Por tales razones Galileo se convirtió en un campeón de la teoría copernicana. Él fue un agudo defensor de cuanto predicaba e hizo muchos enemigos en sus debates. Algunos de ellos recurrieron a las autoridades de la Iglesia para pedir que Galileo fuera silenciado, ya que lo que él predicaba, que la Tierra se movía, estaba en contra de lo que enseñaba la Biblia. Eso era hacer una acusación mortal. Algunos años antes, la Inquisición había sentenciado a Giordano Bruno, a ser quemado vivo, en parte por sus enseñanzas acerca de la teoría copernicana. Los oficiales de la Inquisición citaron a Galileo. Ellos le solicitaron que abandonara su “absurda y herética” idea de un Sol estacionario y una Tierra moviéndose alrededor de aquél. Galileo aceptó no enseñar la teoría copernicana como verdadera. Unos años después, sin embargo, publicó el libro Diálogo sobre los dos sistemas mundiales principales que claramente defendía dicha teoría. Galileo fue convocado nuevamente por la Inquisición y forzado, bajo tortura, a negar formal y públicamente que la Tierra se movía alrededor del Sol. Por el resto de su vida, tuvo casa por cárcel, constantemente resguardada y vigilada. A pesar de todo esto, la teoría copernicana no pudo desaparecerse. Ella

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explicó muy bien el comportamiento de los planetas y desplazó algunas de las ideas de Ptolomeo (Nault et al., 1989).

Los estudios no pararon, Tycho Brahe, un noble danés, pasó muchos años observando las posiciones de los planetas y midiendo las posiciones planetarias en relación con la Tierra y el Sol. Estas mediciones fueron más acertadas que cualesquiera otras hechas hasta entonces. Usando los datos obtenidos por Brahe, Johannes Kepler, un profesor alemán, mejoró grandemente el sistema de Copérnico. Después de algunos años de lucha con las matemáticas, logró describir que la Tierra y los otros planetas no se movían en círculos alrededor del Sol, sino que su movimiento era elíptico o en trayectorias ovaladas. Kepler descubrió también dos principios matemáticos que describían la velocidad de los planetas en sus órbitas. Con las tres leyes de Kepler acerca del movimiento planetario, la forma y la rapidez de los planetas en sus órbitas fueron al fin entendidas. En el proceso, nuestro verdadero lugar en el Sistema Solar fue revelado. Nosotros no estamos en el centro; aun más, estamos en un planeta relativamente pequeño que da vueltas alrededor del Sol.

El cielo y la Tierra reunidosDurante mucho tiempo, se pensó que las leyes que regían los fenómenos del cielo eran distintas de las que regían los de la Tierra. Isaac Newton, un científico inglés, se preguntó cuáles eran las leyes que regían al efecto gravitatorio y cómo es que trabaja la fuerza de gravedad. Newton buscó una explicación por años y su solución fue la grandiosa ley de la gravitación una noción muy simple pero de gran alcance: todo cuerpo atrae a otro debido a una fuerza de gravitación. A mayor masa del cuerpo, mayor es la fuerza con la que atrae; cuanto más lejos esté el cuerpo, ejercerá menor fuerza.La Tierra es el objeto más masivo que está más cercano a nosotros, así que ejerce sobre nosotros mayor fuerza que la de otros objetos.La Luna también está bajo la acción de la fuerza de gravedad producida por la Tierra, pero en lugar de caer hacia nuestro planeta, Newton mostró que la Luna debía girar alrededor de la Tierra. Esto es, en efecto, caer alrededor de la Tierra.Cuando Newton aplicó su ecuación de la gravedad, encontró que tal ecuación servía casi perfectamente para calcular el movimiento de los planetas y para describir sus órbitas elípticas. Todos los trabajos acerca del Sistema Solar fueron explicados por la misma simple ley que rige la caída de una piedra aquí en la Tierra.Así, Newton no sólo sentó las bases para la mayor parte de la física moderna, sino que también invalidó las ideas de Aristóteles que afirmaban que los cuerpos celestes eran algo diferente, de un orden más ideal que los cuerpos terrenales. Los objetos en el cielo tienen la misma naturaleza física y obedecen las mismas leyes que los cuerpos en el suelo. O viéndolo de otro modo, nosotros estamos

Fig. 2: Edwin P. Hubble (1889-1953). Tomada de: http://imagine.gsfc.nasa.gov/Images/people/Hubble.gif

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hechos del mismo material que los cuerpos celestes. Nuestro mundo de todos los días, es parte del cosmos.

El nacimiento de la Astronomía modernaEn los tiempos en que Newton murió, la Astronomía y muchas otras ciencias hicieron grandes avances en Europa. Cada nuevo descubrimiento se convirtió en la base de otros nuevos descubrimientos. Newton mismo dijo que él había podido ver tan lejos porque se apoyó en hombros de gigantes. Su propio trabajo se convirtió en la base para que otros astrónomos vieran aún más lejos.Los planetas fueron estudiados todo el tiempo, las estrellas fueron más que un escenario luminoso, estaban mucho más lejos que los planetas; pero solamente eso se pudo decir acerca de ellas. Conociendo que la Tierra se movía alrededor del Sol, se hizo posible un método para encontrar la distancia que separa a estos dos cuerpos. El movimiento de la Tierra de un lado a otro de su órbita hizo que ciertas estrellas cercanas se observasen oscilando con respecto a otras más lejanas. Este efecto, conocido como paralaje, se puede observar moviendo la cabeza de un lado a otro; los objetos cercanos parecen oscilar con respecto a un escenario más lejano. Entre más cercanas las cosas, mayor es su movimiento aparente.Los telescopios no fueron suficientemente exactos para medir el pequeño movimiento de paralaje de las estrellas sino hasta los inicios de los años 1800. Uno de los primeros en detectar este movimiento fue Friedrich Wilhelm Bessel. Él determinó que la estrella 61 Cygni está a aproximadamente 105 trillones de kilómetros, es decir a aproximadamente unas 700 000 veces más lejos que el Sol.A tales distancias, las estrellas tendrían que ser extremadamente brillantes para que sean visibles para nosotros. Después5 de este gran aporte de Bessel, comenzaron los estudios de la estructura de nuestra galaxia. Recientemente, las medidas sobre la distribución de las estrellas en las galaxias, se han beneficiado con otros métodos como la Espectroscopia, el estudio de las Cefeidas, llamadas también piedras millares del universo, y la Radioastronomía. Mientras tanto, los instrumentos astronómicos han adquirido el máximo de las aperturas telescópicas compatibles con la existencia de la atmósfera, ejemplo de esto son los potentes reflectores de Monte Palomar (5.08m), en los Estados Unidos, y de Selenciuskaia (6.1m), en Rusia.Uno de los logros más importantes de nuestro siglo se debe al astrónomo americano Edwin P. Hubble (1889-1953), que en 1929 descubrió el denominado

5 http://adaar-astronomia.8m.com/astronomia.htm

Fig. 3: La casa está a uno de los dos lados de la carreteraTomado de: Landau, L. Rumer, Y. ¿Qué es la Teoría de la Relatividad? Editorial Mir. 1978. p. 10.

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desplazamiento hacia el rojo (fig. 2) de las galaxias lejanas, es decir: el fenómeno por el cual las líneas espectrales de un cuerpo celeste hacen descender sus frecuencias más bajas (y por tanto hacia el rojo) como consecuencia de su alejamiento con respecto al observador. Esto demuestra que la materia del Universo está aún en fase de expansión. Si se pudiera "proyectar hacia atrás" el film de la evolución del Universo, se vería que en un determinado momento la materia estaba concentrada en un punto. Este momento se remonta a quince o dieciocho mil millones de años y el acontecimiento que dio origen a la expansión, definido por los astrónomos como Big Bang (gran explosión), representa el nacimiento de nuestro Universo.

La búsqueda de pruebas posteriores de esta concepción cosmológica alimenta los estudios de la Astronomía. Entre otras cosas, se han abierto nuevos y estimulantes temas de investigación como consecuencia del descubrimiento de la importancia que tienen en la evolución cósmica, acontecimientos violentos y explosivos. Por ejemplo los Agujeros negros y los objetos más luminosos del Universo, los Quasar.

7.2 Relatividad y Astronomía

A continuación abordamos algunos aspectos de la Teoría Especial y General de la Relatividad introduciendo primeramente ejemplos de conceptos elementales de la vida cotidiana aparentemente absolutos, pero que resultan ser relativos dependiendo de la situación en que nos encontremos.

Derecha e IzquierdaSi se caminara por una carretera donde a uno de los dos lados (derecha o izquierda) está una casa, por ejemplo (fig. 3) si caminamos del puente hacia el bosque, la casa estará al lado izquierdo y si, camináramos del bosque hacia el puente, la casa estará a la derecha, así pues al hablar del lado derecho o izquierdo del camino hay que tener en cuenta las direcciones respecto a las cuales señalamos la derecha o la izquierda (Landau, 1978). Por lo tanto, los conceptos “derecha” e “izquierda” son relativos, es decir, cobran sentido solamente después de haber señalado la dirección respecto a la cual se aplica la determinación.

Fig. 4: Dibujo del pastor y la vacaTomado de: Landau, L. Rumer, Y. ¿Qué es la Teoría de la Relatividad? Editorial Mir. 1978. p. 11

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Noche o Día ¿Ahora es de noche o de día? Como sabemos la respuesta depende del lugar donde se haga la pregunta, ya que por ejemplo, cuando en Managua es de día, en Roma es de noche. Aquí no hay contradicción alguna, porque día y noche son conceptos relativos, y no se puede contestar a la pregunta mientras no se indica el punto del globo terrestre respecto al cual gira la conversación.

Grande y Pequeño La realización de los dibujos o las observaciones dependen en gran medida de la/s persona/s que las hacen y del lugar donde se encuentren, así por ejemplo, en el dibujo a (fig. 4) el pastor es más grande que la vaca; en el b, la vaca es más grande que el pastor. Aquí no hay contradicción, porque estos dibujos fueron hechos por observadores desde diferentes puntos: uno se encontraba más cerca de la vaca y el otro más cerca del pastor; por lo que queda claro que las dimensiones angulares de los objetos son relativas. Cuando queremos destacar las dimensiones angulares de los objetos debemos indicar el punto del espacio desde el cual se efectúa la observación; así, por ejemplo, al afirmar que vemos una torre bajo un ángulo de 45° significa no haber dicho nada. En cambio, afirmar que la torre se ve bajo un ángulo de 45° desde un punto que dista de ella 15 metros tiene sentido, ya que con éstas especificaciones podemos deducir que su altura es de 15 metros (Landau, 1978). Un ejemplo, en Astronomía, es la relatividad del tamaño del Sol y de las estrellas vistas desde la Tierra. Para un niño, y quizás también para un adolescente, el Sol es más grande que cualquiera de las estrellas que se observan en el cielo.

El Espacio y el TiempoCuando decimos, por ejemplo, que dos eventos ocurrieron en un mismo sitio; esta afirmación no vale nada, ya que es lo mismo que decir: ahora son las dos, sin indicar dónde precisamente son las dos. La afirmación de que dos estrellas coinciden en la bóveda celeste, tiene sentido solamente, porque se señala que la observación se efectúa desde la Tierra, pero si realizáramos la observación desde

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otra estrella, por ejemplo Siriu, veríamos que esta afirmación sería dudosa, por lo tanto el espacio y el tiempo son también conceptos relativos, porque para referir sucesos que ocurren en el tiempo debemos tomar en cuenta a otros cuerpos para su descripción y no sólo respecto de uno.

También son conceptos relativos arriba - abajo, antes – después, cerca – lejos entre otros (Landau, 1978).

Teorías Especial y General de la RelatividadLa forma en que un hombre “ve el punto de vista de otro” fue ampliada por la Relatividad, hacia la Física y la Astronomía. En su comportamiento social, cada persona es consciente de cómo sus acciones son vistas por otros, y buena parte de su cerebro se ve implicada en esta tarea. Nos basamos en este estado de conciencia del “yo” y del “otro” para evitar accidentes de tráfico y pleitos. Similarmente, en el mundo de la materia y de la energía, nos podemos preguntar, por ejemplo, “cómo, un astrónomo en la vecindad de una lejana estrella, podría ver al Sol” y llegar a la conclusión de que nuestro astro rey parecerá una estrella indistinguible. Efectos más interesantes pueden surgir si el astrónomo “extraterrestre” está viajando hacia el Sol a una velocidad muy alta: el blanco Sol se tornará azul desde su punto de vista.

Por supuesto, el mundo social y el reino de la materia inanimada son diferentes. El ser humano y muchos otros animales ajustan su apariencia y sus actos de acuerdo con quien los observa. La materia inanimada no hace lo mismo: mantiene su comportamiento sin importar de quién sea el telescopio con el que es observada. Basándonos en que la observación de los fenómenos astronómicos y de la materia extraterrestre no implica interferencias significativas, uno no espera cambiar el mundo físico sólo con verlo. Pero la forma en que el mundo físico se nos presenta puede variar con seguridad, tal y como se ha ilustrado con los ejemplos al inicio de esta sección.

Si un astronauta que vuela a una alta velocidad, pasa por la Tierra, él está en reposo, desde su punto de vista, con la Tierra pasándolo a toda velocidad. Él entonces, afirma que la Tierra tiene una enorme cantidad de energía cinética; sin embargo, sus colegas en la Tierra no pensarán lo mismo. A pesar de esto, resulta simultáneamente correcto decir que la Tierra tiene gran cantidad de energía cinética y que no tiene energía cinética. El punto de vista del astronauta es tan válido como el punto de vista del sabio confinado en la Tierra.

Cuando las descripciones del mundo no concuerdan, surge el riesgo de que las leyes de la Física que describen el comportamiento de la energía y la materia puedan parecer diferentes para personas que viajan a distintas velocidades. El astronauta quizás hubiera comenzado prediciendo que la Tierra se comportara de una manera distinta. Pero ninguna de estas reflexiones acerca de apariencias puede alterar el comportamiento de la Tierra. Ella continuará orbitando de forma regular alrededor del Sol, cualesquiera que sean las opiniones de los astronautas. Las ideas de la Física pueden titubear, pero no el mundo real. Pero debería ser posible determinar las leyes de la Física de tal manera que sus predicciones sean

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siempre correctas sin importar el estado de movimiento del físico que las usa. No que valga sólo el punto de vista de todos y cada uno, sino que todos deben coincidir en las características esenciales que están detrás de las apariencias (Calder, 1979).

Teoría Especial de la Relatividad de EinsteinPara abordar algunos aspectos de esta teoría primeramente aclaramos lo que es un marco de referencia: un ejemplo de éste es cuando necesitamos estudiar un mapa para ver cómo ir de un sitio a otro. Primeramente debemos saber dónde estamos con respecto a alguna cosa (un árbol, una roca o alguna ciudad) para poder determinar la dirección del sitio a donde queremos ir. Para localizar la dirección en el mapa generalmente nos imaginamos dos líneas cruzadas, una hacia el norte y la otra hacia el oriente. Para localizar la primera, podemos usar una brújula y la segunda es perpendicular a ella. Estas líneas imaginarias serían nuestro marco de referencia. Un marco de referencia puede ser cualquier ente, desde el cual se permita describir cualquier situación.

Principio Especial de la RelatividadSegún Ballif y Dibble (1992), este principio se enuncia así:“Todas las leyes físicas son constantes si se observan en marcos de referencia que se muevan con rapidez constante y en línea recta”.Este principio nos dice que bajo cierta condición única, las leyes físicas se observan en igual forma desde diferentes marcos de referencia. La condición es que estos marcos de referencia estén en reposo o se muevan en línea recta y a rapidez constante y no en rotación. En otras palabras, deben moverse en la misma forma en que un objeto que no rota, se mueve cuando no hay fuerzas aplicadas a él, según la primera ley del movimiento de Newton. Bajo estas condiciones, todo marco de referencia, al verse desde otro, se moverá en líneas rectas con rapidez constante y no rotará.

Un ejemplo de lo dicho anteriormente es el juego de laboratorio que se ilustra en la figura 5. El “cañón” dispara una bala verticalmente hacia arriba mientras el cañón mismo está en movimiento hacia la derecha. ¿Dónde va a caer la bala? Sin tener en cuenta la fricción y asegurándonos que el cañón no cambia su rapidez ni su dirección, la bala caerá en la boca del cañón. Éste, claro está, es el sitio en que caería si el cañón no se moviera. Observando desde el cañón mismo, el movimiento uniforme no afecta el fenómeno. Como se puede ver en el ejemplo, éste parece ir en contra de nuestro sentido común.

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Fig. 5: Sin considerar la fricción del aire, la bala disparada hacia arriba cae de nuevo en el cañón si éste se mueve uniformemente. Tomado de: Ballif Y Dibble. Física Básica: Fundamentos y Perspectivas. Editorial Limusa.1992. p. 43.

Los Dos Postulados de EinsteinMuchas de las situaciones que la Teoría de la Relatividad presenta parecen contradecir nuestro sentido común.

Einstein escogió como base de su Teoría Especial de la Relatividad los siguientes postulados:

La constancia de la velocidad de la luz: La velocidad de la luz en el vacío se observará igual en todos los marcos de referencia que se muevan a rapidez constante en línea recta.

El principio de relatividad: Todas las leyes físicas son idénticas en todos los marcos de referencia que se muevan a rapidez constante en línea recta.

Los marcos de referencia de que Einstein habla en los dos postulados no incluyen marcos que se vayan acelerando; por ejemplo, un marco de referencia en un carrusel no estaría incluido. De hecho, la teoría se llama Teoría Especial y no General porque se excluyen tales marcos de referencia. Los postulados en la Teoría Especial se refieren exclusivamente a marcos de referencia que estén en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme. Según el Principio Especial de la Relatividad, las leyes físicas son iguales en tales marcos de referencia. En marcos de referencia acelerados, las leyes físicas pueden parecer diferentes.

La Teoría General de la Relatividad de EinsteinEl Principio Especial de la Relatividad indicaba que las leyes físicas deberían ser iguales en todos los marcos de referencia que no sufrieran aceleración. Generalizando este principio, se puede aplicar a todos los marcos de referencia sea que se muevan a velocidad constante o que se aceleren. Así, Según Serway, Raymond A. (1982) los dos postulados de Einstein de la Relatividad General son:

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Todas las leyes de la naturaleza tienen la misma forma para observadores en cualquier marco de referencia, esté o no acelerado.

En los alrededores de cualquier punto dado, un campo gravitacional es equivalente a un marco de referencia acelerado en ausencia de efectos gravitacionales (éste es el principio de equivalencia).

La Teoría General tiene resultados muy curiosos. En esta teoría, el espacio-tiempo y el espacio mismo, se presentan como curvos, con mayor curvatura mientras los objetos sean más masivos. También ocurre en esta teoría que el concepto de espacio-tiempo curvo reemplaza el concepto de fuerza gravitacional. Por ejemplo, un planeta que gira alrededor del Sol se mueve en una trayectoria curva, no debido a la atracción solar, sino porque viaja en un espacio-tiempo curvo que rodea al Sol.

La teoría de Einstein predice una desviación, de la luz que pasa cerca del Sol, dos veces mayor que la teoría de Newton. Las observaciones sobre luz estelar que pasa junto al Sol en eclipses totales de Sol indican que Einstein acertó. Parecidos y más recientes experimentos hechos al observar ondas de radio de fuentes radiales en el espacio se aproximan más a la teoría de Einstein. La Teoría General de la Relatividad aborda muchos problemas no resueltos, pero se cumple experimentalmente en todos los casos en que ha sido puesta a prueba.

7.3 El Currículo y la Astronomía

En todo trabajo referido a la enseñanza de las ciencias se ven involucrados, siempre, tres aspectos de importancia capital en el desarrollo de cualquier actividad docente, a saber: el aspecto científico, el currículo y el aspecto didáctico. En nuestro caso, pensamos que, por ser el currículo el documento regente en lo que respecta a la enseñanza de la Astronomía, es ineludible que lo analicemos con el fin de conocer las exigencias que plantea y la propuesta metodológica inmersa en él para el desarrollo de los contenidos de Astronomía. Para tal efecto, nos guiaremos con cinco criterios, los que, también, nos darán las pistas a seguir en la elaboración de una propuesta didáctica factible. No desestimamos que otros criterios, para este fin, puedan ser adecuados, sin embargo, consideramos que, los que proponemos aquí, se ajustan al objetivo de nuestro trabajo:

1) La secuenciación propuesta es adecuada con relación a la lógica interna de la disciplina.

2) Las ideas alternativas de los estudiantes se toman en cuenta y se las considera relacionadas con la evolución de las ideas de la Astronomía a lo largo de la historia.

3) Equilibrio en cuanto a los tipos de contenidos que promueven una formación integral de la persona a través de la Astronomía.

- La Tierra- La atmósfera terrestre

- La Luna- El Sol - El sistema solar- La Esfera Celeste

- El universo- La galaxia

7mo 8vo 9no

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4) El currículo de Astronomía es relevante.

5) La metodología propuesta en los documentos curriculares ¿está de acuerdo con la naturaleza de la formación del acervo astronómico?

Hasta 2007 coexistieron en el país dos propuestas curriculares. Una oficial desde 1993 y otra propuesta curricular en pilotaje, la de 2005. Según el TEPCE (Taller para la Evaluación y Programación mensual del Currículum Educativo) del 28 de marzo del 2008, el trabajo del MINED está basado en el documento que actualmente está en consulta. Éste es el documento que vamos a estudiar según los parámetros enumerados.

La secuenciación propuesta es adecuada con relación a la lógica interna de la disciplinaAl preguntarnos si la propuesta curricular es pertinente, una de las cuestiones que nos parece importante contestar es si los contenidos se presentan, tanto vertical como horizontalmente, en el orden natural según la lógica de la Astronomía misma. Es decir, ¿la secuencia presentada dentro de un grado escolar y dentro de un ciclo escolar es pertinente? Veamos lo referente a la secuencia dentro del tercer ciclo, es decir, la secuencia de séptimo, octavo y noveno. El esquema siguiente muestra la secuenciación de contenidos que propone el documento curricular vigente.

En el esquema se nota que se sigue una secuencia del menos abstracto al más abstracto. La Tierra es el objeto más evidente para los estudiantes, es lo que tenemos más cerca de nosotros, de igual manera la atmósfera. Luego los estudiantes se pueden enfrentar a contenidos que presentan un nivel observacional menor que los anteriores; la Luna, el Sol, y la Esfera Celeste (constelaciones y estrellas), en el noveno grado se presentan dos contenidos que requieren de los estudiantes más imaginación y abstracción para comprenderlos. En este sentido, nos parece muy bien el orden propuesto por cuanto se toma en cuenta el desarrollo evolutivo de los estudiantes y además porque, según Eric Jozelley (¿Cómo enseñar Astronomía en la escuela primaria?6, 2001) se debe permitir que los estudiantes transiten de aquellos fenómenos que les son familiares a los que les son menos: alternancia de los días y las noches, estaciones, fases de la Luna, movimiento de los planetas alrededor del Sol. También, al comparar con el currículo de la Astronomía en Francia (Programas

6 Título original : Comment enseigner l’astronomie a l’école primaire ?

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oficiales7, 2002), vemos que la secuencia de estos ocho temas es la misma. Dentro de cada uno de los grados se pueden ver algunas variantes en cuanto a la presentación de los contenidos; en los grados séptimo y octavo persiste la forma, menos abstracto-más abstracto, de secuenciar los contenidos, mientras que en el octavo grado, nos parece que el concepto de galaxia debe ir primero ya que es menos abarcador que el de universo, además para construir este último se requiere que el estudiante conozca el primero. De igual forma, dentro del tema La galaxia se encuentra la secuencia los quásares, pulsares y hoyos negros, las constelaciones, las estrellas; en este caso no nos parece pertinente este orden ya que los dos primeros son no observables a simple vista y están menos relacionados con la vida de los estudiantes, por tanto lo mejor sería dejarlos de último en la secuencia de contenidos de este grado. En el caso de las estrellas y las constelaciones la forma de presentarlos es muy buena, ya que, al estudiar la clasificación de las estrellas y las características de algunas de ellas, se puede aprovechar aquellas que podemos ver a simple vista; para ello es necesario poder localizarlas en el cielo y un medio valioso es el conocimiento por parte de los estudiantes de algunas de las constelaciones, principalmente de aquellas en las que están ubicadas las estrellas que nos pueden servir de ejemplos para ilustrar los aspectos que se estudian. En el séptimo grado se observa la presencia del contenido la Esfera Celeste; dada la relación bastante estrecha entre la Esfera Celeste y las constelaciones, sería conveniente que estos dos temas se juntaran en el mismo grado para facilitar el estudio de uno con el estudio del otro. También en este caso, las constelaciones pueden servir de referencia para la construcción de la Esfera Celeste. A continuación analizaremos la forma en que se consideran las ideas previas de los estudiantes en el currículo de Astronomía.

¿Las ideas alternativas de los estudiantes se toman en cuenta y se las considera relacionadas con la evolución de las ideas de la Astronomía a lo largo de la historia?Dado que el proceso de construcción de la Astronomía, a lo largo de la historia de la humanidad, ha puesto en evidencia que las ideas que nos formamos de manera natural para explicar ciertos fenómenos astronómicos han repercutido de manera notable en la formación de la Astronomía como una ciencia, entonces es necesario que un currículo, que propone la enseñanza de la Astronomía, considere el abordaje de las primeras ideas de la humanidad en cuanto a la explicación de los fenómenos astronómicos, relacionando éstas con las ideas alternativas de los estudiantes. Las ideas y creencias constituidas por el alumno al margen de la escuela por lo menos tienen dos consecuencias educativas. La primera es reconocer que la experiencia y las ideas previas tienen un gran peso que influirá en los aprendizajes posteriores y la segunda es que deben ser tomadas en cuenta por el profesor cuando planifica. (Primer Taller Curricular de Ciencias Naturales para el 3er Ciclo de la ESO, 2003)

Con una simple inspección de la propuesta curricular, en lo que a Astronomía se refiere, vemos que la consideración de las ideas alternativas no es explícita. Las únicas competencias que presentan tal situación son: explica las teorías acerca 7 Instructions officielles de 2002.

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del origen, componentes, características e importancia del Universo del sexto grado y analiza y explica las diversas teorías acerca del origen, estructura, composición y dimensiones del universo del noveno grado. Estas dos competencias permiten en los grados correspondientes, considerar las ideas de los estudiantes acerca del universo y luego hacer una comparación entre las ideas de antiguos astrónomos, las ideas de los alumnos y las ideas aceptadas actualmente. Pensamos que en los otros grados deberían incluirse, si no contenidos, orientaciones para que los maestros consideren las ideas alternativas posibles. La integración de estas ideas en la práctica del aula da lugar al aprendizaje por reestructuración o cambio conceptual. Las características comunes de tales ideas son:

o Espontáneas y personales, surgen sin instrucción previa.

o Implícitas, inconscientes al propio sujeto.

o Persistentes a través del tiempo, resistentes al cambio conceptual.

o Ubicuas, presentes en todas las áreas.

o Científicamente incorrectas, muy influidas por lo observable.

o Incoherentes y contradictorias entre sí. Los alumnos resuelven tareas que requieren el mismo tipo de ideas, empleando conceptos distintos. (Primer Taller Curricular de Ciencias Naturales para el 3er Ciclo de la ESO, 2003)

Las características citadas nos dan una visión general del problema; pensamos, a pesar de la presencia insistente de este tipo de ideas, que una buena dirección de la enseñanza de la Astronomía puede provocar el cambio conceptual deseado logrando que los estudiantes asimilen las ideas correctas sustituyendo sus antiguas concepciones.

La ausencia de una orientación clara en cuanto a este aspecto en el currículo puede provocar que, en virtud de una reestructuración positiva, se confirmen las ideas incorrectas que tienen algunos de los estudiantes como lo afirma Martínez Sebastiá, en un estudio acerca del modelo Sol-Tierra, los estudiantes utilizan ideas alternativas del modelo y la enseñanza no tiene en cuenta la existencia de estas ideas, incluso en algunos casos las induce.

Así pues, pensamos que se deben incluir objetivos que tomen en cuenta el enunciado de los diferentes modelos teóricos que enmarcan el desarrollo histórico de la Astronomía y la revisión crítica de los mismos, además se debe permitir a los estudiantes la emisión de hipótesis que permitan formular modelos capaces de interpretar las observaciones realizadas (Domenech A., Domenech M., Casasus y Bella M., 1985).

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Dada la situación descrita, nos parece que, en la enseñanza de la Astronomía, se deben tomar en cuenta ideas como las siguientes:

Concepciones antiguas acerca del universo, de la Tierra, de las estrellas, de las constelaciones, de los cometas, de los meteoritos

Causas de los días y las noches, de las estaciones, del movimiento del Sol y de la Luna, del movimiento de las estrellas

Causa de los eclipses y de las fases de la Luna Influencia de los cuerpos celestes en la vida de la Tierra

En la tabla 1 se muestra la relación entre los indicadores de logro de los grados 7º a 9º y las cuatro ideas anteriores. En la tabla se observa que no se contempla el establecimiento de diferencias entre la Astrología y la Astronomía. Dado que la Astrología provoca cierta confusión en cuanto a la explicación de algunos fenómenos astronómicos, pensamos que debería incluirse la realización de contrastes entre la pseudociencia y la ciencia. En la tabla también se puede observar la presencia de varios de los contenidos en los que los estudiantes tienden a presentar sus propias explicaciones.

Si notamos, los contenidos del currículo bañan las ideas propuestas; por tanto, lo que se sugiere es la inserción de orientaciones para que los docentes puedan dirigir la enseñanza tomando en cuenta las ideas alternativas de los estudiantes en cuanto a los fenómenos que implican los contenidos.

Tabla 1: Indicadores de logro en grados 7º a 9º e ideas en la enseñanza de la Astronomía

Ideas propuestas Contenidos según el currículoPrimeras concepciones acerca del Universo, de la Tierra, de las estrellas, de las constelaciones, de los Cometas, de los Meteoritos.

- Origen y composición del Universo- La Vía Láctea- Constelaciones y sus mitos

Causas de los días y las noches, de las estaciones, del movimiento aparente del Sol y de la Luna, del movimiento de las estrellas.

-Movimiento de la Tierra con relación al Sol-Movimiento aparente de la Esfera Celeste, del Sol, de las estrellas y de la Luna.

Causa de los eclipses y de las fases de la Luna.

-Fases de la Luna y mitos sobre éstas- Eclipses

Influencia de los cuerpos celestes en la vida de la Tierra.

- Las mareas

Equilibrio en cuanto a los tipos de contenidos que promuevan una formación integral de la persona a través de la AstronomíaUna secuencia curricular con los dos aspectos antes descritos, no es suficiente para lograr lo que a un ciudadano se exige en cuanto a competencias que le permitan un buen desempeño en la sociedad. Es, por tanto, urgente pensar en un currículo que pueda adecuarse. Es decir, un currículo que considere el desarrollo, en los estudiantes y docentes, no sólo de conocimientos conceptuales, sino que, además, se puedan incorporar conocimientos de tipo procedimental y actitudinal.

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Estos tres tipos de conocimientos son los que nos llevan a formar a las personas en un modo integral.

En el documento Astronomía Primer año de bachillerato Reformulación 2006 de España, se afirma que la investigación en didáctica de las ciencias ha demostrado que la enseñanza centrada en los aspectos conceptuales dificulta, paradójicamente, el aprendizaje conceptual. En este sentido, Hodson (1992, citado en el mismo documento) señala que “los estudiantes desarrollan mejor su comprensión conceptual y aprenden más acerca de la naturaleza de la ciencia cuando participan en investigaciones científicas, con tal de que haya suficientes oportunidades y apoyo para reflexión”. En otras palabras, lo que la investigación está mostrando es que la comprensión significativa de los conceptos exige superar el reduccionismo conceptual y plantear el aprendizaje de la ciencia como una actividad próxima a la investigación científica, que integre los aspectos conceptuales, procedimentales y actitudinales (Gil Pérez et al., 2005, citado en Astronomía Primer año de bachillerato Reformulación 2006).

En la página siguiente se muestra la tabla 2 en la que exponemos los distintos contenidos de Astronomía propuestos para el tercer ciclo por García, Mondelo y Martínez (1995) y los que propone para el mismo nivel nuestro currículo vigente. En la tabla se puede observar, en nuestro currículo, la presencia de una mayor cantidad de contenidos conceptuales y menos contenidos procedimentales y actitudinales que los que según García, son los adecuados para el primer ciclo de escuela secundaria. Esta discrepancia podría desembocar en los obstáculos antes descritos y que son producidos por el mal balance de los tres tipos de contenidos. Una de las faltas notorias es la del uso de modelos para la explicación de los distintos fenómenos astronómicos. Además puede observarse una cantidad mucho mayor de contenidos procedimentales en la propuesta de García et al.

Nuestra opinión es que la mayoría de los temas de Astronomía y que tienen que ver con fenómenos observables y cotidianos, se deben abordar de forma observacional y que la información bibliográfica y otra es complementaria al aprendizaje de los alumnos. Por ejemplo, en el octavo grado aproximadamente el 75% de los temas se pueden enseñar de forma observacional o con el uso de modelos. Como lo indican Merle y Girault (2003), la Astronomía es, por excelencia, la ciencia de la observación; los astrónomos se conforman casi exclusivamente con observar, elaborar modelos, deducir los efectos observables y de regresar a la búsqueda en el cielo. No se pretende que los estudiantes sean astrónomos, sólo creemos, que de la misma manera en que se construyen las ciencias, se deben enseñar sus conocimientos a las generaciones nuevas. Así pues, ese carácter observacional de la Astronomía lleva a la conclusión de que la mayoría de los contenidos que se pueden impartir en su asignatura, son de carácter procedimental. Esto lo confirman Sandoval y Rojas (1992) cuando dicen que la forma de trabajar la Astronomía en el aula se centra en la variedad, la actividad y la autonomía. Cada alumno puede realizar tareas de observación, de redacción de informes, de exposición oral, de documentación y de diseño y construcción de aparatos sencillos. Todo ello individualmente y en equipos, contando con la orientación del profesor, cuyo papel sería ofrecer sugerencias de tareas a realizar.

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Tabla 2: Contenidos de Astronomía propuestos para el tercer ciclo por García, Mondelo y Martínez (1995) y para el mismo nivel propone también nuestro currículo vigente

Ubicación Ubicación

Tipo de contenido

Según García, Mondelo y Martínez Según el currículo

Conceptuales Trayectoria diaria del Sol y de la Luna en el cielo; forma, movimiento aparente y significado mitológico de las constelaciones; el año luz; la Luna y las mareas; la sucesión día-noche; fases de la Luna; eclipses; los movimientos de traslación; características estacionales; solsticios y equinoccios; posiciones del orto y del ocaso; diferencias entre hemisferios; constelaciones visibles en el año.

Posición, movimiento y estructura de la Tierra; la atmósfera terrestre; origen y composición del Sol y de la Luna; movimientos y fases de la Luna; relieve lunar; eclipses de Sol y de Luna; la Luna y las mareas; el Sistema Solar; Cometas, Asteroides y Meteoritos; la Esfera Celeste y su movimiento aparente; horizonte, orto y ocaso; cenit; el Universo y las teorías de su origen; distancias espaciales; composición, forma, dimensión y movimiento de las galaxias; los quásares; pulsares y hoyos negros; las estrellas; mes sideral; exploración del espacio exterior.

Procedimentales Observación directa del movimiento aparente de los astros en el cielo; toma de datos a través del gnomon para deducir las variaciones periódicas de la posición del Sol en el cielo; utilización de la brújula y de la posición de los astros para identificar los puntos cardinales, trasladando éstos al plano; establecimiento de relaciones entre las distancias astronómicas y las habitualmente utilizadas; manejo del planisferio o la pínula para simular u observar cambios de posición de las estrellas; realización de predicciones en distintos problemas planteados; establecimiento de relaciones entre el horario de las mareas y la posición de la Luna en el cielo, utilizando datos de prensa; simulación de los movimientos de traslación y rotación de la Luna y de la Tierra usando modelos sencillos y dramatizaciones; verificación de la coherencia existente entre el modelo teórico y el movimiento aparente de los astros previamente

Traza gráficos sencillos para caracterizar a la Tierra y otros astros; establece relaciones entre los fenómenos astronómicos y el desarrollo de la vida en el planeta; búsqueda de información; construcción de instrumentos de observación como el telescopio; observación de diferentes astros y sus movimientos aparentes; elabora un plan de observación de las estrellas; utilización del mapa estelar para la ubicación de distintos astros; uso del telescopio.

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observados; deducción a partir del modelo Sol-Tierra-Luna de las posiciones relativas de estos astros en las diferentes fases lunares; realización de observaciones directas para comprobar las deducciones teóricas; planteamiento de hipótesis que expliquen fenómenos astronómicos concretos; utilización de fuentes bibliográficas; establecimiento de debates y discusiones; exposición oral y escrita de conclusiones

Actitudinales Toma de conciencia de que los fenómenos astronómicos responden a movimientos astrales regidos por leyes naturales y que no tienen influencia en el destino y acontecimientos de los seres humanos; asunción de la discusión como sistema idóneo de cambio de impresiones, respetando y rebatiendo con argumentos las opiniones de los demás; reconocimiento de la importancia científica del modelo teórico para explicar las observaciones reales; recogida de datos de forma rigurosa y ordenada; desarrollo de la curiosidad; valoración de la importancia de realizar observaciones directas, de usar modelos concretos y sencillos, de buscar bibliografía, como sistemas idóneos de aprendizaje.

Prevé las consecuencias del deterioro de una u otra capa de la Tierra; identificación de los beneficios y perjuicios que causa la actividad electromagnética del Sol; reconocimiento de la importancia de la exploración del espacio exterior.

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El Currículo de Astronomía es relevante

En consonancia con el contexto, nuestra enseñanza debe tener en cuenta, la puesta en práctica, por parte de los estudiantes, de los contenidos seleccionados desde el punto de vista tecnológico y social.

¿Brinda nuestro currículo de Astronomía la oportunidad para que los estudiantes conjuguen el aprendizaje de la Astronomía con el manejo de la tecnología?Casi en todas las ciencias es aplicable la tecnología, sea para conseguir información (Internet) o para desarrollar contenidos que requieren del uso de distintos dispositivos debido a la naturaleza del conocimiento que se enseña. En lo que se refiere a la Astronomía, se puede usar la tecnología tanto para la búsqueda de información, el procesamiento de la misma (Internet, calculadoras u ordenador) como para la modelización de distintos fenómenos. Esto último es muy utilizado en países desarrollados y en nuestro país, en escuelas que tienen quiosco tecnológico. En cuanto al uso de la tecnología para desarrollar los contenidos de Astronomía, el currículo no explicita orientación alguna. Vemos que se menciona la tecnología en un único indicador de logro, a saber: analiza la importancia del uso de la tecnología en la exploración del universo. En este indicador no se sugiere el uso de la tecnología por parte de los estudiantes, sólo se plantea que se tenga conciencia de la importancia. A pesar de esto, pensamos que, ya que el currículo no afirma ni niega la enseñanza de la Astronomía haciendo uso de la tecnología, en los caso en que se pueda, podemos hacer uso de las herramientas como el Internet, calculadoras, programas que reproducen modelos u otros. Por último, proponemos que se inserte un indicador de logro que esté presente tanto horizontal como verticalmente en el currículo. Este indicador podría ser: usa la tecnología para buscar información, procesarla, simular fenómenos astronómicos para explicarlos.

¿Es nuestro currículo de Astronomía adecuado a la realidad social? Es decir, ¿es pertinente, en nuestro contexto, la enseñanza de todos los contenidos de Astronomía propuestos en el currículo? ¿para qué enseñamos esos contenidos?

Un gran número de fenómenos astronómicos, en especial los más sencillos relativos a los movimientos aparentes del Sol y de la Luna, las estaciones del año, la sucesión de los días y las noches o la medida del tiempo, son cuestiones cotidianas que influyen en la vida ordinaria, aunque muy a menudo pasen completamente inadvertidas por su monótona invariabilidad y el progresivo distanciamiento de la vida urbana respecto a la naturaleza. Muchos de estos fenómenos tienen cabida en esta materia, y su tratamiento debe mostrar cómo su conocimiento puede ser de utilidad en un buen número de ocasiones cotidianas, a la vez que abre las puertas hacia otros horizontes, hacia nuevos conocimientos (Sandoval y Rojas, 1992). Además, más allá del gran interés que despierta en los alumnos, en los profesores y en el público en general, esta ciencia tiene especial importancia en la enseñanza de las Ciencias Naturales dadas las oportunidades que brinda para lograr la integración de las distintas disciplinas que la componen. La Astronomía se constituye en una excelente posibilidad para dar fuerza vivencial

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a conceptos abstractos que de otra manera son difíciles de enseñar y aprender, sean físicos, matemáticos o de otras tantas ramas del saber Paolantonio y Pintado (2003).

Teniendo en cuenta estos dos puntos de vista de la importancia de la Astronomía, podemos decir que el currículo de Astronomía de nuestro país es pertinente, ya que presenta contenidos centrales en esta disciplina. Además, con el estudio de los distintos contenidos propuestos, se pueden desarrollar ciertas habilidades que son muy necesarias en la sociedad actual. Por ejemplo, según Sandoval y Rojas (1992), el desarrollo de esta materia en la escuela secundaria ha de contribuir a que los estudiantes adquieran capacidades tales como:

- Tomar conciencia del lugar de la Tierra y del hombre en el universo y de la necesidad de preservar nuestro limitado y frágil hábitat, comprendiendo las repercusiones de la actividad humana en su equilibrio.

- Comprender algunas repercusiones de los últimos avances astronómicos y su influencia en otras ramas de la ciencia y en la vida cotidiana, apreciando la necesidad actual de los científicos profesionales de trabajar en equipos interdisciplinares coordinados dada la confluencia de saberes y de disciplinas desde los que se puede abordar un tema astronómico.

Estos y otras habilidades se pueden desarrollar con los contenidos presentes en la propuesta vigente para esta asignatura. En nuestro currículo, por ejemplo, se hace referencia a indicadores que requieren del estudiante la búsqueda, selección y procesamiento de información, actividad que en nuestro contexto es muy importante en distintos desempeños sociales. En cuanto a este aspecto, el currículo de Astronomía del III ciclo es pobre, ya que son muy pocos los indicadores de logro que se refieren al desarrollo de contenidos de tipo actitudinal. Por ejemplo, sólo dos de veinticuatro indicadores hacen referencia a cuestiones actitudinales en el octavo grado.

Por último, analizaremos el currículo de Astronomía desde el punto de vista metodológico.

La metodología propuesta en los documentos curriculares ¿está de acuerdo con la naturaleza de la formación del acervo astronómico?Según Sandoval y Rojas (1992), la Astronomía es una ciencia observacional. Los conocimientos alcanzados por la humanidad se basan en un enorme número de datos observados y en el ejercicio de la lógica para interpretar correctamente esas observaciones. En esta parte debemos de considerar la orientación de los documentos oficiales en cuanto al uso de modelos para explicar los fenómenos astronómicos. Esto se debe a que, durante el desarrollo de lo que hasta hoy se tiene como Astronomía, los forjadores de esta disciplina se han valido de modelos para poder explicar muchos de los fenómenos astronómicos hasta hoy conocidos.

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De la inspección realizada a los compendios, concluimos que en la asignatura Materia, Energía y Cambio la enseñanza de la Astronomía se centra en la elaboración de gráficos. En ninguno de los 22 indicadores de logro del octavo grado se hace referencia explícita del uso, por parte de los estudiantes, de modelos para la explicación de los fenómenos que se estudian en el grado.

Es importante hacer notar que, aunque la Astronomía no se ha considerado como una asignatura más del currículo nicaragüense, en los compendios curriculares actuales, ha adquirido mayor organización y se incluyen más temas que en los programas oficiales desde 1993.

Por ejemplo, la Astronomía se ha organizado en la misma asignatura Materia, Energía y Cambio, en lugar de estar disgregada en distintas asignaturas. Además, se propone su estudio a partir del primer grado, en contraste con la ausencia de contenidos en varios grados de los programas anteriores. Por ejemplo, no se abordaban contenidos de Astronomía en los primeros grados de primaria ni en los tres primeros años y en el último de la secundaria. Sólo se contaba con alguna temática en el cuarto año. Ahora se consideran temas de esta ciencia en toda la primaria y la secundaria.

De esta manera, podemos afirmar que la Astronomía ha conseguido un mejor lugar en el currículo de nuestro país. Los problemas que hemos encontrado en el decurso de estos párrafos, pensamos que se deben a la poca experiencia que se tiene en el país en cuanto a la enseñanza de esta ciencia, por lo que creemos que poco a poco se logrará que la Astronomía, además de conseguir espacio en los documentos oficiales, mejore su aparición en cuanto a la secuenciación, a los aspectos científicos y en cuanto a las orientaciones metodológicas.

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7.4 El Sistema Solar

El Sistema Solar, la familia del SolLos astrónomos de la antigüedad habían notado que, mientras la mayor parte de las estrellas se conservaban en un lugar fijo en el cielo, sólo unas pocas se movían siguiendo cada cual su propia trayectoria. Por eso llamaron a esos cuerpos celestes planetas. Los nueve planetas, con sus satélites

“En cierto modo pareció irradiar una especie de luz sobre todas las cosas y sobre mis pensamientos. Fue algo bastante sombrío, digno de compasión; nada extraordinario sin embargo… ni tampoco muy claro. No, no muy claro. Y sin embargo parecía arrojar una especie de luz”

Fragmentos de EL CORAZÓN DE LAS TINIEBLAS de Joseph Conradhttp://www.libelulasenelespejo.com.ar/shop/otraspaginas.asp?paginanp=18&t=Frases%20c%C3%A9lebres,

%20o%20no.htmImagen de: Gispert, Carlos et al. Enciclopedia Autodidáctica Océano Color. 1996. p. 932.

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correspondientes – entre ellos la Luna -, los cometas, asteroides y meteoros (entre otros cuerpos celestes) con el Sol en medio de todo ello, forman el Sistema Solar.

A pesar del brillo con que refulgen en la noche, no se debe creer que los nueve planetas sean en realidad estrellas. Las estrellas son soles lejanos, más o menos como el nuestro. Los planetas, en cambio, no brillan con luz propia, sino que se limitan a reflejar la del Sol; como lo que hace la Luna. Debe saberse si, que en realidad, todos los cuerpos celestes se hallan en movimiento; lo que pasa es que sólo se nota el de los planetas, por su proximidad a la Tierra, mientras que los demás parecen estáticos, a pesar de que se mueven a velocidades mucho mayores. Los nombres de los planetas, enumerados por el orden de su distancia al Sol, empezando por el más próximo son: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte – lo cuatro pequeños mundos pertenecientes a la clasificación8 de los planetas del grupo terrestre -, y Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno – los cuatro mundos gigantes pertenecientes a la clasificación9 de los planetas jovianos o gigantes -, aquí no se incluye Plutón porque es considerado un satélite de Neptuno.

La humanidad conocía los primeros cinco planetas (Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno), además de la Tierra, desde épocas muy remotas. Su lenta y enigmática traslación entre las constelaciones del Zodíaco llamaba la atención de los hombres.

En la antigüedad, a estos planetas, así como al Sol y a la Luna, totalmente diferentes de las estrellas inmóviles, se les atribuían propiedades místicas y mágicas. Se ponían en correspondencia con los siete días de la semana, con los metales conocidos por los hombres antiguos y con las divinidades míticas. En la Antigua China, además de los metales y los días de la semana, se correspondían con los cinco elementos.

Pero, desde el inicio de los tiempos los hombres siempre han buscado respuestas a su existencia y a la de los demás objetos que los rodean, así en el siglo XVIII, como resultado de los éxitos de la mecánica newtoniana, se estableció la idea del Universo como sistema inalterable de cuerpos cósmicos, dirigido por las leyes exactas de la naturaleza. En este sistema no había lugar para la arbitrariedad divina, excepto por el hecho inicial del “momento de la creación”. Se consideraba que el mecanismo complejo del Universo se puso en marcha una vez (“impulso inicial”), y que después “iba” por si mismo sin variaciones algunas. Podemos ver así las muchas ideas que tenían los hombres de la antigüedad (y los actuales) sobre el Sistema Solar.

8 Otra clasificación es la llamada planetas interiores.9 Otra clasificación es la llamada planetas exteriores, en esta se incluye Plutón.

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Hipótesis sobre la formación del Sistema Solar

Ya Descartes en 1644 había formulado el supuesto de que el Sistema Solar se había formado a partir de una nube de gas y polvo. Una hipótesis parecida desarrolló más tarde Buffon (1749) y Kant (1755). Ellos suponían que en el centro de la nube surgió el Sol, y en las partes periféricas los planetas. Esto al parecer era correcto en rasgos generales, pero al mismo tiempo no podía someterse a un estudio detallado, ya que aún no existía la teoría atómica, la termodinámica, la teoría cinética de los gases, ni los conocimientos respecto a la abundancia cósmica de elementos y muchos otros datos necesarios. Mencionamos a continuación otras hipótesis aceptables sobre la formación del Sistema Solar:

Hipótesis de la nebulosa, planteada por el famoso astrónomo francés Laplace, en 1796. Según Laplace, hace millones de años, el Sol debió ser una gran bola de gas mucho más grande de lo que es actualmente. Esta gran bola de gas giraba a gran velocidad y se contraía en virtud de la fuerza de gravedad que actuaba desde su centro. Al girar con gran velocidad la bola de gas, comenzó a aplastarse en los polos y a combarse alrededor del ecuador. Así, se fueron desprendiendo del ecuador (debido a la fuerza centrífuga) enormes anillos siendo arrojados al espacio, en total diez, estos se condensaron alrededor de una o más partículas mayores formando naturalmente bolas gaseosas, de ellas posteriormente se desprendieron (de alrededor del ecuador) otros anillos, los que formaron los satélites naturales (o Lunas), así quedaron formados los planetas. Pero en nuestro Sistema Solar, sólo figuran nueve, según esta hipótesis el décimo planeta se fragmentó (explotó por alguna razón) en muchos asteroides y son los que actualmente forman los anillos de Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y todos los que se encuentran entre Marte y Júpiter.Hipótesis de los panetesimales, esta es planteada por los norteamericanos Tomás C. Chamberlain y Forest R. Moulton (hacia el año 1900). Según ellos las nubes de gases que rodeaban el Sol se condensaron en partículas sólidas, llamándoles a estas planetesimales o pequeños planetas y como éstos se unieron en cuerpos mayores.

Hipótesis de las mareas, planteada por el matemático inglés Jaime H. Jeans (1877-1946); según él, otro Sol pudo haber pasado de largo al nuestro y arrancarle, por la atracción de su gravedad, una gran “ola” de gases, que luego se concentraron en los que llamamos planetas.

Hipótesis protoplanetaria, una de las más interesantes; elaborada por el astrónomo Gerardo P. Kuiper hacia el año 1949. Esta hipótesis afirma que todo el Sistema Solar pudo surgir por la fragmentación de una enorme nebulosa rotante, unas diez o veinte veces más masiva que el Sol y compuesta de gases y polvo interestelar. La mayoría de los gases y polvo de esta nebulosa se concentraron en el Sol, mientras los demás formarían los protoplanetas. Posteriormente cuando el Sol se contrajo y aumentó su temperatura, sus radiaciones barrieron los átomos

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más livianos de los protoplanetas, quedando sólo sus núcleos más masivos y es lo que actualmente conocemos como planetas.

Podemos destacar de esta forma que son muchas las hipótesis que han planteado sobre el origen del Sistema Solar los hombres de ciencias, pero así como ellos; cada uno de nosotros podemos formular la nuestra.

Presentamos a continuación las nociones modernas respecto al origen y evolución temprana del Sistema Solar que hasta ahora no han adquirido un carácter de teoría perfecta. Sin embargo los rasgos generales según el cual se desarrollaron los acontecimientos durante la formación del Sol y de los planetas, ya en mucho se han determinado. Señalamos varias etapas (fig. 7):

1. La compresión de la nube de sustancia interestelar, formada de moléculas (H2, H2O, OH, entre otras) y polvo. Es posible que esta compresión haya empezado por la explosión de una estrella supernova10 bajo la acción de la onda de choque, propagada desde la estrella en todas las direcciones. Los productos de esta explosión penetraron en el polvo interestelar.

2. Las zonas más densas de la nube, comienzan a comprimirse. La nube se divide en fragmentos, uno de los cuales, posteriormente, engendra el Sol y el Sistema Solar. En el centro que esta en compresión se forma una condensación de gas y polvo, el núcleo de la acreción. El proceso de acreción consiste en la captura del medio circundante enrarecido, cuyo flujo aumenta gradualmente la masa del núcleo.

3. La condensación central se comprime, formando una protoestrella gaseosa (Protosol -PS-), la que transcurre muy rápidamente (entre 10–100 años). El flujo de sustancia interestelar se interrumpe y comienza la etapa de la compresión gravitacional (llamado también colapso gravitacional que ocurre cuando en cierto volumen, lleno de gas y polvo, la masa de la materia difusa supera por causa alguna una magnitud crítica, entonces la materia

10 Estrellas que al explotar la magnitud de su luminosidad puede sobrepasar la luminosidad del Sol en 10 ó más millones de veces.

Fig. 7: Supuestas etapas en la formación del Sistema Solar:1. La explosión de una supernova conduce a la compresión heterogénea de la nube densa molecular (NM), situada en la vecindad (1-10 pc; Aquí pc es la abreviatura del Parsec, que es una medida de longitud astronómica equivalente a 3.26 años luz. Igualmente u. a. o UA es la abreviatura de la unidad astronómica aproximadamente igual a la distancia de la Tierra al Sol (150 000 000 km).). 2. Los fragmentos, en los que se dividió la nube, se encuentran en la fase de colapso gravitacional. 3. Última fase de colapso. Se forma el Protosol (PS) y el disco de estructura anular. En las partes periféricas del disco comienza la formación de los planetas gigantes. 4. El Sol en la fase de T de Tauro. El gas es barrido por el viento estelar. Las partículas pulverulentas se precipitan hacia el plano medio del disco. Se forman los planetesimales. Tiene lugar el proceso de acreción de los planetas del grupo terrestre.

De: Bakulin, P. I., et al. Curso de Astronomía General. 1987. p. 530.

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en este volumen comenzará a comprimirse bajo la acción de las fuerzas de la gravitación) del Protosol. En el transcurso de este periodo ya existe la nebulosa protoplanetaria (NPP) de gas y polvo con forma de disco, cuyo centro es el Protosol. En su parte exterior comienza la formación de los planetas gigantes. Esta formación, va por la misma vía que la formación del Protosol, incluyendo la formación de los discos, de los que después surgen los sistemas de satélites.

4. Este periodo ocupa cerca de 108 años; en sus comienzos el Protosol se encuentra en la fase de la estrella T de Tauro11. Sus dimensiones disminuyen, aproximándose a las actuales. Sopla un potente viento estelar, que barre el gas de la parte interior de la NPP, la sustancia pulverulenta de esta se concentra cada vez más hacia cierto plano medio. Crecen los cuerpos grandes a cuenta de los pequeños. Los cuerpos mayores, parecidos a los asteroides, son los planetesimales, embriones de los planetas. Por último se forman cuerpos particularmente grandes, alrededor de los cuales tiene lugar la formación de los planetas del grupo terrestre. Otra hipótesis supone que sus progenitores fueron los protoplanetas grandes (como Júpiter o Saturno), que perdieron su envoltura gaseosa debido a la interacción de la marea con el Sol.

Es difícil restablecer el cuadro de los acontecimientos que sucedieron hace 4 mil 500 millones de años que se cree se formó el Sistema Solar aproximadamente. Pero cada vez más se aproximan a su solución, uniendo los datos obtenidos de las observaciones del medio interestelar y de las estrellas jóvenes, del análisis de la composición y estructura de los meteoritos, de la composición de las atmósferas planetarias, etc. En todo este proceso los hombres han tenido que elaborar diferentes modelos. Mostramos a continuación algunos sobre el Sistema Solar:

Uno de los modelos fue planteado hace un poco más de 2000 años por el famoso filósofo Aristóteles (384-322 a. C.) quien vivió en Grecia, este planteó el modelo Geocéntrico (del griego geo = Tierra) del Sistema Solar (fig. 8) en el cual se afirmaba que la Tierra era el centro del Universo y los demás cuerpos (incluido el Sol) giraban en torno a ella, pero esta teoría no explicaba por qué algunos planetas tienen un movimiento retrógrado12 (Venus y Urano), así que, hacia el año 100 d. C. el famoso filósofo y astrónomo Claudio Tolomeo modificó este modelo logrando explicar el movimiento retrógrado de algunos planetas

11 Se considera como el tipo de estrellas más jóvenes que, todavía no han concluido el proceso de compresión gravitacional. 12 Movimiento que describen los cuerpos celestes alrededor de otro u otros en dirección del este al oeste.

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(pero siempre mantuvo la Tierra en el centro). La base del sistema geocéntrico

del mundo fue la teoría geométrica de los epiciclos que explica los movimientos perceptibles de los planetas. Esta teoría fue creada por los astrónomos griegos de los cuales el más eminente fue Hiparco de Nicea (siglo II a. C.).

Pese a ser un principio erróneo, el sistema de Tolomeo permitía calcular con anticipación las posiciones aproximadas de los planetas en el cielo y por esto, satisfizo las necesidades prácticas en el transcurso de varios siglos. Con el sistema del mundo de Tolomeo acaba la etapa del desarrollo de la Astronomía griega antigua. El desarrollo del feudalismo y la divulgación de la religión trajeron un estancamiento considerable de las Ciencias Naturales, y el desarrollo de la Astronomía en Europa quedó interrumpido durante muchos siglos.

En la época del Medioevo los astrónomos se preocupaban solamente por las observaciones de los movimientos aparentes de los planetas y de la coordinación de estas observaciones con el admitido sistema geocéntrico de Tolomeo.

En el periodo del nacimiento y proceso de formación del capitalismo en Europa, comenzó el desarrollo ulterior de la Astronomía (siglo XV-XVI). La nueva clase naciente de la burguesía estaba interesada en la explotación de nuevos territorios y equipaba muchas expediciones para el descubrimiento de estos.

Fig. 8: Modelo Geocéntrico del Sistema Solar de Tolomeo. Hacía el año 100 d. C.Adaptada de: Chamberlain, J. M., Nicholson, T. D., Enciclopedia Científica, Planetas, Estrellas y Espacio. 1965. p. 12.

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Pero los largos viajes a través del océano exigían métodos de orientación y de cálculo del tiempo más exactos y más simples que aquellos que podía asegurar el sistema de Tolomeo. El desarrollo del comercio y de la navegación requería insistentemente el perfeccionamiento de los conocimientos astronómicos y, en

particular, de la teoría del movimiento de los planetas. El desarrollo de las fuerzas productivas y las exigencias de la práctica, por un lado, y el material de observación acumulado, por otro, crearon las condiciones para una revolución en la Astronomía, que empezó el gran sabio polaco Nicolás Copérnico (1473-1543) al elaborar su sistema heliocéntrico del mundo, publicado en el año de su muerte.

Este modelo plantea que la Tierra no es el centro del Universo, sino que sólo es un planeta y que el centro es el Sol, alrededor del cual gira la Tierra y todos los demás cuerpos celestes (del Sistema Solar). La teoría de Copérnico fue el comienzo de una nueva etapa en el desarrollo de la Astronomía. Posteriormente las observaciones hechas por los astrónomos Tycho Brahe, Juan Kepler y Galileo Galilei demostraron efectivamente que los astros errantes se movían en torno al Sol (fig. 9). Después fueron descubiertas por Kepler las leyes del movimiento de los planetas, y en 1687 Newton publicó la ley de la gravitación universal13.

13 Para revisar la teoría de la de la gravitación y las leyes de Kepler ver: Wilson, Jerry D. Física. 2da Edición. 1996. p. 226-240 y 250-253 respectivamente.

Fig. 9: Modelo Heliocéntrico del Sistema Solar de Copérnico. Hacía los siglos XVI y XVII.Adaptada de: Chamberlain, J. M., Nicholson, T. D., Enciclopedia Científica, Planetas, Estrellas y Espacio. 1965. p. 13.

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La nueva Astronomía obtuvo la posibilidad de estudiar no sólo los movimientos aparentes de los cuerpos celestes, sino también los reales. Los numerosos y brillantes éxitos de la Astronomía destacaron un nuevo reto, como fue el descubrimiento del planeta Neptuno en el año de 1846 por el astrónomo alemán Johann Gottfried Galle (tras haber sido calculado por el francés Le Verrier y el inglés Adams). Pero la curiosidad científica y la tendencia a la duda dieron lugar a la pregunta, ¿habría algo más allá de Neptuno? Las investigaciones avanzaron, calculando irregularidades en la órbita de Neptuno (como las presentadas con Urano), y en 1930 fue descubierto por Clyde Tombaugh el planeta Plutón, este resultó ser más pequeño que los otros ocho planetas. Años más tarde se determinó con mejores cálculos que las irregularidades de la órbita de Neptuno no eran tales, pero durante seis décadas se consideró a Plutón (aun sabiendo de sus anomalías) como un planeta del Sistema Solar.

En la década de 1990, una gran cantidad de descubrimientos comenzaron a poner en duda el carácter de planeta de Plutón, tras los perfeccionamientos de los instrumentos observacionales, métodos de cálculo más sofisticados y facilidades computacionales mejores. Así como Ceres fue catalogado como asteroide al conocerse más objetos de ese tipo, Plutón comenzó a ser visto distinto del resto de los planetas cuando se encontraron los objetos pertenecientes al Cinturón de Kuiper (es un área dentro del Sistema Solar y más allá de la órbita de Neptuno en la que orbitan gran cantidad de pequeños cuerpos celestes), estos objetos se conocen como KBOs (Kuiper Belt Objects). Desde entonces se ha considerado poner a Plutón en ese grupo.

En el año 2005 se descubrió a Eris, conocido primeramente como 2003UB313 o Xena. Eris es un KBO más grande que Plutón. Por lo tanto, si Plutón no es un planeta, ningún otro KBO lo sería. A partir de allí comenzaron a considerarse las diferentes definiciones. Así, según las nuevas reglas de la Unión Astronómica Internacional (U. I. A), acordadas en agosto del 2006, un planeta es un cuerpo celeste que orbita en torno al Sol, tiene suficiente masa (superior a 5x1020 kg) para que su propia fuerza de gravedad haga que tenga una forma casi esférica y debe trazar un órbita elíptica limpia, en otras palabras, que no se cruza en su camino con otros cuerpos. Esa definición terminó por excluir de la prestigiosa lista de planetas a Plutón y a incluirse igual que Eris y Ceres a la lista de planetas enanos (según la U. A. I: cuerpos celestes que están en órbita alrededor del Sol, tienen la masa suficiente para que su propia gravedad les permita tener una forma casi esférica, no describen una órbita elíptica limpia y no son satélites).

Nuestro Sistema Solar está en estos momentos en la fase final de “limpieza”. Los asteroides están en órbitas que se intersecan, lo que hace que colisionen entre ellos y con los planetas. El Cinturón de Kuiper es un remanente de la parte externa del disco original de acreción, con un material muy disperso para crear un nuevo planeta. Los planetas de nuestro Sistema Solar (fig. 10) tienen órbitas que no se interceptan y no pueden colisionar. Como cuerpos dinámicamente

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dominantes deben ser pocos en número. Si otro planeta se quisiera “meter” entre los existentes, las perturbaciones gravitatorias lo desestabilizarían de su órbita. Esto mismo ocurre en sistemas planetarios ligados a otras estrellas.

Los retos del futuro se perfilan sobre argumentos serios de la existencia de sistemas planetarios como el nuestro en muchas estrellas, a favor de su tipismo, y no de su exclusivismo.

7.4.1 El Sol

Fig. 10: Nuestro nuevo Sistema Solar donde se considera ahora a Ceres, Plutón y Eris como planetas enanos.De: Martín Kornmesser. Modificado por Latinquaser. Unión Astronómica Internacional.

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Fig. 11: El Sol ocultándose en el horizonte de la ciudad de Matagalpa, Nicaragua.Tomada por el grupo de Astronomía. 7 de enero del 2008.

En la antigüedad se reconocía la importancia del Sol para la vida en la Tierra. Los pueblos primitivos no comprendían sus movimientos y le atribuían la categoría de dios, que, al recorrer el cielo reflejaba su complacencia o su ira por las acciones de los seres humanos.

En la Antigua China, 2000 años a. C., los movimientos aparentes del Sol estaban ya bien estudiados, lo suficiente como para permitir que los astrónomos chinos podían pronosticar el comienzo de sus eclipses. El agricultor primitivo, durante sus trabajos de campo, tenía que calcular el comienzo de las distintas estaciones del año y observó que el cambio de éstas, está ligado con la altura del Sol a mediodía y con la aparición en el cielo nocturno de determinadas estrellas. Para los antiguos griegos, el Sol era Apolo, la más gloriosa de las divinidades y el protector de la medicina, la música, la poesía y todas las artes. Diariamente, Apolo, guiaba su resplandeciente carroza (fig. 12) por los cielos, desde las puertas del alba, que las abría Aurora, la de los dedos rosados, hasta el océano occidental, donde un bote dorado lo esperaba para llevarlo a su palacio del este.

Aunque, aun hoy en día, la mayor parte de la gente sólo sabe del Sol que es una gran bola de fuego, la ciencia moderna reconoce en él, no a un dios enigmático y caprichoso, sino simplemente a una estrella en el espacio que, por razones de su proximidad a nosotros, constituye la fuente natural de vida terrestre.

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La distancia de la Tierra al Sol varía en el perihelio (a comienzos de enero) y en el afelio (a comienzos de julio), así a una distancia media de la Tierra (1 UA) el radio lineal aparente del Sol es de 696 000 kilómetros aproximadamente; con este dato su volumen aproximado es de 1.41 x 1027

m3 y su masa de 2 x 1030 kg, así su densidad media es aproximada a 1.41 g/cm3. También la aceleración de la fuerza de gravedad sobre su superficie es aproximadamente de 274 m/s2. Igual que los demás cuerpos celestes, nuestro Sol gira alrededor de su eje con diferentes períodos (rotación diferencial14). En los puntos del ecuador el período sidéreo (o estelar de rotación: es el intervalo de tiempo en el transcurso del cual un cuerpo celeste da por su órbita una vuelta completa) es de 25 días, mientras que cerca de los polos alcanza 30 días. Cabe resaltar que este giro se produce en dirección directa, es decir, en dirección coincidente con la revolución de los planetas. Sin embargo, el eje de rotación del Sol no es exactamente perpendicular al plano de la eclíptica, sino que forma con la normal a ésta un ángulo igual a 7° 15ʹ. Entre el 7 de junio y el 7 de diciembre se puede ver, desde nuestra Tierra, el polo Norte del Sol, y el medio año restante, el polo Sur.

La zona visible de la radiación del Sol tiene un espectro continuo, en el fondo se perciben varias decenas de miles de rayas obscuras de absorción (fig. 13), llamadas rayas de Fraunhofer, en honor del físico que las descubrió en 1814. La raya más fuerte del espectro solar se encuentra en la zona ultravioleta. Esta es la raya de resonancia del hidrógeno Lα (Lyman-alfa) con longitud de onda de 1216 Å. En la zona visible las más intensas son las rayas de resonancia H y K del

14 Rotación que tienen los cuerpos celestes como las estrellas y ciertos planetas de nuestro sistema solar que no son sólidos, sino compuestos mayormente de gases (como esferas gaseosas), éstos rotan más rápido en la zona del ecuador y más lento en a medida que se acercan a los polos.

Fig. 12: Apolo en su resplandeciente carrozaDe: http://img95.imageshack.us/img95/8531/sicilytriskel4bc6rw.jpg

Fig. 13: Fotografía de la zona ultravioleta y visible del espectro solar.De: Bakulin, P. I., et al. Curso de Astronomía General. 1987. pp. 275 y 276.

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calcio ionizado. Luego de éstas, por su intensidad, van las primeras rayas de la serie de Balmer del hidrógeno Hα, Hβ, Hγ, después las rayas de resonancia del sodio D1 y D2, las rayas del magnesio, hierro, titanio y otros elementos. Las rayas restantes se identifican con los espectros de aproximadamente 70 elementos químicos (de la tabla periódica de los elementos). Así, se estableció la existencia en el Sol de hidrógeno, helio, nitrógeno, oxígeno, carbono, sodio, magnesio, calcio, hierro y otros elementos más. El hidrógeno es el elemento más abundante del Sol, casi el 70% de toda su masa. El helio es el segundo elemento en abundancia, casi el 29% de la masa del Sol. Todos los demás elementos, tomados en conjunto corresponden aproximadamente el 1%.

En las capas más profundas del Sol (fig. 14), simultáneamente con el aumento de la temperatura, también debe crecer la presión, por el peso de todas las capas supra-yacentes. Por lo cual, la densidad también aumentará. Con esta teoría comprobada y los cálculos realizados actualmente, se sabe que, en las entrañas (en el núcleo) del Sol, la temperatura es aproximadamente de 1.5x107 K, la presión de 2.2x1016 Pa y la densidad de 150 g/cm3. Con estas condiciones algunos átomos se desplazan a enormes velocidades que, por ejemplo, para el hidrógeno, llegan a centenares de kilómetros por segundo. Como la densidad de la sustancia es muy grande, con bastante frecuencia tienen lugar colisiones de átomos. Algunas de estas colisiones conducen a pequeños acercamientos de los núcleos atómicos, necesarios para el surgimiento de las reacciones nucleares.

Fig. 14: Estructura del Sol.De: Foronda, Eladio Pascual y colaboradores. El Pequeño Larousse Ilustrado. 2006. p. 937.

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En el núcleo del Sol la reacción más importante es la de protón-protón. Esta comienza por la desintegración beta de uno de dos protones en el momento de su acercamiento. Durante la desintegración, el protón se transforma en neutrón con la emisión de un positrón e+ y de un neutrino ν. Cuando se junta con el segundo protón, el neutrón da un núcleo de hidrógeno pesado: el deuterio 2D. Para cada par de protones el proceso, en término medio, acaece en 14 mil millones de años, esto determina la lentitud de las reacciones termonucleares del Sol y la extensión total de su evolución. También con más frecuencia, deben suceder las colisiones del deuterio con el tercer protón, y la formación de núcleos isotópicos15 3He que, uniéndose y emitiendo dos protones, dan el núcleo de helio normal. La otra reacción juega un papel menor (aunque no menos importante), ésta también conduce a la formación del núcleo de helio de cuatro protones. Este proceso es más complicado y puede ocurrir solamente si existe carbono, aquí éste funciona como catalizador, por lo que precisamente toda la reacción lleva el nombre de ciclo del carbono.

Es muy importante la circunstancia de que la masa del núcleo de helio es casi un 1% menor que la masa de los cuatro protones. Esta pérdida de masa se llama defecto de masa y es la causa de la liberación de una gran cantidad de energía como resultado de las reacciones nucleares, de acuerdo a la fórmula de Einstein la energía, que está vinculada con la masa, es igual a

E=mc2.Las reacciones nucleares son la fuente de la energía que irradia el Sol al espacio exterior. A parte del desprendimiento de energía durante las reacciones nucleares, la formación del neutrino juega un papel importante. Los neutrinos son partículas con masa ínfima en reposo, que casi no interaccionan con la sustancia. Por esto atraviesan con facilidad todo el Sol y, a la velocidad de la luz, se esparcen por todo el espacio. Con el registro de neutrinos solares en la Tierra, se pueden obtener importantes datos experimentales respecto a las condiciones en las entrañas del Sol.

Hacemos referencia ahora a las capas más exteriores del Sol (figura 14), cuya radiación es observable, esta zona se denomina atmósfera solar; que consta fundamentalmente de tres capas llamadas fotosfera, cromosfera y corona. La fotosfera (del griego “fotos” que significa luz) es la parte de la atmósfera solar en la que se origina la radiación visible, ésta prácticamente irradia toda la energía solar que nos llega. Durante la observación directa del Sol se ve de color blanco en forma de la “superficie” aparente de éste. En esta capa fina de gas de aproximadamente unos 320 kilómetros de espesor, la concentración de partículas es de unos 1016-1017 por cm3; la temperatura varía de 5 – 6 mil grados Kelvin y la presión de casi 0.1 atmósfera. En estas condiciones todos los elementos químicos con pequeños potenciales de ionización (por ejemplo el Na, K, Ca) se ionizan. Parte del hidrógeno aquí, está débilmente ionizado y la otra permanece

15 A los núcleos que tengan la misma Z (número atómico) pero A (número de masa) diferente.

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es estado neutro (en el Sol esta es la única zona que se encuentra hidrógeno neutro).

Las observaciones visuales y fotográficas de la fotosfera, permiten descubrir la estructura fina de ésta, que se asemejan a granos de arroz desparramados. Las formaciones luminosas redondeadas se denominan gránulos y toda la estructura se llama granulación. Podemos hacernos una idea de la enormidad del Sol si consideramos que cada uno de esos gránulos (figura 15) mide de 300 a 1500 kilómetros de diámetro en promedio y existen por término medio de 5 - 15 minutos, después de lo cual se desintegran, y en su lugar surgen nuevos gránulos. Éstos son algo más brillantes que los gases que los rodean, lo que significa que en ellos la sustancia se eleva, mientras que a su alrededor desciende, la velocidad de estos movimientos es aproximadamente de 1-2 km/s. La granulación es la manifestación que se observa en la fotosfera de la zona convectiva (o zona de convección (figura 14) que es la que permite que parte de la energía que se produce en el núcleo sea transmitida al exterior -espacio interestelar-, pasando por la fotosfera y que se ve como luz solar) situada debajo de ésta.

Pero los gránulos son sólo parte de estructuras (solares) mayores llamadas fáculas (figura 14), éstas se distinguen por ser de estructura fina y se componen de numerosas vetas, puntos brillantes y gránulos. Las fáculas se ven bien en el borde del disco solar, mientras que en el centro casi no se ven. En la fotosfera, a cierto nivel, las fáculas están en 200 – 300 K más calientes que la región contigua no perturbada y sobresalen más en esta región.

El surgimiento de las fáculas está relacionado con una importante propiedad del campo magnético: oponerse al movimiento de la sustancia ionizada, movimiento que transcurre transversalmente a las líneas de fuerza. Estos movimientos, que conducen a la aparición de rozamiento entre los distintos elementos de la convección, quedan frenados por el campo magnético existente en la región de las fáculas, hecho que facilita la convección y permite a los gases calientes elevarse a mayor altura y transportar un mayor flujo de energía.

Es de resaltar también que en las regiones de las fáculas con mayor ampliación del campo magnético pueden surgir manchas solares (figura 14). Las manchas solares son regiones de intensa actividad magnética en la superficie del Sol, son muy brillantes pero, comparadas con la fotosfera, son 1000 K más frías y, por consiguiente, son relativamente oscuras (en realidad no son oscuras, lo que pasa

Fig. 15: Granulación Solar en la fotosfera.De: http://solarscience.msfc.nasa.gov/images/granules_sm.jpg

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es que brillan menos que la superficie que las rodea), éstas pueden aparecer en forma de poros pequeños que apenas se diferencian de los intervalos obscuros entre los gránulos. En un día, el poro se convierte en una mancha redonda obscura de contornos bien marcados cuyo diámetro aumenta gradualmente, hasta alcanzar varias decenas de miles de kilómetros, las más grandes que se han observado presentan aproximadamente un área de treinta veces la superficie terrestre. Al cabo de 3-4 días el área que ocupa la mancha (o grupos de manchas) sigue aumentando, hasta alcanzar una magnitud máxima aproximadamente al décimo día. Después las manchas comienzan a disminuir paulatinamente y a desaparecer, empezando por las más pequeñas. Todo este proceso, dura cerca de dos meses.

Las manchas aparecen siempre en dos zonas simétricas a uno y otro lado del ecuador, extendiéndose no más allá de la mitad del camino hacia los polos. Nunca se ven en la vecindad de los polos. A veces ocurre que durante meses enteros no se ven sino unas cuantas manchas, o ninguna. Su aparición corresponde a un ciclo bastante regular, observándose que su número y dimensiones varían en el transcurso de unos once años (como en cada ciclo se invierten los polos magnéticos norte y sur del Sol, algunos científicos creen que la duración de un ciclo solar completo es de 22 años). Por 4 ó 5 años, el número aparente de las manchas crece en rapidez y después decrece gradualmente durante 6 ó 7 años que siguen, cuando termina el ciclo y vuelve a empezar uno nuevo.

La cromosfera se encuentra por encima de la fotosfera (figura 14) y es una capa de gas de aproximadamente 12-15 mil kilómetros (en medida lineal). Es 1000 veces menos brillante que la fotosfera y sólo puede verse durante un eclipse solar. La cromosfera tiene un espectro de emisión, compuesto de rayas brillantes, éste se denomina espectro de fulguración. En este espectro las rayas de los elementos ionizados son más vigorosas que en el de la fotosfera, esto confirma el incremento de la temperatura en la cromosfera.

Cuando se estudian las fotografías de la cromosfera, se debe prestar atención a la estructura heterogénea de ésta, expresada con mucha mayor nitidez que la granulación en la fotosfera. Las formaciones estructurales más menudas en la cromosfera se llaman espículas (figura 14). Estas tienen una forma alargada, estando extendidas, preferentemente, en dirección radial. Su longitud es de varios miles de kilómetros con un espesor de casi mil kilómetros. Las espículas a velocidades de varias decenas de kilómetros por segundo, ascienden de la cromosfera a la corona y se disuelven ahí. Así, a través de ellas, tienen lugar el intercambio de la sustancia de la cromosfera con la corona supra-yacente.

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En una pequeña región entre las manchas en desarrollo y cerca del límite divisorio de la polaridad de los campos magnéticos fuertes, se observan las manifestaciones más potentes de rápido desarrollo de la actividad solar, llamadas erupciones cromosféricas o fulguraciones (fig. 16). Durante las fulguraciones se observan las rayas espectrales de Roentgen de ondas más cortas, e incluso en ciertos casos rayos gamma. El incremento de todas estas clases de radiación transcurre en unos minutos. El nivel de radiación, una vez alcanzado el máximo, se debilita gradualmente en el correr de algunas decenas de minutos.

La aceleración de las partículas (corpúsculos) en las fulguraciones, es decir, de los electrones y protones, transcurre, hasta energías de decenas de kilo-electrón-voltios y de hasta varios mega-electrón-voltios. Las partículas con energías de tal índole son rayos cósmicos, aunque en mayoría menos energéticos que los rayos cósmicos que llegan de las lejanas regiones de la Galaxia. Además de estos, se originan también otras partículas menos energéticas, la radiación corpuscular (de las partículas) de las fulguraciones explica sus particularmente potentes radioemisión y radiación X.

Fig. 16: Las fulguraciones solares (por nuestro Sol) son terremotos que ocurren en las estrellas. De:http://universo.iaa.es/amiga/FCKeditor/UserFiles/Image/programadelasemana/erupciones.jpg

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La última capa de la atmósfera solar es al Corona Solar (fig. 17) que se extiende hasta más de 15 millones de kilómetros desde donde termina la cromosfera, está compuesta de gases extraordinariamente ligeros y tiene una temperatura entre 500 mil y 2 millones de grados Kelvin.

La densidad del gas en la corona debe ser muy pequeña para que los átomos alcancen esas temperaturas y no emitan mucha radiación de cuerpo negro16. El brillo de la corona solar es un millón de veces menor que el de la fotosfera, por esto se puede observar durante la fase total de los eclipses solares (fig. 17), y fuera de los eclipses solamente con los coronógrafos (estos son instrumentos que funcionan de modo que no dejan pasar la luz de la fotosfera y, al taparla, produce un eclipse artificial que permite fotografiar las zonas menos luminosas de la atmósfera solar). El brillo de la corona disminuye en decenas de veces a medida que nos alejamos del borde del Sol. La parte más brillante de la corona, alejada en no más de 0.2 – 0.3 del radio del Sol, se convino en llamarla corona interior, y la parte restante, muy extensa, corona exterior. La corona interior es rica en formaciones estructurales, que se asemejan a arcos, cascos, nubes aislados, entre otros. Es característica la estructura que se observa en los polos. La corona interior repite el espectro continuo del Sol. En el fondo de este espectro continuo se observan rayas brillantes de emisión, cuyas intensidades disminuyen a medida que se alejan del Sol (fig. 18).

16 Se refiere a la luz emitida por un objeto ideal que es un absorbente y emisor perfecto de radiación.

Fig. 17: La corona solar en el máximo (izquierda) y en el mínimo (derecha) durante distintos eclipses.De: Bakulin. P. I. et al Curso de Astronomía General. Editorial Mir. 1987. Pg. 299.

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La mayoría de estas rayas no se logran obtener en los espectros de laboratorio. En la corona exterior se observan rayas de Fraunhofer del espectro solar, y que se diferencian de las rayas fotosféricas por tener una mayor intensidad.

Hasta ahora, los radiométodos permiten observar la corona solar a distancias enormes del Sol. Esto es posible gracias a que anualmente en junio, en su movimiento por la eclíptica, el Sol pasa cerca de una potente fuente de radioemisión: la nebulosa del Cangrejo; en la constelación de Tauro. Las ondas radioeléctricas de esta fuente, al pasar a través de la corona solar, se dispersan en las distintas heterogeneidades; por consiguiente, durante el “eclipse” de la “nebulosa” por las partes exteriores de la corona solar, se observa una disminución del radiobrillo (o sea, del brillo de radioemisión) de la fuente. Las zonas de la corona más alejadas del Sol, descubiertas de este modo, se llama supercorona. Investigaciones posteriores demostraron que la atmósfera solar se extiende muy lejos, hasta la misma órbita de la Tierra. Es testimonio de esto, el estudio del movimiento de la sustancia en las colas de los cometas; se estableció que existe un derrame constante de plasma de la corona solar cuya velocidad aumenta gradualmente a medida que nos alejamos del Sol. Esta extensión de la corona solar en el espacio interplanetario se llama viento solar, este contiene principalmente protones y electrones, pero también partículas más pesadas. Las partículas del viento solar que son atrapadas por el campo magnético de la Tierra producen las auroras boreales que iluminan los cielos del norte y del sur. Las partículas viajan como cuentas en un alambre y convergen donde lo hacen las líneas del campo magnético, es decir, en los polos norte y sur, creando disturbios en la atmósfera que luego resplandecen con brillantes colores.

Las formaciones activas, que se observan en la corona, son las protuberancias (figura 14): nubes más densas y frías que brillan aproximadamente en las mismas rayas espectrales que la cromosfera. Generalmente son formaciones largas, muy planas, situadas casi perpendicularmente respecto a la superficie del Sol, su longitud alcanza centenares de miles de kilómetros, aunque el ancho no excede 6000 – 10 000 kilómetros. Sus partes inferiores se mezclan con la cromosfera, y

Fig. 18: Espectros de la corona solar y de una protuberancia, obtenidos en un coronógrafo obturador.De: Curso de Astronomía General. P. I. Bakulin. et al. Editorial Mir. 1987. Pg. 300.

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las superiores se extienden en la corona en decenas de miles de kilómetros. A través de las protuberancias tienen lugar el intercambio constante de la sustancia de la cromosfera y la corona. El surgimiento, desarrollo y movimiento de las protuberancias están vinculados estrechamente con la evolución de los grupos de manchas solares.

Otra formación activa en la corona solar es la radiación de rayos X. A la temperatura de varios millones de grados Kelvin la radiación X de la corona resulta ser muchas veces más intensa que la de las capas de la cromosfera que están menos calientes y no son más profundas. En las fotografías del Sol con rayos X, obtenidas durante el funcionamiento del aparato cósmico americano “Skylab” en 1973, se descubrieron en la corona solar una gran cantidad de formaciones antes desconocidas; entre estas están las extensas regiones obscuras sobre las manchas; frecuentemente no relacionadas con ninguna formación patente en rayos visibles. Estas regiones se denominan lagunas coronarias y, parecen estar vinculadas con las zonas de la atmósfera solar en las que los campos magnéticos no forman bucles y se extienden radialmente lejos del Sol. Estas regiones son fuentes de acrecentamiento del viento solar, que ejerce una influencia considerable sobre los fenómenos geofísicos.

Aprovechamos ahora los fenómenos discutidos anteriormente para explicar sobre el campo magnético del Sol que ocurre dentro de sus regiones activas. Para resumir y relacionar esos diversos fenómenos parecidos, veamos las fases comunes en la vida de las regiones. Hay tres: 1. El surgimiento del intenso campo magnético en la fotosfera, 2. El comportamiento del campo magnético, en la estructura atmosférica (del Sol), y 3. La disgregación del campo concentrado.

Los campos magnéticos en la actividad solar mantienen un ciclo de 22 años. Se cree (aunque los detalles no están del todo claro), que el ciclo ocurre generalmente del acoplamiento de los campos magnéticos con su rotación diferencial y la convección. En otras palabras el Sol tiene dinamo17 electromagnético en su zona de convección. La convección y la rotación diferencial hacen que el dinamo genere campos magnéticos casi en la cuarta parte del radio solar.

17 O modelo de dinamo: un modelo para la generación del campo magnético de un planeta o de una estrella por la circulación de los fluidos de conducción en sus núcleos o zona convectiva.

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Se sabe que el campo magnético puede regenerarse como sigue: empieza con un campo magnético confinado al plano meridional, este es llamado campo poloidal que es una configuración del campo magnético con dos polos y las líneas de

campo a lo largo de los meridianos (fig. 19 a), con cada línea de campo emergiendo cerca de los polos. La rotación diferencial corta este campo poloidal, estirando las líneas de campo hasta ser paralelas a las líneas de latitud; este campo es llamado campo toroidal que es un campo magnético con líneas paralelas al ecuador (fig. 19 b), y se desarrolla naturalmente de la rotación diferencial y la sumersión de las líneas de campo a seguir los movimientos del plasma. Entonces la zona convectiva corta las líneas de campo magnético y éstas toman una orientación poloidal (fig. 19 c), de esta forma la secuencia se repite. La rotación diferencial con las polaridades hace que el campo magnético se revierta después de 11 años y el ciclo se repita cada 22 años. Los movimientos ciclónicos en la zona convectiva ayudan en la regeneración de los polos norte – sur de la estrella en cada ciclo.

7.4.2 Los Planetas del Sistema Solar

Evolución de algunos conceptos astronómicos de los planetas y la concepción actual de ellosResulta difícil decir cuándo comenzaron a distinguirse en el cielo estrellado esos astros singulares que, ciertos días, se desplazaban notablemente respecto a otros; después tal desplazamiento disminuía gradualmente hasta volverse nulo para luego aumentar cambiando de sentido. Se dice que sólo las civilizaciones más antiguas dejaron rastros escritos (en Mesopotamia, Egipto, China, La India, México, etc.) dando una importancia particular a esos objetos, conociendo ya algunas particularidades. Esos astros fueron llamados, por los antiguos griegos, con un nombre que se mantiene actualmente, planetas, es decir, errantes. Se

Fig. 19: Evolución del campo magnético del Sol. (a) Un campo poloidal inicial estrechándose de polo a polo. (b) La rotación diferencial en el interior alrededor del eje de rotación del campo, forma un campo toroidal. (c) La zona de la convección en el plano meridional del campo toroidal enrolla y restablece el campo poloidal. De: Zeilik, Michael. Gaustad, John. Astronomy: The Cosmic Perspective. 1990. p. 398.

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conocían cinco de ellos: Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. Le dieron ese nombre también al Sol y a la Luna, pero no pasó lo mismo con la Tierra, a la cual consideraban como el centro común de todos los movimientos celestes. Los nombres de dioses, aplicados a los planetas, se sitúan, al menos, en el siglo IV antes de Cristo. La primera mención de la estrella de Cronos (es decir, del planeta Saturno) la hace Aristóteles. El mismo nombre fue usado por Platón para nombrar otros planetas. En cuanto a la latinización de esos nombres, ésta se remonta al Siglo I antes de Cristo. Cicerón fue el primer autor latino que hizo alusión al planeta Saturno, por ejemplo, y la aplicación de ese nombre a un día de la semana (el sábado) se encuentra primero en Tibulle.A mediados del siglo XVI, las nociones generales no cambiaron mucho, con el sistema de Tolomeo, el trabajo de Aristarco y de Hiparco, las tentativas aisladas eran a favor de la enseñanza de que nuestro globo ocupaba el centro del mundo y que alrededor de él, en una serie de órbitas perfectamente circulares, se movían la Luna, Mercurio, Venus, el Sol, Marte, Júpiter y Saturno, tenía una bóveda esférica, el cielo y las estrellas fijas envolviendo todo. Con el sistema de Copérnico, las órbitas se mantuvieron circulares, pero el Sol ocupaba el centro del mundo, y la Tierra bajada al rango de un simple planeta, ubicándose entre Venus y Marte. Este sistema marca una primera etapa, a partir de la cual, la concepción de la arquitectura del mundo cambió radicalmente.

En 1582, Tycho Brahe, propone un sistema mixto y retrógrado, en el cual, el Sol giraba alrededor de la Tierra y alrededor de aquél, los otros planetas. Fue en el siglo XVII que Kepler, Galileo y Newton, dieron a conocer la verdadera forma de las órbitas de los planetas (que eran elípticas). También dieron a conocer la naturaleza de los diversos movimientos de los planetas. A partir de esta época, los misteriosos cometas, que Galileo creía eran emanaciones atmosféricas, fueron sometidos también bajo las nuevas leyes que regían los movimientos de los cuerpos celestes, las leyes de la dinámica y de la gravitación universal.

La utilización de instrumentos ópticos (anteojos, luego telescopios) a partir de 1610 fue un paso determinante. De ahí en adelante fue posible distinguir la superficie de los planetas, de conocer la geografía y, en algunos casos, la meteorología, de los mismos. Se comenzó, también, a descubrir los satélites de los planetas. Entre las cosas descubiertas que causaron asombro, fueron los anillos de Saturno. Al fin, del siglo XVIII al siglo XIX, la lista de los planetas se completó: Herschel descubrió Urano y Galle, Neptuno. Al mismo tiempo, se reveló la existencia, entre Marte y Júpiter, de una multitud de pequeños cuerpos que se llamaron entonces pequeños planetas, los planetas telescópicos o, también, con el nombre que ha prevalecido, asteroides. El primero de esos objetos fue Ceres, descubierto en 1801, el primer día del siglo XIX.

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Mercurio, pequeño y muy veloz

El pequeño planeta Mercurio es el más cercano al Sol. Aún no se tiene conocimiento exacto de quién descubrió el pequeño planeta, así como pudo ser un hombre de la Edad de Piedra, también pudo ser alguien de la posteridad; lo que sí se sabe es que los asirios y los griegos lo conocían muy bien y lo llamaban “la estrella vespertina”. Era visible en las primeras horas de ciertas noches, en el horizonte al oeste; también pronto observaron que en el cielo brillaba otro cuerpo de aspecto, y comportamiento semejante, y aparecía en el horizonte al este, en otras estaciones del año, poco antes de salir el Sol. Lo llamaban el “gemelo Apolo” o el “lucero del alba”. Cuando más tarde se ampliaron los descubrimientos, se supo que Mercurio y Apolo eran una misma estrella; y no se trataba en realidad de una estrella, sino del planeta más pequeño de la familia del Sol. En la antigüedad consideraban que este planeta corría, “trajinaba” alrededor del Sol, y por eso lo bautizaron con este nombre. Enviado de los dioses con pies alados (fig. 20), patrono de los engañadores, de los astutos, y, al mismo tiempo de los comerciantes. Entre los historiadores de la Astronomía cunde la leyenda de que Copérnico en el lecho de muerte se quejaba de no haber visto nunca a Mercurio con sus propios ojos.

De acuerdo con las estaciones del año, es visible de noche en el oeste o por la mañana en el este. Cuesta estudiarlo, ya que está tan cerca del Sol que se pierde en su vívida luz. Considerado el veloz heraldo de los dioses en la mitología. Es digno del nombre que lleva, porque de todos los planetas del Sistema Solar él es el más veloz y más cercano al Sol a 46 millones de kilómetros en el punto más cerca de la órbita y a 69.8 millones de kilómetros en el más distante.

Fig. 20: El vuelo de Mercurio. Por Giovanni Da Bologna. 1580. De: http://desdeelestealoeste.files.wordpress.com/2007/10/hermes02-l.jpg

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Este planeta (fig. 21) se traslada en el espacio a una velocidad media de 48 kilómetros por segundo, otras veces alcanza hasta 58 kilómetros por segundo, da así una vuelta completa alrededor del Sol en 88 de nuestros días, pero es lento en completar la rotación sobre su eje: un día en Mercurio dura 57 días terrestres. Teniendo como referencia un día y un año terrestre, ¡en el calendario de Mercurio hay poco menos de dos días cada año! La órbita de este planeta es más elíptica que la de cualquier otro, excepto la del lejano Plutón; por esto unas veces se encuentra más cerca del Sol que otras. En general, el planeta está tan cerca del Sol, que es difícil distinguirlo desde la Tierra, de las latitudes medias sólo es visible dos horas después de la puesta del Sol o dos horas antes de que el Sol salga.

Este planeta se parece a la Luna en algunos aspectos. Tiene un radio aproximado de 2 439 kilómetros, en su superficie se observa un gran número de cráteres; sobresalen aquí: el cráter de impacto grande denominado Cuenca Caloris y exactamente en el lado opuesto del planeta, existe un área donde las ondas de choque convergen, conocido como Terreno Misterioso. Todos estos cráteres se encuentran sobre su superficie (por la falta de una buena atmósfera). La densidad media (5,5 g/cm³ aproximadamente) es mayor que la de la Luna, la aceleración de la fuerza de gravedad en la superficie es de 372 cm/s² aproximadamente, esta pequeña gravedad, le impide al planeta retener una buena atmósfera; por eso es un mundo árido, sin aire, lluvia, nieve, nubes ni erosión. El planeta presenta siempre el mismo hemisferio al Sol, alrededor del cual se traslada. Este hemisferio (que es el día), es tan caliente que un termómetro marca aquí los 427º Celsius. En la parte que no recibe ni luz ni el calor del Sol (la noche) la temperatura baja a -173º Celsius, siendo así este planeta el más caliente y el más frío de todos a la vez.

Fig. 21: Planeta Mercurio. De:http://www.astroyciencia.com/wp-content/uploads/2007/01/mercurio.jpg

Fig. 22: Estructura interna de los planetas del grupo terrestre:

1. Corteza; 2. Manto; 3. Núcleo

Adaptada de: Bakulin, P. I., et al. Curso de Astronomía General. 1987. p. 322.

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Mercurio posee su propio campo magnético. Tiene una intensidad en el ecuador, cerca de la superficie de alrededor de unos 0.002 oersted (300 veces menor que en la Tierra). La existencia de un campo magnético propio es buen testimonio de que el planeta tiene un núcleo líquido (fig. 22). Por consiguiente este planeta se puede describir así: por fuera Mercurio se parece a la Luna y por dentro a la Tierra. Mercurio no tiene satélites naturales.

Venus, brillante en el cielo

Venus es el planeta más próximo a la Tierra; llegando a una distancia de cuarenta millones de kilómetros cada diecinueve meses. Pero en este tiempo el planeta se halla entre la Tierra y el Sol, circunstancia desfavorable para observarlo ya que la mitad oscura de su superficie está orientada hacia nosotros, también es de resaltar que de Venus nunca se puede obtenerse un eclipse tal como con la Luna. A pesar de esto, Venus (fig. 23) se presenta como el astro más brillante del cielo, después del Sol y de la Luna, esto se debe a las espesas nubes que lo recubren; compuestas principalmente de dióxido de carbono (CO2). De gran importancia sobre este planeta son sus fases, que fueron observadas por primera vez por Galileo. En las observaciones se detecta que la mitad del planeta se presenta con forma esférica, la que es iluminada por el Sol. En el modelo de Copérnico, se observa Venus en su órbita (fig. 24), y se mueve alrededor del Sol más rápido que a como lo hace la Tierra. Así nosotros vemos Venus de diferentes ángulos con respecto al Sol, y (como nuestra Luna) Venus muestra diferentes fases, desde creciente a llena. (La fase llena es muy difícil de observar, ocurre cuando Venus está en el otro lado del Sol, cuando no se ve de la Tierra.) Ahora en el modelo de Tolomeo, Venus muestra fases limitadas porque debe permanecer a lo largo de un epiciclo cuyo centro debe estar fijo en línea con la Tierra y el Sol, la duración de las fases es menos que en el modelo de Copérnico.

En 1761 las observaciones de Venus por el disco del Sol permitieron a M. V. Lomonósov establecer que este planeta posee una potente atmósfera, haciendo suponer que las condiciones físicas en las superficies de Venus y de la Tierra eran aproximadamente iguales. No obstante, las investigaciones realizadas en este último cuarto de siglo obligaron a revisar estas viejas nociones. Estas investigaciones demostraron que en la atmósfera de Venus hay CO2 en

Fig. 23: Imagen del planeta VenusDe: http://www.juntadeandalucia.es/averroes/ceip_adriano/venus.gif

Fig. 24: Las fases de Venus según el modelo de Copérnico. La vista de todas las fases es restringida porque la órbita de Venus está en el interior de la de la Tierra. En lo particular, nosotros nunca observamos una “Luna Llena” de Venus. La vista según la figura es por el telescopio y muestra la posición de la Tierra relativa Venus. Adaptada de: Zeilik, Michael. Astronomy: The Evolving Universe. 1994. p. 61

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aproximadamente 97%, el nitrógeno no excede 2%, el H2O es aproximadamente 0.002%. Venus no tiene océanos, y toda el agua que se desprendió en la historia geológica del planeta debió pasar a la atmósfera.Mucho tiempo antes se creía que Venus era un mundo seco, pero actualmente hay evidencias que Venus es un mundo que puede contener agua en su atmósfera y su superficie.

Este planeta es un mundo caliente, mucho más que la Tierra. La Causa de esto es el efecto de invernadero18. Su temperatura asciende a los 470 ºC y la presión atmosférica es 90 veces más grande que la de la Tierra –parecida a la que se experimenta en las profundidades del océano-. Estas extremas condiciones han hecho que las sondas espaciales que se han posado sobre la superficie solo sobrevivan unas cuantas horas.

La estructura interna de Venus (fig. 25) y en su superficie se pueden describir: “muchos tipos de relieve, característico para un planeta geológicamente activo: regiones montañosas, fracturas tectónicas, conos volcánicos. En la superficie existen también cráteres anulares (por lo visto, originados por choques), aunque sus contornos están muy aplanados. Se supone que por su estructura interna Venus se parece a la Tierra”. (Bakulin P. I. et al Curso de Astronomía General. 1987. p. 346.) La rotación del planeta es sobre su propio eje en forma muy lenta y en dirección contraria (movimiento retrógrado) a como lo hace la Tierra. Venus demora 243 días terrestres en completar su rotación y 225 en completar su órbita en torno al Sol, así: ¡cada año en Venus tiene menos duración que su propio día! De esta manera, igual que Mercurio, un mismo lado de la superficie de Venus está siempre dirigida al Sol, mientras que el otro permanece eternamente en la oscuridad.

El campo magnético del planeta Venus, o no existe o es muy débil, ya que sólo se conoce el límite superior que es de 10 a la -4 respecto al terrestre. Venus no tiene satélites naturales.

La Tierra, el planeta en que vivimos

Como todos sabemos, la Tierra es el lugar en que vivimos (fig. 26). Esto es

18 El efecto invernadero es la elevación de la temperatura de las capas internas de la atmósfera del planeta, condicionado por el hecho de que ésta es más transparente para la radiación solar que para la radiación calórica superficial.

Fig. 26: Vista del espacio exterior de nuestro planeta la Tierra.De: http://www.astromia.com/solar/fotos/tierra1.jpg

Fig. 25: Estructura interna de los planetas del grupo terrestre:

1. Corteza; 2. Manto; 3. NúcleoAdaptada de: Bakulin, P. I., et al. Curso de Astronomía General. 1987. p. 322.

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gracias a la distancia que se encuentra del Sol (la adecuada), su buena atmósfera, su superficie y porque está cubierta en su mayoría por agua líquida. No se sabe (hasta ahora) de la existencia de otro planeta que, como la Tierra, posea suelo, aire y energía solar capaz de mantener la “vida”. No descartamos la posibilidad que pueda haber otra “Tierra” girando alrededor de alguna estrella o estrellas, pero la inmensidad del espacio es como una barrera infranqueable que nos impedirá saber de ella.

La corteza y la superficie Se sabe que debajo de los continentes la corteza es de 35 – 70 kilómetros, pero debajo de los océanos es aproximadamente de 5 kilómetros. La actividad en la corteza se manifiesta de muchas formas, entre algunas de éstas tenemos: el movimiento de los continentes (fenómenos tectónicos de gran escala), levantamiento de unas regiones que conducen a la formación de cadenas de montañas (que ocurre por los choques de las placas continentales), y el hundimiento de otras regiones que conlleva a la formación de los mares (que ocurre al apartarse las placas continentales).

La atmósfera y el clima Los componentes principales de nuestra atmósfera son el nitrógeno y el oxígeno, contrario a Venus en el cual es el gas carbónico (CO2), en nuestra atmósfera hay poco CO2.En la base de la atmósfera la temperatura media es de 288 K, la temperatura efectiva es de 249 K. Así, el efecto de invernadero crea un exceso de 39 K; este exceso es el necesario para mantener la temperatura de nuestro planeta y para la existencia de la mayoría de los seres vivos.

Nuestra atmósfera terrestre está conformada por capas (fig. 27), y la temperatura varía en cada una. Al ascender desde la superficie terrestre la primer capa es la Troposfera (de la palabra griega “tropos” que significa “vuelta”) mide aproximadamente 10km, aquí la temperatura disminuye en promedio de 6.5º C/km, pero alcanzando los 10 kilómetros la temperatura deja de disminuir, esta zona es llamada Tropopausa (que se encuentra entre la Troposfera y la Estratosfera). La siguiente capa se llama Estratosfera (del latín “stratum” que significa “manta”), esta capa se extiende hasta una altura aproximada de 50 kilómetros. Aquí la temperatura aumenta hasta su máximo de 0º C, esta zona es llamada Estratopausa (que se encuentra entre la Estratosfera y

Fig. 27: Variación de la temperatura en función de la altitud en la atmósfera de la Tierra.Adaptada de: Bialko, A. Nuestro Planeta, la Tierra. 1985. p. 122.

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la Mesosfera). Casi todo el ozono de la atmósfera se encuentra en esta capa. Después de la Estratopausa, está la Mesosfera (del griego “meso” que significa “medio”) que alcanza de 85 a 90 kilómetros sobre la superficie. Aquí la temperatura baja hasta -100º C, de hecho; esta capa es la más helada de todas, pero cuando la altura incrementa llega a una región llamada Mesopausa (que se encuentra entre la Mesosfera y la Termosfera) que es donde la temperatura empieza a aumentar. Más arriba se extiende la Termosfera, aquí la temperatura asciende hasta más de 2 000º C. A la altitud entre 80 kilómetros a 550 kilómetros es llamada Ionosfera. En esta parte de la atmósfera los rayos solares son absorbidos por los gases atmosféricos causando que los átomos de las moléculas de los gases pierdan electrones y produzcan iones y electrones libres. Esto hace que esta capa refleje muy bien las ondas de radio, lo que permite buenas telecomunicaciones en todo el planeta. Sobre la Ionosfera está la región donde la atmósfera se encuentra con el espacio exterior, esta región es llamada Exosfera y se extiende por miles de kilómetros desde la superficie de la Tierra.

Nuestro planeta no tiene una órbita exactamente circular. A inicios de enero, la Tierra está más cerca del Sol, punto al que se llama “perihelio”, y a inicios de julio está lo más lejos del Sol; en “afelio” (fig. 28). La Tierra gira sobre sí misma más rápido al estar más cerca del Sol, y más lento cuando está más lejos. Así, resulta que hay menos días en otoño y en invierno, que en primavera y verano.

Las estaciones del año surgen del hecho de que el ecuador de la Tierra está inclinado aproximadamente unos 23,45º respecto a su curso en torno al Sol. El eje de rotación, por esta razón, no es vertical a la órbita, sino que está aproximadamente a 23,45º de la vertical (fig. 29).

En el día del equinoccio de primavera (aproximadamente el 21 de marzo), el Sol sale en todas las latitudes geográficas de la superficie terrestre. Por lo tanto, en toda la esfera terrestre (excepto en los polos), la duración del día en esta fecha es igual a la duración de la noche. Este día se considera como el comienzo de la primavera en el hemisferio boreal de la Tierra (en el hemisferio austral corresponde al comienzo del otoño). El día del solsticio vernal (aproximadamente el 21 de junio) se considera ser el comienzo del verano en el hemisferio boreal de la Tierra (en el hemisferio austral corresponde al inicio del invierno). El Sol sale en

Fig. 28: Cada año la Tierra esta más lejos del Sol, el 4 de julio (afelio) y más cerca, el 3 de enero (perihelio).Adaptada de: Ramsey, William L. et al. Modern Earth Science. 1989. p. 27.

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el nordeste en la latitud boreal, y se pone en el noroeste. La duración del día en el hemisferio boreal es máxima, la duración de la noche es mínima, y en el hemisferio austral es al revés.

En el punto del equinoccio de otoño (aproximado el 23 de septiembre) el Sol sale otra vez en toda la Tierra en el oriente y se pone en el occidente, nuevamente en todas las latitudes (excepto en los polos).

La duración día es igual a la de la noche, y se considera como el comienzo del otoño en el hemisferio boreal de la Tierra (el comienzo de la primavera en el hemisferio austral). El día del solsticio hiemal (aproximadamente el 22 de diciembre), el Sol sale al sudeste y se pone en el sudoeste. En el hemisferio boreal la duración del día es mínima y la de la noche es máxima (en el hemisferio austral es al revés). Este día se considera como el comienzo del invierno en el hemisferio boreal de la Tierra (el comienzo del verano en el hemisferio austral).

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El campo magnético de nuestro planeta es considerable: alrededor de 0.5 oersted en la superficie. La configuración del campo magnético terrestre es muy similar a la que se lograría enterrando un gran imán de barra profundamente en el interior de la Tierra. Por convención el polo norte geográfico de la Tierra es un polo sur magnético, y el polo sur geográfico viene siendo un polo norte magnético. El campo magnético de nuestro planeta nos protege del viento solar, éste es la extensión de la corona solar en el espacio interplanetario. La corona solar es una de las partes más exteriores del Sol que emite ondas radioeléctricas con temperaturas de un millón de grados Kelvin aproximadamente. A grandes distancias de nuestro planeta, este viento solar desfigura (fig. 30) la forma del campo magnético terrestre.

Recientes investigaciones han mostrado que la intensidad del campo magnético de un planeta, se relaciona con la velocidad de rotación del mismo. Por ejemplo, Júpiter (que gira más rápido que la Tierra) posee un campo magnético más

intenso, en cambio Venus (que gira más lento que la Tierra) posee un campo magnético menos intenso que el de nuestro planeta. En el campo magnético de la Tierra se retiene una gran cantidad de partículas cargadas, que forman los cinturones de radiación. La investigación del magnetismo terrestre permanece abierta.

La Luna, ¿ha sido realmente como la conocemos?

Por lo que se sabe, la Luna fue objeto de culto y adoración casi desde el primer momento en que el hombre la observó. Considerada como la divinidad masculina y

Fig. 30: Representación artística de la interacción del viento solar con el campo magnético terrestre.De: Endo. K. http://www.fcaglp.unlp.edu.ar/extension/preguntas/figuras/geomaginfo1.jpg

Fig. 32: Formación de la Luna a partir de la Tierra según el modelo de Fisión. Adaptada de: Zeilik, Michael. Gaustad, John. Astronomy: The Cosmic Perspective. 1990. p. 239.

Fig. 31: Observación de la Luna desde uno de los cerros de la ciudad de Matagalpa. Nicaragua.Tomada por el grupo de astronomía. 12 de enero del 2008.

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femenina, pero predominando en nuestra civilización grecorromana el elemento femenino. Conocida por los griegos como la diosa Selene, pero más tarde se unió como una sola divinidad con la Diosa Latina y la Artemisa griega. En la antigua Mesopotamia se tenía por dios lunar a Sin, esposa de la noche y padre de Ishtar o Astarté. Pero si como deidad cambió de sexo y nombre, como astro, la Luna es ahora la misma que miraron los sacerdotes babilonios. Ya no la observamos como diosa (o dios), pero si su influencia es ahora igual de importante como en la antigüedad.

La mayoría de nosotros en cierto momento ha visto la Luna, indistintamente del lugar en el que se encuentre en este planeta, la Luna siempre se puede observar, a algunos ha servido para inspirarse en poemas, tener un poco más de amor a la naturaleza y para los científicos motivo de mucha curiosidad y preguntas sin una respuesta convincente. Para nosotros (fig. 31) también es motivo de alegría, motivación y curiosidad.

Según Zeilik y Gaustad (1990) la Luna fue formada como los otros planetas terrestres, hace 4.6 billones de años por la acumulación de cuerpos del tamaño de los asteroides. Muchos aspectos de su origen, sin embargo, aún presentan problemas. La carga (piedras lunares) traída por el Apolo XI de la Luna, aclaró pocos aspectos de su origen. Se han planteado los cuatro modelos (teorías o hipótesis) que se describen a continuación:

1. El modelo de fisión, desarrollado en 1879 por el señor George H. Darwin (1845-1912). Él suponía que la Tierra pudo haber girado más rápido en el pasado que en la actualidad. Una rápida rotación pudo haber creado un abultamiento ecuatorial y la poca fricción y atracción gravitacional permitió que éste se separara de la Tierra, formando así la Luna (fig. 32). Los estudios recientes encuentran muchas contradicciones en esta teoría por ejemplo; si la Luna se separó de la zona ecuatorial de la Tierra, debería girar en el mismo plano y como sabemos está inclinada aproximadamente 5º respecto al ecuador terrestre; también la fricción de la marea indica que la Luna se separó de la Tierra solamente hace 1.2 billones de años, pero la Tierra y la Luna eran ya sólidos mucho antes de eso; además la carga traída por el Apolo XI contrariaron esta teoría, ya que las rocas lunares difieren críticamente en composición química y contenido de agua de las rocas terrestres (y de las que se encuentran en el fondo del mar también). Por lo tanto este modelo no es una idea prometedora actualmente.

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2. El modelo de acumulación binaria ve la Luna como creada fuera de la nube primitiva que originó la Tierra, en vez de nacer de un planeta. Esto conecta el modelo de acumulación-condensación de la formación del Sistema Solar. Las partículas de polvo se juntaron condensándose gradualmente. Eso ocurrió eventualmente en la Tierra y la Luna. La Luna formada se acercó a la Tierra por la gravedad que ésta ejercía en su órbita. Pero algunos científicos especialistas en la Luna argumentan que su composición mineral descredita esta hipótesis, ya que la Luna y la Tierra son algo diferentes en composición, además la Luna no tiene agua y tampoco se supone que tenga un núcleo denso de hierro y níquel como el que se atribuye a la Tierra, de aquí se hace difícil ver cómo la Tierra acumuló estos elementos y la Luna no. Algo a favor de esta hipótesis es que la composición del oxígeno isotópico en la Tierra y la Luna son los mismos.

3. Por el año 1955 el modelo de captura (fig. 33) fue desarrollado. Según esta hipótesis una Luna viajera se formó no con la Tierra, o de ella, pero sí en alguna otra parte del Sistema Solar. Ésta viajó tan cerca de la Tierra que fue capturada por su campo gravitacional en una órbita muy excéntrica y en un movimiento retrógrado (fig. 33 a). En esta circunstancia el abultamiento de la marea de la Tierra hace disminuir la velocidad de la Luna, pero también actúa para cambiar la inclinación de su órbita, haciendo volver (a la Luna) hacia la misma dirección de rotación de la Tierra (fig. 33 b). Raramente el movimiento en la órbita consiguió dar la vuelta y ahora el abultamiento de la marea trabaja para aumentar la velocidad de la Luna y así alargar la órbita - como pasa ahora aproximadamente 3 cm por año (fig. 33 c) -.

Los cálculos teóricos de la dinámica Tierra - Luna muestran que si la Luna fue capturada hace 4-6 billones de años en una órbita y en movimiento retrógrado, podría haberse acercado a la Tierra hace 1.2 billones de años y entonces haberse movido hasta su distancia presente.

Fig. 33: Origen de la Luna según el modelo de captura. (a) La luna se formó en alguna parte del Sistema Solar, lejos de la Tierra. (b) La fuerza de la marea inclinó la órbita a los polos de la Tierra. (c) Las interacciones continuas de las mareas causan que la Luna se mueva en espiral de la Tierra. Adaptada de: Zeilik, Michael. Gaustad, John. Astronomy: The Cosmic Perspective. 1990. p. 241.

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Este modelo falla al afrontar los detalles de la formación de la Luna. En cambio nos empuja dentro del fondo oscuro de la formación del resto del Sistema Solar. También, este modelo requiere condiciones muy especiales para haber ocurrido en una secuencia muy particular. Es imposible para la Tierra por sí misma capturar un cuerpo tan masivo como la Luna. La conservación de la energía y el momento requieren que para que la teoría sea válida, un tercer cuerpo debió haberse acercado para absorber el exceso de energía y momento.

4. El modelo del impacto planetesimal, destaca la colisión de un cuerpo del tamaño de Marte con la joven Tierra (fig. 34). El tremendo impacto arrojó una gran fracción de la masa de la Tierra (y de la masa del cuerpo que impactó) dentro de la órbita alrededor de la Tierra. Las diferencias químicas y las similitudes de la Tierra y la Luna han sido tomadas con especial cuidado de: las semejanzas originadas del material terrestre expulsado y las diferencias de los cuerpos que impactan (como se sabe esos cuerpos sólidos con diferente composición química se formaron tempranamente según la historia del Sistema Solar).

El tamaño, masa, densidad y órbita de la Luna¿Cómo podemos saber el tamaño de la Luna? Si conocemos la distancia de la Tierra a la Luna, podemos encontrar su diámetro mediante la observación del tamaño angular; su medida es aproximadamente de 3 476 km, esto es cerca de la cuarta parte del diámetro de la Tierra. Usando objetos que conocemos, podríamos decir que si la Tierra tuviera el tamaño de un balón de fútbol, la Luna podría ser del tamaño de una bola de tenis. Sobre la misma escala el diámetro de su órbita podría ser de 12 metros.

Fig. 34: Origen de la Luna según el modelo del impacto planetesimal. (a) Un cuerpo del tamaño de Marte golpeó la Tierra cuando ésta era muy joven. (b) Rosándola a cierto ángulo. (c) Los restos alrededor de la órbita de la Tierra. (d) Acumulándose formaron la Luna (e).Adaptada de: Zeilik, Michael. Gaustad, John. Astronomy: The Cosmic Perspective. 1990. p. 239.

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La distancia promedio de la Tierra a la Luna ya era conocida para los astrónomos griegos con bastante proximidad. Actualmente sabemos que es cerca de 30 diámetros terrestres o 384 000 km aproximadamente. En 1969 los astronautas del Apolo colocaron reflectores especiales sobre la superficie de la Luna, estos aparatos reflejan la luz láser de la Tierra hasta la Luna, regresándola nuevamente a la Tierra. Tales objetos permiten medir los cambios tan pequeños como 2 cm aproximadamente. De esta forma podemos saber casi exactamente las variaciones de la distancia de la Tierra en cada punto de la trayectoria lunar. Como sabemos, la Luna gira alrededor de la Tierra en una órbita elíptica, por lo cual durante un mes la distancia de la Tierra a la Luna varía (fig. 35). La distancia de la Tierra al punto más alejado de la órbita lunar se llama apogeo y al punto más cercano se llama perigeo.

¿Cómo podemos encontrar la masa de la Luna? No es tan fácil calcular la masa de la Luna. Necesitamos saber en principio la localización del centro de masas del sistema Tierra – Luna. De las observaciones se sabe que se ubica a 4 671 km del centro de la Tierra en dirección a la Luna, y entonces del centro de la Luna en dirección a la Tierra esta a 379 730 km. Se sabe también que ambos cuerpos se mueven alrededor del mismo centro de masas, por lo cual la Luna no gira alrededor del centro de la Tierra! Este movimiento alrededor del centro de masas se mide observando mensualmente los cambios en las posiciones de otros planetas.

De las distancias de la Tierra y la Luna al centro de masas, y de la relación del centro de masas,

Fig. 35: La órbita de la Luna relativa a la Tierra. La mínima distancia llamada Perigeo y la máxima distancia Apogeo.Adaptada de: Zeilik, Michael. Gaustad, John. Astronomy: The Cosmic Perspective. 1990. p. 227.

Figura 36: El fenómeno de las mareas. Su periodicidad viene dada por la rotación de la Tierra combinada con el movimiento orbital de la Luna, presentando, según los lugares, un carácter diurno (una pleamar y una bajamar cada 24 h 50 min), semi-diurno (dos pleamares y dos bajamares en 24 h 50 min) o mixto (desigualdad en la duración de ambas). De: El Pequeño Larousse Ilustrado. Foronda, Eladio Pascual et al. 12° Ed. 2006. p. 647.

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mL/mT = rT/rL = 4 671 km / 379 730 km =1/81.3así, la masa de la Luna es 1/81.3 veces la masa de la Tierra, ó 7.3 x 10 22 kg. Con esta masa y radios, la densidad promedio es 3 300 kg/m3, cerca de la misma densidad en las rocas del manto terrestre.

La órbita de la Luna no siempre ha sido como la actual. La gravedad actúa entre la Tierra y la Luna, esto trae consecuencias para ambas; entre éstas destacan: la fricción provocada por las mareas (fig. 36) que disminuye la rotación de la Tierra a una velocidad de 10-3 segundos en un siglo. Este decrecimiento resulta en incremento de la distancia entre la Tierra y la Luna, cerca de 3 cm por año. En el futuro la distancia a la Luna será tan larga de la Tierra que la duración del mes igualará la de un día terrestre. Entonces el día será tan largo como 55 días presentes aproximadamente.

Podemos entender el cambio en la órbita lunar con la Teoría de la Conservación del Momento Angular19. La fuerza gravitacional entre la Tierra y la Luna es directa hacia su centro de movimiento (por lo cual no hay torca). Entonces el momento angular en el sistema Tierra-Luna debe permanecer constante. El momento angular total consiste de: el momento angular de rotación de la Tierra y de la Luna sobre su propio eje y el momento angular orbital de la Luna girando sobre la Tierra. El momento angular de rotación de la Luna puede ser ignorado, ya que ésta rota lentamente y su masa es pequeña, así consideramos sólo el momento angular de rotación de la Tierra y el momento angular orbital de la Luna. La fricción de la marea hace que la Tierra gire lentamente, así su momento angular de rotación decrece. Para que el momento angular total del sistema permanezca constante, el momento angular orbital de la Luna debe incrementar. Esto puede suceder sólo si el movimiento de la Luna se aleja de la Tierra. Muchos son los factores que intervienen para que la Luna se aleje de la Tierra, entre éstos tenemos: las fuerzas gravitacionales, la prominencia del agua que forman las mareas de la Tierra, la rotación de la Tierra más rápida que la de la Luna y la fricción en la base de los océanos causada por la carga de la marea en la dirección de la rotación de la Tierra.

Si la Luna se mueve hacia fuera ahora, debió haber estado muy cerca de la Tierra alguna vez. El tiempo estimado en que la Luna se aproximó lo más cerca de la Tierra es 1.2 billones de años. En ese entonces el mes lunar pudo haber sido de 6.5 horas de duración, y la Luna sólo pudo haber estado a 18 000 km de la Tierra. La Luna posiblemente sería vista como un enorme globo en el cielo.

Las fases de la Luna, el día en ella y su superficie

19 Para revisar la teoría, ver: Wilson, Jerry D. Física. 2da Edición. 1996. p. 278-282.

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Cuando la Luna (fig. 37) está entre el Sol y la Tierra, el lado que está hacia la Tierra no está iluminado por la luz del Sol. En este momento la Luna está en la fase de Luna nueva. Como la Luna continúa moviéndose en su órbita alrededor de la Tierra, esta parte no iluminada comienza a ser visible, porque los rayos solares empiezan a iluminar poco a poco parte de su superficie, la Luna entra entonces en la etapa creciente.

A medida que la Luna se mueve a través de un cuarto de su órbita después de la Luna nueva, esta parece como un semicírculo. La mitad de su lado iluminado se puede ver entonces desde la Tierra y por tanto la Luna entra en la fase del primer cuarto (cuarto creciente).

Cuando la parte visible de la Luna está más grande que un semicírculo y sigue incrementando, ésta entra en su crecimiento máximo. Aquí continúa creciendo hasta aparecer como un círculo lleno. Está, pues, en la fase de Luna llena. La Tierra en esta fase está entre el Sol y la Luna. Después de la Luna llena, entra en la fase de decrecimiento en la que se ve sólo parte del círculo. Cuando la parte visible de la Luna llega a ser un semicírculo nuevamente, entra en la fase de

Figura 37: Fases de la Luna (L. N., Luna nueva; C. C., Cuarto creciente; L. Ll.; Luna llena; C. M., cuarto menguante). En el centro, posiciones sucesivas de la Luna durante una revolución alrededor de la Tierra. A izquierda y derecha, aspecto de la Luna vista desde la Tierra durante las mismas fases. A medida que la Luna se desplaza alrededor de la Tierra (1, 2, 3, 4), se hace más visible (ángulo a) la faz que mira a la Tierra, alumbrada por el Sol (aquí los rayos solares vienen en dirección de L. N. hacia L. Ll.); más tarde (5, 6, 7), se reproducen inversamente las mismas fases. De: Pequeño Larousse Ilustrado. García-Pelayo y Gross, Fernando. Vidal, Juan Pablo. 1994. p. 638.

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último cuarto (cuarto menguante). Al ser solamente una pequeña porción de la Luna visible, entra en la etapa decreciente.

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Después de la etapa decreciente, la Luna empieza a moverse entre la Tierra y el Sol, comienza como una Luna nueva, y el ciclo de fases nuevamente sucede. En la etapa creciente antes y después de la Luna nueva, sólo una pequeña parte de la Luna brilla intensamente, sin embargo el resto de ella no está completamente oscuro. Su pequeño brillo en la oscuridad es del reflejo de los rayos solares en las nubes y los océanos de la Tierra, que llegan hasta la Luna y esta logra volver a reflejar. Este reflejo de los rayos solares de la Tierra se llama brillo de la Tierra.

La Luna mantiene la misma cara a la Tierra, pero no al Sol. A veces rota con respecto al Sol en 29.5 días. El día lunar es así 29.5 días terrestres de duración. Esto es también igual para el mes sinódico (29.5 días), el tiempo correspondiente entre las fases de la Luna. ¿Por qué? Suponga que usted está de pie en el centro del lado cercano de la Luna, cuando sea Luna llena. ¿Dónde podría estar el Sol? Directamente sobre su cabeza! ¿Cuándo es la próxima vez que el Sol estaría directamente sobre su cabeza? En la próxima Luna llena!

Se nota que el mes sinódico no es de la misma duración con el mes sidéreo (27.3 días), el período de revolución (y rotación) con respecto a las estrellas. ¿Por qué no? Porque la Tierra se mueve alrededor del Sol! Considere la Luna llena (L1, en la fig. 38). Está opuesta al Sol. Después de un mes sidéreo la Luna está nuevamente en el mismo lugar en su órbita, con respecto a las estrellas (L2). Pero la Tierra se ha movido casi un veinteavo de su camino en la órbita alrededor del Sol. Así la Luna tiene que moverse algo más lejos para estar opuesta al Sol (L3). Por lo tanto el mes sinódico, el tiempo hasta la próxima Luna llena, es más largo que el mes sidéreo.

La Luna no tiene esencialmente atmósfera. ¿Cómo sabemos eso? Si usted observa la Luna moverse en frente de una estrella, verá la estrella desvanecerse de repente sin advertencia! Si hay alguna sustancia atmosférica sobre la Luna, la estrella podría oscurecerse gradualmente antes de desaparecer sobre el disco lunar. ¿Por qué no hay atmósfera? Hay que recordar cómo rápidamente una atmósfera escapa depende de la razón de la velocidad de escape a la velocidad térmica. La velocidad de escape sobre la Luna es baja, sólo 2.4 km/s. Sobre el lado iluminado por el Sol, la velocidad

Fig. 38: Geométricamente se puede ver la diferencia entre un mes sidéreo (L1 a L2) y un mes sinódico (L1 a L3). De: Astronomy: The Cosmic Perspective. Zeilik, Michael. Gaustad, John. Segunda Edición. 1990. Pg. 229.

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térmica es bastante alta -2.6 km/s para los átomos de hidrógeno, 0.46 km/s para las moléculas de oxígeno. Así la razón de la velocidad de escape a la velocidad térmica varía en menos de 1 para el hidrógeno y cerca de 5 para el oxígeno.

La mayoría de los gases presentes en la formación escaparon de la atracción gravitacional de la Luna hace mucho. Algún material del viento solar que pasa cerca de la Luna permanece brevemente y algunos productos radiactivos que decaen en el interior han escapado a la superficie. Las grandes temperaturas durante un día lunar evidencian que la Luna carece de una atmósfera como la nuestra. La temperatura causada por la luz directa de los rayos solares sobre su superficie excede los 370 K, pero durante las largas noches baja a 125 K. El equilibrio entre los rayos solares que entran y la radiación infrarroja que sale determina la temperatura del lado visible de la superficie. En la noche, no hay rayos solares y radiación infrarroja -porque no hay atmósfera para retenerlos- que irradie lejos del espacio. Porque la noche lunar es más larga (sobre 15 días terrestres), la superficie tiene un tiempo muy largo y calmado. En las noches largas la temperatura difiere también (cerca de 250 K), ocurre porque la Luna rota lentamente y no tiene atmósfera.

Sin una significante atmósfera, la Luna tiene bajas elevaciones, por sobre 3 km, que el resto de la superficie. Las marías20 (o mares) son tierras bajas en la Luna y las otras áreas son tierras altas. Las vastas extensiones de las marías, las cuales cubren cerca del 17 por ciento de la superficie lunar, se ven como lava fluida solidificada. Si se ve cuidadosamente las regiones alrededor de las marías, se puede encontrar cráteres inundados (o llenos) por el material oscuro de los mares (que es lo que vemos como manchas oscuras en la Luna). Esto indica que la lava que fluyó y formó las marías ocurrió después de la capa que formó la Luna y algunos cráteres. Mostramos las figuras 39 y 40 que corresponden a los mares, lagos y cráteres de la cara visible y oculta de la Luna respectivamente.

Por ejemplo se puede fácilmente ver el Mar de la Serenidad en el lado visible de la Luna. Es una zona accidentada en el contorno y tiene un diámetro cerca de 1000 km.

20 Aquí usaremos la palabra maría como sinónimo de mares.

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Fig. 39: Mares, lagos y cráteres de la cara visible de la Luna. De: Romero, Juan Martín. Geografía Universal Ilustrada SOPENA. Volumen I: El Cielo, la Tierra, el Hombre. Editorial Ramón Sopena S. A. Barcelona, 1982. p. 138.

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Fig. 40: Mares, lagos y cráteres de la cara oculta de la Luna. De: Romero, Juan Martín. Geografía Universal Ilustrada SOPENA. Volumen I: El Cielo, la Tierra, el Hombre. Editorial Ramón Sopena S. A. Barcelona, 1982. p. 139.

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La Luna no parece tener bien definido el núcleo. La región más interior, 500 km del centro, es caliente –cerca de 1 500 K- y parcial o totalmente líquido (o derretido). Evidencia de esta zona caliente son las medidas del Apolo del calor que fluye hacia arriba a través de la superficie lunar. La medida del calor que fluye es un tercio del de la Tierra ahora.

La zona caliente más interna (probablemente no distinta del núcleo) está hecha de partículas derretidas de hierro. Está rodeada por una región caliente que parece ser el origen de los sismos más grandes.

Se nota que el interior es asimétrico, con el lado más delgado de la corteza cubierto con regiones de alta densidad bajo la superficie de los mares (maría), esta cara es la que da a la Tierra (fig. 41).

Los eclipses

Todos los cuerpos del Sistema Solar se mueven alrededor del Sol, incluyendo la Tierra y la Luna, produciendo grandes sombras en el espacio. Un eclipse ocurre cuando un cuerpo planetario pasa a través de la sombra de otro. La sombra que proyecta la Tierra y la Luna tiene dos partes. En el interior, la sombra muestra la forma de cono (también llamado umbra), la luz solar es completamente bloqueada. En la parte exterior de este cono de sombra, la penumbra, la luz solar es solamente bloqueada parcialmente.

Eclipses Solares

Cuando la Luna está entre la Tierra y el Sol, la sombra de la Luna puede caer sobre la Tierra, causando un eclipse solar (fig. 42). Las personas que están dentro del cono de sombra ven un eclipse solar total. Eso es, que la luz del Sol está completamente bloqueada por la Luna. El cono de sombra cae sobre el área de la Tierra que está directamente en línea con la Luna y el Sol. Fuera de este cono de sombra, pero dentro

Fig. 41: Estructura interior de la Luna mostrada de las medidas sísmicas del Apolo y del calor que fluye. Note la asimetría a lo largo de la línea hacia la Tierra. Adaptada de: Zeilik, Michael. Gaustad, John. Astronomy: The Cosmic Perspective. 236.

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de la penumbra, las personas ven un eclipse solar parcial. La penumbra cae sobre el área inmediatamente en los alrededores del cono de sombra.

Como el cono de sombra de la Luna es también pequeño para hacer una larga sombra sobre la superficie de la Tierra. Consecuentemente, un eclipse de Sol total cubre solamente una pequeña parte de la Tierra. La rotación de la Tierra causa que el área bajo la sombra se mueva rápidamente.

Por lo tanto un eclipse solar total nunca dura más que siete minutos en alguna localidad.

A veces el cono de sombra de la Luna es tan pequeño para alcanzar la Tierra. Si la Luna está en o cerca del apogeo cuando viene directamente entre la Tierra y el Sol, su sombra no alcanza la Tierra. Si el cono de sombra no cae sobre al Tierra, se forma un anillo, entonces ocurre un eclipse anular. En un eclipse anular, el Sol no está completamente bloqueado. En cambio un anillo delgado de luz solar es visible alrededor de la Luna.

Eclipses Lunares

Los eclipses solares ocurren cuando la Luna está entre la Tierra y el Sol. Como la Luna orbita la Tierra, la sombra de la Tierra puede causar eclipses sobre la Luna.

Fig. 42: Eclipse total de Sol. La Luna esta entre la Tierra y el Sol, alineada exactamente en el mismo plano. Durante este fenómeno la sombra de la Luna cae sobre la Tierra. Adaptado de: Ramsey, William L et al. Modern Earth Science. p. 536.

Fig. 43: Eclipse de Luna. Durante este fenómeno la sombra de la Tierra cae sobre la Luna. Esto sucede porque la Luna se ubica en el mismo plano de la órbita de la Tierra respecto al Sol. Adaptado de: Ramsey, William L et al. Modern Earth Science. p. 538.

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Un eclipse de Luna (fig. 43) ocurre cuando la Tierra está ubicada entre la Luna y el Sol y la sombra de la Tierra cruza media parte de lo iluminado de la Luna.

Para producir un eclipse lunar total, la Luna debe pasar completamente dentro del cono de sombra de la Tierra. Un eclipse lunar parcial ocurre cuando solamente una parte de

la Luna pasa a través del cono de sombra de la Tierra. Cuando la Luna pasa a través de la penumbra de la Tierra solamente, ocurre un eclipse penumbral. Durante un eclipse penumbral, la oscuridad en la Luna es menor. Los eclipses lunares pueden durar varias horas.

Marte, el vecino rojizo

Marte es el cuarto planeta en distancia desde el Sol (aproximadamente 2 279 x 105 kilómetros) y uno de nuestros más cercanos vecinos (fig. 44), es

Fig. 44: Imagen del planeta Marte.Adaptada de: Periódico La Nación. Colección: El Sol y sus planetas. Lámina 5. San José Costa Rica. Agosto 2003.

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aproximadamente dos veces menor que la Tierra y tiene una masa nueve veces inferior que la de nuestro planeta. Es un lugar árido, frío y cubierto por un suelo rojizo, lo que ha hecho que las observaciones y fotografías tomadas tengan este color de sus suelos. La aceleración de la gravedad en la superficie es aproximadamente de 376 cm/s², su periodo de rotación es de 24h37m22s. El ecuador está inclinado respecto al plano de la órbita en 24º56´; por esto las estaciones del año en Marte son muy parecidas a las de nuestro planeta Tierra. El año marciano es de 687 días terrestres.

La Superficie en casi la mitad del planeta está formada por antiguas regiones de cráteres, los contornos de éstos tienen una forma más aplanada. En Marte hay montañas enormes de origen volcánico, dentro de éstas destaca Olympus Mons, el mayor volcán del Sistema Solar (con 27 kilómetros de altura y 600 kilómetros de base). En el planeta hay muchas manifestaciones de diferentes procesos de erosión, regiones con relieve diverso (colinas y fosos situados desordenadamente), figura aquí el Valle Marineris, un cañón que supera con creces las dimensiones del Gran Cañón en Arizona, Estados Unidos. También hay en el planeta fracturas tectónicas y los procesos tectónicos actúan pero mucho más débilmente que en la Tierra. El suelo marciano es un material triturado, y sobre la superficie hay muchos bloques de piedra. En las regiones polares son típicos los depósitos estratificados, éstos constan de gran cantidad de capas de hielo, separadas de material en polvo. En los casquetes polares la parte estacional es un condensado de CO2 con una pequeña mezcla de H2O, que se precipita en otoño, y en primavera se sublima y se “transvasa” al hemisferio opuesto.

La temperatura media en la superficie es casi 200 K. En el ecuador alcanza 290 K, y por la noche desciende hasta 170 K. La mínima temperatura de 145 K ocurre en invierno en los casquetes polares.

La atmósfera está compuesta fundamentalmente de CO2 y N2, ésta es muy seca y se caracteriza por la cantidad de vapor de agua y por el espesor de la capa que se obtendría en la superficie durante la condensación. La velocidad del viento no es grande: sólo de varios metros por segundo, a veces alcanza 40 – 50 m/s. Como en la Tierra hay tormentas y nubes de polvo, es un fenómeno específico marciano, éstas pueden durar varios meses. En la atmósfera resalta la termosfera con una temperatura aproximada de 300 K y la Ionosfera a una altura máxima principal de 150 kilómetros.

Campo Magnético, se tiene una hipótesis de que el planeta tiene uno propio, aunque débil (aproximadamente 10-3 del de la Tierra) lo que posiblemente dé indicios de un núcleo líquido. Marte tiene dos satélites naturales: Fobos y Deimos.

A continuación apuntamos algunos aspectos importantes de éstos:

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Fueron descubiertos por el astrónomo prof. Aspa Hall, del Observatorio Naval de los Estados Unidos en 1877. Ambos son muy pequeños y están muy cerca del planeta, tienen una forma irregular; contraria a la Luna que tiene forma esférica.

Fobos, mide 27 kilómetros en la parte más larga y 19 en la parte más corta. Es el más cercano al planeta a tan solo 6000 kilómetros, esta proximidad hace que Fobos se mueva a gran velocidad, efectuando una revolución completa en 7h39m14s aproximadamente, como consecuencia de esto parecería salir en el occidente y ocultarse en el oriente, dirección contraria a la que siguen la mayoría de los cuerpos del Sistema Solar.

Deimos, mide 15 kilómetros en la parte más larga y 11 en la más corta. Está más alejado del planeta, a 20 000 kilómetros aproximadamente. Es más pequeño que Fobos, y precisa de un periodo de revolución de 30h17m55s aproximadamente; en consecuencia este satélite estaría visible en el planeta durante un poco más de un día.

Muchos pequeños mundos

Entre el planeta Marte y Júpiter existen 550 millones de kilómetros aproximadamente. Durante muchos siglos los astrónomos creyeron que este espacio se hallaba vacío, actualmente se sabe que contiene muchos miles de planetas pequeños (fig. 45), conocidos con el nombre de planetoides o asteroides. Se han observado hasta ahora unos 1 700. Todos viajan alrededor del Sol, cada uno en su órbita. Entre éstos viaja uno, que los antiguos astrónomos sospechaban de su existencia, el mayor de todos estos planetoides; llamado Ceres.

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Este planetoide fue observado por primera vez por el astrónomo Piazzi en Palermo, Sicilia. Por el lugar donde fue descubierto, fue bautizado con este nombre (Ceres), que es el de la diosa protectora se Sicilia. Este pequeño planeta tiene un diámetro aproximado de 770 kilómetros, pero sólo una docena de sus muchos hermanos exceden en un diámetro mayor de 150 kilómetros.

Júpiter, el más gigante

Júpiter tiene el nombre del rey de los dioses. Este planeta (fig. 46) es el más grande del Sistema Solar. Si se pudiese reunir a todos los demás planetas del Sistema Solar en uno solo, Júpiter sería aún más grande que el cuerpo formado. Su volumen es 1300 veces el de la Tierra y su masa supera la de nuestro planeta

Fig. 47: Estructura interna de los planetas gigantes.

1. Gas H2/He. 2. Hidrógeno molecular gaseoso-líquido (en estado super-crítico). 3. Hidrógeno líquido degenerado. 4. Helio en estado super-crítico. 5. Núcleo sólido.

Adaptado de: Bakulin, P. I., et al. Curso de Astronomía General. 1987. p. 322.

Fig. 45: Imagen de Ceres, el más grande de los planetoides situados entre Marte y Júpiter.Adaptado de: Nault, William H. Wonders of The Universe. World Book. p. 68.

Fig. 46: Imagen del planeta Júpiter.Adaptada de: Periódico La Nación. Colección: El Sol y sus planetas. Lámina 6. San José Costa Rica. Agosto 2003.

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en 318 veces, con lo que se deduce que está formado de materiales muy livianos, su radio ecuatorial es de 71 400 kilómetros aproximadamente. La aceleración gravitacional es de unos 2500 cm/s², su densidad es de 1,3 g/cm³ aproximadamente. Este planeta está aproximado a 778 millones de kilómetros del Sol, esto hace que describa su movimiento alrededor del Sol en 12 de nuestros años, no obstante su día es muy breve, dura 10 horas (terrestres). Esto hizo que los astrónomos investigaran más y se lograron dar cuenta que el planeta tiene una rotación diferencial, ésta consiste en que el ecuador gira con mayor rapidez que los polos norte o sur. Ésto es posible porque el planeta está compuesto esencialmente de gas.La superficie visible del planeta es una capa de nubes, por esto no tiene una propiamente dicha. Aquí, se pueden observar muchas bandas de nubes alternadas que giran en sentidos opuestos (por el efecto de Coriolis21), extendidas en dirección paralela al ecuador, las más visibles son las fajas o bandas de color rojo oscuro. Los intervalos claros entre éstas se denominan zonas y los oscuros cinturones. Se cree que su origen es el material que se eleva y desciende al interior del planeta. El color de las bandas es producido por compuestos químicos orgánicos. En 1878 se descubrió una formación que más tarde se llamó la Mancha Roja Grande, a esta mancha no se le prestó mucha atención. Actualmente aún se puede ver esta mancha, esto ha hecho que ahora sí se le ponga mucha atención, llegando a inferir que es originada por vientos que giran en sentidos opuestos en la superficie y que es, en esencia, un huracán permanente, porque al parecer en Júpiter éstos pueden ser muy estables (alrededor de 10 x 105 años).

La atmósfera y la temperatura, los componentes principales de su atmósfera son el hidrógeno molecular H2 y el He, aunque también existen muchos componentes pequeños (metano, amoníaco, otros), pero su composición elemental no se diferencia de la composición del Sol. La temperatura efectiva media es de 130 K, sin embargo la existencia de un flujo grande de calor interno significa que la temperatura aumenta rápidamente con la profundidad. A 100 kilómetros por debajo del límite superior de las nubes es de 400 K y a 500 kilómetros es de 1200 K aproximadamente. A la profundidad de 1000 kilómetros, el hidrógeno-helio se convierte en una capa gaseosa-líquida y a una profundidad aún mayor se tiene la zona del hidrógeno metálico (fig. 47).

El campo magnético, es muy potente, de unos 10 oersted cerca de la superficie visible. Cuando los electrones y los protones de alta energía son capturados por el campo magnético forman cinturones de radiación parecidos a los nuestros, pero mucho más grandes.

Júpiter es una de las fuentes cósmicas más potentes de radioemisión, pero ésta tiene un carácter esporádico. Se han formulado muchas hipótesis sobre el origen de esta radiación, pero hasta ahora no se ha descubierto su naturaleza, la más segura es la de las oscilaciones plasmáticas en la Ionosfera (análogo a la radioemisión esporádica del 21 Desviación del viento y corrientes oceánicas causadas por la rotación de la Tierra.

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Sol), pero no es claro cómo es que se excitan y por qué las fuentes están determinadas en longitudes específicas.

A Júpiter solo le hizo falta multiplicar su masa unas 80 veces para convertirse en estrella. Junto a sus 63 satélites que lo orbitan, este planeta forma su propio Sistema Solar Miniatura.

A continuación escribimos aspectos importantes de los cuatro satélites o lunas más grandes (y famosas) de Júpiter descubiertos en 1610 por el astrónomo italiano Galileo Galilei:

Ganímedes: es la Luna Galileana más grande del Sistema Solar, más grande que el planeta Mercurio, sin embargo su densidad es muy baja. Esta Luna está probablemente compuesta en su mayoría por hielo y tiene un centro rocoso. Esta Luna destaca en ser la única que posee un campo magnético propio.

Calisto: es similar a Ganímedes en tamaño (un poco menor), densidad y composición. Calisto puede ser el cuerpo con más cráteres del Sistema Solar. Puede tener un tamaño aproximado igual al de Mercurio y puede ser considerado uno de los cuerpos más antiguos del Sistema Solar.

Io: es aproximadamente del tamaño de nuestra Luna, y el único satélite conocido fuera de nuestro planeta que tiene volcanes activos (como mínimo 10), esto hace que desde el punto de vista volcánico sea muy activo.

Europa: también es del tamaño de nuestra Luna aproximadamente. Tiene una corteza de hielo que cubre un manto de agua líquida. Algunos científicos piensan que Europa podría albergar formas de vida simple parecidas a las que existen en la Antártida, pero actualmente no hay pruebas de ello.

En los anexos brindamos una tabla con datos específicos de los satélites actualmente conocidos.

Saturno, el planeta de los anillosSaturno era hijo de Urano y su esposa la Tierra, pero él los derrocó, y con su esposa Cibeles engendró a Júpiter, quien lo derrocó a su vez. Antes de esto, Saturno devoró a siete de sus hijos, porque él era el tiempo que pronto destruye todo lo que crea. La reputación pues de Saturno Fig. 48: Imagen del planeta Saturno con sus anillos.

De: http://img237.imageshack.us/img237/5253/saturnobc1.jpg

Fig. 49: Una de las más bonitas vistas de los anillos de Saturno.De: Nault, William H. Wonders of the Universe. p. 84.

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era muy vergonzosa, no así el planeta más interesante del Sistema Solar fue nombrado como él.

Saturno (fig. 48) está ubicado dos veces más lejos del Sol que Júpiter aproximadamente. Es el segundo planeta en orden de tamaño (el 1º es Júpiter) con un radio ecuatorial aproximado de 60 240 kilómetros, su masa es unas 95 veces superior a la terrestre, la aceleración de la gravedad en el ecuador es de 1 100 cm/s² aproximadamente. El planeta tiene una rápida rotación, cuyo período es de 10h14m en el ecuador y de 10h23m más largo en los polos aproximadamente. Esta rápida rotación ha originado un abultamiento ecuatorial proporcionalmente mayor que el de Júpiter. Contrario a su rotación, el planeta se traslada alrededor del Sol en 29.5 años, esto es por la enorme distancia que lo separa del Sol.

La superficie visible refleja un parentesco con Júpiter, y también se han registrado gradualmente importantes perturbaciones.

En la atmósfera se descubrió Hidrógeno H2, metano CH4, acetileno C2H2 y etano C2H6. El planeta se compone en un 99% de hidrógeno y helio (por esto no se diferencia de la solar). La temperatura del planeta es muy baja, en promedio de -178 ºC en su superficie y de unos 12 000 ºC en su rocoso núcleo, además la presión atmosférica en su interior es tan grande que es capaz de convertir gas en líquido, esto hace de Saturno un lugar no amigable de habitar.

El campo magnético de Saturno es de unos 0.5 oersted en la superficie visible y tiene también cinturones de radicación (como nuestro planeta). Los anillos de Saturno son

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unas de las más bonitas vistas (fig. 49) al observarlos con un telescopio. Presentan diversos aspectos que corresponden a las distintas posiciones del planeta cuando describe su movimiento alrededor del Sol. Estos anillos se ven de canto desde la Tierra cada quince años, por lo que no se pueden ver fácilmente, pero durante este tiempo los anillos se inclinan a la Tierra y se pueden ver más claramente; esto permite que estén en su mejor posición unos siete años y medio después de ser vistos de canto (fig. 50).

Cuando los anillos se observan desde la Tierra (fig. 51), se distinguen generalmente tres gradaciones: el anillo exterior A (que incluye el F el G y el E con sus respectivas divisiones, el del medio B y el anillo interior C (este incluye uno más interior, el D separado 67 000 kilómetros del planeta). El anillo exterior A (el cual se encuentra aproximadamente entre 121 900 y 136 600 kilómetros de distancia del planeta) se encuentra separado del B por un por un

Fig. 50: Vista de los anillos de Saturno desde la Tierra cada quince años.Adaptada de: Chamberlain, J. M., Nicholson, T. D., Enciclopedia Científica, Planetas, Estrellas y Espacio. 1965. p. 91.

Fig. 51: Gradaciones de los anillos de Saturno. Anillos exteriores del grupo A, los del medio grupo B y los más interiores del grupo C.De: Nault, William H. Wonders of the Universe. p. 85.

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espacio oscuro, llamado división de Cassini. El anillo interno C, que es oscuro y semitransparente, se llama comúnmente anillo de Crespón.

A la distancia aproximada de 2.44 radios planetarios de Saturno se conoce como el límite de Roche. Cualquier satélite dentro de este límite se desintegraría por la atracción gravitacional del planeta.

Los astrónomos piensan que los anillos de Saturno se formaron de acuerdo a una de las dos hipótesis siguientes: la primera, que los anillos fueron formados cuando un cuerpo orbitando alrededor de Saturno fue destrozado en pedazos por la gravedad del planeta; la segunda, afirma que el material de los anillos no logró condensarse en lunas, mientras las demás se condensaron y orbitaron a su alrededor. Es muy importante mencionar que los anillos de Saturno no giran en una banda sólida, las partes de los anillos que están más cerca del planeta giran más rápido que las que están más lejos, y las diferencias de movimiento obedecen a las leyes de Kepler. Aclaramos quizás una de las grandes dudas del lector y es que los anillos son partículas probablemente de roca o hielo, o de los dos, del tamaño desde un grano de arena hasta de una casa y de mayores dimensiones (que son los llamados satélites más importantes), éstos orbitan alrededor del ecuador de Saturno. A causa de que las partículas son muy numerosas y juntas en un cinturón estrecho nos parecen en forma de bandas sólidas alrededor del planeta, pero en realidad no lo son.

Escribimos a continuación aspectos importantes de los satélites más grandes de Saturno:

Titán está ubicado a 1 213 400 kilómetros de Saturno aproximadamente, es mucho más grande que la Luna, pero al igual que ésta, el mismo lado de Titán está siempre hacia Saturno. Lo más interesante de este satélite es que posee una atmósfera compuesta por metano en poca cantidad y nitrógeno.

Dione y Rea ubicados a 377 400 y 527 000 kilómetros de Saturno respectivamente, ambos son muy helados y siempre muestran la misma cara a Saturno como Titán.

Tetis se encuentra a 295 000 kilómetros de Saturno aproximadamente. Muestra un gran impacto reflejado como cráter que cubre uno de sus lados. También tiene un enorme cañón llamado Casma Itaca.

Japeto separado 356 100 kilómetros de Saturno. Igual que los demás, siempre muestra un solo lado al planeta, el cual está cubierto de hielo brillante; el otro lado es muy oscuro.

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Urano, el planeta verde

Urano tiene el nombre del dios romano del cielo, el cual era el padre de Saturno en la mitología. Este planeta (fig. 52) fue el primero en ser descubierto gracias al telescopio, en forma casual por William Herschel en la constelación de Géminis, en marzo de 1781. Debe saberse mirar exacta y atentamente en una noche de Luna clara, a fines de la primavera o comienzos del verano, para observar una pequeña luz de verde pálido, en el cielo lejano, muy por encima del horizonte.La distancia aproximada de Urano al Sol es igual a 19.2 unidades astronómicas (UA o u. a.), y su período de traslación alrededor del Sol es de 84 años, tiene un período de rotación alrededor de su eje que varía de 17 horas sobre el ecuador a 14 horas cerca de los polos. El diámetro ecuatorial es aproximadamente de 50 000 kilómetros y tiene un volumen 63 veces más grande que la Tierra.

Una de las principales características de Urano (fig. 53) es su inusual rotación ya que su eje se halla inclinado respecto al plano de su órbita en sólo 8º, es decir se ubica casi de forma paralela, en otras palabras gira estando acostado, esto hace exponer a cada polo a la luz del Sol por 42 años y por ende las estaciones aquí son muy extensas: alrededor de 20 años cada una.

Todos los otros planetas (a excepción de Venus) giran en sentido contrario a las agujas del reloj, así pues Urano al igual que Venus gira sobre su eje de forma retrógrada, esto no solo cambia radicalmente el aspecto del cielo durante el año, sino que todos los movimientos aparentes del firmamento son al revés. Una de las hipótesis sobre esta

Fig. 52: Imagen del planeta Urano.Adaptada de: Periódico La Nación. Colección: El Sol y sus planetas. Lámina 8. San José Costa Rica. Agosto 2003.

Fig. 53: Órbita de Urano. La orientación del eje de rotación de Urano está en la misma dirección del plano de la órbita que gira alrededor del Sol.Adaptado de: Zeilik, Michael. Gaustad, John. Astronomy: The Cosmic Perspective. p. 293.

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inclinación del eje de Urano y de su movimiento retrógrado es que en la infancia del planeta se cree que un objeto del tamaño de un planeta chocó con él y lo volcó.

La atmósfera ha sido detectada con hidrógeno, helio, pequeños rastros de agua y amoníaco, además está cubierto por una delgada capa de metano, ubicada por encima del sistema de nubes que lo recubren y que es la responsable que el planeta brille con intenso color verdoso, este metano sirve como filtro, absorbiendo la luz roja y dejando pasar el resto de los colores que forman el bello verde.

La superficie del planeta es relativamente sin relieves. Carece de bandas de nubes características de las superficies de Saturno y Júpiter. Esto se debe a la inclinación de su eje de rotación. Esta inclinación evita también que el planeta tenga un clima dinámico. También la mitad del planeta recibe calentamiento casi constante durante la mitad de su año.

La temperatura no cambia mucho y se mantiene en promedio, en los -216º C. Esto sucede en parte por la gran distancia a la que se encuentra separado del Sol.

Los anillos de Urano que se conocen actualmente son once – diez de ellos oscuros y delgados, el otro ancho y difuso - giran en torno a Urano (fig. 54). Fueron descubiertos (sólo nueve) accidentalmente en marzo de 1977 por tres grupos de astrónomos, los otros dos anillos fueron descubiertos en 1985 por el vuelo de prueba norteamericano del Voyager 2. Dentro de las dificultades que tuvieron los astrónomos para descubrir los anillos de Urano podemos destacar algunas: no son muy anchos y el material del que están hechos sus pequeños cuerpos probablemente es de carbón; esto hace que haya poca reflexión de la luz (en un 5% de la luz solar). Contrario a los materiales de los que están hechos los anillos de Saturno que reflejan el 80% de la luz solar aproximadamente.

Los satélites de Urano que se conocen son al menos 27, dentro de éstos, los primeros que se descubrieron (en orden de diámetro de mayor a menor) son: Titania (790 km), Oberón (762 km), Umbriel (586 km), Ariel (579 km) y Miranda (240 km). Todos los satélites rotan en el mismo sentido en que lo

Fig. 54: Los nueve anillos más grandes de Urano. La vista está hacia el hemisferio norte. (Adaptado de un diagrama de la NASA).Adaptado de un diagrama de la NASA. De: Zeilik, Michael. Gaustad, John. Astronomy: The Cosmic Perspective. p. 318.

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hace el planeta. Miranda es el más complejo de todos con diferentes tipos de mezclas de terreno que incluye regiones ranuradas, valles de hasta 5 kilómetros de profundidad y una extraña superficie. Oberón es muy oscuro, con riscos de carbón en su superficie y cubierto por una pequeña densidad de impactos en forma de cráteres. Tiene una montaña posiblemente de origen volcánico de al menos 6 kilómetros de altura. Titania también muestra impactos en forma de cráteres (el más grande de 300 kilómetros de ancho), largos valles desde 100 hasta 1500 kilómetros de largo. Ariel también presenta impactos en forma de cráteres, largas fracturas y valles angostos. Umbriel muestra también una dramática superficie con muchos impactos en forma de cráteres. Todos estos satélites muestran impactos en forma de cráteres, lo que hace suponer la existencia de una era en la cual los meteoritos se dispersaron formando torrentes (lluvias) e impactaron estos satélites. Cabe resaltar que los nombres de todos estos satélites que, a diferencia de los demás cuerpos del Sistema Solar que llevan nombres de la mitología griega y romana, han sido llamados con los nombres de los personajes de las obras de Shakespeare y Alexander Pope.

El campo magnético del planeta está inclinado 60º con respecto a su eje de rotación (fig. 55), con el polo norte magnético junto al polo sur geográfico, también el eje del campo dista del centro del planeta aproximadamente por un 30% del tamaño de su radio; este campo gira una vez cada 17.92 horas (que se ha tomado como su período de rotación).

Neptuno, el guardián de la profundidad

Fig. 56: Imagen del planeta Neptuno.Adaptada de: Periódico La Nación. Colección: El Sol y sus planetas. Lámina 9. San José Costa Rica. Agosto 2003.

Fig. 55: La magnetosfera de Urano. Note la gran inclinación respecto al eje de rotación. El plasma en el viento solar pasa junto a la magnetosfera y forma una cola larga, como la de los cinturones de Van Allen (de nuestro planeta).Adaptado de: Zeilik, Michael. Gaustad, John. Astronomy: The Cosmic Perspective. p. 294.

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Neptuno fue adorado por los antiguos como dios del mar. Era un personaje majestuoso, de abundante cabello y barba, con un tridente en

la mano y una corona de algas sobre la cabeza. Desde sus cavernas de coral podía desencadenar o apaciguar terribles tempestades y terremotos.

Aproximadamente después del año 1781 comenzaron a determinar las coordenadas de Urano (fig. 56), con estas coordenadas resultó que en el movimiento del planeta, teniendo en cuenta todas las perturbaciones ocasionadas por los planetas gigantes entonces conocidos, existían divergencias con el movimiento kepleriano. Así pues, se formuló la hipótesis de que las perturbaciones eran provocadas por la acción de otro planeta desconocido, de aquí surgió el problema de determinar las coordenadas del planeta perturbador. Este problema matemático fue resuelto casi en forma simultánea e independiente, por el sabio francés Le Verrier y el inglés Adams. La noticia se divulgó rápido y en el año de 1846 el astrónomo alemán Johann Gottfried Galle dirigió su telescopio a la búsqueda de ese cuerpo y, lo descubrió.

El octavo planeta en distancia al Sol –ubicado a 4 500 millones de kilómetros de nuestra estrella- es también el más ventoso de todo el Sistema Solar. En Neptuno hay tormentas con vientos que corren a más de 1 200 kilómetros por hora –cuatro veces más rápidos que los de Júpiter y nueve veces más veloces que los peores huracanes en la Tierra-. Este planeta es similar en tamaño y masa a Urano. Su período de traslación alrededor del Sol es de 164 años terrestres –desde el tiempo de su descubrimiento, aún no ha concluido una vuelta-, pero los días son cortos: dura 16.11 horas aproximadamente en girar sobre su propio eje. La dirección de la rotación es directa y a diferencia de Urano gira verticalmente sobre su eje. Su radio lineal es de 25 050 kilómetros y la masa de 17.2 masas de la Tierra, tiene una densidad media de 17.2 g/cm3 aproximadamente. El semieje mayor de la órbita del planeta es aproximadamente igual a 30.1 U. A.

Fig. 57: Modelo del interior de Urano y Neptuno. Ambos planetas tienen casi la misma masa y composición, así su interior es básicamente el mismo.Adaptado de: Zeilik, Michael. Gaustad, John. Astronomy: The Cosmic Perspective. p. 292.

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La atmósfera que recubre Neptuno se extiende hasta las profundidades del planeta. Allí llega a “tocar” las masas de agua y otros líquidos que recubren un núcleo sólido, en el corazón del planeta. Su densa atmósfera está compuesta por gases de metano, hidrógeno y helio. El metano, junto a otros gases absorbe parte de la luz solar que reflejan sus nubes, dándole un característico color azul al planeta.

De la superficie de Neptuno poco se sabe, los astrónomos piensan que puede tener un núcleo sólido de roca (fig. 57) altamente comprimida rodeada por una gruesa capa de hielo en la cual el excesivo calor asciende a la superficie por convección (el mismo proceso que ayuda a la energía solar a salir en forma de radiación). Este aspecto de la superficie de Neptuno es contradictorio, ya que las investigaciones espectroscópicas registran una temperatura aproximada de -214 °C, que es poco agradable. A diferencia de Urano, no se ha registrado campo magnético en Neptuno.

Como los otros planetas jovianos, Neptuno también tiene un sistema de anillos, pero con una inusual estructura (fig. 58). En 1984 las observaciones del paso de Neptuno frente a una estrella de poca luz hicieron pensar en la existencia de un arco en forma de anillo, con tres tipos de materiales sobre él. Diferente a los anillos de Saturno, los de Neptuno no forman estructuras continuas. La nave Voyager 2, que sobrevoló Neptuno en 1989, comprobó que entorno a él giran seis anillos. La sonda también descubrió seis de los 13 satélites que se le conocen al planeta.

Como es muy sabido, los satélites más conocidos de Neptuno son Tritón y Nereida (con nombres de dioses del mar también). Nereida tiene un diámetro aproximado de 900 kilómetros. Su órbita es extremadamente elíptica y tiene un rango de distancia de 1 a 10 millones de kilómetros aproximadamente de Neptuno. Su rotación es directa. Tritón tiene un diámetro aproximado de 3 500 kilómetros. Tiene una órbita bastante circular y ligeramente inclinada al plano de la órbita de Neptuno. Su periodo de rotación es de 5 días aproximadamente y lo hace en un sentido retrógrado. Su movimiento retrógrado y su tamaño hacen de Tritón uno de los mayores satélites del Sistema Solar, también el hecho de poseer atmósfera (como Titán, Luna de Saturno). Recientemente los astrónomos han detectado metano congelado sobre la superficie y que es posible que pueda tener un océano de nitrógeno líquido. También algunos astrónomos piensan que debido al tamaño, al sentido de rotación y a estar

Fig. 58: Posible localización del arco (anillo) de partículas orbitando alrededor de Neptuno.Adaptado de: Zeilik, Michael. Gaustad, John. Astronomy: The Cosmic Perspective. p. 320.

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aproximadamente 20 veces más lejos (de Neptuno) que Nereida, Tritón pudo no haber sido originalmente una Luna de Neptuno, sino que pudo haber sido capturado por la gravedad del planeta, después de haberse formado en otra parte.

7.4.3 Nuevos Planetas Enanos del Sistema Solar

Plutón: el que dejó de ser Planeta, porque es ahora de los nuevos planetas enanos Plutón, como el nombre de todos los planetas, proviene de mitologías antiguas, en este caso romana y griega. Para los romanos era el dios del inframundo. En la mitología griega era Hades hijo de Saturno y Ops, esposo de Proserpina, a quien raptó para casarse con ella (fig. 59). Era implacable, inflexible en hacer cumplir las leyes. Los romanos lo eligieron para ser representado en oro, plata y marfil, lo cual sucedía con muy pocos dioses. Era el más despiadado y temido por los hombres por su fealdad y su dureza de rasgos. A menudo se le representa con una espesa barba y un aire muy severo con un casco regalado por los Cíclopes que le daba poder para volverse invisible. Los romanos, a través de sacerdotes victimarios le sacrificaban víctimas de color oscuro y siempre en número par. Ése es, entre otras cosas, nuestro Plutón en la mitología, pero ¿qué es Plutón en la realidad actual?

Plutón fue descubierto como planeta (fig. 60) el 18 de febrero de 1930 por el científico Clyde William Tombaugh. En ese momento se vio como el más pequeño de los planetas del Sistema Solar que ocupaba el noveno lugar según la Unión Astronómica Internacional (UAI). Clyde se encontraba en el observatorio de Lowell (Flagstaff, Arizona), cuando realizó el descubrimiento, el cual se dedujo por la comparación entre las posiciones en el cielo de los planetas Urano y Neptuno, que según su comportamiento debían estar variando su trayectoria debido a la atracción gravitacional de algún cuerpo que se hallaba entre los dos; ese cuerpo era Plutón.

Fig. 59: Estatua de Plutón raptando a Proserpina. De: http://www.oarval.org/section3_14sp.htm

Fi. 60: Imagen de Plutón. De:http://www.oarval.org/section3_14sp.htm

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La existencia de este planeta ya se había previsto por Camilo Flamarión (1842-1925) en 1879. A partir de los cálculos efectuados en 1915 por Percival Lowell (1855-1916) y de los clichés fotográficos que Clyde toma los días 23 y 29 de enero de 1930 se llega por fin a conclusión de que Plutón era un nuevo planeta del Sistema Solar.

El nombre de Plutón (que reproduce las iniciales de Percival Lowell) fue oficialmente aceptado en 1930 por el observatorio Lowell, en honor al científico cuyo cumpleaños coincidía con la fecha en la que fue anunciado el descubrimiento y a la vez fue quien pagó los gastos de las investigaciones que sucedieron a su muerte, se destaca por Skilling y Richardson (1980) que la sugerencia del nombre la hizo una niña inglesa de 11 años.

Plutón es el planeta más distante del Sol; describe una órbita elíptica con una excentricidad bastante grande, tanto así que existe un período en que se encuentra cerca del Sol más que Neptuno a 4 440 millones de Kilómetros en su perihelio; en su afelio que es la mayor separación del mismo, la distancia es de 7395 millones de Kilómetros. Plutón tarda 249 años en recorrer su órbita alrededor del Sol. Estuvo en su perihelio en septiembre de 1989, viajando por el interior de la órbita de Neptuno y volverá a estar en él en septiembre de 2 226. Actualmente se aleja del Sol.

La gran distancia a la que hallamos a Plutón hace que sepamos muy poco sobre él, pero conocemos lo que a continuación se expone:Plutón es considerado un objeto transneptuniano junto con Eris porque su órbita se ubica más allá de la órbita del planeta Neptuno. Algunas subdivisiones específicas de ese espacio llevan el nombre de Cinturón de Kuiper y Nube de Oort . Plutón es considerado el prototipo de esta categoría de objetos y se encuentra en el cinturón de Kuiper.

Según algunos estudiosos se traslada alrededor del Sol a una distancia media de 39.4 u. a. la inclinación de la órbita es i=17°. Según Bakulin, Kononóvich y Moroz (1987) su masa es 0.002 la masa de la Tierra. En la fecha en que fue descubierto su radio no se había definido con exactitud, se estimaba que fuera de 1 500 Km, con el paso del tiempo, el desarrollo de la tecnología y las continuas observaciones se determinó que su diámetro22 es de 2 302 kilómetros.

Plutón posee una atmósfera extremadamente tenue, formada por nitrógeno, metano y monóxido de carbono, que se congela y colapsa sobre su superficie a medida que el planeta se aleja del Sol. Según Kuiper (1950) es esta evaporación y posterior congelamiento lo que causó las variaciones en el albedo del planeta, detectadas por medio de fotómetros fotoeléctricos. A medida que el planeta se aproximó, los cambios se fueron haciendo menores, disminuyendo cuando se encontró en el perihelio orbital (1989). Se espera que estos cambios de albedo se repitan pero a la inversa, a medida que el planeta se aleje del Sol rumbo a su afelio.

22 Según http://es.wikinews.org/wiki/El_Planeta_2003_UB313

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Tabla 3: Otros datos sobre PlutónNombre Plutón

Número del MPC 134340Radio ecuatorial medio en Km 0.180

1 148.07Volumen 0.005Gravedad en el Ecuador (m/s2 ) 0.60Período de rotación (en días siderales) -6.38718 (retrógrado)Velocidad media de órbita (en km/s) 4.7490Excentricidad de la órbita 0.24880766Inclinación del ecuador desde la órbita 119.61⁰Temperatura superficial media (en K) 40

Tabla 3 de: http://es.wikinews.org/wiki/El_Planeta_2003_UB313

Los satélites de Plutón

Plutón tiene tres satélites: Caronte, que es muy grande casi del tamaño de Plutón, descubierto en 1978, Nix e Hidra cuyos nombres obedecen a la mitología griega y a una cultura grecolatina, descubiertos el 31 de octubre de 2005 por el Telescopio Espacial Hubble. Caronte es la más grande de todas las lunas del Sistema Solar en comparación con el planeta al cual orbita, posee 1 192 kilómetros de diámetro y está a 19 640 kilómetros del planeta, de hecho provocan un efecto de planeta doble o de satélite-planeta, este efecto es producido también por La Tierra y La Luna que ocupan el segundo lugar en tener un tamaño y una masa similares.

Los nombres Nix e Hidra fueron escogidos conjuntamente de las iniciales de la sonda espacial Nuevos Horizontes y sus nombres provisionales son: S/2005 P1 y S/2005 P2 respectivamente. Aparentemente poseen 100 y 150 Km de diámetro ambas con órbitas muy exteriores, por tal razón son satélites del sistema Plutón-Caronte, en consecuencia sus órbitas son muy estables.

El hecho está consumado, Plutón no pertenece más a la lista de planetas clásicos, por lo tanto los currículos educativos deberán sufrir una modificación significativa en sus planes de estudio para el área de Astronomía. Como consecuencia los libros de textos deberán reformarse de tal manera que presenten la novedad científica de La Unión Astronómica Internacional de que Plutón es al fin un planeta enano desde el año 2006.

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Ceres: otro planeta enano

¿Qué diremos de Ceres? Era, en la mitología romana, diosa de la agricultura (fig. 61). Para los griegos, hija de Saturno y Ops, llamada Deméter. Según estas mitologías fue ella quien enseñó a los hombres el tratamiento de la tierra para que diera frutos y, también a elaborar el pan. Se caso con Júpiter, su hermano mayor, naciendo de ella Proserpina cuya relación con Plutón la conocimos en otro momento. Neptuno se enamoró de ella, pero Ceres huyó y se convirtió en Yegua, él no se resignó y se convirtió en caballo para estar a su lado, de tal forma que engendraron al caballo Arión.

Se levantó un templo para ella en el monte Aventino de Roma. Su gran fiesta era la Cerealia o Ludi ceriales (Juego de Ceres). Se celebraba entre el 12 y el 19 de abril. Al ser una actividad propia de plebeyos hay poco registro de su culto pero sí se sabe que se solía atar ascuas a las colas de los zorros los cuales eran presentados en el Circo Máximo. Ceres aceptaba como sacrificio al cerdo, la jabalina y la hembra del cerdo, además del carnero, de los primeros sobre todo porque ellos dañaban los cultivos. Existía una formación especial para seguir a Ceres. Los novicios eran inducidos a conocer los misterios de la diosa en un templo llamado Eleusis, y se esperaba de ellos una felicidad perpetúa porque contaban con su favor y protección.

En el Sistema Solar Ceres podría ser un planeta (fig. 62) y no un asteroide como se quiso categorizar. Según las observaciones de Hubble, posee características propias de un planeta rocoso tales como la Tierra o Marte. Casi esférico, semejante a la Tierra. Carletti lo destaca con un centro rocoso y una delgada y polvorienta corteza exterior. Fue descubierto en 1801 por Giuseppe Piazzi, quien inicialmente creyó que era un cometa. Gauss ayudó a calcular su órbita, comprobando ambos que el objeto era el esperado: un planeta. Y le llamaron Ceres. Después de un tiempo y de otros estudios hechos por Herschel se dijo que no era un planeta, es decir, que pertenecía a una categoría diferente de cuerpos celestes a los que él mismo llamó asteroides.

Fig. 61: Ceres. Diosa de la Agricultura.De: http://sogradargos.blogspot.com/2008/03/ceres.html

Fig. 62: Imagen de Ceres.De: http://axxon.com.ar/not/175/c-1750017.htm

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Tabla 4: Datos importantes sobre CeresDiámetro 930 km

Ubicación Entre Marte y Júpiter. Cinturón principal de asteroides.

Período de rotación Según observaciones completa su período en 9 horas.

Tabla 4 de: http://dawn.jpl.nasa.gov

El diámetro en el ecuador es un poco más ancho que en sus polos. Al centro tiene un material más denso que en la superficie lo cual lo diferencia de otros asteroides, que además son más pequeños. Se dice que las perturbaciones gravitatorias de Júpiter de hace miles de años impidieron la captura de más material que le hubiera dado la categoría de planeta clásico.

Posee en su composición, según las observaciones, minerales que contienen agua. Si tuviera un 25 % de agua, a lo mejor tendría más que toda el agua dulce de nuestro planeta. La diferencia es que Ceres posee el agua en forma sólida, es decir, hielo, localizada esencialmente en el manto (fig. 63). Comprende el 25 % de la masa del cinturón de asteroides, sin embargo no es más masivo que Plutón.

Los resultados de las investigaciones fueron publicados en la revista Nature el 8 de septiembre de 2006. Dirigió el trabajo en esta ocasión el Dr. Peter C. Thomas del Centro de Radio física e Investigación Espacial de la Universidad de Cornell.

La NASA planeaba enviar una sonda espacial que ayudara a averiguar muchos misterios sobre Ceres, entre ellos: rotación, gravedad, volumen y componentes químicos. El nombre de la sonda es Dawn, pero aplazó su viaje el 2 de marzo de 2006. Supuestamente iban a lograr una cercanía de 25 km de los cuerpos rocosos pero debido a elevados costos del proyecto y a problemas técnicos no se pudo realizar.

La búsqueda continúa, no se deja de dar seguimiento, quién quita que tengamos que estudiarlo como planeta clásico y no como planeta enano o asteroide.

Fig. 63: Estructura interna de Ceres.Adaptado de: http://mx.groups.yahoo.com/group/saq/message/597

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Eris: ¿Un nuevo planeta?

Eris, en la mitología era diosa de la discordia tanto para griegos como para latinos, ella inició con sus acciones los acontecimientos que causaron la guerra de Troya. Esposa de Ares el dios de la guerra, sus hijos son la pena, el olvido, el hambre, el dolor y el juramento, además se le atribuye como hija a Disnomia diosa de la anarquía. Como vemos no era una diosa de grandes valores sino al contrario. Existe una gran relación entre el descubrimiento de Eris el 8 de enero del 2005 y su mitología, porque fue a partir del mismo que surgió el cuestionamiento de si Plutón podía seguir perteneciendo al conjunto de planetas clásicos o bien si había que incluir a Eris, por su gran tamaño, como un décimo planeta (fig. 64). De hecho fue considerado así por más de un año. Al fin terminó por desplazar a Plutón a la nueva clasificación hecha por la Unión Astronómica Internacional: Planeta Enano.

Los descubridores de Eris son: Michael Brown, Chad Trujillo y David Rabinowitz. Lograron su hazaña a partir de imágenes tomadas el 21 de octubre del 2003 a través del telescopio espacial Hubble y el laboratorio Keck y el anuncio del descubrimiento fue realizado el 29 de julio de 2005. Dieron al nuevo ser encontrado el nombre provisional de 2003UB313 de acuerdo a las nomenclaturas propias para Asteroides. Posteriormente fue sugerido y aceptado extraoficialmente por el equipo el nombre Xena. En la página de internet donde fue hecho el anuncio se la llamó Lila, por la hija recién nacida de uno de los científicos implicados.

Los primeros nombres fueron propuestos por Brown, pero era necesario definir el lugar de Eris en el Sistema Solar, es decir si era planeta o no. Se llegó por decisión casi unánime a la aceptación del nombre Eris por la UAI, después de que Brown presentara la lista oficial de nombres elegidos.

El Diámetro de Eris: Un dilema

Eris es el decimosexto cuerpo de mayor tamaño del Sistema Solar, mayor que Plutón. Posee aproximadamente 2 400 km de diámetro, cerca de 100 Km más que éste, en consecuencia es también el mayor objeto transneptuniano y el planeta enano más grande.

Es importante precisar que debido a su lejanía del Sol no es posible dar una medida exacta de su diámetro. Las mediciones fueron hechas de acuerdo a la reflectividad de la luz solar de su superficie, con la salvedad de que no existe un cuerpo que refleje

Fig. 64: Vista artística hacia el Sol desde las cercanías de Eris. http://es.wikipedia.org/wiki/(136199)_Eris

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toda la luz recibida del Sol. Con estas aclaraciones se comprenderán los datos que se presentan en la tabla 5:

Tabla 5: Diámetros aproximados de Eris, Plutón y CaronteTipo de Superficie Porcentaje de luz

ReflejadaDiámetro de Eris (Km)

Desconocida 100 % 2 210

Nieve Fresca 90% 2 230

Antártida 80% 2 475

Plutón 60% 2 860

Caronte 38% 3 550

Tabla 5 de: http://luppas.homeip.net/astrotaller/viejos_nuevos_planetas/eris/eris_astronomia.htm

Brown calculó el diámetro de Eris en unos 2398 ±96 un 6% más que Plutón lo cual indica que Eris es un cuerpo con una gran capacidad reflexiva, con un brillo similar al de la nieve recién caída, reflejando un 86 % de la luz solar que recibe . Lo que convierte a este planeta enano en el segundo cuerpo del Sistema Solar con gran albedo, siendo el primero la Luna de Saturno llamada Encélado.Sin embargo el problema del diámetro no queda resuelto ahí. Según investigaciones realizadas en Granada, España, desde el Instituto de Radioastronomía Milimétrica dirigido por Juan Peñalver se afirma que éste oscila entre los 2860 y 3090 km con un margen de error de ± 300 km. Estos estudios fueron hechos por astrónomos de la Universidad de Bonn y el Instituto Max Planck de Radioastronomía, dirigidos por Frank Bertoldi.

Ellos enfocaron sus trabajos a la medición de las radiaciones de calor emitidas por Eris que dependen de la temperatura. Según ellos el diámetro de este planeta podría superar las medidas encontradas por Brown y superan a Plutón en un 23 % o 33%. Hicieron pública su investigación a través de la revista Nature el 1 de febrero de 2006.

El gráfico (fig. 65) muestra las apreciaciones de este equipo de astrónomos: La curva azul indica el diámetro que se podría obtener desde la medición de la reflectividad solar que van desde 2300 km hasta 8000 km para albedos muy bajos; y la curva roja indica la medición del diámetro desde la emisión de

Fig. 65: Refleja apreciaciones del diámetro de Eris. Instituto de Radioastronomía Milimétrica IRAM, Granada, España.

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radiaciones. La intersección de ambas indica las apreciaciones más cercanas al diámetro de Eris y las líneas punteadas los intervalos de incertidumbre.

Eris se encuentra a 97 u. a. del Sol pero en su órbita elíptica puede acercarse a él a 38 u.a, posee una densidad de unos 2 g/cm3 en una masa de hielo y agua que iguala la densidad de Plutón, su temperatura es aproximadamente de - 240 grados Celsius y está cubierto de una capa de metano que se congeló después de ser expulsada a la superficie del planeta que con ayuda de las radiaciones solares y ciertas reacciones químicas se volvió amarilla.

Período de rotación de Eris

El período de rotación ha sido también motivo de diversas investigaciones, las cuales se hicieron a través de la curva de luz del planeta. Algunas conclusiones de diferentes equipos de astrónomos que trabajaron en distintos lugares se describen en la tabla siguiente:

Tabla 6: Investigaciones hechas sobre el período de rotación de ErisEquipo Fecha de

observaciónObservatorio

Período Fecha de Publicación

J. M. Petit, M. Holman y B. Gladman.

30 y 31 de Julio del 2005. 2 y 3 de agosto del 2005. Desde Cerro Paranal. Las campanal.

No lo encontraron pero sugirieron que es mayor de 8 horas.

8 de septiembre del 2005.

H. W. Lin. Y.l L. wu y W. H. Ip

Observatorio de Lulin

Incierto ~3.55 horas

1 noviembre del 2006

G. Carraro, D Bertin, y M.G. Parisi

Obs. Interamericano Cerro Tololo Chile.30 nov-4dic. 2005.

No menor de dos días

Si logra demostrarse que su período es largo puede también demostrarse que su rotación es lenta y con amplitudes de 0.05 magnitudes; esto indicaría que sus dos radios: polar y ecuatorial son prácticamente iguales, como consecuencia su simetría sería mayor que la de otros planetas plutonianos incluyendo también a Plutón. Esa amplitud haría ver que el eje de Eris está orientado hacia la Tierra. Esto nos ofrece la oportunidad en este momento de observar solamente uno de los polos de Eris.

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Eris se encuentra cerca de su afelio, y su radiación solar es 6.6 veces más débil que en su perihelio. Cuando se encuentre en su perihelio se observará el otro polo de Eris y con ello las variaciones sufridas por su superficie.

Masa de Eris

Para darnos cuenta que Eris es más masivo que Plutón, no es suficiente saber que aquél es de mayor tamaño que éste, es necesario verificar otros parámetros. Entre ellos su composición, porque si el cuerpo está formado de hielo en gran cantidad, el resultado sería de mucho menos masividad, sucedería lo contrario si su formación es de roca.

Si se encuentra un satélite orbitando a un planeta, se mide la distancia de éste al planeta y su período orbital. El planeta más masivo atraerá al satélite con mayor fuerza hacia él y hará que orbite con mayor velocidad. Al medir su órbita y su velocidad se sabrá la medida de su masa con exactitud.

El equipo de Mike Brown realizó sus mediciones sobre Disnomia, satélite de Eris, y logró determinar que su masa es de 1.66 ± 0.02 X 1022 kg, 27 % más que Plutón. De paso se logró descubrir que Disnomia posee un período de 15.8 días y una distancia media de 37 350 km del planeta Eris.

Superficie de Eris

Para poder determinar la composición superficial de un planeta es necesario estudiar la luz solar reflejada por éste. Según el equipo de Mike Brown la superficie de Eris es similar a la de Tritón tanto en su albedo como en su composición y tamaño. Básicamente está formado por metano congelado lo cual indica la lejanía del Sol y una estructura primitiva no calentada por él desde que el mismo se formó hace 4600 millones de años. Eris tiene una inclinación orbital de 44° y una alta excentricidad e=0.44, debido a estas dos razones la UAI lo incluyó en el grupo Objeto del disco disperso, separado de los TNO (Transneptunian Objects) clásicos, mientras no sea declarado el décimo planeta.

Eris tarda 558 años en dar una vuelta alrededor del Sol. Es el segundo planeta descubierto de la siguiente región del Sistema Solar, llamada Región de Oort inferior en la que también orbitan los nuevos planetas 2002 TC302 y Sedna.

Disnomia: El satélite de Eris

Descubierto también por Mike Brown, acompañado en esta ocasión y para esta misión por M. A. van Dam, A. H. Bouchez y D. Le Mignant con quienes trabajó en el Observatorio Keck de Hawaii. Hicieron el anuncio de su hallazgo el 1 de octubre de 2005 y usaron el sistema Laser Guide Star Adaptive Optics.

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Le dieron inicialmente el nombre de Gabrielle, amiga de Xena en la serie televisiva; pero la UAI aprobó el nombre de Disnomia, nombre de una de las hijas de Eris, el 13 de septiembre del 200623.

Disnomia es mucho menos brillante que Eris, se estima que puede ser unas 60 veces menos. Su diámetro es una 8 veces menor al de su planeta. Se calcula su periodo orbital aproximado a dos semanas, pero debe precisarse más. Para ello continúan las observaciones. Tarda cerca de 15.8 días en dar una vuelta a Eris a una distancia media de 37350 km con una excentricidad de 0,007. Posiblemente es el único satélite de Eris.

El sistema Eris-Disnomia es parecido al sistema Tierra-Luna, pero más reducido. Eris es 5 veces más pequeño que la Tierra y Disnomia 10 veces menor que la Luna. Cabe destacar que las mejores imágenes son aportadas por el Telescopio espacial Hubble empleando una Cámara Avanzada de Rastreo (ACS).

7.4.4 Objetos extraterrestres que nos han visitado desde el principio de los tiempos

Cometas

En una noche estrellada, lejos de las muchas luces de ciudades grandes, por ejemplo en muchos sitios de la zona rural de Matagalpa y otros departamentos del país, se pueden observar en el cielo miles de puntos luminosos, algunos muy brillantes y otros que apenas se pueden ver. La mayoría de éstos son estrellas y muy pocos son planetas de nuestro Sistema Solar.

Moviéndose en la oscuridad, entre algunos planetas, casi siempre invisibles a simple vista, hay una gran cantidad de objetos pequeños. Algunos no son más grandes que los carros o las casas, mientras que otros tienen cinco, diez, quince o cien millas de longitud. “Perdidos entre las estrellas”, escribe Curtis Peebles, notable historiador de ciencias, “hay montañas en el cielo. Algunas son mundos en sí, otras son restos de colisiones de antaño.”

De esas montañas, las que están compuestas en su mayoría por metal y roca son conocidas como asteroides, en tanto que las que están formadas en gran medida por hielo y roca son llamadas cometas. Debido a su relativo pequeño tamaño (comparado con los planetas y estrellas), es difícil ver a la mayoría de los asteroides y de los cometas sin la ayuda de un potente telescopio; sin embargo, algunas veces un cometa puede incrementar el tamaño de su cola y pasar suficientemente cerca de la Tierra siendo de esta manera visible a simple vista.

23 Información de: http://www.johnstonsarchive.net/astro/astmoons/am-136199.html.

Fig. 66: Cometa Hale-Bopp, descubierto en Julio de 1995. Tomada de: Nardo D. Comets and Asteroids (2004).

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Por esta razón, nadie sabía de la existencia de los asteroides hasta que los grandes telescopios se hicieron comunes. En contraste, los cometas habían sido vistos desde tiempos remotos (fig. 66). Al paso de los siglos, se han puesto muchos nombres a estos objetos y, como los cometas tienen una apariencia singular, como estrellas rizadas, la mayoría de sus nombres son similares. En la antigua China, fueron llamados estrellas escoba, por ejemplo. Los aztecas, los llamaron estrellas fumadoras, mientras que en el antiguo Zaire, en África, se les nombró como estrellas con cabello. Similarmente, el nombre europeo, cometa, el cual ha sido universalmente aceptado, viene de la palabra griega kome, que significa cabello.

Cualquiera haya sido la forma de llamar a los cometas, lo cierto es que todos coincidieron en considerar a estos objetos como augurios o signos sobrenaturales, de una u otra naturaleza. Lo más común fue que se les atribuyera el presagio de ciertos desastres o de mala fortuna. Un antiguo documento chino afirma:

“Los cometas son estrellas malignas. Cada vez que ellos aparecen en el sur, algo ocurre que hace que lo viejo desaparezca y se establezca lo nuevo. También, cuando los cometas aparecen, mueren las ballenas. En tiempos de Sung, cuando un cometa aparecía en la constelación de la Osa Mayor, todos los soldados morían, todo era un caos. Cuando un cometa aparecía en la estrella del norte, el emperador era reemplazado. Si aparecía en los límites de la Osa Mayor, en todos los lugares había rebeliones y la guerra continuaba por varios años. Si aparecía en el centro de la misma constelación, un príncipe controlaría al emperador. El oro y las gemas perderían su valor… La canallada perjudicaría a los nobles. Algunos líderes aparecerían causando disturbios. Los ministros se rebelarían en contra del emperador.”

La otra creencia común, en cuanto a los augurios de los cometas, fue la de que ellos eran señal de nacimiento, muerte o victorias militares de grandes reyes, generales y otros líderes. William Shakespeare resumió todo esto de la mejor manera en su obra Julio César: “Cuando los mendigos mueren, no se ven cometas; sin embargo los cielos mismos se iluminan anunciando la muerte de los príncipes”. De hecho, la muerte del Julio César real, se dice que fue marcada por un cometa. De acuerdo con el biógrafo griego de Julio César, Plutarco: “Entre los eventos supernaturales (que marcaron la

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muerte de Julio César) está, primero, el grandioso cometa que brilló muy intensamente por siete noches después del asesinato de César y luego desapareció”. Similarmente, en los tiempos de Plutarco, se creyó que un cometa que se hizo visible en el año 79 después de Cristo, estuvo asociado con la muerte del emperador romano Vespasian. Así también, un cometa fue visto como un augurio de la destrucción de Jerusalén por los romanos en el año 66 después de Cristo.

A pesar de todo esto, no todos los científicos de la antigüedad estuvieron convencidos en cuanto a esas creencias acerca de los cometas. El filósofo griego Demócrito, fue la primera persona conocida que sugirió que estos objetos celestes debían tener un origen natural. Propuso que los cometas existían entre las lejanas estrellas y planetas y que se formaban cuando uno de estos cuerpos se precipitaba hacia el otro. Desde el punto de vista de Aristóteles, los cometas tenían un origen natural, pero existían dentro de la atmósfera de la Tierra. Séneca declaró que Aristóteles estaba equivocado. Dijo que los cometas no podrían moverse a través de la atmósfera. Si así fuera, el viento causaría disturbios en su movimiento. Séneca no estuvo seguro de lo que era un cometa, pero tuvo la humildad para admitirlo y la visión para afirmar que futuros científicos descubrirían la verdad. “El día vendrá, escribió, cuando el progreso de la investigación, pondrá a la vista los misterios de la naturaleza que ahora nos están vedados… el hombre podrá explicar algún día en cuáles regiones se mueven los cometas, por qué ellos se diferencian tanto de las otras estrellas, cuál es su tamaño y su naturaleza. Muchos descubrimientos están reservados para las eras que están por llegar, cuando nuestra memoria haya muerto… La naturaleza no revelará todos sus secretos a la vez.” Las ideas de Séneca acerca de los cometas y otros aspectos de los cielos tuvieron poco o ningún efecto en el pensamiento de las generaciones que le siguieron. En los tiempos medievales, siguieron prevaleciendo las antiguas supersticiones acerca de los cometas. En el siglo siete, Isidor, obispo de Sevilla, un influyente historiador cristiano, declaró que los cometas predecían guerras y epidemias. Y el hecho de que, de tiempo en tiempo, los cometas se materializaban durante las guerras fue suficiente para convencer a la mayoría de las personas de que el obispo estaba en lo cierto. En el año 1006, por ejemplo, un cometa apareció justo cuando el conquistador William estaba invadiendo Inglaterra. La creencia común fue que la aparición de este cometa era una mala señal para el rey Harold de Inglaterra.

Increíblemente, cierto temor y asombro acerca de los cometas se conservó hasta los tiempos modernos, a pesar de que la ciencia había mostrado conclusivamente que estos objetos son simplemente grandes piezas de hielo y roca que vagan por el Sistema Solar. Por ejemplo, cuando el cometa Biela pasó cerca de la Tierra en 1892, el terror se apoderó de muchas personas alrededor del globo terrestre. Algunas reacciones típicas fueron reportadas en el periódico de Atlanta, Georgia. Por ejemplo: “El temor que se posesionó de muchos ciudadanos todavía no ha desaparecido. A nivel

Fig. 67: Los elementos que dieron origen a la vida pudieron venir en cometas o asteroides. Tomada de: Nardo D. Comets and Asteroids (2004).

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general, las expectativas en estos lugares fueron que el cometa podría ser oído desde el sábado en la noche. Como uno de los resultados, los confesionarios, de las dos iglesias católicas, aquí, estuvieron llenos ayer. Mientras avanzaba la noche, hubo muchos que afirmaron que podían sentir cambios en la atmósfera. El aire, decían, está enrareciendo… Esa noche, las iglesias estaban llenas y los sermones se enfocaron en la terrible situación.”

Actualmente, en contraste, los astrónomos y otros científicos ven a los cometas y a los asteroides como objetos fascinantes y aseguran que mucho puede ser aprendido del estudio de estos cuerpos del cielo. Los cometas y el material que los compone, puede tener conexiones cruciales con el origen del ser humano y otros tipos de vida sobre la Tierra.

“Los cometas son los objetos menos conocidos del Sistema Solar”, dice un experto en cometas de la NASA, Donald Yeomans. “Y ellos son probablemente los más importantes cuando vienen hacia nosotros.” Este experto se refiere a la actual teoría que afirma que buena parte del agua en la Tierra fue traída por cometas que aterrizaron en nuestro planeta, además de que los componentes orgánicos en los cometas fueron los precursores de la vida aquí, en la Tierra (fig. 67). De esta manera, se puede afirmar que los impactos de los cometas han jugado un importante papel en la evolución de la Tierra, principalmente en sus primeros días de formación, billones de años atrás.

El mero hecho de que los cometas, y también los asteroides caen ocasionalmente en la Tierra, es otra de las razones por las que estos cuerpos son importantes para los seres humanos. Casi todos los científicos ahora aceptan que el impacto de un cometa o asteroide se deshizo de más de la mitad de las especies animales del planeta, incluyendo los dinosaurios (fig. 68), hace unos 65 millones de años. Tales desastres pueden llegar a pasar en el futuro. Irónicamente, sin embargo, los temores antiguos acerca de

Fig. 68: Los dinosaurios, posiblemente, estuvieron entre las víctimas del impacto de un cometa. Tomada de: Nardo D. Comets and Asteroids (2004).

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estos objetos no estuvieron totalmente fuera de lugar, aunque las razones dadas en esos días fueron erróneas. Lo cierto es que entre más estudiemos y comprendamos estos cuerpos, más oportunidades tendremos para controlarlos y mantenerlos lejos de ser una amenaza para nosotros. (Nardo, 1947∕2004).

Hemos visto, pues, que a través de la historia, la gente ha sido asombrada y alarmada por los cometas. Ahora sabemos que los cometas son cuerpos formados por hielo seco y que existen desde la época de la formación de nuestro Sistema Solar. Se cuentan entre los objetos que han sufrido pocos cambios desde que se originaron y por tanto nos dan importantes pistas acerca de la formación de nuestro Sistema Solar. Actualmente, podemos predecir las órbitas de muchos de ellos, pero no de todos.

Cerca de una docena de nuevos cometas son descubiertos cada año. Los cometas que tienen períodos cortos son predecibles con mayor facilidad, ya que se llevan menos de 200 años en orbitar el Sol. La mayoría de ellos vienen de la región de los cuerpos helados, llamada Cinturón de Kuiper, más allá de la órbita de Neptuno. Los cometas menos predecibles son los que tienen un período muy largo y vienen de la región llamada Nube de Oort a una de distancia de, aproximadamente, 100 000 u.a. desde el Sol. Estos cometas pueden tomar tanto como 30 millones de años para completar su viaje alrededor del Sol. Más o menos un trillón de cometas residen en la Nube de Oort, orbitando el Sol muy cerca de la influencia del campo gravitacional que puede hacer que se precipiten hacia nuestro astro rey.

Cada cometa tiene sólo una pequeña parte rocosa, llamada núcleo, la cual no es más grande que unos cuantos kilómetros. El núcleo contiene piezas de hielo y gases congelados salpicados de rocas incrustadas y de polvo.

Cuando un cometa se acerca al Sol, comienza a calentarse, el cometa se vuelve suficientemente brillante como para verlo desde la Tierra mientras su atmósfera se hace más grande. El calor del Sol causa que el hielo en la superficie del cometa se convierta en gases, con una fluorescencia que es señal de neón en el cometa. Desde el lado calentado por el Sol, se extiende miles de kilómetros un flujo de polvo y gases. El material que se escapa forma una nube brillante de cientos o miles de kilómetros de diámetro. La presión de la luz solar y el flujo de partículas cargadas eléctricamente, llamado viento solar, hace que el material de la nube del cometa se aleje del Sol, formando las largas y brillantes colas del cometa, las cuales son, algunas veces, vistas como colas rectas de iones cargados eléctricamente y como una cola arqueada de polvo. Las colas del cometa siempre se dirigen alejándose del Sol.

La mayoría de los cometas viaja a una distancia segura del Sol. El cometa Halley no se acerca más que a los 89 millones de kilómetros del Sol. En comparación con la

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distancia de la Tierra al Sol, esa distancia es menor. Algunos cometas, se precipitan directamente al Sol o se acercan tanto que se desintegran y se vaporizan.

A continuación se enlistan algunas fechas importantes relacionadas con los cometas:

1618…. Primer cometa observado por medio de un telescopio: Johann Baptist Cysat de Suiza y John Bainbrige de Inglaterra.

1858…. Primer fotografía de un cometa: Cometa Donati por William Usherwood. 1864…. Primer cometa examinado mediante un espectroscopio: Cometa

Tempel. 1985…Primer nave espacial que visita un cometa ICE de la NASA observa al

cometa Giacobini-Zinner. 1986…. Flotilla internacional de naves espaciales observa al cometa Halley. 1994…. Cometa Shoemaker-Levy 9 impacta la atmósfera de Júpiter. 1997…. Cometa Hale-Bopp es fácilmente visible a simple vista. 1998…. El observatorio solar y heliosférico observa cometas que se precipitan al

Sol.(NASA, 2001)

Asteroides

Giuseppe Piazzi, profesor de la universidad de Palermo, Sicilia, el 1 de enero de 1801 trabajaba en la confección del catálogo de turno de la posición de las estrellas. Él tropezó con una “estrella” que se desplazaba con rapidez, y cuyo camino Piazzi siguió con empeño noche a noche durante un mes y medio. Por supuesto, esto podía ser un cometa. Sin embargo, por muchos signos indirectos, Piazzi

estaba casi convencido de haber descubierto el planeta, que según sus cálculos, faltaba (Fig. 69). Él lo denominó Ceres, en honor de la diosa de la fertilidad de la antigua Roma, patrona de Sicilia. Vencido por el cansancio, Piazzi se acostó, y el astro desconocido desapareció.

El afortunado descubrimiento de Piazzi fue acompañado por otra feliz circunstancia. Las ciencias exactas y la Astronomía gozaban de protección en Alemania. En la pequeña ciudad de Göttingen, existía una universidad antigua, conocida en toda

Fig. 69: Imagen que representa a Ceres el asteroide más grande del Sistema Solar. Tomada de: Nardo D. Comets and Asteroids (2004).

Fig. 70: Millones de asteroides flotan en el cinturón de asteroides después de la formación del sistema solar. La estupenda gravedad de Júpiter no dejó que estos objetos formaran un planeta. Tomada de: Nardo D. Comets and Asteroids (2004)

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Europa. En esos tiempos, en ella se fortalecía el genio matemático Karl Friedrich Gauss.

Gauss era aún muy joven. En el momento en que Piazzi pidió a sus colegas que le prestasen la ayuda posible en la nueva búsqueda de Ceres, Gauss recién había cumplido 24 años de edad. Pero precisamente Gauss pudo resolver el problema de Piazzi. Pese a su juventud, Gauss supo, en líneas generales, elaborar un método original del cálculo de la órbita planetaria a partir de sólo tres observaciones, sin introducir ningún supuesto acerca del carácter de la órbita. Las observaciones de Piazzi le dieron a Gauss la maravillosa oportunidad para comprobar sus ideas en la práctica. Él se apresuró a efectuar los cálculos necesarios y predijo el lugar del nuevo cuerpo celeste en el firmamento con varios meses de anticipación.

El mal tiempo impidió a los astrónomos europeos comprobar de inmediato el pronóstico del joven matemático. La oportunidad apropiada se presentó en la última noche de 1801. Y ya a la noche siguiente, en el primer aniversario del descubrimiento de Piazzi, Saverio Von Tsach volvió a encontrar el planeta Ceres que se había perdido. Y un poco más tarde lo observó Olbers, un farmacéutico de la ciudad de Bremen. Olbers era un conocido aficionado a la Astronomía, y dedicó muchos años a la observación de los cometas y al estudio de sus órbitas.

La distancia de Ceres al Sol resultó ser de 2,8 UA. En lo que respecta al método de cálculo de las órbitas propuesto por Gauss, él fue muy fructífero y en parte, ese método, no ha perdido vigencia incluso aún en nuestros días. El desconcierto de los astrónomos fue ilimitado cuando en marzo y abril de 1802 Olbers, observando a Ceres, halló cerca de él otro planeta débil. A éste lo llamaron Palas. El nombre de Palas, que significa conmover, sirve de epíteto permanente y como de segundo nombre de Atena, diosa griega de la razón, los oficios y la guerra. La distancia de Palas al Sol también resultó igual a 2,8 UA. Resultó sorprendente en esos días saber que no había nada y de improviso, un montón. En 1804 a los dos nuevos planetas se les agregó un tercero, Juno. Pronto Olbers, aproximadamente a la misma distancia del Sol, descubrió el cuarto planeta, Vesta.

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Piazzi propuso no llamar planetas a los muchos cuerpos hallados en el Sistema Solar, sino que cuerpos de aspecto planetario: planetoides. Sin embargo, a ellos se les dio el nombre de asteroides (fig. 70), propuesto por William Herschel, lo que significa “semejantes a estrellas”. También se les ha denominado planetas pequeños. En efecto, las dimensiones de los asteroides no son grandes. El mayor resultó ser Ceres; según las últimas precisiones, su diámetro se estima en 1000 km. El diámetro de Palas, que ocupa el segundo lugar por su volumen, es de 610 km. (Gurshtein, 1987)

Actualmente se conoce que los asteroides son cuerpos rocosos metálicos sin atmósfera que orbitan alrededor del Sol. Según la NASA (2001), estos fragmentos rocosos quedaron desde la formación del Sistema Solar, hace, aproximadamente, 4,6 billones de años. La mayoría de estos restos pueden encontrarse orbitando el Sol en un cinturón, llamado el cinturón de asteroides o el cinturón principal. Este cinturón, probablemente contiene millones de asteroides tan grandes como Ceres y otro sólo de 1km en su mayor dimensión. Hasta el momento hay más de 20 000 asteroides numerados.

Mientras los asteroides giran alrededor del Sol, la gigante gravedad de Júpiter y los ocasionales encuentros con Marte o con otro asteroide, cambia las órbitas de los asteroides, tanto que logran salir fuera del cinturón principal lanzándolos hacia el espacio a través de las órbitas de los planetas. Por ejemplo, las lunas de Marte, Deimos y Fobos, se cree que son asteroides que fueron capturados. Los científicos creen que asteroides vagabundos o fragmentos de asteroides han impactado la Tierra en el pasado, jugando un rol importante en la historia geológica de nuestro planeta y en la evolución de la vida en éste. La extinción de los dinosaurios hace 65 millones de años ha sido ligada a devastadores impactos cerca de Yucatán, península de México.

En las últimas décadas, los astrónomos han usado un instrumento llamado espectroscopio para determinar la composición química y mineral de los asteroides, mediante el análisis de la luz reflejada desde sus superficies.

Nuestro conocimiento de los asteroides se ha obtenido de tres fuentes principalmente: observaciones desde la Tierra, datos de sondas espaciales y análisis de laboratorio de meteoritos. Los asteroides se clasifican en distintos tipos según su albedo y sus rasgos espectrales con semejanzas inferidas de los tipos de meteoritos. Los asteroides más grandes, como Ceres, Pallas y Vesta, son bastante esféricos, pero la mayoría tienen formas irregulares, como resultado de las numerosas colisiones entre sí. Las imágenes captadas por la sonda Galileo, en 1992, revelan la presencia de múltiples cráteres de impacto.

Las colisiones entre asteroides dan lugar a múltiples meteoroides, algunos de los cuales llegan a la Tierra como meteoritos, mientras que la mayoría permanecen en

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órbita dentro del cinturón de asteroides, o bien son desviados hacia otros lugares del Sistema Solar.

La mayoría de los asteroides se clasifican en tres categorías: Tipo C (carbonáceo): incluye más del 71% de los asteroides conocidos. Son muy

oscuros con un albedo de 0,03-0,09. Su composición es parecida al Sol. Estos asteroides habitan las regiones exteriores del cinturón principal.

Tipo S (silicáceos): esta clase comprende aproximadamente el 17% de los asteroides conocidos. Son relativamente luminosos con un albedo de 0,10-0,22. Su composición es ferromagnética. Predominan en la parte interna del cinturón principal.

Tipo M (metálicos): aquí se incluye la mayoría de los asteroides restantes conocidos. Son relativamente brillantes con un albedo de 0,10-0,18. Su composición es rica en metales. Habitan la región media del cinturón principal.

Meteoroides, meteoros y meteoritos

La terminación “-ito” es usada para nombrar minerales, por tanto es natural llamar a los fragmentos de roca o hierro que han caído del cielo meteoritos. Un meteorito es un objeto de materia sólida, muy pequeño para ser considerado como asteroide o cometa, que viaja a través del espacio como un objeto no capturado por alguna gravedad o que habiendo aterrizado en la Tierra o en algún otro planeta mantiene su identidad. Los meteoritos son los cuerpos extraterrestres conocidos más pequeños. Un meteoro, popularmente pero erróneamente llamado estrella fugaz, es el fenómeno luminoso causado por la entrada vertiginosa de un meteorito en la atmósfera terrestre.

Antes de que un meteorito entre en la atmósfera, se lo llama meteoroide: objeto sólido que viaja a través del espacio interplanetario, destinado eventualmente a colisionar con otro objeto.

En una noche clara y con poca luz de la Luna, muchos meteoros pueden ser vistos en el curso de una hora de observación cuidadosa. Pero en ciertas noches, en cada año, un número más grande que el promedio se hace visible; algunas veces uno o dos aparecen por minuto. En ocasiones muy especiales, muchos miles se ven en una misma noche. Una de las más notables “lluvias de meteoros” ocurrió después de la media noche del 12 de noviembre de 1833. Se dice que los meteoros cayeron como partículas de nieve; cerca de unos 200 000 fueron vistos, en algunos lugares, en un lapso de unas pocas horas. Ya que todos los meteoros parecieron haber sido originados en un cierto punto del cielo, en la constelación de Leo, y proyectarse en todas direcciones desde ese punto, ellos “hicieron lucir al cielo como una sombrilla”.

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Treinta y cuatro años antes, en 1799, fue vista una lluvia de meteoros similar. También, 33 años después, en 1866, ellos cayeron de nuevo, pero esta vez se contaron menos.

Si un meteoroide sobrevive a su entrada repentina en la atmósfera y choca con la superficie de la Tierra, el cuerpo es llamado meteorito. La mayoría de los meteoroides son partículas delicadas y frágiles que se desintegran rápidamente en su contacto con el aire. Muy pocos meteoroides golpean la Tierra, en tanto que la mayoría de ellos cae en el Sol. Los modelos de cometas, explican las conexiones íntimas entre los cometas y meteoros. A medida que un cometa pasa una y otra vez cerca del Sol, el viento estelar causa una pérdida continua de hielo, y otros de los componentes del cometa. De esta forma se van formando los meteoroides. Cerca del 99% de los meteoroides se han originado a partir de la degeneración de los cometas que pierden su material a largo de sus paseos por el Sistema Solar. El caos que queda del cometa original, tiende a seguir la órbita del antiguo cometa; en ciertas épocas del año, la Tierra cruza el camino de los restos del cometa y la lluvia de meteoros se lleva a cabo.

En términos de la composición física y química, los meteoritos forman tres amplias clases:

Pétreos, llamados aerolitos (fig. 71), compuestos de material silícico de baja densidad similar a las rocas de la superficie más externa de la Tierra. Cuando se examinan bajo el microscopio, muchos de estos meteoritos parecen contener esferas de silicato.

Férreos, llamados también sideritos (fig. 72), los cuales son generalmente 90% hierro y 9% níquel, con una pequeña traza de otros elementos. Son los más comúnmente encontrados y fáciles de identificar debido a su alta densidad y apariencia metálica.

El otro grupo lo forman los ferropétreos, llamados también siderolitos (fig. 73), éstos son un híbrido entre los de hierro y los de piedra y comúnmente exhiben piezas pequeñas de roca entre el hierro. (Zeilik, 1994)

Fig. 72: SideritoEste meteorito de hierro fue encontrado en la Antártica. Este espécimen, probablemente, es una pequeña pieza de un gran asteroide que se desintegró.

Fig. 73: SiderolitoEste meteorito fue encontrado en 1909 en México.

Fig. 71: AerolitoEste meteorito, una roca basáltica casi indistinguible de muchas de las rocas de la Tierra, nos proporcionó la primera prueba fuerte de que los meteoritos pueden venir de Marte. Pesaba originalmente 8 kg, fue recogido en la Antártica. El tamaño del cubo en esta imagen mide 1cm.

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7.5 La Esfera Celeste

Si no todos, una buena parte de nosotros, ha disfrutado del espectáculo de una noche estrellada. Hemos tratado de dar un orden a la inmensa cantidad de estrellas que podemos ver. Esta actitud, según lo datan muchos documentos, ha estado presente en todas las épocas de nuestra vida como especie. Según Guerrero (Las constelaciones. Lecturas del pasado y del futuro, 2007), el cielo siempre ha sido inspiración para el ser humano desde tiempos inmemoriales y ha ayudado a descifrar, en cierta medida el pasado del universo. Además, la posición, relativamente fija, de las estrellas ha ayudado al hombre a orientarse de una forma muy efectiva. Dada la importancia y la influencia bastante notable de las estrellas en nuestra vida, en esta parte nos dedicaremos al estudio de la Esfera Celeste y de las constelaciones.

7.5.1 Construcción de la Esfera Celeste

Sobre el globo terrestre, es posible localizar un lugar con la ayuda de dos números estudiados en geografía con ese fin: la longitud y la latitud. De este modo, nuestro planeta se encuentra cuadriculado por una serie de meridianos y paralelos: los meridianos son los círculos imaginarios que pasan por los dos polos, siendo el más conocido el Meridiano de Greenwich, y los paralelos, son los círculos situados en los planos perpendiculares al eje de los polos, siendo, en este caso, el más conocido el Ecuador. Para la localización de un punto sobre la Tierra se necesita, por tanto, de conocer su longitud (Este a Oeste), la cual indica sobre cuál meridiano se encuentra, y de su latitud (Norte a Sur) la cual determina el paralelo al cual pertenece.

La vieja hipótesis de una esfera, en cuyo centro nos encontramos en todo momento, se vuelve muy importante al tratar de observar el cielo y describir con precisión las posiciones y los movimientos aparentes de los puntos brillantes

Fig. 74: Construcción de la Esfera Celeste para un observador ubicado en algún lugar del hemisferio norte. Tomada de Toro A. Coordenadas Celestes.

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distribuidos sobre el firmamento. Esta esfera, llamada Esfera Celeste, es una superficie esférica ideal cuyo radio se toma tan grande que permite despreciar las dimensiones de la Tierra y del Sistema Solar. Su construcción parte de la percepción de cada observador en su ubicación sobre la Tierra y los elementos que la constituyen tienen origen en la geografía y en el cielo mismo. La figura 74 muestra la forma como se construye la Esfera Celeste para un observador ubicado en algún lugar del hemisferio norte, con una latitud denotada por ф.

Se puede notar que la fuerza de gravedad determina dos componentes en la superficie de la Tierra: la vertical, que es la línea que indica la dirección en la que actúa el peso de los cuerpos cerca de la superficie terrestre, y el plano del horizonte, que es el plano perpendicular a la vertical y tangente a la superficie de la Tierra en el lugar de observación. La vertical corta a la Esfera Celeste en dos puntos: el zenit (Z) y el nadir (N), que corresponden al punto más alto y más bajo respectivamente en la Esfera Celeste. Sobre el plano del horizonte se definen los puntos cardinales (Nc y Sc significan norte y sur cardinales), establecidos de acuerdo a las convenciones de uso común en la geografía. Hasta aquí, la primera cuestión a resolver es si puede identificarse algún movimiento (individual o colectivo) de los objetos celestes durante una noche y, es conveniente además, saber cómo cambiará el panorama cuando se observa el cielo desde un mismo sitio en diferentes épocas del año, o en una misma fecha desde diferentes sitios.

Estas preguntas deben resolverse a partir del estudio de los movimientos de la rotación y traslación terrestre, que son los directos responsables del movimiento aparente de los astros en la bóveda celeste para un observador sobre la superficie de la Tierra. En primer lugar, durante una noche los cuerpos celestes se mueven alrededor de un eje ideal que es la extensión del eje de rotación terrestre hacia la Esfera Celeste; de esta manera, cuando la Tierra rota sobre su eje, el efecto aparente para un observador en la superficie es que todo el cascarón esférico que lo rodea rota en el sentido contrario.

El tiempo que la Tierra tarda en realizar una revolución completa sobre su eje es de 23 horas, 56 minutos y 4 segundos, cantidad que suele llamarse día sideral. Por

Fig. 75: Esfera Celeste para un observador en el hemisferio norte. Tomada de Toro A. Coordenadas Celestes.

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consiguiente, ese tiempo es el que un astro tomaría en regresar a un mismo punto en el cielo luego de que un observador lo ha identificado. Sin embargo, el hecho de que la Tierra toda se traslade alrededor del Sol simultáneamente con su rotación, hace que realmente un astro no vuelva a ocupar la misma posición en el cielo sino hasta que ha girado una cantidad conveniente sobre su eje y ha girado alrededor del Sol una vuelta completa. Estrictamente hablando, no son sólo la rotación y la traslación los responsables del movimiento aparente de los astros; pueden identificarse otros movimientos como la precesión del eje de rotación, nutación, precesión del perihelio, movimiento compartido con la galaxia y otros, cuya trascendencia para las observaciones de un astrónomo aficionado no es significativa.

Si se conoce la ubicación del observador sobre la Tierra, puede definirse en su Esfera Celeste cuál es la ubicación del eje respecto al cual verá rotar todos los astros durante cada noche. En la figura 75 se pueden observar los siguientes elementos:

El eje del mundo, que indica el eje respecto al cual todos los astros parecen rotar. El punto P, que es la prolongación del polo norte terrestre en la Esfera Celeste se

le llama polo norte celeste (P), el cual no presenta movimiento aparente respecto a la Esfera Celeste. Un habitante del hemisferio norte ubicará con facilidad el polo norte celeste en su propia esfera, simplemente encontrando el Norte cardinal y desplazándose hacia el Zenit una cantidad angular igual a la latitud del lugar en el que se encuentra (la separación angular entre P y Z es de 90º). La línea diametral que pasa por el polo norte celeste (y por consiguiente por el polo sur celeste n P’) es a la que se le llama eje del mundo.

Otro elemento importante de la Esfera Celeste es la proyección en ella del Ecuador terrestre. A este círculo se le llama ecuador celeste, el cual es siempre perpendicular al eje del mundo. Lo anterior implica que, así como la ubicación del eje del mundo varía con la latitud de observación, la posición del ecuador celeste también lo hace en la misma proporción. La latitud puede expresarse como la separación angular entre P y Nc (o entre P’ y Sc en el hemisferio sur) o como la separación angular entre el Zenit y el ecuador celeste.

7.5.2 Cinemática de la Esfera Celeste

Fig. 76: Movimiento aparente de las estrellas sobresus paralelos. Tomada de Toro A. Coordenadas Celestes.

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Primero hay que identificar las trayectorias seguidas por los astros en la Esfera Celeste ya construida para cada observador; para esto hay que notar que cada objeto celeste tiene un movimiento aparente alrededor del eje del mundo, por lo que la trayectoria de cada astro es una circunferencia paralela al ecuador celeste, cuyo centro se encuentra en el eje del mundo.

A la trayectoria de cada astro en la Esfera Celeste se le llama paralelo celeste, siendo el ecuador celeste el paralelo de mayor diámetro de la Esfera Celeste. Un observador percibe que cada objeto recorre su paralelo con una rapidez que depende de la rapidez angular de la Tierra alrededor de su eje, y de la visual establecida entre el observador y el objeto. Cuando el astro pasa por el punto más alto de su trayectoria respecto al observador, se dice que el astro se encuentra en el meridiano del observador, que es la línea que une los puntos P, Z y P’ (fig. 76).

La rapidez aparente del astro A cuando pasa por el meridiano del observador es en consecuencia

V = ω r (1)donde r = R sen α, siendo α el ángulo subtendido entre el eje del mundo y la línea OA y ω la velocidad angular de rotación de la Esfera Celeste. La relación entre las rapideces de dos astros A y B ubicados en dos diferentes visuales α y α’ puede establecerse entonces como sigue:

V / V’ = ω R sen α / ω R sen α’ (2)V/V’ = sen α / sen α’ (3)

Esta es la razón por la cual las constelaciones parecen rotar sobre sí mismas mientras pasan sobre nosotros en la Esfera Celeste. Las distancias aparentes entre las estrellas que las conforman no varían, pero sus rapideces de rotación aparente sí son diferentes, lo que produce un efecto cinemático similar al de un cuerpo rígido con movimientos combinados de rotación y traslación.Cuando el astro no se encuentra sobre el meridiano del observador debe definirse su meridiano zenital, que es la línea que pasa por Z, por la estrella y por N. En ese caso la relación de velocidades está dada también por (3), ya que el radio de la circunferencia de la trayectoria del astro es invariable. En lugar del ángulo α, también se emplea muy comúnmente el ángulo h medido entre la visual OA y la línea OA’ trazada desde el observador hasta el punto donde el meridiano zenital corta al plano del horizonte. El ángulo h es llamado altura sobre el horizonte del astro.

7.5.3 Sistema de Coordenadas Celestes

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Cuando se tienen identificadas las trayectorias de los astros en la Esfera Celeste, se necesita una estructura matemática que permita normalizar la medida de sus posiciones aparentes para un observador en una fecha, hora y ubicación geográfica dadas.

El punto de partida para la definición de un sistema de coordenadas astronómicas es entender que los objetos a ubicar se encuentran sobre una superficie, y por tanto, están involucradas dos dimensiones independientes en el problema. Adicionalmente, la superficie de estudio es la de una esfera, y sobre ella deben definirse las variables a relacionar. A continuación, se presentan tres de los sistemas de coordenadas más usados en Astronomía, haciendo referencia a algunas de sus propiedades, ventajas y desventajas.

7.5.4 Sistema Altazimutal

En este sistema se usa como referencia el plano del horizonte, tal como se ilustra en la figura 77. Un astro A tiene coordenadas altazimutales llamadas altura sobre el horizonte (h) y azimut (Az), definidas de la siguiente forma: el azimut es el ángulo medido sobre el horizonte, a partir del sur cardinal y en dirección oeste, hasta el punto A’ que es donde el meridiano zenital del astro intercepta al horizonte. La altura sobre el horizonte es el ángulo medido sobre el meridiano zenital, entre el punto de intersección A’ y la posición del astro.

Observando la geometría de la Esfera Celeste, nos damos cuenta que las coordenadas altazimutales de un astro no permanecen constantes en el tiempo para un observador cualquiera, y que tampoco son equivalentes en un mismo instante para dos observadores en diferentes lugares de la Tierra. La razón de que estas coordenadas no permanezcan constantes para un mismo observador estriba fundamentalmente en que mientras el astro se mueve por su paralelo, continuamente cambia de meridiano zenital; por otra parte, dos observadores en lugares distintos de la Tierra tendrán,

Fig. 77: Coordenadas del sistema altazimutal. Tomada de Toro A. Coordenadas Celestes.

Fig. 78: Coordenadas del sistema ecuatorial Tomada de Toro A. Coordenadas Celestes.

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respecto a las estrellas lejanas, diferentes orientaciones de su horizonte y zenit y, por tanto, los puntos de referencia no serán comparables.

7.5.5 Sistema Ecuatorial

Dadas las desventajas de las coordenadas altazimutales, el sistema ecuatorial usa como referencia el plano del ecuador en vez del plano del horizonte. Puede notarse, en la figura 78, que la separación angular entre el paralelo del astro y el ecuador celeste (que es una cantidad constante) es una referencia fija, por tal razón, el sistema ecuatorial hace uso de esa separación como una de sus coordenadas: la declinación (δ), que tiene un valor de 0° para un astro en el ecuador celeste, de 90° en el polo norte celeste, por ejemplo la estrella polar, y de -90° en el polo sur celeste. La otra coordenada que usa el sistema ecuatorial es el ángulo horario (H), medido como la separación angular entre el meridiano del observador y la línea que une al polo norte celeste, el astro y el polo sur celeste. Esta última línea se conoce como el meridiano polar del astro o meridiano del astro. El ángulo horario se mide sobre el ecuador celeste en sentido horario si se observa desde el polo norte celeste y toma valores entre 0 y 24 horas; cada hora corresponde a 15 minutos de separación angular en la visual del observador.

La declinación de un astro no varía para un mismo observador en una o varias noches. El ángulo horario, en cambio, sí experimenta variación debido a que todos los astros, excepto los que se encuentren exactamente en P y P’, se mueven respecto al meridiano del observador durante una noche.

7.5.6 Sistema Equinoccial

En este sistema (fig. 79), se usa también la declinación para medir la separación entre el paralelo del astro y el ecuador celeste, por lo que también se usa como referencia el

Fig. 79: Coordenadas del sistema equinoccial. Tomada de Toro A. Coordenadas Celestes.

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plano del ecuador. La diferencia radica en la forma de ubicar el astro sobre su paralelo, ya que en vez de usar como referencia el meridiano del observador, que depende de cada observador, se recurre a un punto que se mueve en el cielo junto con todos los astros, tal y como el meridiano de Greenwich se mueve con todos los puntos de la superficie terrestre cuando ésta realiza su rotación. Así, el punto de referencia para medir la posición de un astro sobre su meridiano es el mismo para cualquier observador y en cualquier instante, de manera que la coordenada que se define a partir de ese punto será invariable para cada astro, independientemente de la ubicación del observador.

Además de la declinación, en este sistema, se considera la ascensión recta (A. R. = α), y el punto de referencia en la Esfera Celeste, donde α = 0, se llama punto aries o punto vernal, denotado por γ.

Este último sistema, es el más ampliamente usado por los astrónomos en todo el mundo, y todos los catálogos estelares que se distribuyen entre aficionados y profesionales contienen la información de la ascensión recta y la declinación de miles de astros, corregidas generalmente cada cincuenta años.

7.5.7 Algunas Constelaciones de la Esfera Celeste

En estrecha relación con la enseñanza de la Esfera Celeste, se encuentra la enseñanza de, quizás, uno de los objetos más bellos de esta ciencia, a saber: las constelaciones. El Estudio de las constelaciones, tema propio del noveno grado, se reduce, según el currículo, a las siguientes competencias: utiliza un mapa de la bóveda celeste para identificar algunas constelaciones, galaxias, estrellas y planetas visibles y comprueba su existencia en la observación del firmamento; observa en el firmamento en noches claras con ayuda de un telescopio, desde su comunidad, galaxias,

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nebulosas, constelaciones, estrellas y planetas; explica que en la Vía Láctea existen numerosas estrellas de diferentes tamaños las que se se esparcen en una ancha franja galáctica.

A partir de esto, nos parece importante que todo estudiante identifique, al menos, las constelaciones principales que se pueden observar en nuestros cielos septentrionales. Por ejemplo, podemos proponer el estudio del mapa estelar correspondiente al hemisferio norte y que ellos ubiquen en noches despejadas y en los lugares adecuados, el mayor número de constelaciones. En Matagalpa, por ejemplo, podemos hacer las observaciones en lugares como el Mirador de la Chispa, El Muro de la parte alta del Barrio Pancasán, El Campo de los Padres, El Cerro Apante, el Empalme de

San Ramón, y otros que, por su altura y poca población ofrecen las condiciones óptimas para la realización de las observaciones propuestas en el currículo. Para este fin, es indispensable que los estudiantes usen, hasta familiarizarse, el mapa estelar de nuestro hemisferio que se muestra en la figura 80. Puede sugerirse que identifiquen,

Fig. 80: Mapa estelar del Hemisferio Norte

Fig. 82: Cáncer. Tomada de McCarter N. Constellation Legends

Fig. 81: Aries. Tomada de McCarter N. Constellation Legends

Fig. 83: Géminis. Tomada de McCarter N. Constellation Legends

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según el movimiento observado de las constelaciones visibles, cuáles de las constelaciones se verían en horas del día.

A continuación describiremos, según Ovelleiro (2004), los aspectos más importantes acerca de las constelaciones que más se observan en nuestro hemisferio, esto incluye sus principales estrellas y los mitos creados alrededor de ellas por los griegos.

Aries Es la primera constelación zodiacal. Representa a un carnero y en el cielo se puede ubicar como un triángulo que representa la cabeza del animal ver la figura 81. Sus principales estrellas son Hamal, del árabe carnero; Sheratan, del árabe marca o signo, Mesharthim, antiguamente denominada Sheratan, es asociada a ésta por el origen de su nombre. Estas estrellas marcaban el equinoccio de otoño en la época del desarrollo del zodíaco (200 a. C.) y con ello el inicio del año zodiacal.Los griegos asociaron a Aries con el Vellocino de Oro. El relato describe cómo Jasón realizó un largo viaje a la Cólquida (en el Mar Negro) para recuperar la dorada piel (vellocino) de un carnero fabuloso, el Vellocino de Oro. Este carnero salvó la vida de Frixo y su hermana Hele, rescatándolos antes de ser sacrificados y llevándolos en su lomo por encima del Helesponto (el estrecho que separa a Europa de Asia, nombre en honor a Hele quien cayó y se ahogó en el viaje). Al llegar al país de las costas del Mar Negro, la Cólquide, Frixo fue muy bien acogido y, en agradecimiento, sacrificó al carnero y regaló su piel de oro al rey del lugar, quien la conservó como un tesoro. El animal fue a las estrellas, y parece poco brillante porque le falta su piel de oro.

Cangrejo Es la cuarta constelación zodiacal. Representa un cangrejo según la figura 82, aunque es difícil de identificar en el firmamento. Sus principales estrellas son Acubens, que en árabe significa garra o pinza; Al Tarf, del árabe la mirada o quizás el final; Ascellus borealis o Ascellus Australis, que significan los asnos (norte y sur en Latín). El nombre se refiere a la proximidad a cúmulo abierto, visible a simple vista, denominado el pesebre.Según Eratóstenes, un cangrejo enviado por Hera pinzó los pies de Heracles y fue aplastado por él, tras lo cual

Fig. 84: Boyero. Tomada de McCarter N. Constellation Legends

Fig. 85: Casiopea. Tomada de McCarter N. Constellation Legends

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Hera lo colocó en los cielos. En cuanto a los asnos, Dionisio, en honor a sus servicios, los colocó en los cielos junto a un pesebre.GéminisEs la tercera constelación zodiacal, representa unos gemelos abrazados o cogidos de la mano (fig. 83). Sus principales estrellas son Castor, nombre del Dióscuro morta; Pollux, el Dióscuro inmortal; Alhena, este nombre puede referirse a las marcas identificativos que se hacen en los camellos de un rebaño. Esto sería por encontrarse la estrella en la joroba de un asterismo24 con forma de camello par los árabes.Castor u Pollux fueron dos hermanos gemelos, los hijos de Zeus y Leda, la esposa de Tíndaro, rey de Esparta. Ellos navegaron con Jasón en busca del Vellocino de Oro, fueron luchadores invencibles y sin igual. Debido a su coraje, valentía y por la ayuda que dieron a los marineros, Zeus colocó una constelación en honor a ellos después de muertos.

BoyeroEsta es una constelación en forma de rombo alargado con la brillante y roja estrella Acturus, en la figura 84 se ilustra; es muy fácil de visualizar tras la Osa Mayor hacia el sur. Sus estrellas principales son Acturus, nombre de origen griego que significa guardián de osos; Nekkar, nombre de origen árabe que significa boyero; Seginus, este nombre se origina de múltiples errores de traducción del griego al árabe y del árabe al latín, en el origen significaba boyero también; Izar, que significa en árabe cinturón o faja, llamada modernamente pulcherrima, por ser una doble naranja-azul muy notable; Muphrid, del árabe estrella solitaria del lancero; Alkalurops, del árabe el cayado del pastor.

Para los griegos fue una constelación tanto anunciadora de tormentas como de bienestar, sobre todo su estrella Acturus. Según Eratóstenes el Boyero es Arcas, hijo de Zeus y Calisto. El padre de Calisto, Licaonte, para vengarse de que Zeus hubiera seducido a su hija, invitó a éste a un banquete en su casa. Mató y descuartizó a Arcas y se lo dio a Zeus, que dándose cuenta volcó la mesa airado, fulminó la casa de Licaonte y a éste lo convirtió en un lobo. Zeus devolvió la vida a Arcas, que siendo joven irrumpió en el templo del Liceo y violó a su propia madre (sin reconocerla). Los habitantes del lugar iban a matarlos a ambos pero Zeus tuvo piedad y los colocó en el firmamento.

Casiopea

24 Con esta palabra se designa a un grupo de estrellas.

Fig. 86: Cochero. Tomada de McCarter N. Constellation Legends

Fig. 87: Andrómeda. Tomada de McCarter N. Constellation Legends

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Esta constelación tiene forma de W y se localiza próxima al Polo Norte Celeste, la figura 85 la representa. Sus principales estrellas son Schedar, nombre árabe que significa seno; Caph, este nombre árabe hace referencia a la antigua denominación que este pueblo le dio a toda la constelación y significa la mano tirada con henna, esto se refiere a la costumbre de tintar con henna partes visibles del cuerpo femenino; Cih, este nombre es de origen desconocido, se ha propuesto que podría venir de la denominación china de la estrella: tsih, que significa látigo; Ruchbah, del árabe rodilla; Achird, del árabe, que significa, faja. Casiopea era reina de Etiopía (antigua ciudad situada en las costas de Israel o el Líbano). Su soberbia la hizo creerse más bella que las hijas de Neptuno, las nereidas, a lo que éste respondió enviando un monstruo marino para castigarla. Al morir Casiopea, los dioses la colocaron en una silla entre las estrellas, pero fue obligada a dar vueltas eternamente alrededor del Polo Celeste. Su presunción debía verse ahora ridiculizada cuando el movimiento de los cielos la colocara boca abajo. A Casiopea se la conoce como la dama de la silla. Fue, posiblemente, muy utilizada por los marinos antiguos para orientar sus naves en las noches, dado su carácter circumpolar y su vistosidad.

CocheroEsta constelación es de forma poligonal, en la figura 86 podemos ilustrarnos; se le extrajo una estrella (beta-Tauri) como una prolongación de Tauro. Sus principales estrellas son Capella, del latín cabrilla, de color amarillo, es una de las estrellas más brillantes y vistosas de todo el cielo septentrional; Menkalinan, del árabe hombro del auriga o cochero, por ocupar esta posición en el auriga; Almaz, del árabe hombro.Eratóstenes asocia al cochero con un rey ateniense, Erictonio, quien fue el primero en uncir un carro a caballos y puesto en el cielo por los dioses en muestra de reconocimiento. Otra fábula de cocheros se refiere a la de Mirtilo: Mirtilo ayudó a Pélope, hijo de Hermes, a conseguir la mano de Hipodamia, hija del rey Enómao. El rey sólo consentía el hecho si Pélope era capaz de ganarle una carrera de carros. Para asegurarse esto, Mirtilo saboteó el carro de Enómao, resultando con esto la muerte del rey. Ganada la carrera, Mirtilo esperaba como recompensa pasar la noche de bodas con Hipodamia, a lo que ésta se negó y, para cerrar el círculo de las traiciones, Pélope mató a Mirtilo. Hermes, disgustado por toda esta bajeza, llevó a Mirtilo al cielo en forma de cochero.

AndrómedaEsta constelación tiene forma de A y surge de un vértice del cuadrado de Perseo en dirección a Casiopea, (fig. 87). Contiene la galaxia de Andrómeda, visible a simple vista. Sus principales

Fig. 88: Dragón. Tomada de McCarter N. Constellation Legends

Fig. 89: Hércules. Tomada de McCarter N. Constellation Legends

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estrellas son Alpheratz, que significa en árabe el ombligo del caballo, por ser considerada por los árabes parte de Pegaso. Los árabes también reconocieron el mito griego llamándola como cabeza de la mujer encadenada.Los griegos adaptan a la Señora del Cielo como Andrómeda, la hija de Cefeo y Casiopea. Fue encadenada a una roca para ser devorada por un monstruo marino. Este era el castigo que Poseidón imponía a su madre, Casiopea, por creerse más bella que las hijas del dios, las nereidas. Rescatada por Perseo de la muerte a manos del monstruo, fue llevada con él a Grecia, donde se casaron.

DragónEsta constelación rodea el polo norte celeste, con una cabeza poligonal seguida de una larga cola que serpentea rodeando a la Osa Menor, en la figura 88 podemos verla. La estrella Thuban indicaba el polo norte celeste en el 2600 a. C., época en que se comenzó a formar el cielo mítico de las constelaciones.Cuenta la historia que en la boda entre Zeus y Hera, Gea regaló a la pareja el árbol de las manzanas de oro. Hera, admirada por el regalo, lo plantó en el jardín de los dioses situado cerca del Atlas. Pero como las hijas de Atlas, las Hespérides, robaban las manzanas, Hera colocó a una serpiente como guardián.

HérculesEsta es una constelación de fácil localización en forma de H algo distorsionada en los cielos estivales, (fig. 89). Pretende simbolizar la figura del héroe griego arrodillado. Sus principales estrellas son Ras Algethi, que en árabe significa cabeza del arrodillado; Kornephoros, del griego el que sostiene la porra, haciendo referencia a Heracles con su arma favorita.Los griegos llamaron a esta constelación el arrodillado, una gran figura humana que parece agacharse por un esfuerzo que le afecta las rodillas. La constelación podría representar a Hércules poniendo su pie sobre la cabeza del Dragón, de esta forma la constelación aparecería invertida, con su cabeza hacia el sur. La postura de un Hércules arrodillado sería reflejo de su personalidad, propensa a realizar acciones salvajes y desafortunadas, pero también capaz del más humilde arrepentimiento y búsqueda de redención. Según Eratóstenes, Zeus consideró el enfrentamiento de Hércules con el Dragón digno de ser recordado y lo plasmó en las estrellas.

Fig. 90: Osa Mayor. Tomada de McCarter N. Constellation Legends

Fig. 91: Osa Menor. Tomada de McCarter N. Constellation Legends

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Osa Mayor Esta constelación es muy fácil de localizar en los cielos de la ciudad de Matagalpa, ver la figura 90. Si uno se sitúa, en horas adecuadas, en la zona este de la ciudad o en las zonas altas de la parte central, se puede notar el asterismo del Carro, como se le conoce también, viendo hacia la parte de la carretera a Selva Negra y del Cerro de la Cruz. Sus principales estrellas son Dubhe, palabra derivada de una expresión árabe que significa espalda del oso mayor; Merak, nombre de origen árabe que significa lomo; Phecda, del árabe significa muslo; Megrez, que significa raíz del rabo; Alioth, nombre de origen desconocido; Alkaid o Benetnash, ambos nombres significan gobernadora de las hijas del féretro o jefa de las plañideras, las plañideras recorren el cielo en círculos alrededor de al Jadi, la estrella polar, buscando venganza por un asesinato cometido por ésta; Mizar, nombre que significa chaleco, junto a ella, a unos 11.8 minutos de arco, está Alcor, el jinete, cuya identificación antiguamente servía como prueba de agudeza visual, actualmente es claramente diferenciable. Los griegos identificaron siempre a esta constelación con una Osa, aunque Homero haya reconocido la existencia de otra imagen para este asterismo, identificándola con un Carro. La historia de esta constelación se remonta a la historia del nacimiento de Zeus. El padre de éste, Cronos, se había dedicado a devorar a sus hijos tras su nacimiento; ya llevaba cinco en su estómago cuando nació Zeus. La madre de Zeus, Rea, para evitar su muerte, le entregó a Cronos una piedra envuelta en un lienzo, que devoró sin ver. Zeus fue escondido y criado por dos ninfas: Hélice y Cinosura. Zeus, con el tiempo, consiguió extraer del estómago de su padre a sus cinco hermanos y vencerlo en una lucha. Zeus recompensó a las dos ninfas que lo criaron situándolas en el cielo, con la forma de dos osas: Hélice sería la Osa Mayor y Cinosura, la Osa Menor.

Osa Menor Esta es una pequeña constelación en forma de cazo, la figura 91 la muestra. La estrella polar es el extremo de este cazao, y suele situarse con ayuda de la Osa Mayor, a partir de la prolongación de la línea que une a Merak y Dubhe. Sus estrellas principales son Polaris, los -árabes la llamaron el eje, dada su localización a sólo un grado del Polo Norte celeste. También fue llamada al Jadi, asesino de al Na’ash, cuyas plañideras forman parte de la cola de la Osa Mayor; Kochab, que significa, en árabe, la estrella del norte, esto hace referencia al hecho de que en un tiempo esta estrella estuvo más cerca del Polo Norte que Polaris.

Fig. 92: Pegaso. Tomada de McCarter N. Constellation Legends

Fig. 93: Pléyades. Tomada de McCarter N. Constellation Legends

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Cinosura fue otra sacerdotisa de Ártemis seducida por Zeus, castigada por los dioses y convertida en osa, aunque luego la propia diosa se apiadó de ella y la situó en el firmamento. Eratóstenes comenta que Aglaóstenes la llama la nodriza de Zeus, una de las ninfas de la Ida (macizo de Creta donde fue ocultado por Rea para que Cronos no lo devorara).

PegasoEsta constelación tiene forma de cuadrado, con la cabeza saliendo de un vértice y Andrómeda del opuesto, (fig. 92). Es el cuadrado de otoño en el hemisferio norte. Sus estrellas principales son Markab, del árabe silla de montar, los árabes veían aquí también un caballo; Scheat, que significa corvejón en árabe; Algenib, del árabe costado; Enif, del árabe rosa; Homam, del árabe feliz estrella del héroe; Matar, que en árabe significa la lluvia afortunada. Para los griegos esta constelación era el caballo alado Pegaso, el cual nació de la sangre que brotó del cuello de Medusa, la única gorgona mortal. Acompañó a Perseo en sus aventuras y, posteriormente, a Belerofonte, junto al cual matarían a Quimera, uno de los monstruosos hijos de Equidna, con cuerpo de cabra, cabeza de león y cola de dragón. Pegaso fue testigo también de la muerte de Belerofonte.

PléyadesLas Pléyades, conocidas en nuestro medio como las siete cabritas, la figura 93 las detalla. Han sido de gran importancia en todas las tradiciones astronómicas. En la antigua Mesopotamia se las llamó como el astro. Su nombre aparece mencionado en el más antiguo documento astronómico conservado: un texto de gramática que habría sido compuesto hacia el 2600 a. C. A partir de esa fecha, son numerosas las inscripciones y los relieves de cilindros-sello que las representan, siempre como siete estrellas brillantes. La tradición griega adopta el tema como un mito: el de las Pléyades. A la constelación se la conoce también como Heptastera, siete estrellas. Eran las hijas de Atlas y Pléyone, llamadas Alcíone, Mayra, Astérope, Taigueta, Celaeno, Electra y Mérope. Tuvieron la desdicha de que el persistente Orión se enamorara de ellas, persiguiéndolas durante años. Zeus se apiadó de su situación y las convirtió en estrellas, aunque este hecho no impidió a Orión seguir persiguiéndolas, sin alcanzarlas nunca, en el firmamento. En la figura de al lado, se muestra una representación de las Pléyades como un grupo de seis estrellas, esto es explicado por los griegos: la menos brillante de las hermanas es Electra, que en duelo por la destrucción de Troya abandonó a sus hermanas ocupando otra región del firmamento.

Fig. 94: Perseo. Tomada de McCarter N. Constellation Legends

Fig. 95: Sagitario. Tomada de McCarter N. Constellation

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PerseoEsta constelación sugiere una figura humana con el brazo extendido, ver la figura 94. Sus principales estrellas son Mirkaf, que significa en árabe costado, aunque actualmente este nombre los ostenta una estrella de Pegaso; Algol, que significa cabeza del demonio, es el demonio del cielo para árabes y el ojo maléfico de Medusa para los griegos. Para los griegos, el mito de Perseo fue de gran importancia. Gran parte del cielo septentrional está ocupado por constelaciones que representan pasajes y personajes relacionados a la vida de Perseo. A diferencia de otros héroes, Perseo era compartido por todos los griegos como el ideal de lo que debía ser el héroe griego. Numerosas dinastías de épocas posteriores aseguraban descender de este personaje.

SagitarioEsta es la novena constelación zodiacal, podemos verla representada en la figura 95. Representa un arquero con cuerpo de caballo y tronco y cabeza de humano. Sus principales estrellas son Rukbat, que significa rodilla en árabe; Kaus Australis, que significa arco austral; Alnast, del árabe punta, marca la punta de la flecha; Ascella, significa axila en latín; Nunki, nombre de origen asirio, que significaba estrella que anuncia el mar, refiriéndose a la zona del cielo poblada por constelaciones acuáticas; Arkat, dos estrellas con este nombre, Arkat prior y Arkat posterior, señalan el tendón de Aquiles, que es precisamente lo que significa esa palabra en árabe.Los griegos vieron en la figura del flechador a un centauro, personaje mítico con cuerpo de caballo y tronco y cabeza humanos. Esta constelación fue puesta en el cielo de la noche por Zeus en honor a Quirón, el rey de los centauros.

Vemos así pues, cómo la Esfera Celeste y el conjunto de estrellas que abarca, nos permite darnos una idea de la ubicación en el espacio exterior de nuestra planeta y por tanto de nosotros mismos.

Señalamos a continuación las principales experiencias e ideas acerca de la enseñanza de la Astronomía tanto en nuestro país, como en otros países.

Fig. 96: La Esfera Celeste desde el exterior. Tomada de Ros M. Laboratorio de Astronomía: dentro y fuera.

Fig. 97: La Esfera Celeste desde el interior. Tomada de Ros M. Laboratorio de Astronomía: dentro y fuera.

Fig. 98: Modelo para la enseñanza de la Esfera Celeste. Tomada de Ros M. Laboratorio de Astronomía: dentro y fuera.

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7.5.8 Enseñanza de la Esfera Celeste

En su artículo Laboratorio de Astronomía: dentro y fuera, Rosa M. Ros afirma que uno de los problemas a los que se enfrenta el maestro, cuando trata en su clase la Esfera Celeste, es el cambio de lugar: dentro del aula y en el patio. Cuando el profesor, sobre la pizarra, textos o maquetas, habla de meridianos y paralelos, de coordenadas de posición presenta figuras similares a las que los estudiantes se enfrentaron en el estudio de la geografía, los estudiantes comprenden aparentemente; sin embargo, cuando están observando el cielo directamente, no aparece ninguna línea, no se puede ver el eje de rotación y no es sencillo encontrar referencias en el firmamento: el estudiante está situado en el interior de la Esfera Celeste. Estas dos situaciones didácticas se ilustran en las figuras 96 y 97. Según Ros, una solución para este problema puede ser la construcción de un modelo que englobe las dos posiciones. Éste se construye a partir de la toma de una serie de fotografías que muestren el horizonte del lugar, fijando la cámara a un mismo lugar con un trípode para hacer coincidir el horizonte que muestran las fotos. Estas imágenes deben ser tomadas desde el patio de la escuela o desde alguna terraza que se encuentre cerca del centro educativo. El modelo quedaría tal como lo muestra la figura 98. El eje de rotación se representa con un alambre fijado a la tabla de madera con una inclinación igual a la latitud del lugar ф. Para ubicar el meridiano del lugar se puede fijar un alambre que pase por los puntos cardinales norte y sur y por el eje de rotación terrestre. Este alambre permitirá a los estudiantes imaginar sobre el cielo la línea del meridiano local. El ecuador se simula por medio de un alambre perpendicular al eje de rotación terrestre que empieza y acaba en los puntos cardinales este y oeste. Como se puede notar, este modelo sólo

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funciona en la comunidad en la que está situada la escuela y se le puede sacar mayor provecho si se lleva a los estudiantes al lugar de la toma de las fotografías, ya que es el punto en donde se ha creado la Esfera Celeste del modelo. Con este modelo en mente, podemos encaminar nuestra enseñanza de los contenidos propuestos por el currículo: movimiento aparente, horizonte, orto, ocaso, zenit y astros que pueblan la Esfera Celeste.

La enseñanza de este concepto, desde nuestro punto de vista, puede ser influida por las ideas que, según Joseph Nussbaum, tienen los niños acerca de la Tierra y del firmamento. Ciertos niños “tienen alguna idea de un espacio ilimitado que rodea la Tierra esférica y sólida. Sin embargo, su pensamiento aún es parcialmente primitivo. No utilizan la Tierra como un marco de referencia para las direcciones de arriba-abajo, sino que suponen la existencia de una dirección absoluta arriba-abajo en el espacio cósmico, independiente de la Tierra.” En otro momento, Nussbaum afirma que otros niños consideran a las estrellas y a la Luna como en el interior de una bola. En esta ocasión, nosotros podemos notar que, en algunas personas, el concepto de Esfera Celeste no está alejado del todo del concepto aceptado en general. Nosotros, como docentes de la escuela secundaria, podemos aprovechar estas ideas para crear actividades que hagan más significativo el aprendizaje de los estudiantes. Podemos crear situaciones que provoquen desequilibrio. Por ejemplo, al estudiar ciertas constelaciones, podemos hacer referencia acerca de la forma en que éstas aparecen en el cielo a medida que pasa la noche. La forma en que salen y se ocultan la Luna y el Sol, etc.

7.6 Perspectiva Didáctica de la Enseñanza

7.6.1 Experiencias didácticas sobre la enseñanza de la Astronomía

En muchos países del mundo se han realizado estudios sobre la enseñanza de la Astronomía y se han puesto en marcha proyectos curriculares que apuntan al mejoramiento de la posición de esta ciencia en el currículo. Esto se debe a que la Astronomía, en los últimos años, no ha tenido un lugar en los documentos curriculares tal y como lo tienen la Matemática o la Física. En Nicaragua, los contenidos de la asignatura de Astronomía han aparecido distribuidos como parte de otras asignaturas.

En los grados 3° y 6° de primaria se desarrollan ciertos contenidos de Astronomía como parte de Ciencias Naturales y Estudios Sociales desde hace diez años; siendo los más importantes: la Tierra y sus movimientos, el Sistema Solar, la Luna, las estrellas, las galaxias, el origen del Universo, entre otros.

A nivel de secundaria, desde 1993, están incluidos ciertos contenidos de Astronomía en los programas de Ciencias Naturales, Geografía y Física. En el área Materia,

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Energía y Cambio del Currículo sometido a consulta en el año 2007, adquiere una mejor posición respecto al anterior.

Tanto en el currículo de nuestro país, como en el de muchos otros países como lo afirma Hannula (2005), se puede observar carencia en cuanto al enfoque metodológico de la enseñanza de la Astronomía dada por la falta de orientaciones metodológicas precisas o porque la cantidad de los contenidos incluidos es escasa.

Países como Estados Unidos, Australia y Portugal, por ejemplo, han incluido contenidos de Astronomía en los programas de Educación Primaria. Algunos de estos contenidos son: el día y la noche, sombras, estrellas y planetas, fases de la Luna, el Universo, uso de telescopios y mapas celestes, simulaciones de órbitas planetarias, entre otros. En lo que se refiere a la Escuela Secundaria, los países anteriores, Japón, Alemania, Letonia, España, Suecia y otros, incluyen en el currículo contenidos como los siguientes: el Universo (teorías de su formación como el Big Bang, concepciones del Universo a través de la Historia, estructura y evolución), las galaxias (la Vía Láctea), las estrellas, escala y distancias espaciales, el Sistema Solar, las Leyes de Kepler, los planetas, la Tierra y sus movimientos, asteroides entre otros.

Según las investigaciones realizadas por Hannula (2005), el país que mejor recorrido ha hecho en la enseñanza de la Astronomía es Estados Unidos. Es el que ofrece mayores oportunidades de observación de las realidades del espacio exterior invitando a su análisis y a establecer relación con el planeta Tierra.

Es un camino largo de recorrer sobre todo porque en la mayoría de los países se presenta el común denominador de la poca disposición de los profesores en la enseñanza de esta ciencia. Éstos consideran que no poseen la suficiente formación para impartir estos temas aunque sus currículos los contemplen.

Nicaragua está en proceso, requiere sobre todo una fuerte modificación en lo que se refiere al tratamiento metodológico de los contenidos que se proponen, ya que, en este sentido, falla el currículo de la escuela secundaria, porque sólo proponen los contenidos a desarrollarse, pero no dan estrategias metodológicas para abordarlos, ni brindan tipos de materiales didácticos para elaborar y mucho menos hacen referencias bibliográficas.

Consideramos fundamental estudiar el lugar que ocupa la Astronomía en el acervo cultural de nuestros estudiantes y en la formación integral de los nicaragüenses, además debemos preguntarnos qué se puede lograr al profundizar en el conocimiento del comportamiento de los cuerpos celestes, de la formación del Universo u otros temas que son tratados de forma superficial.

Experiencias e ideas de expertos internacionales acerca de la enseñanza de la Astronomía

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A continuación, describiremos algunas ideas y experiencias de distintos expertos e investigadores en el campo de la enseñanza de la Astronomía.

por la sombra de la Tierra. Sneider cree que los métodos de enseñanza más importantes son: aprendizaje por cuestionamiento, confrontación de ideas alternativas, explicación de fenómenos y hechos, entender fenómenos y construir una imagen del mundo mediante la observación y el uso de modelos. Sneider quiere enseñar a sus estudiantes a ser astrónomos. Él permite que sus estudiantes usen herramientas y equipos de medida y que construyan modelos de los fenómenos que ellos observan. Estos métodos de enseñanza son usados en lugar de un estudio teórico. Da un ejemplo de una situación de enseñanza en la que los estudiantes tienen dificultades para entender y explicar las fases de la Luna, la sombra causada por la Tierra sobre la superficie de la Luna durante un eclipse de Luna, o la sombra de las nubes. Algunas veces la concepción ha sido que el área oscura, en la fase creciente de la Luna, es causada

Entre otras cosas, los problemas más importantes que han surgido en discusiones sobre la reforma de la enseñanza de las ciencias son (Fraknoi, 1995. Citado por Hannula): utilizar características nacionales especiales y habilidades personales. persuadir grupos especiales de personas (muchachas, minorías étnicas) para

estudiar ciencias. alentar la exploración y la resolución de problemas en lugar de estudiar conceptos

y teorías. conocer temas específicos de Astronomía al final de los estudios. encontrar conexiones entre ciencias naturales, matemáticas y humanidades.El mismo asunto y las mismas consideraciones pueden ser vistos en las listas de los currículos. En lugar de una enseñanza teórica, los profesores están motivados a usar nuevos métodos de enseñanza en su actividad docente como la exploración, creatividad, experimentación y solución de problemas. Los mejores métodos en la enseñanza de la Astronomía son a la vez eficientemente educativos y divertidos. Sneider piensa que los profesores que usan nuevos métodos, a la par de los libros de textos, permiten a sus estudiantes pasar tiempo extra en laboratorios para la exploración y el cuestionamiento (Hannula, 2005).

La Astronomía y la historia pueden usarse una a la otra en formas muy interesantes. Blais describe una idea para relacionar los hechos históricos con las distancias viajadas por la luz (Blais 1993. Citado por Hannula). La distancia de cada estrella es expresada en años luz, así él conecta los hechos históricos con el tema de las estrellas, cuyas distancias en años luz es tanto como el número de años desde hecho histórico. Blais explica que, especialmente, los jóvenes estudiantes investigan con

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entusiasmo acerca de la estrella desde la cual la luz ha viajado tantos años como ellos tienen de edad. Como un lado malo de este método, se debe mencionar que este mapeo se debe hacer una y otra vez, ya que el periodo de un evento histórico incrementa todo el tiempo; la estrella conectada con un evento dado cambiará. Como un mérito, que puede ser mencionado, de este método, es que puede usarse para representar la tridimensionalidad (profundidad) de la Esfera Celeste. También los eventos sociales y religiosos en adición a la historia pueden ser ilustrados con este método.Burris ha elaborado, con sus estudiantes, un ejercicio matemático astronómico divertido para motivarlos a estudiar física (Burris, 1993. Citado por Hannula). Hay muchos tipos de movimientos en el universo, los cuales hacen muy complicada una explicación del escenario de los objetos celestes. Por ejemplo, una persona sobre la superficie de la Tierra que se mueve en diferentes direcciones: el globo está rotando sobre su propio eje y está orbitando al Sol, el Sistema Solar completo está orbitando el centro de la Vía Láctea, y así sucesivamente. Burris empieza la enseñanza de la Astronomía en el ambiente familiar de cada niño, mediante la conducción de un juego en el que intervienen las velocidades de un carro, la velocidad de traslación de la Tierra alrededor del Sol y la velocidad de traslación del Sistema Solar alrededor del centro de la Vía Láctea. Él ha encontrado muchos otros temas interesantes del micro y macro cosmos para motivar hacia el estudio de la física. Piensa que la confrontación de las ideas alternativas puede inspirar el interés de sus estudiantes por la ciencia. Burris da tres buenos ejemplos acerca de esto. Primero habla acerca de la imagen mental incorrecta, conteniendo el tiempo presente. La luz emitida desde las estrellas que se encuentran fuera del Sistema Solar, ha estado viajando por años, así que la luz que vemos nos da información acerca de la situación en los años pasados, no de los días recientes. Cuando vemos al cielo estrellado en las noches, casi nunca recordamos que el panorama es muy viejo y no sabemos nada sobre el momento reciente. Otro ejemplo se encuentra en la construcción de la materia, los átomos son, en gran parte, espacio vacío. Así, la materia es mayoritariamente espacio vacío. El tercer ejemplo está contenido en la imagen mental acerca de permanecer en reposo. Estamos cayendo todo el tiempo en el campo de la gravedad.Tebbutt refiere varias ilustraciones y experimentos (Tebbutt, 1994. Citado por Hannula). En primer lugar explica el uso de recursos tradicionales. Por ejemplo, tales recursos son mapas, posters, libros, diapositivas y vídeos. El alumno puede observar por sí mismo los objetos celestes y los fenómenos y aprender a través de ellos. Las imágenes inspiran imaginación en la construcción, por parte del alumno, de su propia imagen del mundo. Los programas de computadora y otros materiales del Internet motivan a los alumnos a conseguir por ellos mismos más conocimientos acerca del universo alrededor de ellos. Tebbutt piensa que los fenómenos pueden ser simulados de manera impresionante. Como ejemplos, menciona las fases de la Luna, los movimientos de los satélites de Júpiter y los movimientos en el Sistema Solar. Los

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alumnos también pueden viajar en una nave espacial y hacer diferentes tipos de actividades reales durante el viaje. Incluso un gran número de las imágenes más nuevas pueden ser guardadas en CD´s. Los alumnos pueden ser organizados en grupo, y cada grupo prepara una sub-parte de la materia a ser estudiada, y la presenta a los otros. Al mismo tiempo están aprendiendo la redacción de textos científicos. En segundo lugar, Tebbutt demuestra la construcción y uso de varias técnicas de enseñanza. La más común es un reloj de Sol. Es fácil hacerlo en cada escuela con material barato. También un mapa de estrellas sencillo y planos de la esfera pueden ser preparados. En adición al reloj de Sol, también existe el desconocido reloj de noche. Las fotos de un cielo nocturno pueden ser usadas también como rompecabezas. Tebbutt habla también acerca de la elaboración de un modelo del Sistema Solar construido de manera bidimensional o tridimensional; el cual es fácil para mostrar las fases de la Luna y los eclipses a todos los alumnos de la clase al mismo tiempo. Al rotar una Esfera Celeste alrededor de su eje norte – sur, los estudiantes pueden crearse un esquema mental de los movimientos en el cielo. Nielsen habla acerca de la olimpiada internacional de Astronomía, la cual ha sido preparada en los otoños en el monte Cáucaso desde 1996 (Nielsen, 2000. Citado por Hannula). Ahí, los estudiantes talentos compiten en conocimientos astronómicos y astrofísicos, encontrando nuevos amigos y familiarizándose con lenguas y culturas extranjeras. La olimpiada fue fundada por una asociación astronómica euro-asiática. Nielsen afirma que el propósito del juego es ayudar a la gente adulta a desarrollar su conocimiento astronómico, guiarlos para escoger materia científica y motivarlos para enseñar estas materias en la escuela. La competencia consiste en tres partes: teórica, práctica y una basada en la observación. Los alumnos pueden usar sólo una calculadora al resolver problemas en la sección teórica. En las secciones prácticas, por ejemplo, ellos tienen que analizar resultados de medidas y hacer algunos cálculos. Por ejemplo, como tarea basada en la observación, ellos han tenido que explorar manchas solares, representarlas gráficamente y comparar los resultados con otros valores obtenidos con el telescopio. También observaciones a simple vista y con telescopio han sido realizadas en horas de la noche.Meidav y Netzer han probado un extraordinario método de enseñanza en la primera olimpiada internacional de Astronomía (Meidav, 1995. Citado por Hannula). En este experimento, los competidores fueron probados en cuanto a su verdadera comprensión y conocimiento. El público fue capaz de seguir la competencia todo el tiempo. Los competidores consiguieron información de los pulsares que incluía errores factuales intencionales. Ellos tuvieron cinco minutos para intentar extraer del texto tantos errores como pudieran. Mientras tanto el público fue informado acerca de los pulsares, de tal manera que sería fácil para ellos seguir la evaluación de los resultados. El resultado más débil de la prueba podría ser explicado, añadiendo la ignorancia de los competidores, también su mala lectura o mal entendimiento. Incluso las cosas buenas

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fueron marcadas como errores. Como confort puede ser visto, que los mismos competidores fueron exitosos en las partes tradicionales de la competencia.Levy habla acerca del uso de una libreta de notas o un diario en su enseñanza (Levy et al, 1997. Citado por Hannula). Los estudiantes describen eventos celestes en las lecciones, en el club, en sus casas o en cualquiera de ellos. Ponen como evidencia o soporte sus propias observaciones hechas a simple vista o con un telescopio, o usan medidas astronómicas. Levy organiza astro–campos para los alumnos, cuyo programa, en adición con las observaciones, incluye discusiones acerca de problemas de existencia y de eternidad.Por su parte, Francis, usa el juego de roles en su enseñanza de Astronomía (Francis, 1999. Citado por Hannula). Él agrupa los estudiantes en equipos pequeños, con dos o tres personas cada uno, y provee de hojas de trabajo a cada grupo. Los integrantes de los grupos examinan, primero por ellos mismos, una solución del problema o misterio presentado en las hojas de trabajo. Ellos pueden visitar otros grupos, también, y pueden discutir sobre los hechos. El grupo que primero encuentre una solución a su problema, ganará la competencia. Francis ha notado que los estudiantes están generalmente muy concentrados trabajando en sus ejercicios. En su opinión, el mismo tipo de método de enseñanza es también conveniente en física, especialmente en los niveles altos.Hickman ilustra las fases de la Luna y los eclipses con el modelo sencillo de Sol–Tierra–Luna (Hickman, 1993. Citado por Hannula). Un niño puede imaginarse, él mismo, como un globo terrestre y explorar diferentes fases de la Luna con una lámpara y una bola pequeña. Con este modelo el día, la noche y los eclipses de Sol y de Luna pueden ser demostrados. Hickman hace que sus alumnos encuentren respuestas relacionadas con la ubicación de la Luna, sus fases y el periodo. Por ejemplo, ellos tienen que determinar la ubicación de la Luna, cuando el periodo y la fase son conocidos. Por otro lado, ellos pueden determinar las fases de la Luna, cuando el periodo y la ubicación son conocidos, y finalmente, el periodo, cuando la fase y la ubicación están dadas. Al resolver estos problemas los alumnos seguramente tendrán que considerar las ocasiones. Encontrar la solución se hace más fácil usando un modelo. Con este modelo, Hickman piensa que también es fácil probar que el primer cuarto puede ser visto junto con el Sol sólo desde el mediodía hasta el ocaso, y que el último cuarto sólo desde la salida del Sol hasta el mediodía. Hickman, también afirma ser capaz de probar con este modelo que la Luna llena no puede ser vista nunca al mediodía. En realidad la Luna llena puede ser vista al mediodía, e.g. en la parte norte de Laponia a mediados de invierno.Algunas de las herramientas sencillas para la enseñanza de la Astronomía, pueden ser usadas en una ilustración del fenómeno físico común. Mancuso y Long han usado para este propósito una herramienta con el nombre Astro–Blaster (Mancuso, 1995. Citado por Hannula). Cuenta con bolas elásticas de diferentes tamaños pegadas sobre un palo, ordenada de la más grande a la más pequeña, y el palo es más delgado en el

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extremo de las pelotas pequeñas. La pelota más grande al fondo es fijada sobre el palo. Las dos bolas en el medio pueden moverse libremente, pero están pegadas sobre la superficie del palo más delgado. Con este modelo algunos fenómenos astronómicos pueden ser ilustrados, como las leyes de conservación del momento y de la energía en el nacimiento de una supernova, la explosión de las capas más externas como un impacto de una onda expansiva, el origen de la radiación cósmica y el colapso de una estrella moribunda debido a la gravedad.La razón por la que tenemos estaciones no es clara para los estudiantes muchas veces. Eckroth afirma que esta mala concepción es causada casi por el solo uso de modelos bidimensionales en las presentaciones, como filminas, gráficas y videos (Eckroth, 1993). Él construyó un modelo tridimensional, donde cuatro globos con sus ejes han sido pegados en una cinta de medalla de forma circular representando la órbita de la Tierra (la órbita elíptica es muy cercana al círculo) a distancias uniformes. La ilustración se ha vuelto más perfecta al pintar la superficie de cada globo en diferentes colores al lado dirigido hacia el Sol como hacia la sombra. En el centro del círculo como un bulbo está el Sol. Cuando se intenta encontrar la causa de las estaciones, es buena oportunidad discutir con los estudiantes acerca de los efectos en las diferentes áreas del globo durante todas las estaciones, tales como la dirección angular de los rayos solares, la inclinación del eje de la Tierra y la órbita circular de la Tierra. Hansgen determina la dirección exacta de línea norte-sur buscando la línea del Sol en el mediodía (Hansgen, 1995. Citado por Hannula). El mediodía es fácil de calcularlo usando la salida y la puesta del Sol. En pequeños grupos, los estudiantes pueden marcar la sombra de un palo en una hoja de papel puesta en el suelo, parecido a lo que hizo Eratóstenes (el geógrafo griego Eratóstenes determinó el tamaño de la Tierra midiendo la sombra de un palo y calculando el ángulo entre el palo y los rayos del Sol).El momento del mediodía ocurre cuando la sombra es la más corta. La línea desde el pie del palo hasta el extremo de la sombra más corta es paralela con la línea norte-sur. Los alumnos pueden marcar en la ilustración la dirección del polo magnético usando un compás y ellos pueden también medir un ángulo de inclinación. En la evaluación de los resultados, por ejemplo, esto es importante discutirlo de nuevo con los estudiantes por qué el mediodía no estaba en el mediodía y la medida de la sombra cambia con los días. Los estudiantes pueden hacer algunos experimentos extra para determinar la latitud de sus lugares. Puede ser hecho mejor con cálculos simples en tiempos de otoño y el equinoccio vernal, cuando la declinación del Sol es 0°. Sólo la medición exacta de la longitud, ángulo y el uso de la trigonometría básica son necesarias en este experimento y en el análisis de los resultados.Algunas experiencias de las descritas anteriormente, se pueden tomar en cuenta, para el desarrollo de los temas de Astronomía que propone el currículo de nuestro país.

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7.6.2 Enseñanza en el marco de la EpC

En todo momento de enseñanza, un educador debe adoptar una posición, ante los estudiantes, que lo ubica dentro de algún enfoque metodológico, combinación de algunos o degeneración de tales. En dependencia de esa posición, la comprensión de los alumnos es la adecuada o no. Siendo la comprensión de los estudiantes lo que más interesa en cualquier proceso docente, nuestra preocupación, al abordar un tema tan interesante como la Astronomía, es cómo poder situarnos en un enfoque prometedor en el sentido descrito. Pensamos que, dadas las características del marco de la enseñanza para la comprensión, la EpC podría ser de gran ayuda en nuestro desempeño docente al tratar temas de esa ciencia tan atrayente. Así pues, a continuación, nos disponemos a describir el marco de la enseñanza para la comprensión y analizar las posibilidades del desarrollo de los temas de Astronomía dentro de ese marco.

Marco de la Enseñanza para la Comprensión

La enseñanza para la comprensión (EpC) es una propuesta pedagógica desarrollada dentro de las actividades del proyecto cero de la escuela de postgrado en educación de la Universidad de Harvard. Este proyecto propone alternativas que permiten a los educandos “pensar y actuar flexiblemente con lo que saben… yendo más allá de la memoria, la acción y el pensamiento rutinarios” (D. Perkins). Según Díaz (2004) la EpC está fundamentada en el constructivismo y, por tanto, provee de un marco de referencia que explica, por un lado, cómo se construyen comprensiones profundas, y por otro, la importancia que esto tiene para el desarrollo de un pensamiento cada vez más complejo que permita al educando resolver nuevos problemas de manera flexible y crear productos nuevos y significativos para su cultura25. La EpC, al centrar su acción sobre los conocimientos o nociones que los educandos ya tienen de su entorno y la manera en que éste funciona, así como de la responsabilidad que tienen en la construcción de su propio aprendizaje aporta significativamente al desarrollo de la autonomía de los estudiantes. Lo que aprenden los educandos debe ser interiorizado y factible de ser utilizado eficazmente en diversos contextos fuera y dentro del aula como una base para el desarrollo de las competencias esperadas en la formación integral del educando.

Aunque la EpC comparte, con otros enfoques, ideas con respecto a la construcción de los conceptos, hay muchas diferencias, entre las cuales, la principal es la visión que se tiene en el marco de la EpC acerca de los desempeños que permiten tal construcción. Mientras para algunos se trata de construir esquemas, modelos o imágenes mentales y para otros esquemas de acción, para este enfoque lo importante es la reflexión

25 Esta descripción corresponde con la idea de competencia según Howard Gardner.

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profunda acerca de lo que se hace, lo cual permite al individuo ir más allá de las representaciones mentales o de la acción pura para construir comprensiones que le permitan solucionar problemas reales de manera creativa y flexible. Es la reflexión lo que nos permite crear y solucionar problemas de manera innovadora, es decir, ser competentes. No se trata únicamente de adquirir un conocimiento específico sino de saber qué hacer con él, cómo, hasta dónde y por qué; todo ello de una manera autónoma que satisfaga internamente al individuo. Según el compendio de documentos curriculares (2005), competencia es la capacidad para entender, interpretar y transformar aspectos importantes de la realidad personal, social, natural o simbólica. Cada competencia debe ser entendida como la integración de tres tipos de saberes: conceptual, procedimental y actitudinal. En este sentido, la enseñanza para la comprensión promueve la formación, en los estudiantes, de las competencias necesarias para un buen desempeño en la sociedad nicaragüense.

El marco de la enseñanza para la comprensión, parte de cinco elementos, a saber: los tópicos generativos, los hilos conductores, las metas de comprensión, los desempeños de comprensión y la evaluación diagnóstica continua.

Si el objetivo es lograr una forma de pensamiento acerca de la enseñanza y el aprendizaje centrados la mayor parte del tiempo en la comprensión, más nos vale saber a qué le estamos apuntando, entonces ¿qué es comprensión? Es la habilidad de pensar y actuar flexiblemente con lo que uno conoce. Para la comprensión es importante la reflexión profunda acerca de lo que se hace, lo cual permite al individuo ir más allá de las representaciones mentales o de la acción pura para construir comprensiones que le permitan solucionar problemas reales de manera creativa y flexible.

La visión del desempeño de comprensión nos muestra que el estudiante puede utilizar su conocimiento en una variedad de contextos. Las dimensiones de la comprensión, ofrecen una forma de hacer la definición de comprensión más específica e identifican cuatro aspectos de la comprensión que se pueden desarrollar en cualquier disciplina. Tales dimensiones son: contenido, métodos, propósitos y formas de comunicación. Dentro de cada dimensión el marco describe cuatro niveles: ingenua, de principiante, de aprendiz y de maestría. A continuación se describen estos aspectos.

Dimensión de contenido o conocimiento: evalúa el nivel hasta el cual los estudiantes han trascendido o superado las perspectivas intuitivas o no escolarizadas y el grado hasta el cual pueden moverse con flexibilidad entre ejemplos y generalizaciones en una red conceptual coherente y rica. Los criterios de la dimensión de contenido son: creencias intuitivas transformadas. ¿En qué medida los desempeños de los estudiantes demuestran que las teorías probadas y los conceptos del dominio han transformado sus creencias intuitivas? Redes conceptuales

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coherentes y ricas. ¿En qué medida pueden razonar los estudiantes dentro de redes conceptuales ricamente organizadas moviéndose con flexibilidad entre detalles y visiones generales, ejemplos y generalizaciones?

Dimensión del método: evalúa la capacidad de los estudiantes para mantener un sano escepticismo acerca de lo que conocen o lo que se les dice, así como el uso de métodos confiables para construir y validar afirmaciones y trabajos verdaderos, moralmente aceptables o valiosos desde el punto de vista estético. Los parámetros de esta dimensión son: sano escepticismo. ¿En qué medida describen los estudiantes un sano escepticismo hacia sus propias creencias y hacia conocimientos presentados en fuentes como libros de texto, opiniones de la gente y mensajes de los medios de comunicación? Construir conocimientos dentro del dominio. ¿En qué medida usan las estrategias, métodos, técnicas y procedimientos para construir un conocimiento confiable similar al usado por los profesionales del dominio? Validar el conocimiento en el dominio. ¿Dependen la verdad, el bien y la belleza de afirmaciones autorizadas o más bien de criterios públicamente consensuados tales como usar métodos sistemáticos, ofrecer argumentos racionales, tejer explicaciones coherentes o negociar significados por medio de un diálogo cuidadoso?

Dimensión del propósito: evalúa la capacidad de los estudiantes para reconocer los propósitos e intereses que orientan la construcción del conocimiento, su capacidad para usar el conocimiento en múltiples situaciones y las consecuencias de hacerlo. Sus parámetros son: Conciencia de los propósitos del conocimiento. ¿En qué medida ven los estudiantes las cuestiones esenciales, los propósitos e intereses que impulsan la indagación en el dominio? Múltiples usos del conocimiento. ¿En qué medida reconocen una variedad de usos posibles de lo que aprenden? Buen manejo y autonomía. ¿En qué medida los estudiantes demuestran buen manejo y autonomía para usar lo que saben? ¿En qué medida han desarrollado los estudiantes una posición personal acerca de lo que aprenden?

Dimensión de las formas de comunicación: evalúa el uso por parte de los estudiantes de sistemas de símbolos (visuales, verbales, matemáticos, cinestésicos corporales, por ejemplo) para expresar lo que saben, dentro de géneros o tipos de desempeños establecidos, por ejemplo: escribir ensayos, realizar una comedia musical, hacer una presentación o explicar un algoritmo. Sus parámetros son: dominio de los géneros de realización. ¿En qué medida despliegan los estudiantes dominio de los géneros de desempeño que abordan? Uso efectivo de sistemas de símbolos. ¿En qué medida exploran los estudiantes sistemas de símbolos efectiva y creativamente? Consideración de la audiencia y el contexto. ¿En qué medida demuestran los desempeños de los estudiantes una conciencia de sus destinatarios, es decir, de los intereses, necesidades, antecedentes culturales o maestría del público? ¿En qué medida demuestran conciencia de la situación en la que se desarrolla la comunicación?

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Desarrollo de competencias comunicativas. ¿En qué medida demuestran los desempeños las competencias interpretativa, propositiva y argumentativa?

Las cuatro dimensiones ilustran la naturaleza multidimensional de la comprensión. Mientras que algunas dimensiones pueden ser más prominentes que otras en desempeños específicos, la comprensión profunda entraña la capacidad de usar el conocimiento en todas las dimensiones. Como la profundidad de la comprensión puede variar dentro de cada dimensión, es necesario distinguir desempeños débiles de otros más avanzados. Con esta meta en mente caracterizamos los cuatro niveles prototípicos de la comprensión por dimensión: ingenua, de principiante, de aprendiz y de maestría.

Los desempeños de comprensión ingenua

Están basados en el conocimiento intuitivo. Describen la construcción del conocimiento como un proceso no problemático que

consiste en captar información que está directamente disponible en el mundo. Los alumnos no ven la relación entre lo que aprenden en la escuela y su vida de

todos los días. No consideran el propósito y los usos de la construcción del conocimiento.

En este nivel, los desempeños no muestran señales de dominio de lo que saben por parte de los alumnos. Los desempeños de comprensión ingenua son poco reflexivos acerca de las formas en que el conocimiento es expresado o comunicado a los otros.

Los desempeños de comprensión novatos

Están predominantemente basados en los rituales y mecanismos de prueba y escolarización.

Estos desempeños empiezan destacando algunos conceptos o ideas disciplinarias y estableciendo simples conexiones entre ellas, a menudo ensayadas.

Describen la naturaleza y los objetivos de la construcción del conocimiento, así como sus formas de expresión y comunicación, como procedimientos mecánicos paso por paso.

La convalidación de estos procedimientos depende de la autoridad externa más que de criterios racionalmente consensuados desarrollados dentro de las disciplinas o dominios.

Los desempeños de comprensión de aprendiz

Están basados en conocimientos y modos de pensar disciplinarios.

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Demuestran un uso flexible de conceptos o ideas de la disciplina. La construcción del conocimiento se ve como una tarea compleja, que sigue

procedimientos y criterios que son usados por expertos en el dominio. Con apoyo, los desempeños en este nivel iluminan la relación entre conocimiento

disciplinario y vida cotidiana, examinando las oportunidades y las consecuencias de usar este conocimiento.

Los desempeños en este nivel demuestran una expresión y comunicación de conocimiento flexible y adecuado.

Los desempeños de comprensión de maestría

Son predominantemente integradores, creativos y críticos. En este nivel, los alumnos son capaces de moverse con flexibilidad entre dimensiones, vinculando los criterios por los cuales se construye y se convalida el conocimiento en una disciplina con la naturaleza de su objeto de estudio o los propósitos de la investigación en el dominio.

La construcción del conocimiento se ve como una tarea compleja, impulsada por marcos y cosmovisiones a menudo enfrentados y que surge como consecuencia de la argumentación pública dentro de comunidades de profesionales en diverso dominios. Los alumnos pueden usar el conocimiento para reinterpretar y actuar en el mundo que los rodea.

El conocimiento es expresado y comunicado a otros de manera creativa. Los desempeños en este nivel a menudo van más allá, demostrando comprensión disciplinaria: pueden reflejar la conciencia crítica de los alumnos acerca de la construcción del conocimiento en el dominio. (Es decir, que la comprensión meta-disciplinaria es la capacidad de combinar disciplinas en realizaciones de comprensión interdisciplinarias.)

El marco de referencia de la Enseñanza para la Comprensión, enlaza lo que David Perkins ha llamado los cinco pilares de la pedagogía con cinco elementos de planeación e instrucción, reflejamos esto en la tabla 7, así:

Tabla 7: Los cinco elementos de la planeación e instrucción

Preguntas centrales acerca de la Enseñanza

Elementos de la EpC para cada pregunta

¿Qué nos proponemos en un área o un curso?¿Qué debemos enseñar?¿Qué vale la pena comprender?¿Cómo debemos enseñar para comprender?¿Cómo pueden saber educandos y

Metas abarcadoras o hilos conductoresTópicos GenerativosMetas de ComprensiónDesempeños de ComprensiónEvaluación diagnóstica y continua

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maestros lo que comprenden los educandos y cómo pueden desarrollar una comprensión más profunda?

Hilos conductores

Las Metas de Comprensión Abarcadoras o Hilos Conductores describen las comprensiones más importantes que deberían desarrollar los educandos durante el año escolar en una asignatura o área. Las Metas de Comprensión de las unidades particulares deberían relacionarse estrechamente por lo menos con una de las Metas de Comprensión Abarcadoras del curso.

Un ejemplo de hilo conductor para la enseñanza de la Astronomía26 en el octavo grado es “¿Será siempre nuestro planeta un lugar habitable?”.

¿Cómo plantear los hilos conductores?

Al desarrollar las Metas de Comprensión Abarcadoras o Hilos Conductores, pregúntese a sí mismo: “¿Cuáles son las cosas más importantes que quiero que logren los educandos cuando terminen el año escolar?”

Revise algunas de las unidades planeadas (utilizando el marco conceptual o cualquier otra forma). ¿Cuáles son los temas concurrentes? ¿Qué comprensiones, habilidades o conceptos emergen una y otra vez cuando planea y enseña?

Pregúnteles a los educadores qué dijo usted en cuanto a lo que pensaba centrarse. Pregúnteles qué suponen que usted desea que ellos logren en la clase. Y pregúnteles qué quieren ellos lograr de la clase. Trate de formular los Hilos Conductores tanto en forma de enunciados como en forma de preguntas.

Tópicos generativos

Los Tópicos Generativos son temas, cuestiones, conceptos, ideas, etc. que ofrecen profundidad, significado, conexiones y variedad de perspectivas en un grado suficiente como para apoyar el desarrollo de comprensiones poderosas por parte del educando.

Características claves de los tópicos generativos

Los Tópicos Generativos son centrales para uno o más dominios o disciplinas. Los temas que promueven la comprensión dan a los educandos la oportunidad de adquirir

26 En realidad hilo conductor se puede usar también para otras asignaturas como ciencias naturales.

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las habilidades y comprensión necesarias para emprender con éxito trabajos más sofisticados dentro de ese dominio o disciplina. Esos temas también despiertan, invariablemente, el interés de los profesores en ese campo de estudio.

Los Tópicos Generativos suscitan la curiosidad de los educandos. El caudal generativo de un tópico varía con la edad, el contexto social y cultural, los intereses personales y la experiencia intelectual de los educandos. Los Tópicos Generativos son de interés para los docentes. Su pasión y curiosidad por un asunto específico o un interrogante son el mejor modelo para los educandos que están aprendiendo a explorar el territorio desconocido y complejo de las preguntas abiertas.

Los Tópicos Generativos son accesibles. La accesibilidad significa, en este caso, disponer de muchísimos recursos adecuados a la edad para investigar el tópico y poder abordarlo mediante una variedad de estrategias y actividades que ayudarán a los educandos a comprenderlos, cualesquiera sean sus capacidades y preferencias. Los Tópicos Generativos ofrecen la ocasión de establecer numerosas conexiones; por ejemplo, vincularlos a las experiencias previas, tanto dentro como fuera de la escuela. Y tienen una cualidad inagotable: la de permitir exploraciones cada vez más profundas.

Para el caso de los temas de Astronomía del octavo grado de la escuela secundaria de acuerdo con el marco curricular nacional, se puede proponer el siguiente tópico generativo: ¿Es la Tierra el único cuerpo celeste en el que existe vida o existen

otros?

Cómo planear tópicos generativos

Un primer paso para planear los Tópicos Generativos es una sesión de “lluvia de ideas”, preferiblemente con otros colegas de la misma área. Piense en lo que más le interesa. Piense en los tópicos que más le interesaron a sus educandos en el pasado.

Una vez identificadas las nociones posiblemente más prometedoras, confeccione una “red de ideas” alrededor de ellas. Dele vuelo a su imaginación, no le ponga límites a su pensamiento: considere conceptos, proyectos, recursos, conexiones, etc. Tejer una red es una ocasión para lanzarse a la aventura. Las ideas entrelazadas pueden refinarse más adelante a medida que vaya decidiendo qué es lo más importante.

El siguiente paso consiste en seleccionar partes de la “red de ideas”. Céntrese en las partes de la red donde empalman más conexiones. Busque tópicos capaces de suscitar polémicas, que admitan múltiples y diferentes perspectivas, que no se presten a una “única” respuesta “correcta” y que les exijan a los educandos formular sus propias opiniones.

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Consulte con otros docentes, amigos o expertos reconocidos en la materia que están enseñando. Pregúnteles cuáles son, a su criterio, las “grandes ideas” en ese dominio o disciplina.

Como enseñar con Tópicos Generativos

Conocer a los educandos es un paso importante para que los Tópicos Generativos formen parte de su práctica de enseñanza. ¿Qué les agrada y qué les desagrada? ¿Qué cuestiones (en las noticias, en sus vidas personales, en sus clases) les despierta su interés? ¿Hay tópicos sobre los cuales tienen opiniones bien formadas o que disfrutan cuando los discuten?

Apenas comenzada la unidad, debería pedirles a sus educandos que creen sus propias redes en torno de un tópico. Observe dónde se concentran las conexiones. ¿Qué nuevos ángulos, cuestiones o perspectivas sugieren tales redes?

Por último, es importante no apurarlos. Ningún tópico será generativo si los educandos no tienen el tiempo suficiente para explorar el material, establecer conexiones y desarrollar la comprensión. Es preciso concederles el tiempo necesario para examinar el contenido esencial y no para que lo desperdicien cubriendo materiales más extensos y menos generativos.

Las metas de comprensión

Son los conceptos, procesos y habilidades que deseamos que comprendan los educandos y que contribuyen a establecer un centro cuando determinamos hacia dónde habrán de encaminarse.

Características claves de las Metas de Comprensión

Las Metas de Comprensión identifican los conceptos, los procesos y las habilidades que deseamos que nuestros educandos comprendan especialmente. Se formulan de dos maneras: como enunciados (“los educandos desarrollarán comprensión…” o “los educandos apreciarán…”) y como preguntas abiertas “¿Creen ustedes que la Luna tiene alguna influencia en la vida del hombre?”).

Las Metas de Comprensión de las unidades se enfocan en los aspectos centrales del Tópico Generativo.

Algunas de las metas de comprensión para el Octavo grado pueden ser, de acuerdo con las competencias planteadas en el currículo, las siguientes:

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1. ¿Cómo, el hombre, ha concebido el Universo a lo largo de la Historia?2. ¿Cómo está conformado el Sistema Solar?3. ¿Cómo podemos justificar la posición que ocupa nuestro planeta en el Sistema

Solar?4. ¿Ejerce alguna influencia la Luna y sus fases en nuestro diario vivir?5. ¿Qué cuidados debemos tener para que nuestro planeta siempre sea un lugar

habitable?

Para comenzar a planear las Metas de Comprensión de la Unidad, empiece por articular las metas y hágalo a través de una lluvia de ideas. Pregúntese, “¿Qué comprensiones quiero que mis educandos desarrollen como resultado de su trabajo en esta unidad?” o “¿Por qué estoy enseñando este tópico?” Escriba lo primero que se le venga a la mente. Muchos maestros consideran que el trabajar en grupo es de gran ayuda.

Exprese las Metas de Comprensión ya sea en forma de preguntas o enunciados. El desplazarse continuamente de una forma a otra suele ayudar a los docentes a mejorar sus propósitos.

Recuerde que no siempre tiene que empezar con las Metas de Comprensión. Algunos prefieren comenzar por los Tópicos Generativos o los Desempeños de Comprensión y sólo entonces tratan de identificar esas metas.

Cualquiera que sea su punto de partida y una vez delineada la unidad, verifique si sus metas se relacionan con sus hilos conductores:

Pregúntese: “¿Qué quiero que mis educandos obtengan como resultado de este años de trabajo?”

El Tópico Generativo:Pregúntese: “¿Qué es lo más importante que deben comprender mis educandos acerca de este tópico?”

Los Desempeños de Comprensión:Pregúntese: “¿Qué quiero que mis educandos logren del ejercicio de esta actividad?”

Sus Valoraciones Continuas (o Evaluaciones Diagnósticas Continuas):Pregúntese: “¿Qué criterios nos ayudarían, a mí y a mis educandos, a estimar lo que ellos comprende?”

Si las respuestas a cualquiera de estas preguntas no son lo suficientemente compatibles con la Metas de Comprensión registradas en su lista, revise las metas o bien las partes del marco conceptual hasta que se logre un buen “encaje”.

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Cómo enseñar con las metas de comprensión

Hable con sus educandos acerca de las metas de comprensión. Enuncie metas de la unidad desde un comienzo. Formule los hilos conductores y muestre cómo se relacionan ambas listas. Ponga las metas de comprensión en lugares visibles del aula.Las metas de comprensión y los hilos conductores deben irse desarrollando a lo largo de cada unidad y del curso en general. Cuando se le ocurra una manera más eficaz de enunciar las metas, cambie su formulación. Si los educandos aportan metas relevantes, agréguelas a la lista.

Es preciso que los educandos conozcan (o pedirles que identifiquen) las metas de comprensión de la unidad y las metas abarcadoras en las que están trabajando, cuando emprendan cada uno de los desempeños de comprensión. Remítase a las metas con frecuencia a medida que guía a los educandos en sus distintos desempeños. El hacer estas comparaciones permitirá a los educandos comprender los propósitos que subyacen a su trabajo cotidiano.

Utilice las metas de comprensión como punto de partida para elaborar criterios de evaluación diagnóstica y continua. Cuando evalúe los trabajos deberá prestar atención a aquello que más le interesa que sus estudiantes comprendan.

Los desempeños de comprensión

Son actividades que exigen a los educandos usar sus conocimientos previos de maneras nuevas o en situaciones diferentes para construir la comprensión del tópico de la unidad. En los desempeños de comprensión, los educandos reconfiguran, expanden, extrapolan y aplican lo que ya saben. Además, desafían los prejuicios, los estereotipos y el pensamiento esquemático y rígido de los educandos.

Los desempeños de comprensión ayudan a construir y a demostrar la comprensión de los educandos. Aunque el término desempeño parece aludir a acontecimiento final, se refiere en rigor a las actividades de aprendizaje. Éstas le brindan tanto a usted como a sus educandos la oportunidad de constatar el desarrollo de la comprensión a lo largo del tiempo, en situaciones nuevas y desafiantes.

Los desempeños de comprensión exigen que los educandos muestren sus comprensiones de una forma que pueda ser observada, haciendo que su pensamiento se torne visible. No es suficiente, pues, que éstos reconfiguren, amplíen, extrapole y apliquen cuanto saben en la intimidad de sus pensamientos. Mientras, es posible concebir a un educando que logre comprensión pero no se desempeñe, en tal caso, esta comprensión quedaría sin demostrarse, sería probablemente frágil y no podría ser sometida a evaluación. En cierto modo, ello se asemeja a la diferencia entre la ilusión y

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la realidad; por ejemplo, cómo le gustaría comportarse en una situación concreta y su manera real de conducirse cuando esa situación se presenta; la ilusión y la realidad tal vez resulten similares, pero tal vez no. Así, pues, los desempeños de comprensión obligan a los educandos a demostrar públicamente cuanto han aprendido.

Algunos de los desempeños de comprensión para los contenidos de octavo grado pueden ser: Representan mediante dibujos la forma del Universo y del Sistema Solar, según

sus propias ideas. Construyen una maqueta que represente el Sistema Solar, señalando cada uno de

los elementos que lo conforman. Usan el modelo Sol-Tierra para explicar fenómenos cotidianos como el

desplazamiento de las sombras de distintos objetos, los cambios en la posición del Sol con respecto a objetos fijos de la comunidad (las montañas, las casas, etc.), entre otros.

Simulan las fases de la Luna mediante la representación del sistema Sol-Tierra-Luna, identificando y explicando cada una de las fases.

Cuando haya generado algunos desempeños de comprensión, ordénelos en alguna secuencia a fin de asegurarse que se llevarán a cabo a lo largo de la unidad, desde el inicio hasta la conclusión. Cada vez que planee piense en los siguientes desempeños.

Desempeños de exploración: estos son los desempeños de comprensión que generalmente corresponden al inicio de la unidad. Dan a los educandos la ocasión de explorar el tópico generativo y al docente, le da la oportunidad de conocer la comprensión que tienen los educandos sobre el tópico. De estas exploraciones surge la posibilidad de establecer vínculos entre los intereses personales del educando y el tópico.

Desempeños de investigación guiada: en este tipo de desempeño, los educandos se centran en desarrollar la comprensión de problemas o aspectos concretos del tópico generativo que para usted son importantes. Los desempeños de investigación guiada se producen por lo general en la mitad de las unidades.

Desempeños finales o proyecto final de síntesis: estos desempeños corresponden a la última etapa y permiten que los educandos sinteticen y demuestren la comprensión alcanzada a través de los otros desempeños.

Cómo enseñar con desempeños de comprensión

A medida que los educandos se involucran en los desempeños de comprensión ayúdelos a establecer conexiones entre los desempeños y las metas que aquéllos les permitirán alcanzar.

234

Mientras los educandos están involucrados en los desempeños de comprensión, esté atento del progreso de sus estudiantes, escuche sus preguntas, sus confusiones y sus inquietudes, las que serán tratadas en grupos de discusión o clases magistrales.

Al hablar con sus educandos, pídales que den razones a sus respuestas, que ofrezcan pruebas que las respalden, que hagan predicciones durante los procesos de discusión o que escriban sus reflexiones acerca de los desempeños de comprensión.

Comuníquele a los educandos los criterios con que serán evaluados los desempeños y bríndeles la oportunidad de evaluar su trabajo y el de los demás, así como de revisarlo antes de entregar la producción final.

La evaluación diagnóstica continua

Es el proceso de brindar respuestas claras a los desempeños de comprensión de los educandos, de modo tal que permita mejorar sus próximos desempeños. Este proceso debe establecer ciertos criterios de evaluación y proporcionar retroalimentación.Los criterios para valorar cada desempeño deben ser: Claros (enunciados explícitamente al comienzo de cada desempeño de

comprensión- aunque pueden elaborarse en el curso del desempeño mismo) Pertinentes (estrechamente vinculados a las metas de comprensión de la unidad) Públicos (todos los educandos en la clase los conocen y los comprenden)

La retroalimentación debe: Proporcionarse con frecuencia, desde el inicio hasta la conclusión de la unidad

junto con los desempeños. A veces la retroalimentación puede ser formal y planeada.

Proporcionar a los educandos información sobre el resultado de los desempeños previos y también sobre la posibilidad de mejorar los futuros desempeños.

7.6.3 Estrategias de enseñanza de la Astronomía

Algunas de las estrategias que se pueden utilizar para la enseñanza de la Astronomía son: la observación, la modelización, la simulación, la documentación y la experimentación. A continuación se describen cada una de acuerdo con Vallin Grégoire (2005).

a) La observaciónLa Astronomía es, ante todo, una ciencia observacional. Es por tanto necesario que esta última se haga en condiciones bien precisas. Para François Jacob (en Astolfi et al), “la gestión de la ciencia no consiste solamente en la observación, en acumular datos experimentales, para deducir una teoría. Se puede perfectamente examinar un

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objeto durante años sin sacar de eso la menor observación de interés científico”. Según él, “para aportar una observación de algún valor, en parte, se tiene que tener ya una idea de aquello que se observará. Se debe tener decidido ya lo que es posible gracias a una cierta idea de lo puede ser realidad, gracias a la invención de un mundo posible”.Sólo la observación rigurosa y dirigida permitirá un verdadero trabajo científico. Se trata de una verdadera fase de actividad para los estudiantes, lo que es coherente con el Marco Curricular Nacional que, en lo que concierne a la enseñanza de las ciencias en la escuela, insiste sobre el hecho de que la actividad de los estudiantes es lo principal en el proceso de enseñanza – aprendizaje.

Hay que recordar también que los conocimientos que se asimilan mejor son los que se necesitan para contestar preguntas que surgen en ocasión de la manipulación, la observación y la medición. La observación debe ser por tanto una de las primeras actividades que se deben proponer a los estudiantes en un programa de Astronomía. Dos tipos de observaciones son en realidad posibles: las observaciones a corto plazo, eventualmente repetibles, y las observaciones a largo plazo. Estos dos tipos son complementarios.

b) La modelizaciónContrariamente a las leyes científicas, los modelos no tienen por objetivo establecer una relación invariante entre magnitudes, pero ellos corresponden a las construcciones teóricas más arbitrarias, a base de analogía y de cálculo sobre las proposiciones. Según Claudine Larcher (citado por Astolfi et al, 1998), “la modelización consiste en elaborar en referencia a una realidad compleja una construcción mental nueva, manipulable, en vista de asegurar una función explícita. Ello es, en ese sentido, una etapa ineludible a la vez en el proceso mismo de construcción de los conocimientos científicos y durante la utilización de esos conocimientos”. Según Victor Host (citado por Astolfi et al, 1998), “la explicación científica reposa sobre la construcción de modelos o de teorías. Un modelo es una construcción de la mente que sustituye al objeto real por un conjunto de operaciones intelectuales que se pueden efectuar sobre las teorías: deducción, análisis, síntesis, aplicación”. Los modelos son herramientas intelectuales poderosas, ya que lo real es reemplazado por una construcción mental. Su uso necesita así de una mayor capacidad de abstracción que el pensamiento hipotético deductivo de base experimental, el que permite distinguir las variables en juego, de establecer en función de ellas un plan experimental y de anticiparse sobre los resultados esperados para prever el efecto posible de un factor (Astolfi et al, 1998).Según A. M. Drouin (1988), el modelo “puede ser un objeto concreto (maqueta, modelo reducido), un esquema simplificador (…) o una metáfora, una analogía”.

Los modelos no son por tanto inaccesibles a los estudiantes jóvenes. Guy Rumelhard (citado por Astolfi et al, 1998) presenta cuatro tipos de situaciones propicias para el uso de los modelos:

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i) la situación es analizable, pero no muy compleja.ii) el análisis individual realizado es inapropiado.iii) el análisis conduce a separar las totalidades que no se pueden descomponer a

priori.iv) Las estructuras a analizar no son visibles directamente.

Estos modelos, que el autor describe para la biología son, sin embargo, transportables completamente a la Astronomía. La última situación, iv), es omnipresente cuando se estudia el sistema Tierra-Luna-Sol, ya que el tamaño del sistema, y la utilización de técnicas indirectas, parciales y algunas veces no concordantes, hacen necesario un modelo para representar el conjunto del sistema. Para comprender y actuar, el alumno hace en primer lugar alusión a sus propias representaciones.

Es posible sustituir esas representaciones construidas: los modelos. Se nota entonces un deslizamiento en la naturaleza de la tarea ya que la acción sobre la realidad es reemplazada por una actividad mental a partir de un modelo o desplazada hacia una acción material sustitutiva. Sin embargo, si se hace siempre corresponder a una situación dada un modelo único, aparece un riesgo de confusión entre la realidad estudiada y la representación hipotética de esa realidad. Se tiene entonces interés de proponer modelos alternativos utilizando diferentes fundamentos.

En Astronomía, para explicar la sucesión de días y de noches, se trabaja sobre los modelos geocéntricos y heliocéntricos. El hecho de que el modelo no representa fidedignamente la realidad, pero que constituye una construcción conceptual que consta de una parte infundada y arbitraria se juzga en algunos resultados incorrectos de los alumnos (Astolfi et al, 1998). La manipulación de maquetas utilizando pelotas para representar la Tierra, la Luna, el Sol o los planetas permite así insertar a la Astronomía en un proceso científico.

La modelización no se opone a la experimentación ni a la observación. Todas esas formas de investigación se apoyan una en la otra y se complementan. La experimentación puede inducir una pregunta en la que la solución necesita la construcción o el uso de un modelo. De manera inversa, la previsión hecha en el marco de un modelo puede ser verificada por experimentación u observación. Los conocimientos científicos se construyen así paralelamente sobre dos registros: el registro empírico y el de los modelos.

En Astronomía, los modelos, además de sus funciones representativas y explicativas, tienen una función predictiva. Los alumnos pueden, así, anticipar ciertos resultados gracias a ellos. Los modelos son confrontados con la realidad y se puede pasar de un modelo a otro. Por tanto, para un número importante de alumnos, la predicción no está asegurada (Merle, 2000). Habiendo utilizado un modelo explicativo de la rotación

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terrestre (bajo la forma de planetarium), se ha constatado que la aplicación del modelo a un referente empírico ensanchado, no funciona para la mitad de los estudiantes en estudio.

En fin, la construcción de modelos no debe ser perseguido como un objetivo en sí. Ésta tiene por objetivo hacer que los estudiantes tengan conciencia que el conocimiento se construye y que los modelos permiten la previsión y la explicación. La modelización es, en ese sentido, complemento de la experimentación (Drouin, Merle et Pierrard in Aster n°7).

c) La simulaciónEn el curso de una sesión de Astronomía (por ejemplo, el estudio de las relaciones Tierra-Luna-Sol), una simulación de los fenómenos puede permitir a los estudiantes una mejor comprensión de los diferentes fenómenos implicados. Los alumnos juegan el rol de un astro y se desplazan como los cuerpos celestes, los otros observan a sus compañeros.Esta actividad es fundamental en un programa de Astronomía, con los estudiantes jóvenes. En efecto, éstos encontrarán a menudo dificultades para representar el sistema completo. Con actividades, bajo la forma de juego de roles, los estudiantes por turno pueden estar en el interior o el exterior del sistema. La simulación es de esta manera complementaria de la modelización donde intervienen por ejemplo las pelotas (planetas) y un proyector (el Sol). El estudiante haciendo las veces del astro, le ayuda a la comprensión del fenómeno. La simulación puede de la misma manera tomar otra forma, ajustándose a algún software. En efecto cuando se ensaya un modelo para el movimiento de los planetas alrededor del Sol, el desarrollo de un eclipse, los movimientos de la corteza terrestre, las fases de la Luna, etc. el factor tiempo debe ser tomado en cuenta. Es posible recurrir a software de manera racional o a las animaciones, que permiten visualizar cómo los objetos estudiados evolucionan en el transcurso del tiempo. Esta fase, complementaria de la precedente cobra toda su utilidad en Astronomía.

d) La documentación El Marco Curricular Nacional insiste sobre la importancia de confrontar a los estudiantes con obras de referencia y documentos científicos. Esto permite consolidar sus conocimientos y a la vez contribuye al aprendizaje de la lengua.En el caso de la Astronomía, los recursos documentales son numerosos y variados, por ejemplo en las bibliotecas existen mucho material accesible con el que se puede abordar los temas del tercer ciclo y no es raro que algunos estudiantes puedan poseer tales obras. Se puede igualmente poner a su disposición (si las condiciones materiales lo permiten) recursos multimedia como los CD Rom y algunos sitios de Internet. Los alumnos encontrarán animaciones que permitan mejor comprensión del los movimientos de los astros. Esos recursos son complementos de las obras.

238

De hecho, el interés por esta disciplina hace que los estudiantes consulten de manera voluntaria otra documentación. Esto se puede hacer durante el desarrollo del programa de Astronomía, pero también fuera del programa, si el maestro apunta a objetivos más transversales. Por tanto, se debe velar para que la documentación no aporte a los estudiantes sólo conocimientos enciclopédicos, ya que éstos no son muy específicos en cuanto a conocimientos, sino que abordan los temas de forma muy general. Dado que los estudiantes del tercer ciclo gustan mucho de los conocimientos de ese tipo, y que esos conocimientos están a menudo, en desacuerdo con los objetivos del programa de estudio, tales objetivos no se alcanzan a plenitud. Por tanto es de mucha importancia que los estudiantes utilicen la información de manera racional: por ejemplo, para decidir entre dos hipótesis cuando la modelización no lo permite (modelo heliocéntrico o geocéntrico) y no para disponer de un mosaico de saberes parcelarios insuficientes para construir un saber científico real.

e) La experimentaciónLa Astronomía es en esencia una ciencia de observación, la fase experimental no puede ser la misma que la practicada, por ejemplo, en el estudio de los fenómenos físicos. En nuestro caso, no se puede experimentar más que sobre las maquetas, que son apenas una representación de la realidad. Hay manipulación, por supuesto, pero ¿hay experimentación en Astronomía? Puede ser, en cierta medida, ya que se experimenta sobre las maquetas que representan la realidad.La observación, la esquematización y la experimentación no hacen, aparentemente, más que prolongar y precisar las categorías intuitivas de la percepción y del lenguaje cotidiano. De hecho Astolfi et al (1998) nos indican que “se habla a menudo de una ruptura entre ellas, conduciendo a una organización nueva de los datos de la percepción y de la acción. Esta organización se realiza gracias al establecimiento de relaciones y de correlaciones entre fenómenos, escapando de la indecisión para construir la regularidad de un hecho científico. Esto está ligado a la necesidad de explicación de los estudiantes jóvenes.

Referimos hasta aquí la mayoría de los aspectos teóricos de nuestra investigación.

8. El diagnóstico

8.1 Preguntas Directrices

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Las preguntas directrices de nuestro trabajo investigativo las redactamos teniendo presente los objetivos de investigación; a continuación presentamos una lista de las mismas:

¿Cuáles son los contenidos básicos de Astronomía según el plan curricular 2005 que se proponen para el 8° grado?

¿Tienen dominio de los contenidos básicos de Astronomía que se proponen para el 8° grado los estudiantes y maestros que se encuestan y entrevistan?

¿Es nuestro currículo pertinente con relación al contexto nacional y a la naturaleza de la Astronomía?

¿La secuenciación propuesta es adecuada con relación a la lógica interna de la disciplina?

¿Las ideas alternativas de los estudiantes se toman en cuenta y se las considera relacionadas con la evolución de las ideas de la Astronomía a lo largo de la historia?

¿El equilibrio en cuanto a los tipos de contenidos que promueven una formación integral de la persona a través de la Astronomía son adecuados?

¿La metodología propuesta en los documentos curriculares está de acuerdo con la naturaleza de la formación del acervo astronómico?

¿La propuesta curricular vigente es congruente con las ideas y expectativas de los estudiantes y maestros?

¿Cómo se puede aprovechar el enfoque de la enseñanza para la comprensión en el desarrollo de los contenidos de 8° grado?

8.2 Diseño Metodológico

8.2.1 Enfoque de la Investigación

240

A lo largo de la Historia se han utilizado dos enfoques para los procesos investigativos, a saber: cualitativo y cuantitativo. El primero se basa en la recopilación de datos no contables, ricos y profundos de los cuales no se puede hacer una generalización y son propios para particularizarse, está orientado al proceso; el segundo está basado en el análisis de datos contables, que se pueden generalizar, ofrecen una información que está orientada al resultado, datos sólidos y repetibles (Sampieri, 2006).

A continuación presentamos una tabla con las principales diferencias entre ambos enfoques (Sampieri 2006):

Tabla 8: Diferencias entre los Enfoques Cualitativo y CuantitativoEnfoque Cualitativo Enfoque Cuantitativo

No necesariamente se prueban hipótesis.

Prueba hipótesis a través del análisis de los datos recabados.

Basado en la observación y en la recolección de datos sin medición numérica.

Confía en la medición numérica, el conteo y con frecuencia en la estadística.

Busca expansión de los datos. Busca acotar la información y medir con precisión las variables.

Se realizan entrevistas con preguntas abiertas, revisión de documentos, experiencias etc. Considerado vago, especulativo y subjetivo, porque la persona que realiza estás acciones podría inferir desde su persona.

Se realizan encuestas con preguntas cerradas. Es generalizable y es acusado de ser frío y rígido.

Son muchas las diferencias entre ambos enfoques y esto ha contribuido a que exista un divorcio de los dos en las investigaciones, haciendo una polarización de las mismas porque pueden ser vistas como meramente cuantitativa o totalmente cualitativa. Sin embargo esta tendencia ha ido disminuyendo con el tiempo, de cara a la necesidad de fusionar los aportes de cada enfoque, valorando con ello aquello de “hacer más énfasis en las bondades que en las limitaciones” que éstos nos ofrecen. Esto se llama triangulación y trae mucho más beneficios al trabajo investigativo que cuando se hacen estudios con los dos enfoques separados (Denzin 1978, citado por Sampiaeri 2006).

A veces se piensa que clasificar el trabajo investigativo depende del tipo de instrumento a utilizar para la recolección de datos, pero ambos enfoques pueden hacer uso de instrumentos variados.

Consideramos que nuestra investigación es de carácter cualitativo ya que tiene las siguientes características:

Carece de hipótesis. En los instrumentos usados incluimos preguntas abiertas, porque nos

sustentamos en parte en el tipo de enfoque (cualitativo) del que hacemos uso.

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Se conversó con profesores que han impartido clases de Astronomía, con el fin de tomar en cuenta alguna de sus ideas sobre la enseñanza de la Astronomía.

Algunas de las conclusiones a las que llegamos las obtuvimos a partir del análisis de los porcentajes de las distintas respuestas dadas a determinadas preguntas; sin embargo, por las características mencionadas consideramos que prevalece el carácter cualitativo.

8.2.2 Consistencia entre Objetivos de la Investigación, Indicadores e Instrumentos de recolección de la información

Para dilucidar las distintas inquietudes que nos surgieron en el transcurso del proceso de crear el sustento teórico del estudio, decidimos elaborar una matriz que nos permitiera asegurar en forma consistente la relación entre el estudio empírico y el examen teórico preliminar del cual los objetivos son elemento clave (ver tabla). En la medida de lo posible, logramos que todas las cuestiones del contexto que necesitábamos investigar en relación con el problema que nos habíamos planteado, fuesen ordenadas según su naturaleza y las características de la persona o personas a las que iban dirigidas. De esta forma, evitamos repeticiones innecesarias en los instrumentos que se aplicaron durante el trabajo de campo, logrando obtener una información más consistente con el objetivo general del trabajo.

La tabla, relaciona las distintas preguntas con los objetivos correspondientes, los aspectos e indicadores del trabajo implicados, los instrumentos más pertinentes para cada una de las preguntas y la fuente de donde se obtendría la información. Esta relación se logró tomando en cuenta la forma en que están conectados los objetivos del trabajo con los otros componentes de la tabla, tal como lo muestra el diagrama siguiente:

En la elaboración de los instrumentos fue de gran ayuda la tabla de consistencia. Nos dio pautas para categorizar las preguntas según el aspecto del problema al que corresponden y el tipo de fuente consultada para extraer la información necesaria. Esto, a su vez, contribuyó para que el análisis de los resultados fuese menos difícil y más organizado. Las preguntas se agruparon de modo que se obtuviera la información:

1. Según las personas a las que van dirigidas: Preguntas dirigidas a maestros.

Objetivos Aspectos

implicados Objetivo de

las

preguntas

Tipo de instrumento

Fuente

Relación entre los elementos de la tabla de consistencia. El sentido de las flechas indica el proceso de elaboración de la tabla: partiendo de los objetivos se llega al tipo de fuente que brindará información necesaria para alcanzar aquéllos.

242

Preguntas para los especialistas. Preguntas para los estudiantes.

2. Según el aspecto del problema del que se desprenden: Preguntas acerca del conocimiento científico. Preguntas de carácter didáctico. Preguntas de carácter curricular. De opinión personal.

Para la recopilación de la información, decidimos, por tanto, usar encuestas, entrevistas y una guía de análisis. Las encuestas con preguntas abiertas estuvieron dirigidas a los estudiantes y a los maestros de octavo grado, ya que, usando otro tipo de instrumento, nos hubiera tomado demasiado tiempo conseguir información de docentes y alumnos debido al tamaño de la muestra (30 estudiantes y 3 docentes de octavo grado). Además, pensamos que una encuesta de preguntas abiertas permitiría que los maestros y estudiantes contestaran sin presión alguna, logrando, de esta manera, obtener información más reveladora. Los objetivos 1 y 3, son los que estuvieron más relacionados con las encuestas ya que están referidas al quehacer del maestro y engloban aspectos didáctico y científico. Además, consideramos que estos objetivos también implican la búsqueda de información de las representaciones que se crean los estudiantes en relación con distintos fenómenos astronómicos y los intereses de ellos por aprender determinados contenidos.

Las entrevistas las dejamos para especialistas en cuestiones curriculares, científicas y didácticas. En lo relativo a la enseñanza de la Física desde la perspectiva del currículo en la División de Currículo y Desarrollo Tecnológico del MINED entrevistamos al encargado, licenciado Óscar Meynard Alvarado; otros especialistas consultados en los aspectos científicos de la Astronomía, fueron los profesores de las escuela de Física de la UNAN, quienes tienen relación con cuestiones afines a la Astronomía y su enseñanza. Otro grupo de especialistas universitarios son los que atienden cuestiones de carácter didáctico-metodológico. En este caso, al no abundar los informantes a los cuales recurrir para conseguir información especializada, la muestra fue reducida lo que fue factible en la realización de una entrevista a cada uno de los informantes. Creemos que lo más importante, al entrevistarnos con estas personas fue que logramos aclarar dudas acerca de las respuestas a las cuestiones planteadas y dirigir cuestionarios hacia la obtención de la información relevante para alcanzar los objetivos propuestos. Con las entrevistas estuvieron relacionadas, a los objetivos 2 y 4, los cuales orientaron el trabajo hacia la búsqueda de información acerca de la pertinencia contextual de la propuesta curricular y de la metodología más apropiada para la enseñanza de la Astronomía.

El tercer instrumento mencionado es una guía de análisis. Este instrumento fue elaborado para conseguir información organizada en fuentes tales como el Currículo, la Constitución Política de Nicaragua y la Ley General de Educación. En este caso, no necesitábamos más que tener a mano estos documentos para extraer, con la guía, la información deseada.

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Matriz de consistenciaAstronomía en la enseñanza secundaria

Objetivos Aspectos implicados Indicadores Objetivo de la pregunta Instrumentos Fuente1. Profundizar en el dominio de los contenidos básicos de Astronomía según el plan curricular 2005 que se propone para el 8º grado.

Conocimiento científico Dominio del docente y representaciones de los estudiantes

1. Identificar cuerpos celestes por sus características.2. Explicar mediante la utilización de un modelo las distintas observaciones que se realizan. 3. Identificar distintos problemas de carácter epistemológico. 4. Valorar la influencia de la Astronomía en las actitudes de los estudiantes.

Encuesta Maestros y estudiantes

Conocimiento de fuentes bibliográficas

- Identificar el nivel de conocimiento de las fuentes bibliográficas por parte de los maestros.

 Encuesta Maestros

2. Analizar científica y didácticamente los objetivos y contenidos curriculares de Astronomía de octavo grado.

Currículo de octavo grado versión de 2005

Balance entre los tipos de contenidos

1. Identificar en el currículo la consideración de las ideas epistemológicas de la Astronomía.2. Valorar cómo asume el currículo de Astronomía Comparar la cantidad de los tres tipos de contenido: a) conceptuales b) procedimentales c) actitudinales

Entrevista Guía de análisis

Programas y compendios curricularesDr. Jaime Incer Especialista del MINED

Secuenciación de los contenidos

Identificar la relación entre la secuenciación de los contenidos propuesta en el currículo y la lógica interna de la Astronomía.

Relevancia del currículo

1. Determinar la pertinencia de los contenidos de Astronomía en relación con la vida cotidiana a través del estudio de las competencias expresadas en el currículo.

Guía de análisis Entrevista

Programas y compendios curriculares Dr. Jaime IncerEspecialista del MINED

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Fundamentación legal de la enseñanza de la Astronomía

Identificar, en la Constitución Política de Nicaragua y en las leyes, la expresión de la necesidad de formación ciudadana en aspectos científicos y tecnológicos.

Guía de análisis Constitución Política Ley General de Educación

Objetivos Aspectos implicados Indicadores Objetivo de la pregunta Instrumentos Fuente

3. Contrastar la propuesta curricular vigente con las ideas y expectativas de los estudiantes y los maestros a fin de tomar decisiones en cuanto a la elaboración de una propuesta didáctica para la enseñanza de la Astronomía, acorde a sus intereses.

Relación del currículo con las expectativas de estudiantes y profesores.

Intereses de los estudiantes y maestros

- Conocer qué contenidos interesan a los maestros.- Identificar los contenidos que los estudiantes esperan aprender en cuanto a la

Astronomía.

 Encuesta

 

Maestros Estudiantes

Exigencias curriculares

Comparar la propuesta curricular con las expectativas de alumnos y maestros. Guía de análisis

Compendios curriculares

4. Proponer una unidad didáctica en la que se ilustren actividades de enseñanza para el abordaje de los contenidos de Astronomía de 8º grado en el marco de la EpC y del Constructivismo

 

 

Enfoque de enseñanza

 

 

Sustento de la Unidad Didáctica en Ideas constructivistas

Determinar la pertinencia del uso de las ideas constructivistas en la enseñanza de la Astronomía.

Entrevista Especialistas en la enseñanza de la Física de la UNAN, de la Escuela de Física de la UNAN y especialista del MINED

EpC en la enseñanza de la Astronomía

Valorar la viabilidad de la aplicación de la EpC en la enseñanza de la Astronomía.

Estrategias de enseñanza de la Astronomía

Identificar estrategias adecuadas para la enseñanza de la Astronomía. Especialistas del MINED, de la Escuela de Física

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de la UNAN y el Dr. Jaime Incer

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8.2.3 Población y Muestra

Ampliamente se destaca en esta investigación la importancia de la enseñanza de la Astronomía; por lo que nuestra población, y por tanto la muestra de este trabajo investigativo está conformada por tres tipos de personas:

1. Los estudiantes del octavo grado que corresponden a los de segundo año de secundaria del Instituto “Gabriela Mistral” de la ciudad de Matagalpa.

2. Los docentes de Física y Matemática, Ciencias Naturales y Sociales de este centro.

3. Los docentes de la UNAN-Managua especialistas en la enseñanza de la Física y su didáctica.

4. Las personas especialistas en Astronomía de la capital Managua.

En principio debemos estar claros del tipo de enfoque o estudio investigativo adoptado aquí, y como lo hemos mencionado antes; es de tipo cualitativo. Así, según Sampieri y colaboradores (2006) la muestra en el proceso cualitativo, es un grupo de personas, eventos, sucesos, comunidades, etcétera, sobre el cual se habrán de recolectar los datos, sin que necesariamente sea representativo del universo o población que se estudia.

¿Por qué hemos seleccionado las personas que son parte de la muestra? Los estudiantes en principio porque ellos nos darán sus ideas previas y pre-concepciones sobre los aspectos astronómicos, tanto respecto a la enseñanza como al aprendizaje de los temas concernientes a Astronomía. Los docentes de Física y Matemática, Ciencias Naturales y Sociales porque ellos están constantemente enfrentándose a la enseñanza de temas de Astronomía y a buscar información de éstos, a la necesidad de implementar estrategias didácticas, de enseñanza y de aprendizaje y en los problemas reales que no se comprenden bien, por ejemplo ¿cómo es que la Tierra gira alrededor del Sol? Los docentes de la UNAN-Managua especialistas en la enseñanza de la Física y su didáctica, porque ellos pueden brindar estrategias de enseñanza de temas astronómicos, pero también porque ellos están impartiendo clases a los docentes de profesionalización que se especializan para licenciados y estos generalmente son de educación primaria y en un futuro cercano de secundaria. Además estos docentes de la UNAN tienen amplia experiencia sobre las didácticas en especial sobre la Física, la que sirve de base de muchos temas astronómicos. Las personas especialistas en Astronomía son muy importantes para nosotros también porque ellos son los que están directamente más informados y familiarizados con la mayoría de los fenómenos astronómicos que acontecen en nuestro diario vivir.

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El proceso de selección de la muestra para el caso de los estudiantes, maestros de educación secundaria y los maestros universitarios es por conveniencia27 porque son los casos disponibles a los cuales tenemos acceso en nuestro centro de trabajo y donde estudiamos la licenciatura. Con respecto a las personas especialistas en Astronomía son los que corresponden a la muestra de expertos28 los que su opinión es necesaria para aclarar las ideas que no son tan evidentes en lo concerniente a Astronomía.

En último instancia escribimos los indicadores para la selección de nuestra muestra:

a) La representatividad de la muestra: como escribimos al inicio según Sampieri y colaboradores (2006) la muestra en los estudios cualitativos no es tan necesariamente representativa del universo o población que se estudia, pero aquí y para nosotros sí es representativa no respecto del universo o población, sino desde el punto de vista de la cantidad y calidad de información que obtendremos de ellos.

b) El tamaño de la muestra: como es sabido para los estudios cualitativos no es importante desde una perspectiva probabilística, pero como lo que buscamos es calidad en las respuestas a las preguntas planteadas, creemos que el tamaño que hemos seleccionado es el ideal, ya que en los estudiantes es una sección de 30, entre varones y muchachas. De los docentes de secundaria son tres, uno de Física y matemática, una de Ciencias Naturales y una de Ciencias Sociales, los que son únicos en estas asignaturas y con una experiencia mínima de diez años en la docencia. Dos especialistas en la enseñanza de Física y su didáctica de la UNAN-Managua los cuales tienen como mínimo veinte años de experiencia en éstas áreas y dos especialistas en Astronomía, uno científico y el otro director de la facultad de Física de la UNAN-Managua, los que han hecho muchos estudios y trabajos sobre Astronomía

c) El tipo de muestra: el cual lo hemos dividido en: estudiantes, docentes de secundaria y de universidad y especialistas puros. Los estudiantes porque ellos serán en cierta forma los más beneficiados y nos pueden dar ideas sobre el aprendizaje, los decentes porque ellos son capaces de brindarnos experiencias tanto en el aspecto de enseñanza como en el didáctico y los especialistas porque están bien actualizados y pueden corregirnos o darnos teorías que no hemos considerado.

Esperamos pues con lo antes dicho, haber aclarado lo concerniente a la muestra.

27 Sampieri, Roberto H. et al. Metodología de la investigación. 2006. Pg. 571.28 Sampieri, Roberto H. et al. Metodología de la investigación. 2006. Pg. 566

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8.2.4 Métodos, técnicas e instrumentos para la recolección y análisis de datos

Una parte relevante de nuestro trabajo fue la recolección de datos y el análisis de los mismos. Decimos relevante debido a que los objetivos planteados implicaban la búsqueda de información, opiniones y sugerencias de distintos actores de la educación en ciencias y especialmente de personas que ya han tenido una relación directa con la enseñanza de la Astronomía.

Para conseguir la información deseada elaboramos instrumentos de investigación que contemplaban los aspectos científico, didáctico y curricular, teniendo en cuenta las opiniones personales acerca del tema. Los instrumentos elaborados fueron encuestas dirigidas a estudiantes y maestros del octavo grado; entrevistas dirigidas a especialistas en cuestiones curriculares, científicas y didácticas y una guía de análisis para conseguir información de distintos documentos.

Además de esto, hemos tomado en cuenta las opiniones que han surgido respecto al tema en conversaciones con profesores de ciencias tanto de la universidad como de la escuela secundaria.

Las respuestas conseguidas en las encuestas, entrevistas y en las guías las analizamos para extraer las distintas unidades de significado por las que estaban conformadas. Estas unidades de significado las consignamos en tablas en las que se mostraba también la frecuencia y el porcentaje de las mimas. Luego de esto, y para tener una mejor visión de la información, elaboramos redes sistémicas a partir de las cuales logramos elaborar conclusiones parciales por cada uno de los grupos a los que estuvieron dirigidos los instrumentos de investigación.

Después del análisis de los datos por grupos, pasamos a un análisis de la información haciendo una triangulación de los resultados. Aquí comparamos las distintas conclusiones a las que se llegó de acuerdo con los objetivos propuestos; cada pregunta estaba dentro de alguna categoría en las redes sistémicas, por lo que la clasificación de los resultados se hizo sin dificultades. La comparación de los resultados por objetivo nos permitió elaborar nuestras conclusiones generales de la investigación de campo y a continuación poder visualizar algunas propuestas de solución al problema planteado.

9. Resultados del Diagnóstico

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Introducción general del diagnóstico del contexto

El diagnóstico del contexto está basado en la investigación con los estudiantes y profesores del 8° grado sobre qué dominio y representación tienen acerca de modelos y contenidos relativos a la Astronomía. A los estudiantes se aplica una encuesta que aborda contenidos conceptuales y algunos de tipo didáctico; con los profesores la encuesta que se les hace incluye por igual contenidos conceptuales y didácticos, para saber aspectos específicos sobre la forma en que ellos visualizan algunos de los temas de Astronomía presentes en el currículo producto de la reforma del 2005 en secundaria.

Aclaramos también que se aplica una entrevista a expertos en el dominio de los temas de aspectos astronómicos y a profesores especialistas en metodología de la enseñanza de la UNAN-Managua. Esto es con el fin de contrastar las ideas de los estudiantes y profesores con las que expresan los expertos en estos temas y también poder obtener indicios nosotros como grupo investigador, necesarios en la planificación de temas que se proponen para 8° grado. Quisimos saber si para ellos son de interés, relevancia y motivación para enfocar las estrategias necesarias al desarrollo del proceso enseñanza - aprendizaje.

Así pues, hemos distribuido la muestra y aplicado instrumentos a tres sectores:

Encuesta a estudiantes Encuesta a profesores Entrevista a Expertos

Los resultados en cada caso fueron organizados mediante matrices en las que se vierten las unidades de significado (tal y como fueron expresadas por los informantes). Posteriormente se procede al análisis de las expresiones de las matrices relacionándolas y agrupándolas en categorías en el instrumento conocido como redes sistémicas. Es necesario mencionar que el éxito de este proceso, sólo es posible si para ello tenemos una visión precisa de: el o los objetivos de la pregunta y el dominio integral (científico y metodológico), suficiente para poder comprender e interpretar la visión o representación del tema expresado por los informantes.

En la fase final del análisis de los resultados del diagnóstico procedemos a realizar una triangulación comparando los aspectos concluyentes y relevantes de cada sector. Esto se hizo orientado por los objetivos específicos de la investigación, es decir sobre su base comparamos los resultados más significativos de cada sector. Con esta técnica pretendimos presentar de forma más clara y entendible los resultados.

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Con este nivel de comprensión pudimos obtener propuestas de las conclusiones más significativas del diagnóstico y nos colocó en mejores condiciones para inferir adecuadamente algunas líneas de base para la elaboración de la Unidad Didáctica basada en el marco del Enfoque de la Comprensión EpC, parte final de nuestro trabajo investigativo.

9.1 Organización, análisis e interpretación de los resultados de la encuesta a estudiantes

A continuación se dan a conocer la organización y análisis de los resultados de la encuesta a estudiantes, en total son 30 los que responden a las doce situaciones que se plantean.

Tanto la organización, como el análisis se hacen en base a los objetivos específicos del trabajo, así como la estructura de la encuesta que se aplica. La clasificación de las preguntas de la encuesta, según objetivos, aspectos y cuestiones se muestra en la Tabla 10:

Tabla 10: Objetivos, aspectos y cuestiones en que se organiza el análisis

Objetivos Aspectos Cuestiones1. Profundizar en el dominio de los

contenidos básicos de Astronomía según el plan curricular 2005 que se propone para el 8° grado

1. Dominio de los contenidos básicos de Astronomía según el plan curricular 2005 que se propone para el 8° grado

1 a 6

2. Contrastar la propuesta curricular vigente con las ideas y expectativas de los estudiantes y los maestros a fin de tomar decisiones en cuanto a la elaboración de una propuesta didáctica para la enseñanza de la Astronomía, acorde a sus intereses

2. Ideas y expectativas de los estudiantes sobre los temas de Astronomía acorde a sus intereses

7 a 12

En el análisis de cada cuestión se ha procedido mostrando la situación que se les planteó a los estudiantes, acompañada de una breve descripción de lo que trata; seguidamente mostramos una Tabla que refleja, unidades de significado más comunes de las respuestas dadas, frecuencia y porcentaje. Luego explicamos cualitativamente (interpretación), los porcentajes más altos y los más bajos. A

175

continuación se muestra una red conceptual con la cual se pretende dar una visión global y gráfica de los aspectos y relaciones obtenidas con la pregunta. A continuación presentamos una red sistémica que refleja la interpretación de lo dicho por los informantes a la luz de la teoría más relevante sobre el tema y su enseñanza; es el resultado de la relación entre la Tabla y su red conceptual finalizando con los comentarios pertinentes. Son nuestros juicios sobre algunos de los resultados interesantes, nuevos hallazgos y aclaraciones de aspectos científicos, metodológicos y didácticos.

¿Quién se mueve, el Sol o la Tierra?

Se les plantea a los estudiantes la situación mostrada en la figura de la derecha. Aquí hay que decidirse por quién tiene la razón a cerca del cambio de posición de la sombra bajo la sombrilla, el varón o la muchacha y opinar por qué se inclinan por uno de ellos. Hemos logrado ver que 28 estudiantes están a favor de lo que dice la muchacha, lo que representan un 93%; predominado así la opinión de que: “es la Tierra la que ha girado, no el Sol”. Esta opinión corresponde con lo que sabemos y afirma la ciencia. La Tabla 11 refleja todas las unidades de significado de las respuestas de los estudiantes:

Tabla 11: ¿Quién se mueve, el Sol o la Tierra?Unidades de significado más comunes Frecuencia Porcentaje

El Sol permanece en un solo lugar, nunca se mueve 8 14%Nosotros miramos que el Sol se mueve 2 4%La Tierra hace su movimiento de traslación 2 4%Movimiento de rotación de la Tierra 4 7%El movimiento de rotación y traslación de la Tierra 3 6%La Tierra se mueve 4 7%La Tierra gira 10 18%La Tierra gira alrededor del Sol 13 24%El Sol no gira alrededor de la Tierra 2 4%El Sol solo se oculta de noche y sale por la mañana 3 6%Al moverse la Tierra la sombra del Sol varía 1 2%El Sol es un astro natural que esta en el Universo 1 2%

1. Dominio de los contenidos básicos de Astronomía según el plan curricular 2005 que se propone para el 8° grado

¿Quién se mueve, el Sol o la Tierra?

La Tierra

El Sol

Permanece en un solo lugar, nunca se mueve

Hace su movimiento de rotación y traslación

Se mueve y gira alrededor del Sol

Se oculta de noche y sale por la mañana

Es un astro natural que está en el UniversoNo gira alrededor de la Tierra

Al moverse la sombra del Sol varía

176

Pienso que el muchacho tiene la razón, pero también es decisión de cada quien

1 2%

Total 54 100%

Se puede ver que la unidad de significado con mayor frecuencia es la de 13 estudiantes lo que representa un 24%, ellos afirman que “la Tierra gira alrededor del Sol”; la mayoría menciona el término girar aquí, quizás porque es como lo dice la muchacha en el gráfico. Los porcentajes más bajos corresponden al 2%, sus unidades de significado más comunes son: “Al moverse la sombra del Sol varía”, “El Sol es un astro natural que está en el Universo” y “Pienso que el muchacho tiene la razón, pero también es decisión de cada quien”. Vemos que aquí, la primera unidad de significado se relaciona con la sombra del Sol, la que se ve por la sombrilla que cubre al varón y la muchacha. La tercera unidad de significado no es coherente porque aunque se inclina por el muchacho, después afirma que se puede tomar la decisión de acuerdo a lo que se piensa. A continuación mostramos la red conceptual referida a la Tabla 11 que resalta cómo se agruparon las principales respuestas correspondientes a los movimientos del Sol y de la Tierra:

Red conceptual de la Tabla 11: ¿Quién se mueve, el Sol o la Tierra?

Vemos en esta red conceptual cuatro ideas principales referentes al Sol, donde dos de ellas destacan que no se mueve, una de ellas refiere a la observación diaria de él desde nuestro planeta y la otra que es un astro natural del Universo. Se pueden ver también tres ideas referentes al movimiento de la Tierra, dos de ellas están íntimamente relacionadas al destacar los movimientos de girar, rotar y trasladar, aparentemente no hay claridad en el

Optan por un modelo

Heliocéntrico

- Permanece en un solo lugarnunca se mueve

- La Tierra hace su movimientode traslación

- Movimiento de rotación y traslación de la Tierra

Geocéntrico

- La Tierra se mueve y gira alrededor del Sol

- El Sol no gira alrededor de la Tierra

- Nosotros miramos que el Sol se mueve

- Describen y explican desde su experiencia

- No coinciden opción y explicación

No se ajusta a ningún modelo

1 Sol 8 14 Sol

C S

2 4 Sol

3 12 C S

274 47

C S

4 C S

6 Sol C S

C S

10 Sol C S

7

2 Sol8 4 Sol

9 C S

1

- Nosotros miramos que el Sol se mueve

- Pienso que el muchacho tiene la razón, pero también es decisión de cada quien

C Sol F Sol%

¿Quién tiene la razón? El Sol se ha movido.Es la Tierra la que ha girado, no el Sol

177

significado de ellos. La otra idea hace alusión a la sombra que proyecta nuestro planeta.

La siguiente red sistémica evidencia las principales relaciones que hemos logrado establecer al estudiar la Tabla 11 y su red conceptual correspondiente. Aclaramos que en todas las redes sistémicas lo que significan las letras C, F y % es: Código, Frecuencia y Porcentaje respectivamente.

Red Sistémica 1: Observe la lámina y conteste: ¿Quién tiene la razón? Opine:

En esta red sistémica destacamos el uso de los modelos heliocéntrico y geocéntrico para agrupar las respuestas de los estudiantes a la situación que se les plantea, también muestra a los que no se ajustan a ningún modelo, los que describen y explican desde su experiencia y los que no coinciden en la opción y la explicación que dan a la situación. Es de resaltar que una misma respuesta pueden ser relacionadas con más de una categoría, en ese caso les ponemos el

178

símbolo en forma de una flecha curva, en este caso “Nosotros miramos que el Sol se mueve”, tiene estrecha relación con el uso de un modelo y con la experiencia cotidiana.

Es muy importante hacer notar que aunque los estudiantes confunden los términos girar y trasladar; que a continuación aclaramos: girar es sinónimo de rotar, “el movimiento de rotación es alrededor de un eje fijo. Todas sus partículas tienen la misma velocidad angular instantánea y viajan en círculos alrededor de un eje de rotación”; por ejemplo la rotación de la Tierra sobre su eje. El término trasladar está asociado con el movimiento de traslación el cual “es básicamente el movimiento lineal, en este caso cada una de las partículas tiene la misma velocidad instantánea”. Por ejemplo en la revolución (o traslación) de la Tierra alrededor del Sol, el eje (de revolución o traslación) está fuera del cuerpo. (Wilson, Jerry D. Física. Pearson Educación. Segunda edición. 1996. Pg. 251.)

La mayoría comparten la idea de la muchacha, posiblemente se imaginan que la Tierra se traslada alrededor del Sol y que aunque no conciban el eje de traslación fuera de la Tierra si son capaces de imaginarse su eje de rotación en la Tierra y relacionarlo sobre el que ella gira, por lo que debe ser fácil deducir que esto es la causa de que la sombra de la sombrilla varíe.

Con base en las definiciones anteriores se tiene con los términos girar y trasladar:a) Semejanzas

Ambos refieren a un cuerpo rígido (como en la Tierra)b) Diferencias

En la rotación el eje está en el cuerpo (como en nuestro planeta) En la traslación el eje está fuera del cuerpo

Es de suponer que al enseñar los conceptos “girar” y “trasladar”, se debe tener cuidado en relacionarlos por su semejanza (a) y por sus diferencias (b), para evitar que los estudiantes tengan el obstáculo de confundir ambos vocablos.

Se resalta también que dos estudiantes, que representan el 4% se inclinan a favor de lo que dice el varón y se supone que esta concepción es superada con los estudios de primaria; mostrando que aún predominan en nuestros estudiantes ideas geocéntricas. Podemos leer esto en la unidad de significado que dice: “nosotros miramos que el Sol se mueve”. El último aspecto que destacamos es el de la no relación entre la opción y la explicación; tiene como respuesta: “Pienso que el muchacho tiene la razón, pero también es decisión de cada quien”. Evidencia del desconocimiento de algunos estudiantes sobre aspectos astronómicos, considerados como sencillos.

179

La situación anterior referida al Sol y el movimiento de traslación y rotación que nuestro planeta realiza y que hemos logrado leer y ver en la Tabla, Red Conceptual y Red Sistémica:

Evidencia pre-concepción vigente en nuestros estudiantes y son aún motivo especial para investigar, y las debemos tener en cuenta para desarrollar su comprensión, imaginación y aprendizajes adecuados.

¿Cuáles son las fases de la Luna?

Ahora la cuestión que se presenta es sobre las fases de la Luna, y se quiere saber si los estudiantes son capaces de identificar las fases en el gráfico que se muestra.

En la Tabla 12 se escriben 6 unidades de significado comunes sobre las fases de la Luna que se redactan teniendo como base la interpretación de la encuesta aplicada. Aquí resaltamos principalmente si los estudiantes saben identificar en el gráfico las fases de la Luna o no.

Hay que tener presente que una de las principales actividades para potenciar el aprendizaje es que todo estudiante debe hacer para estudiar un modelo como el del dibujo, con el apoyo de la observación real de cada fase, a) además que debe tener conocimiento del movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol, el movimiento de rotación de la Tierra sobre su propio eje, los sentidos en que ésta se traslada y rota, también debe saber que la Luna se traslada alrededor de la Tierra, que en el gráfico el sentido de traslación es en contra del movimiento en que giran las agujas del reloj, otro aspecto importante es que la Luna no rota sobre su propio eje.

Abreviaremos en ciertos momentos Luna Nueva: L. Nueva, Luna Llena: L. Llena, Cuarto Creciente: C. Creciente y Cuarto Menguante: C. Menguante.

Tabla 12. ¿Cuáles son las fases de la Luna?

No coincide selección y explicaciónLas fases de la Luna no las escribe

No identifican las fases (83%)

Luna Nueva y Luna Llena C. Creciente y C. Menguante

¿Cómo identificas las fases de la Luna?

Luna Nueva y Luna Llena

Identifican las fases (5%)

C. Creciente y C. Menguante

180

Unidades de significado más comunes sobre las Fases de la Luna

Frecuencia Porcentaje

Identifican las fases de la Luna Nueva y Luna Llena 2 3%No identifican las fases de la Luna Nueva y Luna Llena 28 41%Identifican las fases del C. Creciente y C. Menguante 1 2%No identifican las fases del C. Creciente y C. Menguante 29 42%Sólo contesta: corresponde 3 porque está más cerca de la Tierra ya que su iluminación la percibimos más cerca.

1 2%

Las fases de la Luna no las escribe 7 10%Total 68 100%

Es de resaltar aquí, que las respuestas de mayores frecuencias son 28 y 29 estudiantes los que representan 41% y 42% respectivamente y reflejan que no identifican las fases de Luna Nueva y Luna Llena y las de C. Creciente y C. Menguante; también se pueden ver las frecuencias de 1 y 2 que representan el 2% y 3%, que identifican las fases de la Luna Nueva y Luna Llena y el C. Creciente y C. Menguante, siendo realmente una minoría. Como podemos ver con esto, hay poco conocimiento para identificar las fases de la Luna. Además hay 7 estudiantes los que representan el 10% que no escriben las fases, es decir desconocen por completo que la Luna tiene fases o quizás no relacionan adecuadamente sus experiencias de observación (de la Luna) con el gráfico presentado.

A continuación mostramos una red conceptual correspondiente a la Tabla 12 que resalta las principales relaciones (como empezamos a describir anteriormente) que establecen al reconocer las fases de la Luna. Se han señalado los principales aspectos: “Identifican las fases” y “No identifican las fases” con porcentajes respectivos de 5% y 83%; ya que consideramos es lo más fundamental para estudiar las fases de la Luna.

Red conceptual de la Tabla 12: ¿Cuáles son las fases de la Luna?

En los principales aspectos de la red (mencionados anteriormente), escribimos las fases

%

¿Sabes identificar las fases de la Luna?

Identifican las fasesLuna Nueva y Luna Llena

- Las fases de la Luna no las escribe

- No coinciden selección y explicación al decir: corresponde 3 porque está más cerca de la Tierra ya que su iluminación la percibimos más cerca

1 2 Sol3

1Sol

5 01 S

01 S

01 S

10

2

22C. Creciente y C. Menguante

No Identifican las fases 01 S

01 S

01 S

01 S

01 S

01 S

Luna Nueva y Luna Llena

C. Creciente y C. Menguante

C SolF Sol

181

que son simétricas: por ejemplo la Luna Nueva con la Luna Llena y el C. Menguante con el C. Creciente.

Presentamos la red sistémica correspondiente a las fases de la Luna, elaborada teniendo como base la Tabla 12 y la red conceptual.

Red Sistémica 2: ¿Sabes identificar las fases de la Luna?

En el gráfico la ubicación correcta de las fases de la Luna es 1. L. Nueva 2. C. Creciente 3. L. Llena y 4. C. Menguante. Como podemos destacar ninguno de los 30 estudiantes encuestados logró identificar correctamente las 4 fases, teniendo en cuenta este resultado se puede ver en la Red Sistémica los que identifican las fases y los que no las identifican, pero estos sólo se refieren a dos estaciones a la vez; y entre las más fáciles de identificar se tienen: L. Nueva con L. Llena y C. Creciente con C. Menguante. Podemos ver que 1 estudiante el que representa el 2% no relaciona adecuadamente lo que explica con lo que identifica y también cómo 7 estudiantes los que representan el 10% no escriben fase alguna en el gráfico.

Nos atrevemos a decir entonces que la mayoría de los estudiantes no tienen comprensión que para que la Luna llegue a estar en Luna llena (número 3 en el gráfico) debe estar antes en cuarto creciente (número 2 en el gráfico) o para que llegue a estar en Luna nueva (número 1 en el gráfico) debe estar antes en cuarto menguante (número 4 en el gráfico); es decir no conocen el carácter simétrico de las fases de la Luna, ni la sucesión de las fases.

Las cuatro estaciones de la Tierra

Las estaciones del año están en relación con los hemisferios de la Tierra por la forma esférica que tiene nuestro planeta, pero también están íntimamente en

182

dependencia a la inclinación del eje terrestre como se muestra en el gráfico. Estos aspectos no son mencionados por ninguno de los estudiantes, dejando ver poco conocimiento astronómico de nuestro planeta respecto a su movimiento alrededor del Sol al relacionarlo con las estaciones del año.

De forma bastante parecida al caso de las fases de la Luna ocurre con las estaciones del año que es la situación que se les plantea a los estudiantes. Aquí queremos saber si ellos tienen conocimiento de las estaciones y si son capaces de reconocerlo en un gráfico como el que se muestra.

En la Tabla 13 se muestran las unidades de significados posibles y más comunes en las respuestas de los estudiantes.

Tabla 13: ¿Sabes las cuatro estaciones del año en los dos hemisferios de nuestro planeta?Unidades de significado más comunes sobre las Estaciones

del añoFrecuencia Porcentaje

No identifican el Verano y el Invierno en el hemisferio boreal 30 25%No identifican el Verano y el Invierno en el hemisferio austral 30 25%No identifican el Otoño y la Primavera en el hemisferio boreal 30 25%No identifican el Otoño y la Primavera en el hemisferio austral

30 24%

Las estaciones del año no las identifica 1 1%Total 121 100%

Resaltamos aquí que las mayores frecuencias corresponden a 30 estudiantes, lo que representan un 24% para cada uno. Como podemos leer, cada una de estas unidades de significado se refieren a aspectos que evidencian el desconocimiento para identificar las estaciones del año, entonces la otra parte de los porcentajes que son representados por el 1% y que corresponde a un estudiante es el que evidencia la identificación de ninguna de las estaciones del año, es decir: No reconocen las estaciones del año en el gráfico presentado.

En el gráfico la ubicación correcta de las estaciones del año es en dos formas: 1° Para el hemisferio boreal: A. Verano B. Otoño C. Invierno y D. Primavera. 2° Para el hemisferio austral: A. Invierno B. Primavera C. Verano y D. Otoño. Se puede ver aquí el carácter simétrico de las estaciones del año (al igual que con las fases de la Luna).

Observación del planeta Venus

183

Gracias a la observación diaria que hacían nuestros antepasados de los astros, se tenía conocimiento de la existencia de otros planetas. Uno de ellos es Venus; como sabemos sale al atardecer al este y se oculta al oeste al amanecer (en algunas épocas del año). La observación se perfecciona con la invención del telescopio por Galileo Galilei hacía 1609. Así cuando observamos Venus con este aparato se ve como en la figura, la situación pues es contestar por qué a simple vista no observamos lo mismo que con el telescopio.

La Tabla 14 muestra las unidades de significado que manifestaron los estudiantes ante la pregunta: ¿Por qué a simple vista no observamos lo mismo que con el telescopio?

Tabla 14: Observación del planeta Venus con el telescopioUnidades de significado más comunes Frecuencia Porcentaje

La distancia enorme que hay de la Tierra hasta donde se encuentra el planeta

12 27%

El telescopio que es para ver lo que está muy lejos 8 18%El telescopio es un instrumento científico 1 2%Con el telescopio vemos más cerca 2 4%En el telescopio miramos totalmente reducido 1 2%El telescopio posee aumento 2 4%Por la óptica del telescopio 3 7%Sin el telescopio se nos haría difícil 1 2%El telescopio posee otras dimensiones de observación que la vista

2 4%

Nuestra vista no tiene la capacidad de observar como un telescopio

3 7%

La vista no está apta para ver muy lejos 5 11%Nuestra vista puede que se afecte 1 2%Es una ilusión óptica provocada por los gases de los planetas

2 4%

Se observa como un punto o estrella 2 4%No responden 1 2%

Total 46 100%

Mostramos las unidades de significado más comunes en las respuestas de los estudiantes, donde se resalta la de mayor frecuencia; 12 que representan el 27% y expresa: “la distancia enorme que hay de la Tierra hasta donde se encuentra el planeta”. La otra frecuencia de 8 estudiantes que representa el 18% es en la que algunos afirman: “el telescopio es para ver lo que está muy lejos”. Otras unidades son en las que 2 estudiantes que representan el 4% resaltan que Venus se ve

¿Cómo observa el planeta Venus?

Por la óptica de este objeto

Con el telescopio

Porque es para ver lo que está muy lejos Necesitamos un instrumento como este

Nuestra vista no es tan desarrollada para ver lejos

La respuesta no la escribe

Se observa como un punto o estrella

184

como una estrella o punto y uno que no responde que representa un 2%, correspondiente a lo comúnmente encontrado: El desconocimiento de algunos aspectos astronómicos en los alumnos.

Mostramos a continuación una Red conceptual correspondiente a la Tabla 5 que destaca las principales relaciones sobre la observación del planeta Venus con el telescopio, resumidas de las unidades de significado de la Tabla 14, cabe aclarar que aquí ubicamos las principales unidades relacionadas con la forma en que observa el planeta Venus.

Red conceptual de la Tabla 14: Observación del planeta Venus con el telescopio

2Sol

5Sol

8Sol 2Sol

9Sol

10Sol

11Sol

2Sol

28Sol

5Sol

12Sol

1Sol

¿Cómo observa el planeta Venus?

Influye el telescopio

C Sol

Con nuestra vista

- Puede que se afecte

- La distancia desde nuestro planeta hasta Venus es enorme

- Se observa como un punto

1 188Sol

11111ol

2Sol2

3Sol 3Sol 7

4Sol

2Sol5Sol

6Sol

5Sol

12Sol

3Sol 7Sol

12Sol5Sol7Sol

1Sol

F Sol%

- Porque es para ver lo que está muy lejos

- Es un instrumento científico

- Porque vemos más cerca y reducido

- Por la óptica del instrumento

- Posee otras dimensiones de observación que la vista

- No tiene la capacidad de un telescopio

- Para ver muy lejos no está apta

- Es una ilusión óptica

185

Tres características destacan sobre la observación del planeta Venus con el telescopio, se refieren: a lo lejos que podemos ver con él, la óptica que posee y la necesidad de tener un objeto como este. Otras respuestas que no están relacionadas con el uso del telescopio destacan la ineficiencia de nuestra vista para ver lejos y la observación del planeta como una estrella. Un último aspecto muestra el desconocimiento para contestar.

La siguiente red sistémica corresponde igualmente a la observación del planeta Venus; muestra las principales relaciones que hemos logrado establecer con la Tabla 14 y la Red conceptual de ésta:

Esta Red sistémica destaca dos grandes aspectos sobre la observación del planeta Venus, como son: la influencia del telescopio y el uso de nuestra vista; cada uno de estos señalan ideas dadas por los estudiantes al contestar la situación que se les planteó.

Red Sistémica N° 3: ¿Cómo observa el planeta Venus?

Así, de acuerdo a lo señalado anteriormente podemos decir que en cierta forma los

186

estudiantes saben para qué se utiliza el telescopio y lo difícil que sería igualar nuestra visión a él; también de los otros aspectos escritos, la mayoría de los estudiantes tienen idea de las enormes distancias espaciales entre un astro y otro, con lo que se imaginan que Venus está muy largo de la Tierra, algo importante además es la observación del planeta como un punto, lo que relaciona la semejanza a la de una estrella. El desconocimiento en los estudiantes también es una respuesta que se destaca, confirmando nuevamente no saber de algunos aspectos astronómicos.

¿Se ve Venus en forma de disco?

Muchos creemos que los planetas se pueden ver en forma de disco, como cuando vemos la Luna, pero cuando nos acercamos a comprobar esto realmente vemos que no es así. La situación entonces planteada a los estudiantes es: ¿por qué cree que Venus no se ve con forma de disco?

Las respuestas dadas por los alumnos a esta situación las agrupamos en 20 unidades de significados comunes que mostramos en la Tabla 15.

Tabla 15: ¿Se ve Venus en forma de disco o no?Unidades de significado más comunes Frecuencia Porcentaje

Cuando lo observamos sin telescopio observamos un lucero

1 3%

Se ve como una estrella muy brillante 4 11%Con el telescopio observamos la forma que tiene 2 5%Por el aumento del telescopio 1 3%Llega hasta lo más profundo del cielo (el telescopio) como un rayo dirigido de la Tierra

1 3%

Porque no se observa profundamente 1 3%Venus ha de ser un planeta inmenso (grande) 1 3%Quizá es un satélite que está más cerca del Sol 1 3%Por la distancia que estamos de la Tierra 4 11%La distancia no es la misma 1 3%La distancia de la Tierra al Sol es más larga, y sólo se ve la mitad

1 3%

Se encuentra muy lejos de nuestra vista 1 3%Porque el planeta es redondo 2 5%El Sol sólo ilumina una parte 4 11%No todos los planetas tienen forma de disco 1 3%Tendríamos que salir al universo para verlo completo 1 3%Porque es como Júpiter 1 3%Por su posición astronómica y ubicación 1 3%Tal vez está tapado por algún otro astro o planeta 2 5%No contestan 5 13%

Total 36 100%

- Desde la Tierra hasta Venus no es la misma

- De la Tierra al Sol es más larga y sólo se ve la mitad

- Porque se encuentra muy lejos de la Tierra y por eso de nuestra vista

- Observamos la forma que tiene

- Porque posee aumento

- Llega hasta lo más profundo del cielo

- Porque es redondo

- Todos los planetas no tienen forma de disco

- Es como Júpiter

1 5 17Sol

2Sol 1Sol 4Sol

3 2Sol 6Sol

6Sol2Sol4Sol

5Sol 1Sol 4Sol

6Sol

7Sol

4Sol1Sol

2Sol 6Sol

8Sol 1Sol 4Sol

9Sol 1Sol 4Sol

4Sol10Sol 14Sol

11Sol 1Sol

12Sol

4Sol

17Sol

1Sol

5Sol

13Sol

14

4Sol

2Sol 6Sol

C Sol F Sol%

- El Sol sólo ilumina una parte

- No es coherente

- No contesta

- Otro astro o planeta lo tapa

¿Puede verse Venus con forma de disco?

Relaciona con la forma del planeta

Con el telescopio

Relaciona con la distancia

- Por la posición astronómica y ubicación

187

Entre las mayores frecuencias se encuentran las de 4 estudiantes que representan un 11% quienes contestan: “se ve como una estrella muy brillante”, “por la distancia que estamos de la Tierra” y porque “el Sol sólo ilumina una parte” y también las de 5 estudiantes que representan un 13% quienes no contestan, lo que evidencia nuevamente el desconocimiento de aspectos astronómicos.

La siguiente Red sistémica corresponde a los argumentos ante la observación del planeta Venus con forma de disco; muestra las principales relaciones que hemos logrado establecer.

Red Sistémica N° 4: ¿Puede verse Venus con forma de disco?

188

Como se puede ver esta red sistémica presenta tres grandes aspectos sobre la observación del planeta Venus con forma de disco en los que destacan la distancia, el telescopio y la forma del planeta; también dan más razones entre estas: la influencia del Sol, la posición astronómica y ubicación, otros astros o planetas y siempre destacando la incoherencia y la abstención a contestar.

Estos aspectos resaltan tres grandes causas para que Venus no se vea con forma de disco:

La distancia, la necesidad del telescopio y la forma del planeta

Aunque la mayoría de los estudiantes no tienen dominio de todas las teorías físicas que explican algunos fenómenos astronómicos, como se puede leer en lo expresado por ellos, intuitivamente inducen sus ideas y tratan de aproximarse a las explicaciones más lógicas. Igualmente se manifestó el poco conocimiento de los estudiantes sobre cómo podría ser la forma de Venus, y es resaltada por la tercera categoría.

¿En qué posición está Venus, visto desde la Tierra?

Siempre indagando sobre aspectos fundamentales a cerca del planeta Venus se presenta la situación ilustrada por el gráfico que se muestra, se pregunta en qué posición está Venus cuando lo vemos desde la Tierra y se pide que justifiquen su respuesta. Cabe destacar que las observaciones tanto reales como de figuras planas son imposibles sin hacer uso del modelo Sol – Tierra, esto es porque estamos en el planeta y aún mantenemos el Sol como centro del Sistema

189

Solar, así el objetivo principal de esta pregunta es para saber si usan o no el modelo.

La Tabla 16 refleja la forma que ideamos para organizar los datos obtenidos en las respuestas de los 30 estudiantes, ella muestra todas las respuestas que nos encontramos al analizar las encuestas. Como podemos ver tiene dos entradas: una horizontal y la otra vertical. En la entrada horizontal se ubica todo lo referente a los/as estudiantes, aquí tenemos: los que seleccionan y explican agrupados con sus frecuencias y porcentajes, los que no seleccionan y explican con su correspondiente frecuencia y porcentaje, las unidades de significado más comunes en los que explican, los estudiantes que seleccionan y no explican con su respectiva frecuencia y porcentaje y por último los estudiantes que no contestan igualmente con su frecuencia y porcentaje.

Una lectura vertical de la tabla permite apreciar la elección y explicación de las tres posiciones en que se encuentra el planeta Venus, las que se muestran en el gráfico que está al inicio de está página, las frecuencias y porcentajes correspondientes de las unidades de significado más comunes en los estudiantes que seleccionan y explican, las de los estudiantes que seleccionan y no explican y también las de los que no contestan. Mostramos la Tabla 7 en la siguiente página:

Posición en que no se observa Venus desde la Tierra

Al estar lejos de la Tierra sólo se mira su resplandorLos estudiantes afirman

Está cerca del Sol

Ha girado y se encuentra más cerca de la Tierra

190

Tabla 16: ¿En qué posición 1, 2 ó 3 se encuentra Venus cuando lo vemos desde la Tierra?

Como se ve la mayor frecuencia de los estudiantes que no contestan es 7 y representan el 23%. La otra frecuencia mayor es la que corresponde a los estudiantes que seleccionan y explican la posición 3 en el gráfico del planeta Venus que son 5 y representan el 17%, después están los que seleccionan la posición 1 que son 4 estudiantes y representan el 13%. Aprovechamos para mostrar la Red conceptual correspondiente a la Tabla 16 en la siguiente página.

Red conceptual de la Tabla 16: ¿En qué posición 1, 2 ó 3 se encuentra Venus cuando lo vemos desde la Tierra?

Estudiantes

Posicionesde Venus

Seleccionan y explican

No seleccionan y explican

Unidades de significado más comunes en los que explican

Estudiantes que seleccionan y no explican

No contestan

Frecuencia

% Frecuencia

% Frecuencia

% Frecuencia

%

1 4 13La Tierra es lo que miramos más cerca

1 4

7 23

Se encuentran muy lejos de la TierraAl estar lejos se mira su resplandor solamentePorque los planetas giran alrededor del Sol

2 3 10Está cerca del Sol

4 13Está cerca de la TierraHa girado y se encuentra más cerca de la Tierra

3 5 17

Este está cerca de la Tierra

3 10

Está a una dirección que se puede ver de la TierraAllí está ubicado en el Sistema SolarSe pone donde sale el SolLo podemos ver en la noche reflejado como una estrella luminosa

3 10

Porque el gira en un mismo entornoLo vemos como que está girando alrededor del Sol y de la TierraSe puede observar en las dos desde una parte o la mitad izquierda y la mitad derecha

191

%F SolCSol

¿Por qué se puede ver Venus desde la Tierra en alguna posición?

Posición 1

- Porque al estar lejos se mira su resplandor

- Se encuentra muy lejos de la Tierra

- Los planetas giran alrededor del Sol

Posición 2

Posición 3

- Está cerca del sol

- Está cerca de la Tierra

- Ha girado y se encuentra más cerca de la Tierra

- La dirección que tiene permite ver desde la Tierra

- Está ubicado en el Sistema Solar

- Se pone donde sale el Sol

No selecciona opción alguna pero explica- Gira sobre si mismo

- Se ve como si está girando alrededor del Sol y de la Tierra

- Relaciona la observación del planeta con la de una estrella

- No es coherente

1Sol 5Sol1Sol

2Sol 1Sol5Sol

3Sol 1Sol5Sol

4Sol 3Sol15Sol

5 2Sol10Sol

6 1Sol5Sol

7Sol 1Sol5Sol

8Sol 1 5Sol

9Sol 4Sol20Sol

10Sol1Sol5Sol

11ol 1Sol5Sol

5Sol12Sol1Sol

10Sol2Sol13

La observación, en referencia al modelo Sol - Tierra

192

En la Red conceptual anterior se muestra la posición en que se observa Venus desde la Tierra, que corresponde al número 1 en el gráfico. En las posiciones 2 y 3 no se observa Venus desde nuestro planeta porque si se analiza bien los rayos solares reflejados en éstas no inciden directamente sobre nuestro planeta y como se puede constatar es donde mayormente seleccionan los estudiantes.

Logramos sintetizar las respuestas de los estudiantes de la Tabla y Red conceptual y hemos agrupado en categorías en la siguiente Red sistémica.

Red Sistémica N° 5: ¿Por qué se puede ver Venus desde la Tierra en alguna posición?

Como se puede ver en la Tabla 16, el porcentaje que

193

seleccionan la posición 1 es 13% lo que corresponden a 4 estudiantes, esto evidencia:

Poca habilidad para relacionar el gráfico con la observación cotidiana del planeta Venus y el uso del modelo Sol – Tierra para verificar las relaciones posibles que se puedan establecer entre un gráfico y la observación real, lo que evidencia aún más que un 87% desconocen este astro, no pueden interpretar un gráfico como el que se les muestra en la situación, no practican la observación cotidiana y desconocen el modelo Sol - Tierra.

Los temas referidos a las ideas y expectativas de los estudiantes sobre los contenidos de Astronomía acorde a sus intereses, son muy importantes para nosotros, ya que nos permiten obtener las principales referentes para proponer lo que esté más relacionado con su interés por esta ciencia.

¿Qué se puede decir acerca de la ubicación del centro del universo?

Inicialmente quisimos saber con cuáles de las ideas modernas y observaciones sobre el universo los estudiantes están de acuerdo justificando sus respuestas. La situación es: ¿qué se puede decir acerca de la ubicación del centro del universo? Ofreciendo cinco posibles opciones de elección:

a. La Tierra es el centrob. El Sol está en el centroc. La Vía Láctea está en el centrod. Una lejana y desconocida galaxia está en el centroe. El universo no tiene centro alguno

La Tabla 17 muestra los resultados que se obtienen del análisis de las respuestas de los 30 estudiantes encuestados. Aprovechamos para aclarar que la estructura de esta Tabla es parecida con la 16 que ya explicamos anteriormente. Igualmente tiene dos entradas: de forma horizontal todo lo concerniente a las ofertas de elección a los estudiantes y de forma vertical las cinco selecciones que ellos hicieron sobre la ubicación del centro del Universo. Los aspectos numéricos correspondientes a frecuencias y porcentajes, también las unidades de significados más comunes de los estudiantes se ofrecen al lector con una lectura vertical de la Tabla. A continuación presentamos la Tabla 17:

Tabla 17: Ubicación del centro del Universo:

2. Ideas que reflejan las expectativas de los estudiantes sobre los temas de Astronomía en relación a sus intereses

194

Estudiantes

Opcionesde selección

Seleccionan y explican

Unidades de significado más comunes en los que explican

Estudiantes que seleccionan y no explican

Frecuencia

% Frecuencia

%

a. La Tierra es el centro

9 30

Es la parte principal del Universo

0 0

La Tierra es el centroEs el único universo que se encuentra en el centroTodos los planetas giran alrededor de ella, incluso el SolTodo gira a nuestro alrededorLa Tierra gira alrededor del SolLo que Dios dejó es perfecto Dios hizo todo

b. El Sol está en el centro

14 47

La Tierra gira alrededor del Sol

3 10

Los planetas giran alrededor del SolEl Sol está en el centro del UniversoEs el que ilumina a todos los planetas del UniversoPor él, cuando en una parte es de día, en la otra es de nocheEs uno de los principales astros del universoEl Sol no se mueve

195

e. El universo no tiene centro alguno 3 10

El espacio – universo es un todo, lo que contiene muchos universos, los cuales contienen su centro

1 3Porque el Universo es lo más inmenso que Dios creoPorque el universo es infinito, no tiene ningún centro o un punto por donde puedas partir

Como podemos ver la opción b es seleccionada por 14 estudiantes quienes representan un 47% y es el inciso por el que más se inclinan, estando a favor de que es el Sol el que se encuentra en el centro del Universo. También las opciones que no son seleccionadas y que representan por tanto un 0% son: la c “La Vía Láctea está en el centro” y la d, “Una lejana y desconocida galaxia está en el centro”. Además cabe resaltar que en la opción b tres estudiantes, los que representan un 10%, la seleccionan pero no dan explicación alguna, la opción e seleccionada por un estudiante representa el 3% igualmente no es explicada, esta dificultad resta evidencia que explique la opción correcta por lo que fue muy difícil comprobarlo.

¿Qué se puede decir a cerca de la ubicación del centro del Universo?

No selecciona ni usada como explicación

Es la parte principal del universo

La Vía Láctea está en el centroLa Tierra es el centroTodos los planetas y el Sol giran alrededor de ella

La Tierra gira alrededor del Sol

Lo que Dios creó es perfecto

Porque el universo es infinito

El espacio-universo es un todo, lo que contiene muchos universos, los cuales contienen su centro

El universo no tiene centro alguno

El Sol está en el centro

Una lejana y desconocida galaxia está en el centro

No selecciona ni usada como explicación

Por él cuando en una parte es de día en la otra es de noche en nuestro planeta

Los planetas giran alrededor de él

Es el que ilumina a todos los planetas

No se mueve

196

Mostramos la siguiente Red conceptual correspondiente a la Tabla 17, donde se pueden ver resaltadas en negritas las opciones (a, b y e) que describimos anteriormente; y también con las unidades de significado más usadas en las interrelaciones.Red conceptual de la Tabla 17: Ubicación del centro del Universo

%F SolCSol

¿Cuál es el centro del Universo?

Opciones que se seleccionan y explican

La Tierra es el centro

El Sol está en el centro

El Universo no tiene centro alguno

- Es la parte principal del Universo

- Es un universo que se encuentra en el centro

- Los planetas y el Sol giran alrededor de la Tierra

- Los planetas y la Tierra giran alrededor del Sol

- Ilumina a todos los planetas del Universo

- El Sol no se mueve

- El espacio – universo es un todo, lo que contiene muchos universos

- El Universo es infinito, no tiene centro o un punto por donde se pueda partir

- La Tierra gira alrededor del Sol

- Relaciona el día y la noche con el hecho de que el Sol está en le centro

- Hacen referencia a Dios como ser divino y absoluto creador

- No es coherente

1Sol 1Sol 5Sol

2Sol 1Sol 5Sol

3Sol 1Sol 5Sol

4 4Sol 19Sol

5Sol 2Sol 9Sol

6Sol 2Sol 9Sol

7Sol 1Sol 5Sol

1Sol 5Sol

9Sol

8Sol

1Sol5Sol

2Sol10Sol 9Sol

3Sol11 15Sol

12 2Sol9Sol

197

La siguiente red sistémica corresponde a lo que podemos decir sobre la ubicación del centro del Universo; muestra las principales relaciones que hemos logrado establecer con la Tabla 17 y su mapa conceptual correspondiente:

Red Sistémica N° 6. ¿Cuál es el centro del Universo?

En esta red sistémica se pueden constatar los tres grandes aspectos que corresponden a las opciones a, b y e; ya que fueron los únicos en los que los estudiantes mostraron unidades de significados, como se puede ver también en la Tabla 17 los incisos c y d no fueron elegidos.

Cuatro grandes ideas están presentes en las respuestas a esta situación: Primeramente refieren a la Tierra como el centro del Universo, luego se puede ver que se contradicen afirmando que el Sol es el centro también; aquí se pueden destacar los dos grandes modelos de representación del Universo:

198

Heliocéntrico y el geocéntrico, lo que evidencia que ambas ideas siempre están presentes en los estudiantes.

Como tercer idea fuerte, se destaca que el Universo no tiene centro alguno, podemos inferir que quizás los estudiantes tienen esta idea por lo enorme que les parece el espacio exterior que conforma todo el Universo. Una cuarta idea es la presencia de un creador absoluto, que como todos sabemos es Dios, quizás los estudiantes afirman que todo es creación de Él por la influencia de la religión que desde niños tenemos de nuestros padres.

¿Con cuál de las explicaciones sobre el Universo está de acuerdo?

Es para nosotros importante tomar en cuenta en el análisis las ideas epistemológicas acerca de cómo trató de explicar el Universo el hombre en la antigüedad, así la situación planteada aquí es: En la antigüedad el hombre trató de explicar el Universo como algo finito, y se expresa a continuación. ¿Con cuál de las explicaciones está de acuerdo?

a. El mundo flotaba en un inmenso océanob. El universo era una habitación con el cielo como techo y la Tierra como

pisoc. La Tierra reposaba sobre cuatro elefantes que estaban soportados por

una tortuga que nadaba en un río de leche¿Cómo explica usted su elección?

En la Tabla 18 se muestran los resultados que se obtienen del análisis de las respuestas de los 30 estudiantes encuestados. Aclaramos nuevamente que la estructura de esta Tabla es parecida con la 16 y 17 que explicamos y presentamos anteriormente. Podemos ver en la Tabla que la mayor selección es lograda por la opción b, con 6 estudiantes, los que representan el 20%, así mismo 6 estudiantes que representan el 20% no contestan, siendo estas las dos opciones con mayor frecuencia en la Tabla. En las opciones de menor selección están la a y c con 5 estudiantes cada una, lo que representa el 17%.

Aprovechamos para explicar que a continuación de la Tabla 18 colocamos su Red conceptual, en la cual se resaltan en negrita las tres opciones que se proponen en la situación de igual manera el aspecto central de la Red, y podemos ver de cada aspecto marcado en negrita se desprenden sub-aspectos los que son de más relevancia en la Tabla 18. Mostramos pues lo descrito anteriormente:

199

Tabla 18: ¿Con cuál de las explicaciones está de acuerdo?

Estudiantes

Opcionesde selección

Seleccionan y explican

Unidades de significado más comunes en los que explican

Estudiantes que seleccionan y no explican

No contestan

Frecuencia

% Frecuencia % Frecuencia %

a. El mundo flotaba en un inmenso océano

5 17

Por el cambio de clima

3 10

6 20

Por las estaciones del año

La traslación o rotación de la Tierra

Una de las teorías explica que el mundo flotaba

No estoy de acuerdo en las otras opciones de selección

Porque las porciones de la Tierra flotaban en los vastos océanos

b. El Universo era una habitación con el Cielo como techo y la Tierra como piso

6 20

El océano también tiene cielo como techo y Tierra como suelo

4 13

Nosotros estamos entre el Cielo y la Tierra

Es fácil de entender

En el universo estamos todos

Tenemos como techo el Cielo

He oído esta teoría

Se tenían conocimientos de las capas de la Tierra, pero no del universo

c. La Tierra reposaba sobre cuatro elefantes que estaban soportados por una tortuga que nadaba en un rio de leche

5 17

Creían que era una tortuga cuando la Tierra se movía

1 3

La tortuga caminaba

Debido a la imaginación de los antiguos

Debido a la ignorancia de los antiguos

Esta era la idea de esos tiempos

Ví una figura con esta opción

El Universo lo creó Dios

La Tierra se encuentra en su eje imaginario

Se tenían conocimientos de las capas de la Tierra, pero no del universo

El Universo lo creó Dios

He oído esta teoría

Estamos entre el cielo y la Tierra y tenemos como techo el cielo

La Tierra reposaba sobre cuatro elefantes que estaban soportados por una tortuga que nadaba en un río de leche

El universo era una habitación con el cielo como techo y la Tierra como piso

Explicaciones del hombre de la antigüedad para explicar el universo

El mundo flotaba en un inmenso océano

La traslación o rotación de la Tierra

El cambió de clima

Las estaciones del año

La Tierra se movía

Los antiguos la imaginabanDebido a la ignorancia de los antiguosCaminaba

Las porciones de la Tierra flotaban en los océanos

Por

El océano tiene cielo como techo y tierra como suelo

Era la idea de esos tiempos

200

Red conceptual de la Tabla 18: ¿Con cuál de las explicaciones está de acuerdo

¿Con cuál de las explicaciones del hombre de la antigüedad sobre el origen del Universo estas de acuerdo?

Visión finita del Universo

Visión infinita del Universo

El Universo era una habitación con el Cielo como techo y la Tierra como piso

El mundo flotaba en un inmenso océano

- El océano tiene cielo como techo y tierra como suelo

- Estamos entre el Cielo y la Tierra

- Sobre el Universo no se sabía mucho

- Movimiento de rotación y traslación de la Tierra

- Porciones de Tierra flotaban en los vastos océanos

La Tierra reposaba sobre cuatro elefantes que estaban soportados por una tortuga que nadaba en un río de leche - Creían que era una tortuga cuando la Tierra se movía

- Por la ignorancia de los antiguos

- Reconoce saber esta teoría

- Hace referencia a Dios como creador

- No está de acuerdo con las otras opciones

CSolF Sol%

1

2

5

3

6

4

7

8

9

10

3

1

2

1

1

1

2

1

1

4

17

6

12

6

6

6

12

6

6

23

201

La siguiente red sistémica corresponde a la interpretación de las unidades de significados de la Tabla 18 más destacadas por los estudiantes y a los aspectos que hemos presentado en la Red conceptual anterior:

Red Sistémica N° 7: ¿Con cuál de las explicaciones del hombre de la antigüedad sobre el origen del Universo estas de acuerdo?

Podemos ver en la red

sistémica anterior como hemos ubicado los tres aspectos preguntados a los estudiantes, en dos grandes temas principales como son: “visión finita del Universo” y “visión infinita del Universo”, además hemos encontrado tres aspectos más los que son expresados por los estudiantes. Estos destacan: el reconocimiento de algunas de estas teorías por los estudiantes, la referencia a Dios como creador y que algunos no están de acuerdo con las otras opciones, en este caso es para los que seleccionan la opción a.

Así, podemos concluir que la mayoría de los estudiantes:

202

Están de acuerdo con que el Universo era una habitación con el Cielo como techo y la Tierra como piso.

Esto quizás sea porque la mayoría de nosotros pensamos que estamos entre lo finito del Cielo y la Tierra. Además es conveniente resaltar que hay también desconocimiento para contestar (esto no se aborda en los currículos), dado que fue una de las elecciones con mayor frecuencia.

¿Es importante estudiar Astronomía?

Con motivo de saber en qué posición los estudiantes ubican la asignatura de Astronomía entre las ciencias: Química, Ciencias Naturales, Geografía e Historia les presentamos la situación en que ellos jerarquicen las asignaturas, asignado números entre 5 y 1, según les parezca más importante o menos importante. La tabla 19 refleja estos resultados:

Tabla 19: ¿Cuál asignatura es la más importante y cuál es la menos importante?

En la tabla anterior se puede destacar la ubicación de la Astronomía en las filas correspondientes a la columna del nivel de importancia seleccionado Nº 5 más importante y Nº 1 menos importante, en los gráficos 2 y 3 se muestran el orden de importancia de la Astronomía, estableciendo comparaciones entre estas dos filas y

hacemos un análisis más comparativo de esta tabla.

A continuación mostramos la Red conceptual correspondiente a la Tabla 19:

Nivel de importancia

seleccionado

CienciasQuímica Ciencias

NaturalesAstronomía Geografía Historia

F % F % F % F % F %N° 5 más

importante9 21 7 15 9 21 10 22 9 21

N° 4 4 25 4 25 2 12.5 2 12.5 4 25N° 3 1 6 2 11 7 39 6 33 2 11N° 2 1 6 5 31 3 19 4 25 3 19

N° 1 menos importante

8 28 6 21 3 10 5 17 7 24

No seleccionan

7 26 6 22 6 22 3 11 5 19

¿Cuál de las asignaturas es más importante?

Las dos menos importantes según % de elección

Astronomía Geografía

Las tres más importantes por %Química

Geografía

Historia

203

Red conceptual de la Tabla 19: ¿Cuál de las asignaturas es la más importante y cuál es la menos importante?

Como escribimos anteriormente se puede observar que la Geografía es la asignatura más importante para los estudiantes y la Astronomía se ubica en las asignaturas que no son tan importantes, ni menos importantes.

En el análisis que se realiza para esta situación, no mostramos red sistémica porque hemos logrado elaborar un gráfico de pastel, esto se ha hecho porque los datos que refleja la Tabla 19 son adecuados para dicha construcción. A continuación este gráfico N° 2:

204

Como se puede ver en el gráfico 2, la Astronomía está en el mismo nivel de importancia que la Química y la Historia ubicándose en el segundo lugar, aquí es la geografía la más importante, comparando con el gráfico 3 la Astronomía tiene el menor nivel de importancia en la selección (un 10%) o sea que 3 estudiantes la seleccionaron como de menor importancia, es decir que para 27 estudiantes que representan un 90% realmente es importante:

Los estudiantes prefieren a la Astronomía en lugar de las Ciencias Naturales, Historia o Química.

¿Qué le gustaría estudiar?

La siguiente situación que se presenta a los estudiantes es con el objetivo de saber si ellos tienen algún tema de preferencia en Astronomía, se les presenta entonces seis tipos de contenidos generales cuyo estudio está contemplado en el nuevo currículo y en los que les pedimos que marquen con una x los que les gustaría estudiar. Entre estos temas están:

La Tierra, la Luna y el Sol Los planetas Los eclipses Las estrellas, las constelaciones, las galaxias y las nebulosas Los hoyos negros y los cuásares Los asteroides, meteoritos y cometas

Los resultados del análisis de los datos que se obtienen se muestran en la Tabla 20:

205

Tabla 20: ¿Qué le gustaría estudiar?Unidades de significado que se seleccionan Frecuencia Porcentaje

La Tierra, la Luna y el Sol 8 27%Los planetas 4 13%Los eclipses 7 24%Las estrellas, las constelaciones, las galaxias y las nebulosas

6 20%

Los hoyos negros y los quásares 1 3%Los asteroides, meteoritos y cometas 4 13%

Total 30 100%

Vemos en la Tabla 20 que 8 estudiantes los que representan el 27%, les gustaría estudiar: La Tierra, la Luna y el Sol. Después tenemos frecuencias de 7 estudiantes que corresponden a 24% quienes les gustan los eclipses, la menor frecuencia que está, es la de 1 estudiante que corresponde a un 3% y destaca que le gustarían los hoyos negros y los quásares, siendo esto lo que posiblemente les guste estudiar menos a la mayoría de los alumnos.

Nos preguntamos entonces: ¿por qué será que los estudiantes prefieren estudiar la Tierra, la Luna y el Sol?

Una respuesta en primera aproximación a esta pregunta es que quizás los estudiantes estén más familiarizados con estos astros. Por ejemplo, la Tierra es el planeta en que vivimos y sabemos que así se llama, además podemos comprobarlo con su enorme cantidad de recursos naturales; principalmente la mayor cantidad de tierra que tiene. La Luna la vemos algunos días de los meses (aunque sea para la L. Llena) y el Sol que lo vemos a diario, cada vez que amanece.

Entonces pues, contrastando esta mayor frecuencia (La Tierra, la Luna y el Sol) con la de menor frecuencia como son los hoyos negros y los quásares, podemos aproximar una opinión a esta selección como la que los estudiantes han escuchado hablar o ver (en programas de televisión), pero que nunca han logrado concretizar (como en el caso de la Luna y el Sol), así podemos decir que es como algo de pura imaginación lo que ellos saben de los hoyos negros y los cuásares; por tanto no estarían dispuestos a estudiar esto.

Mostramos a continuación el gráfico 4 en el que reflejamos los porcentajes que se muestran en la Tabla 20:

206

Según lo que refleja la Tabla 20, lo que relacionamos en el mapa conceptual y lo que vemos en el gráfico 4; a la mayoría de los estudiantes les gustan los temas de Astronomía sobre: La Tierra, la Luna y el Sol. Lo que menos les gustaría estudiar es entonces, los hoyos negros y los

quásares.

¿Qué les gustaría hacer al estudiar las fases de la Luna?

Mostramos ahora una situación similar a la anterior, la cual es para decidir lo que preferirían hacer los estudiantes al estudiar las fases de la Luna, porque este es el astro que más cerca está de nosotros, y de sus movimientos (fases) dependen muchos fenómenos terrestres; entre las estrategias, recursos, etc. propuestos se tienen:

Observar la Luna varias veces para obtener información y analizarla Armar una maqueta con la que se puedan explicar las fases de la Luna Buscar información escrita para explicar Que su maestro le explique el tema Utilizar una computadora para explicar el fenómeno de las fases de la Luna Ver un programa de televisión en el que se explica el tema Hacer un dibujo o gráfico para explicar Otros

207

Tras el análisis de los datos obtenidos en las respuestas de los estudiantes a esta situación, los resultados se muestran en la Tabla 21:

Tabla 21: ¿Qué preferiría hacer para estudiar las fases de la Luna?Clasificación de los

medios de enseñanzaOpciones que se seleccionan Frecuencia de

estudiantesPorcentaje

TridimensionalesObservacionales

Armar una maqueta con la que se puedan explicar las fases de la Luna

9 30%

Observar la Luna varias veces para obtener información y analizarla

7 23%

AudiovisualesVer un programa de televisión en el que se explica el tema

5 17%

Utilizar una computadora para explicar el fenómeno de las fases de la Luna

2 7%

Orales/EscritosQue su maestro le explique el tema 2 7%Hacer un dibujo o gráfico para explicar 1 3%Buscar información escrita para explicar 1 3%Otros 3 10%

La mayor frecuencia en la elección hecha por los estudiantes que son 9, representa el 30% y corresponde a la unidad de significado: “Armar una maqueta con la que se puedan explicar las fases de la Luna”, que se ha ubicado en el medio de enseñanza: Tridimensionales/Observacionales. La elección de menor frecuencia fueron dos estudiantes para un 6%, sus unidades de significado son: “Hacer un dibujo o gráfico para explicar” y “Buscar información escrita para explicar”, además se puede ver que éstas se ubican en los medios Orales/Escritos. Cabe resaltar que 3 estudiantes mencionan en la unidad de significado de Otros, las siguientes:

- Es importante que presente un programa en la televisión porque así el individuo se da cuenta de las fases de la Luna.- Primero que mi maestro me explique el tema para poder hacer una maqueta donde se pueda explicar las fases de la Luna.- Bueno yo pienso en esta opción porque creo que la información está completa y la primera opción también.

Vemos que en el primer aspecto algunos de los estudiantes se inclinan indirectamente por la televisión como medio de enseñanza audiovisual, el segundo aspecto relaciona los medios de enseñanza Orales/Escritos con los Tridimensionales/Observacionales, esto es según la Tabla 21.

Mostramos a continuación el mapa conceptual correspondiente, que hemos logrado realizar con los datos obtenidos del análisis y la Tabla 21:

Estrategias con medios de Astronomía que le gustaría hacer para estudiar las fases de la Luna

Observar la Luna varias veces para obtener información y analizarla (23%)Armar una maqueta con la que se puedan explicar las fases de la Luna (30%)

Buscar información escrita para explicar (3%)

Que su maestro le explique el tema (7%)

Utilizar una computadora para explicar el fenómeno de las fases de la Luna (7%)

Ver un programa de televisión en el que se explica el tema (17%)

Hacer un dibujo o gráfico para explicar (3%)

Otros (10%)

Orales/Escritos

TridimensionalesObservacionales

Audiovisuales

204

Red conceptual de la Tabla 21: ¿Qué preferiría hacer para estudiar las fases de la Luna?

205

En el mapa conceptual anterior se puede observar que hemos agrupado las siete estrategias propuestas a los estudiantes en tres aspectos principales de clasificación. En el que más se han agrupado es en Orales/Escritos que suman un 13% de selección, no así en los Tridimensionales/Observacionales que aunque sólo son dos estrategias suman 53% de selección.

Con los datos obtenidos en la Tabla 21 y en su Red conceptual correspondiente, presentamos el gráfico 5 en el que mostramos los porcentajes de preferencias:

Se destacan los porcentajes de los medios Tridimensionales/Observacionales que representan 30% y 23% respectivamente, que los estudiantes seleccionan. Así,

podemos afirmar que la mayoría de ellos: Prefieren armar una maqueta con la que se puedan explicar las fases de la

Luna, Observar la Luna varias veces para obtener información y analizarla.

¿Por qué es importante estudiar Astronomía?

Con esta última situación, pretendemos darnos cuenta hasta que punto a los estudiantes les gusta o no estudiar Astronomía, destacando su importante. La Tabla 22 muestra las unidades de significado más comunes en las respuestas dadas por los estudiantes.

Tabla 22: ¿Por qué cree que es importante estudiar Astronomía?

206

Unidades de significados más comunes Frecuencia PorcentajeAdquirimos conocimientos sobre los planetas y principalmente la Tierra

16 30%

Aprendemos sobre cómo es la Luna 4 8%Sabemos sobre las estrellas, como el Sol por ejemplo 5 9%Aprendemos sobre la Vía Láctea 1 2%Nos relaciona con el universo para saber muchas cosas interesantes e importantes

11 21%

Para saber sobre los astros del Universo 3 5%Para saber sobre todo el espacio 3 5%Adquirir conocimientos sobre lo que no sé 1 2%Porque todas las ciencias son importantes 1 2%

Nos ayuda a saber todo lo que hay dentro de nuestro planeta

2 4%

Puede ayudar a estudiar fenómenos del planeta como Tsunamis e inundaciones

2 4%

Puede ayudarnos a estudiar los fenómenos atmosféricos y galácticos

1 2%

Nos ayuda a estudiar sobre el origen de la Tierra 1 2%Nos ayudaría a descubrir lo que aún no se ha descubierto 1 2%Porque estudiamos nuestro alrededor 1 2%

Total 53 100%

La unidad de significado con mayor frecuencia corresponde a 16, esto representan 30%, en ella destacan que es importante estudiar Astronomía porque adquirimos conocimientos sobre los planetas y principalmente la Tierra, también las frecuencias más bajas son los que corresponden a 7 estudiantes, cada uno representa el 2% y sus unidades de significados son: “Aprendemos sobre la Vía Láctea”, “Adquirir conocimientos sobre lo que no sé”, “Porque todas las ciencias son importantes”, “Puede ayudarnos a estudiar los fenómenos atmosféricos y galácticos”, “Nos ayuda a estudiar sobre el origen de la Tierra”, “Nos ayudaría a descubrir lo que aún no se ha descubierto”, “Porque estudiamos nuestro alrededor”.

Mostramos a continuación el mapa conceptual correspondiente a esta Tabla 22:

Importancia de estudiar Astronomía

Adquirir conocimientos sobre los planetas, en especial la Tierra (fenómenos naturales y origen)

Adquirir conocimientos sobre los satélites en especial la Luna

Saber sobre las estrellas, en especial el SolPara saber sobre el espacio

Aprender sobre la Vía Láctea

Para descubrir lo que aún no se ha descubierto

Utilidad inmediata para la vida diaria

Utilidad en la vida académicaUtilidad mediata

207

Red conceptual de la Tabla 22: ¿Por qué cree que es importante estudiar Astronomía?

En el mapa conceptual anterior destacamos 7 aspectos que según lo analizado reflejan la importancia de estudiar Astronomía, estos los hemos clasificado según nuestro criterio en tres grandes grupos: Utilidad inmediata para la vida diaria, Utilidad mediata y los de Utilidad en la vida académica. Como puede verse entonces, en el grupo de la Utilidad en la vida académica es donde se han encontrado más aspectos por estudiar.

Así, con base en la Tabla 22 y su mapa conceptual correspondiente realizamos la Red sistémica Nº 8 de las unidades de significado más señaladas por los estudiantes.

3 7

8 3

9 1 3

¿Por qué cree que es importante estudiar Astronomía?

Utilidad inmediata en la Vida Diaria

Utilidad mediata

Utilidad en la vida académica

Adquirir conoci-mientos para

1 3

7

1

3 5 12

4

5 3

6 1 3

7

%F SolCSol

- Los planetas, en especial la Tierra 21 52

4 10- Los satélites en especial la Luna

- Las estrellas en especial el Sol

- La Vía Láctea

- Los astros del Universo

- Fenómenos galácticos

- Todo el espacio

- Todas las ciencias son importantes

- Podríamos descubrir algo nuevo

2

1

208

Red Sistémica N° 8: ¿Por qué cree que es importante estudiar Astronomía?

Como se ve en esta Red sistémica, hemos antepuesto a los grandes grupos de Utilidad el adquirir conocimientos, porque creemos que para la vida diaria, la utilidad mediata y la vida académica un/a persona debe primero adquirir los conocimientos necesarios de cualquier asignatura, en especial la Astronomía.

Así, pues de la Tabla y red sistémica se puede ver que los aspectos más importantes para estudiar Astronomía en los estudiantes son: Adquirir conocimientos sobre los planetas: en especial la Tierra, los satélites:

en especial la Luna y las estrellas: en especial el Sol. Aprender sobre la Vía Láctea, los fenómenos de nuestro planeta y su origen,

saber sobre todo el espacio y para descubrir lo que no se ha descubierto aún.

Así, se puede decir que aunque la Astronomía no es una asignatura que esté en preferencia por los estudiantes, cuando se trata de abordar temas concernientes a esta ciencia, sí es necesaria para explicarlos.

Presentamos a continuación la Tabla 23 sobre las conclusiones parciales del diagnóstico de los estudiantes:

212

Tabla 23: Conclusiones correspondientes al diagnóstico de los estudiantes.

Objetivos Aspectos Conclusiones

1. Profundizar en el dominio de los contenidos básicos de Astronomía según el plan curricular 2005 que se propone para el 8° grado.

1. Dominio de los contenidos básicos de Astronomía según el plan curricular 2005 que se propone para el 8° grado.

La mayoría de los estudiantes comparten la idea de que la Tierra se traslada alrededor del Sol y aunque no conciban el eje de traslación fuera de la Tierra si son capaces de imaginarlo en ella y relacionarlo sobre el que gira, por lo que debe ser fácil deducir que esto es la causa de que la sombra de la sombrilla varíe.

Cuando los estudiantes aprendan los conceptos “girar” y “trasladar”, se debe tener cuidado en relacionarlos por sus semejanzas y por sus diferencias, para evitar que confundan ambos vocablos.

Se evidencia pre-concepción vigente sobre al Sol y el movimiento de traslación y rotación que nuestro planeta realiza; en nuestros estudiantes y son aún motivo especial para investigar, las debemos tener en cuenta para desarrollar su comprensión, imaginación y aprendizajes adecuados.

La mayoría de los estudiantes npara que la Luna llegue a estar en Luna Llena, debe estar antes en Cuarto Creciente o para que llegue a estar en Luna Nueva, debe estar antes en Cuarto Menguante; es decir no conocen el carácter simétrico de las fases de la Luna, ni la sucesión de las fases.

No reconocen las estaciones del año en el gráfico presentado

Los estudiantes evidencian desconocimiento de algunos aspectos astronómicos.

Para algunos estudiantes Venus no se ve con forma de disco, porque influye la distancia, la necesidad del telescopio y la forma del planeta.

Se tiene poca habilidad sobre el uso del modelo Sol – Tierra para verificar las relaciones posibles que se puedan establecer entre un gráfico y la observación real, lo que se evidencia en un 87% de los estudiantes quienes desconocen el planeta Venus, no pueden interpretar un gráfico, no practican la observación cotidiana y desconocen el modelo Sol - Tierra.

2. Contrastar la propuesta 2. Ideas y expectativas de los Las ideas de los modelos Heliocéntrico y el geocéntrico,

213

curricular vigente con las ideas y expectativas de los estudiantes y los maestros a fin de tomar decisiones en cuanto a la elaboración de una propuesta didáctica para la enseñanza de la Astronomía, acorde a sus intereses.

estudiantes sobre los temas de Astronomía acorde a sus intereses

se evidencian, ya que siempre están presentes en los estudiantes.

La mayoría de los estudiantes están de acuerdo con que el Universo era una habitación con el Cielo como techo y la Tierra como piso.

Los estudiantes prefieren a la Astronomía en lugar de las Ciencias Naturales, Historia o QuímicaA la mayoría de los estudiantes les gustan los temas de Astronomía sobre:

La Tierra, la Luna y el Sol.Lo que menos les gustaría estudiar a los estudiantes es:

Los hoyos negros y los quásares.La mayoría de los estudiantes prefieren los medios de aprendizaje como: Armar una maqueta con la que se puedan explicar las

fases de la Luna. Observar la Luna varias veces para obtener información

y analizarla. Les gustaría a los estudiantes, adquirir conocimientos

sobre los planetas, en especial la Tierra; los satélites, en especial la Luna y las estrellas, en especial el Sol.

Aprender sobre la Vía Láctea, los fenómenos de nuestro planeta y su origen, saber sobre todo el espacio y para descubrir lo que no se ha descubierto aún.

214

9.2 Organización, análisis e interpretación de los resultados

de la encuesta a docentes

Para conocer la realidad docente en cuanto a la enseñanza de la Astronomía, aplicamos una encuesta a los docentes de secundaría que enseñan ciencias y que no tienen vínculo con la universidad en cuanto a formación científica, otra parte de la muestra son profesores que aún son estudiantes de los últimos años de la carrera Física-Matemática. El total los maestros encuestados fue 19, distribuidos de la siguiente manera: 3 de Managua, 7 de Matagalpa y 9 de la UNAN-Managua. La encuesta estaba estructurada de forma que las preguntas abordaran los aspectos siguientes:

1. Dominio científico de los docentes en cuanto a los contenidos de Astronomía de octavo grado.

2. Interés de los docentes por la Astronomía y su enseñanza.

3. Dominio metodológico de los docentes para enseñar temas de Astronomía en la escuela secundaria.

Un total de 5 preguntas estuvieron referidas al primer aspecto. El segundo aspecto se abordó con 3 preguntas y el tercer aspecto con 2 preguntas. A continuación se presenta la descripción de los resultados de la aplicación de la encuesta a los maestros mencionados anteriormente.

Del dominio científico de los docentes en cuanto a los contenidos de Astronomía

La pregunta siguiente tuvo como objetivo conocer el dominio científico de los maestros en cuanto al sistema Sol-Tierra-Luna, las fases de la Luna y el uso de un modelo representacional del sistema mencionado. Esta pregunta está relacionada directamente con el objetivo 3 de nuestro trabajo: Contrastar la propuesta curricular vigente con las ideas y expectativas de los estudiantes y los maestros a fin de tomar decisiones en cuanto a la elaboración de una propuesta didáctica para la enseñanza de la Astronomía, acorde a sus intereses.

215

1. El esquema siguiente representa al Sol, la Tierra y cuatro posiciones particulares de la Luna. Indique, a la par de cada número, la fase de la Luna que corresponde.

Unidades de significado Frecuencia↓ %

ME MEU Total ME MEU Total

Ubica las fases nueva y llena e intercambia las posiciones de las fases cuarto creciente y cuarto menguante.

2 0 2 18 0 10

Ubica sólo cuarto creciente o cuarto menguante. 1 1 2 9 11 10

No identifica ninguna fase. 3 1 4 28 11 20

Ubica sólo la Luna nueva. 1 0 1 9 0 5

No distingue las fases cuarto creciente, Luna llena y cuarto menguante.

1 0 1 9 0 5

Ubica cuarto menguante y Luna nueva. 1 0 1 9 0 5

Menciona las estaciones del año como fases de la Luna. 1 0 1 9 0 5

Reconoce las fases Luna nueva, cuarto creciente, Luna llena y cuarto menguante.

0 4 4 0 45 20

Reconoce sólo la Luna llena. 0 1 1 0 11 5

No responde. 1 2 3 9 22 15

Las principales ideas encontradas en las respuestas se consignan en la siguiente tabla 24 ¿En qué Fase está la Luna?

216

  Llena 10 1 5

 

Nueva y C. Menguante 6 1 5

 

Ubicando algunas fases

 

Nueva y Llena 1 2 10

Utiliza el modelo gráfico

 

 

Nueva 4 1 5

   

   C. Menguante, C. Creciente

2 2 10

¿En qué fase está la Luna?

   

 

Ubicando todas las fases 9 4 20

 

 

 

No identifica fase alguna. 3 4 20

 

No utiliza el modelo gráfico.

Menciona las estaciones del año como fases de la Luna

7 1 5

 

No distingue algunas fases. 7 1 5

 

Red Sistémica 9: ¿En qué fase está la luna?

217

Antes de empezar nuestro análisis de las respuestas para esta pregunta, regularmente nos referiremos a algunos aspectos que nos permiten una visión crítica al examinar las respuestas encontradas. Cabe señalar que esto se realizará también con cada una de las preguntas contenidas en la encuesta. Estos aspectos estarán relacionados con: el nivel de dificultad de las preguntas y hasta dónde una respuesta se puede considerar válida desde el punto de vista de la naturaleza del conocimiento que está en juego. Con esto pretendemos un análisis más organizado y objetivo.

En el caso de la Pregunta 1, la que ahora nos corresponde, se deben tener en cuenta los siguientes hechos:

1. El encuestado tuvo que enfrentarse a una expresión gráfica del modelo gráfico para poder definir su respuesta. Esto implica que la persona debe saber ubicarse en el modelo para poder visualizar, dentro del mismo, las observaciones que hasta el momento tenía del fenómeno y usar todos sus conocimientos para tomar la decisión más apropiada.

218

2. Si observamos el gráfico, nos damos cuenta que el encuestado debe tener conocimientos del fenómeno de la reflexión de la luz para poder asignar el nombre de Luna nueva a la posición 1, el de Luna llena a la posición 3. Además de este conocimiento, el encuestado debe reconocer el sentido del movimiento de traslación de la Luna alrededor de la Tierra para poder ubicar el cuarto creciente en la posición 2 y el cuarto menguante en la posición 4.

3. Una de las facilidades que pudo encontrar el encuestado es la referida a la simetría de las fases de la Luna: nueva-llena y menguante-creciente.

4. En estas consideraciones, no podemos ignorar el hecho de que las personas que dieron los nombres correctos a las cuatro posiciones presentadas en el gráfico, bien pudieron guiarse por el orden sugerido por los números en el gráfico. Esto es probable que haya ocurrido, pero aquí vamos a considerar que las respuestas de este tipo son las que alcanzaron el nivel más alto si de calificar las respuestas se tratara.

5. En lo que compete a la Luna nueva, es la fase que es más fácil de ubicar, ya que sabiendo ubicarse en la Tierra, dentro del gráfico, el único hecho que debe considerar es hacia dónde se refleja la luz del Sol cuando llega a la Luna.

6. Consideraremos, por todo lo dicho anteriormente, que una respuesta aceptable es si al menos ubicó dos de las fases de la Luna en el lugar correspondiente.

De la Tabla 24 y de la Red 9, podemos notar que las respuestas a la pregunta 1 se encuentran entre:

1. Los que reconocen algunas o todas las cuatro fases que muestra el modelo gráfico y

2. Los que no reconocen ninguna de las fases.

Cinco de los maestros empíricos encuestados reconocen de una a tres de las fases presentadas y ninguno de los 10 encuestados empíricos reconoce todas las fases. En el caso de los estudiantes de la UNAN, 4 de ellos acertaron con las cuatro fases mostradas y 2 reconocen una o dos de las fases. Esto nos conduce a pensar que los estudiantes de Física encuestados tienen más habilidad para explicar las fases de la Luna usando el modelo gráfico presentado. Otros hechos que corroboran lo afirmado son que el 75% de los que no reconocen ninguna de las fases corresponde a los maestros en servicio, ninguno de los maestros empíricos ubicó las cuatro fases y que un poco más del 60% de las personas que no hicieron uso del hecho de la simetría de las fases de la Luna, corresponde a los maestros empíricos.

De forma global se aprecia que menos del 50% reconoce todas las fases de la Luna que se les propusieron en el gráfico. Además en ambos grupos apareció la afirmación de que la mayoría de las posiciones se refieren a cuartos de Luna. Esto nos indica que no hay dominio en el uso de modelos gráficos tales como el presentado. Es decir que, no se ha considerado el Sistema Sol-Tierra-Luna como un todo; la observación en ese caso e local, no global que es característica del modelo, y las personas que contestaron de esta

219

forma es posible que hayan centrado su atención sólo en la apariencia del círculo que representa a la Luna y no hayan puesto atención a las relaciones de los tres cuerpos que forman el sistema.

Haciendo un recuento de todas las respuestas que tienen en la posición correcta a la Luna Nueva (40% en total), pudo haber ocurrido dos cosas: que las personas contestaran basadas en la posible sombra que la Luna proyecta hacia la Tierra o que, sabiendo que las órbitas de la Tierra y de la Luna no están en el mismo plano (visión espacial), se valieran del fenómeno de la reflexión de la luz para poder dar su respuesta. Por tanto, aunque correctas como respuestas a la pregunta planteada porque no se pidió ningún tipo de argumentación, este aspecto debería ser estudiado con mayor profundidad en investigaciones posteriores.

Todo esto, pensamos, está en correspondencia directa con la complejidad del uso de un modelo. Según Astolfi et al., el uso de un modelo necesita de una mayor capacidad de abstracción que el pensamiento hipotético deductivo de base experimental. Quizás se hubieran obtenido respuestas más acertadas si la pregunta se hubiese sustentado en una experiencia observacional en la que se simulara el sistema Sol-Tierra-Luna, ya que los hechos son más relevantes.

Resumen de los resultados para la pregunta 1

En general, no hay dominio del uso de un modelo representacional. Las personas que actualmente están relacionadas con la formación científica

tienen mayor habilidad en el uso de modelos representacionales para explicar el fenómeno de las fases de la Luna.

Los maestros empíricos encuestados tienen menos conocimientos del tema que los que están recibiendo alguna formación.

No se tiene conocimiento de la simetría de las fases de la Luna.

La pregunta 2a de la encuesta, referida a la apariencia de Venus, abarca en tres aspectos. A continuación analizamos las respuestas dadas a cada inciso con base en las distintas unidades de significado encontradas.

2. Venus es un planeta que aparece en el cielo en forma de un punto luminoso, como una estrella muy brillante (la estrella del pastor). Pero cuando se le observa con un telescopio se le puede descubrir bajo una forma inesperada como se muestra en la imagen.

a. ¿Por qué a simple vista no observamos a Venus lo mismo que con el telescopio?

220

Esta pregunta tuvo por objetivo detectar si los maestros reconocen la importancia del telescopio y si conocen las bases físicas del funcionamiento de este aparato y las usan para explicar la apariencia de Venus con el telescopio o sin éste. La pregunta, en este caso, permite discriminar los siguientes aspectos:

1. Conocimiento del telescopio y de los principios que hacen posible su funcionamiento

2. La influencia de la atmósfera en nuestras observaciones3. Los fenómenos luminosos que intervienen

La tabla siguiente nos muestra las principales ideas encontradas en las respuestas.

Unidades de significado Frecuencia %

ME MEU Total ME MEU Total

Por la distancia. 7 4 11 37 33 38

La distancia se reduce. 1 0 1 6 0 3

Por la lejanía, cualquier emisión de luz nos da la sensación de un punto

1 0 1 6 0 3

Poder de resolución del telescopio. 4 3 7 22 25 23

Posición de la Tierra respecto a Venus. 1 0 1 6 0 3

Incapacidad del ojo humano. 3 2 5 17 17 17

Por la distancia que hay de la Tierra hasta el Universo 1 0 1 6 0 3

Por la dispersión de las ondas luminosas. 0 1 1 0 8 3

Sin sentido claro. 0 2 2 0 17 7

Tabla 25: ¿Por qué a simple vista no observamos, a Venus, lo mismo que con el Telescopio?

221

Estas ideas nos llevan a la siguiente red sistémica, en la que podemos observar que las unidades de significado se clasifican en tres categorías, causas de la apariencia de Venus, a saber:

1. La distancia interviene 2. Los fenómenos luminosos 3. La capacidad de discriminación del ojo humano

222

Código F %

 

Posición de la Tierra y Venus 1 1 3

 

 Se reduce 2 1 3

La distancia

Varía de acuerdo al instrumento de observación

3 11 

 Distancia entre la Tierra y el Universo

4 1 3

 

¿Por qué a simple vista no observamos a Venus lo mismo que con el telescopio?

 

  Por la lejanía, cualquier emisión de luz nos da la sensación de un punto. (Difracción)

5 1 3

Fenómenos luminosos

Dispersión 6 1 3 

 

 Resolución del telescopio 7 7

Capacidad de discriminación

Incapacidad del ojo humano 8 5 

223

Red Sistémica 10: Apariencia de Venus con o sin el telescopio

Una cantidad suficientemente representativa de las respuestas, 47%, tienden a considerar a la distancia como la principal causa de las distintas apariencias de Venus, según se mire con el telescopio o sin ayuda de éste. Las otras ideas que sobresalen son las que tienen que ver con la resolución del telescopio (23%) y la incapacidad del ojo humano (17%) en cuanto a discriminar objetos a larga distancia.

En la Tabla 25, podemos encontrar las siguientes unidades de significado: la distancia se reduce y por la distancia que hay entre la Tierra y el Universo. Aludimos a éstas porque en ellas se nota que no se tienen claros los principios físicos en los que está basado el telescopio y el concepto Universo. Según esta unidad de significado se considera a la Tierra como algo independiente del Universo, además en ninguna unidad de significado se menciona la base física sobre la que funciona este aparato y hace la diferencia en la observación. Las dos unidades de significado corresponden a los maestros del grupo de los maestros que no están llevando ningún curso en la universidad, y representan un 12% de las ideas aportadas por este grupo.

224

Es interesante notar que sólo una de las personas encuestadas, del grupo ME, menciona de forma implícita el fenómeno de la difracción29 de la luz y una, del grupo MEU, menciona la dispersión.

Resumen de los resultados para la pregunta 2a

Las causas de las distintas apariencias de Venus, visto con el telescopio y sin él, son: la distancia, la incapacidad del ojo humano y el poder de resolución del telescopio.

No se considera ningún efecto de la atmósfera terrestre sobre nuestras observaciones de Venus.

Se menciona con baja frecuencia los fenómenos de difracción y de dispersión de la luz.

Los maestros empíricos no tienen claro el concepto Universo. Ninguna de las personas encuestadas hizo alusión a la base teórica sobre la que

está construido el telescopio. En los dos grupos se dio importancia al telescopio de forma implícita no explícita.

b. ¿Por qué cree que Venus no se ve con forma de disco?

Con esta interrogante pretendíamos determinara si los docentes tienen claro el concepto de planeta y lo pueden diferenciar con el de estrella. Además, si los maestros pueden usar su conocimiento acerca de la Luna y extrapolarlo al comportamiento de Venus frente a la luz del Sol. La pregunta involucra, entre otros aspectos, los siguientes:

1. Conocimiento de las características de un planeta2. Conocimiento de las características de una estrella3. Establecer diferencias entre una estrella y un planeta4. Conocimiento de las fases de la Luna y de las causas de las mismas

En la Tabla 26 se muestran las distintas unidades de significado encontradas en las respuestas dadas por los maestros.

Unidades de significado Frecuencia %

ME MEU Total ME MEU Total

El Sol ilumina sólo una parte del planeta. 1 2 3 8 12 12

29 En el caso que nos compete, la apariencia de Venus se debe a la difracción; en ausencia de ésta, podríamos definir a Venus tal como lo muestra la fotografía del ítem. El telescopio contribuye a resolver la imagen de Venus, disminuyendo el efecto de difracción.

225

Porque es un cuerpo opaco. 1 0 1 8 0 4

Sólo brilla la parte que recibe luz. 1 1 2 8 8 8

Por la posición. 1 1 2 8 8 8

Incapacidad del ojo humano. 1 0 1 8 0 4

Por la distancia entre la Tierra y Venus. 3 1 4 26 8 16

Órbita de los planetas respecto al Sol. 1 0 1 8 0 4

Movimiento de Venus respecto a los otros planetas y al Sol. 2 0 2 18 0 8

Reflexión de la luz. 0 1 1 0 8 4

Venus es el más brillante de los planetas después del Sol y la Luna.

0 1 1 0 8 4

La atmósfera de Venus no permite que se vea con forma de disco.

0 1 1 0 8 4

Efecto de difracción. 0 1 1 0 8 4

Proximidad al Sol. 0 1 1 0 8 4

Sin sentido claro. 0 1 1 0 8 4

No contestó. 1 1 2 8 8 8

Tabla 26. ¿Por qué cree que Venus no se ve con forma de disco?

En la página siguiente se puede observar la red sistémica 11 correspondiente a la Tabla 26. En ella observa que las unidades de significado de la tabla caen en cuatro categorías, a saber: fenómenos luminosos, naturaleza de Venus, posición y capacidad de discriminación.

En la tabla y la red sistémica podemos ver que las respuestas con mayor frecuencia son: el Sol ilumina sólo una parte del planeta y la distancia entre Venus y la Tierra es la responsable de que no podamos ver a Venus con forma de disco. En el primer caso, aunque no se explicita la idea, podemos concluir que las personas están conscientes de la naturaleza opaca de Venus de ahí que la respuesta aluda a que no recibimos luz de toda la cara que nos ofrece el planeta. Aproximadamente, el 67% de los que contestaron de esta forma corresponde a los maestros empíricos y que estudian estudios científicos y sólo un 33% corresponde a los que no están relacionados con cursos en la universidad. La otra respuesta, que se refiere a la distancia, fue dada, en su mayoría (75%), por los maestros

226

empíricos que no están en la universidad. En este caso, las personas que contestaron de esta forma, no tomaron en cuenta que, cuando se dice que no vemos a Venus con forma de disco, se supone el uso del telescopio; porque, a simple vista, lo que vemos es una fuente puntual de luz que nos da la idea de disco.

De forma general, en el 36% de las ideas manifestadas, implícita o explícitamente, que Venus es un cuerpo opaco. El 44% corresponde al grupo ME. La diferencia en este caso no es tan significativa; sin embargo, la única persona que menciona explícitamente la naturaleza opaca de Venus es del grupo ME. En contraposición con esta idea, una persona del grupo MEU mencionó de forma explícita que Venus es uno de los planetas más brillantes después del Sol y la Luna; de esto se puede concluir dos cosas: que esta persona considera que el Sol

Código F %

    El Sol sólo le ilumina una parte. 1 3 15

  Reflexión

  Sólo brilla la parte que recibe luz. 2 2 10

Fenómenos luminosos

 

 Reflexión de la luz

3 1 5

   

 Difracción de la luz

4 1 5

 

 

 Es un cuerpo opaco

5 1 5

 Opaco

 

Naturaleza de Venus

 

  Su atmósfera no permite que se vea con forma de disco.

6 1 5

 Luminoso

Más brillante que los otros planetas y menos brillante que el Sol y la Luna

¿Por qué cree que Venus  

227

y la Luna son planetas y que los planetas y la Luna tienen la misma naturaleza del Sol. Además, un maestro del grupo MEU considera implícitamente lo mismo cuando menciona que la atmósfera de Venus no permite que se vea con forma de disco.

Un hecho que esperábamos apareciese como unidad de significado es, además de mencionar que Venus, en la foto, se parece a la Luna, una explicación en la que se comparara la naturaleza de la Luna con la de Venus: ambos son cuerpos opacos por lo tanto se comportarán de la misma manera ante el efecto de la luz del Sol. Se puede decir que Venus presenta fases similarmente a la Luna, sólo que nunca podemos ver la fase llena, ya que en este momento, el planeta se encuentra al otro lado del Sol, lo que nos impide la visibilidad. Esta comparación, puede ser muy provechosa para desarrollar, en el aula de clases, las diferencias entre un planeta y la Luna pueden ser ilustradas con este ejemplo y a la vez las características de un planeta, de una estrella y las de la Luna. Este hecho se puede dar debido a la debilidad en cuanto al conocimiento de nuestro satélite natural y a la falta de claridad de lo que es un planeta.

Resumen de los resultados para la pregunta 2b

Una buena parte de los docentes encuestados están consciente que Venus es un cuerpo opaco.

Algunas personas piensan que Venus y la Luna tienen luz propia. En general, podemos decir que reconocer la diferencia entre un planeta y una

estrella todavía es muy débil en ambos grupos. Ninguno de los grupos tiene la habilidad para extrapolar lo que conocen de la Luna

al caso de Venus.

c. El esquema siguiente representa al Sol, la Tierra y Venus en tres posiciones. ¿En qué posición (1, 2 ó 3) se encuentra Venus cuando lo vemos? Explique por qué.

Con esta pregunta, nos propusimos determinar si los maestros pueden hacer uso de la expresión gráfica modelo Sol-Venus-Tierra al explicar sus observaciones. En la pregunta se ven involucrados los siguientes aspectos:

1. Uso de una gráfica del modelo para explicar los fenómenos que se observan en la naturaleza. En este caso, se requería que el encuestado se ubicara espacialmente en la Tierra, dentro del modelo, para poder contestar la pregunta.

2. El fenómeno de la reflexión de la luz para determinar la posición de Venus.

228

3. Otro hecho importante que interviene es la forma en cómo interactúan estos tres cuerpos desde una perspectiva visual. Por ejemplo, nunca podemos observar la fase llena de Venus por su relación posicional con respecto al Sol y la Tierra.

Hay que señalar que, a diferencia de la Pregunta 1, que también se refería al uso de una representación, el objetivo de esta pregunta enfoca un sistema de cuerpos celestes muy diferente del involucrado en el sistema Sol-Tierra-Luna. Entre las

Tabla 27: ¿En qué posición respecto al Sol y la Tierra, se encuentra Venus cuando lo vemos?

diferencias que hay, podemos decir que la Luna nunca está en un lado opuesto a la Tierra respecto al Sol, como Venus está algunas veces y, que nunca podemos tener un eclipse de Venus provocado por la interposición de la Tierra, tal y como tenemos eclipses de Luna.

Unidades de análisis Frecuencia %

ME EU Total ME EU Total

Alineación de Venus con el Sol. 1 0 1 9 0 5

Porque es el planeta más alejado de la Tierra. 1 1 2 9 10 11

Porque está más cercano a la Tierra. 1 2 3 9 20 14

Usa el ángulo de reflexión para determinar su posición. 1 0 1 9 0 5

No argumenta. 3 1 4 27.5 10 18

Reflexión de la luz. 1 3 4 9 30 18

Detrás del Sol 0 1 1 0 10 5

No contestó. 3 2 5 27.5 20 24

La Tabla 27 resume las distintas ideas que expresaron los encuestados.

229

En esta tabla, podemos observar que el 24% de los encuestados no contestó a la pregunta planteada. Este resultado es el que tiene mayor frecuencia en la tabla, lo mencionamos por eso y porque demuestra que existe poco dominio en el uso de un modelo gráfico. Aunque la expresión No contestó no expresa una idea en particular, sí nos da pauta para hacer ciertas inferencias como la planteada. Es posible también que esta respuesta se deba al poco dominio que tienen los maestros en cuanto a los fenómenos luminosos; decimos esto ya que pensamos que si un maestro sabe cómo se comporta la luz en ciertas situaciones, como la mostrada en el gráfico, Él puede deducir con cierta facilidad la posición que debe ocupar Venus para que sea visto desde la Tierra. El 60% de los maestros que contestaron a la pregunta planteada pertenece al grupo ME, mientras que el 40% al otro grupo. Esta diferencia no es tan significativa, por lo que podemos afirmar que en ambos casos hay dificultades en cuanto al uso del modelo gráfico presentado.

En la red podemos ver que todas las ideas encontradas en las respuestas se pueden clasificar en dos categorías, que básicamente se refieren al uso o no uso del modelo gráfico presentado.

Entre otras respuestas que sobresalen están las que hacen alusión a la cercanía o lejanía de Venus respecto a la Tierra. En el primer caso, no podemos determinar si las personas están conscientes de que Venus es el único planeta que se acerca más a la Tierra o quizá el gráfico intervino de alguna manera para que llegaran a esa conclusión (no se presenta en el gráfico a otro planeta). En cuanto a los que contestaron de la primera forma, está claro que no tienen conocimiento de esa característica de Venus. Un 67% de

Código F %

Alineado con el Sol 1 1 5

Más alejado 2 2 10

Posición

Más cercano 3 3 15Usa el modelo gráfico Sol-Venus-Tierra

Depende del ángulo de reflexión

¿En qué posición respecto a la Tierra y el Sol se encuentra Venus cuando lo vemos?

Detrás del Sol 4 1 5

No argumenta 5 4 20

230

los que contestaron de la segunda forma (Venus lejano) corresponde a los maestros del segundo grupo (MEU), mientras que (Venus cerca) se distribuye, el porcentaje en ambos grupos. De esto podemos deducir que la idea de “Venus como uno de los planetas más alejados de la Tierra”, se presenta con indiferencia de la visión académica actual de los grupos encuestados.

Los maestros del grupo MEU, usaron con mayor frecuencia el fenómeno de la reflexión de la luz, 75% de los que se refirieron a la misma idea, para determinar la posición más adecuada de Venus. Esto lo podemos interpretar diciendo que los maestros de ese grupo tienen mayores recursos para argumentar de forma científica sus aserciones.

Es interesante notar que, aunque con una frecuencia muy tímida de sólo 5% de los encuestados, aparece la idea de que Venus se debe encontrar detrás del Sol cuando lo vemos. En este caso, creemos que la persona, está considerando que la pregunta se hace suponiendo que vemos al planeta cuando está en su fase llena. No está tomando en cuenta que en esa posición no se podría ver al planeta ya que la intensidad de la luz del Sol no nos permitiría la visión del planeta; de hecho que en la realidad es lo que ocurre. Esta persona está considerando el ángulo de reflexión de la luz proveniente de Venus, pero olvida la intervención del Sol en el fenómeno.

Resumen de los resultados para la pregunta 2c

Tanto los maestros empíricos sin actividad universitaria actual y los maestros estudiantes de la carrera de Física-Matemática de la UNAN tienen dificultades en cuanto al uso de un modelo gráfico para explicar fenómenos astronómicos comunes.

Los maestros del grupo MEU tienen mayores recursos para explicar y fundamentar científicamente sus aseveraciones.

Muchos de los encuestados reconocen el fenómeno de reflexión de la luz, pero no lo emplean correctamente al analizar el modelo gráfico y argumentar sus respuestas.

No todos los maestros conocen que Venus es el planeta más cercano a la Tierra. Además atribuye a la lejanía o la cercanía el hecho de la observación de Venus, sin hacer referencia a los fenómenos luminosos que son la causa principal del fenómeno.

El modelo gráfico se usa en un nivel básico, ya que algunos maestros al hacer referencia al modelo para la fundamentación de sus respuestas, no toman en cuenta todos los aspectos que involucra el fenómeno dentro del modelo. El modelo no se toma, en algunos casos, como un todo de elementos que interactúan mutuamente. Esto produce errores en los que, de haber tomado integralmente elementos del modelo, la afirmación hubiese sido correcta.

231

A continuación se describirán los resultados de una pregunta que se relaciona con una de los fenómenos de los que todos tenemos conciencia y apreciamos con más o menos interés, las estaciones del año.

3. Las cuatro estaciones del año son: verano, otoño, invierno y primavera. Ubique los nombres en el gráfico.

Esta pregunta, a nuestro parecer bastante llamativo, quizás un poco más que la primera debido a la vivencia, tuvo como objetivo comprobar si los docentes pueden o no usar el modelo sistema Sol-Tierra para explicar las estaciones del año. Además de esto, quisimos saber si los encuestados pueden relacionar sus experiencias y observaciones con la idea representada en el modelo. Antes de pasar a la interpretación de los resultados conviene dejar claro el nivel de dificultad de la pregunta y otras implicaciones en su naturaleza.

Esta pregunta, en nuestras latitudes tiene un nivel de dificultad mayor que en otras, ya que nosotros, los nicaragüenses, sólo podemos distinguir dos estaciones: la lluviosa y la seca. Esto se debe a que en nuestras latitudes aunque varía drásticamente el régimen de lluvias, no así la temperatura. Por tanto el nivel de abstracción para dicha comprensión es mayor en este caso. Se observa y se puede vivenciar el fenómeno de las estaciones tomándolas como la estación seca y la lluviosa, pero los nombres invierno, primavera, verano y otoño, mencionados en la pregunta difieren para nuestro país y, en general, para la zona del trópico.

Según Navarrete y colaboradores (2004), la explicación del fenómeno de las estaciones exige una comprensión a diversos niveles. En un nivel básico, demanda una adecuada conceptualización del Sistema Solar, lo cual incluye no sólo la disposición espacial de sus elementos (al menos del Sol y de la Tierra), sino también de los tamaños y distancias relativas, las escalas temporales de los movimientos de traslación y rotación y de la forma de la trayectoria terrestre. En un segundo nivel, la interpretación científica de ese fenómeno debe articularse a partir de, al menos, seis esquemas básicos, a saber:

1. Que los rayos solares pueden considerarse como haces paralelos a su llegada a la Tierra.

2. Que el mayor o menor ángulo de incidencia de los rayos solares sobre la Tierra es función de la curvatura de ésta.

232

3. Que el efecto térmico de los rayos solares sobre la superficie terrestre depende del ángulo de inclinación de los rayos sobre la misma, idea que exige la comprensión de flujo de radiación como magnitud física.

4. Como consecuencia de 2 y 3, el efecto térmico varía en dependencia de la latitud terrestre, debido precisamente al efecto de curvatura.

5. El efecto térmico sobre una determinada latitud varía de una época a otra del año, debido a que el eje de rotación de la Tierra no es perpendicular a la trayectoria terrestre alrededor del Sol y gracias a que la orientación de dicho eje es prácticamente constante a lo largo de su traslación.

6. Que, como consecuencia de todo lo anterior, las estaciones se repiten periódicamente de forma anual para una latitud determinada, y que las estaciones de los hemisferios Norte y Sur han de ser necesariamente distintas, siguiendo la secuencia V/I, O/P, I/V, P/O, V/I y así sucesivamente.

En el caso que nos ocupa, nos interesa que el encuestado reconozca las estaciones del año, según las posiciones de la Tierra con relación al Sol, tomando en cuenta la inclinación del eje de la Tierra y la simetría de las estaciones en los hemisferios tal como se ve en la secuencia descrita en el número 6.

233

La tabla 28 muestra las distintas ideas dadas por los encuestados; podemos ver que, también en este caso, se organizan las unidades de significado en dos categorías, a saber: usa el modelo gráfico del Sistema Sol-Tierra y No utiliza el modelo gráfico. Esto nos permitió elaborar la red sistémica 13, que se muestra en la siguiente página con la

Tabla también:

Unidades de significado Frecuencia %

ME MEU Total ME MEU

Total

Ubica el verano y el otoño. 1 0 1 3 0 2

No identifica ninguna estación. 5 1 6 17 5 12

Ubica invierno y verano. 1 0 1 3 0 2

Ubica algunas estaciones sin diferenciar entre el hemisferio norte y el hemisferio sur.

10 6 16 33 26 30

Ubica el invierno. 1 0 1 3 0 2

No usa el carácter simétrico de las estaciones (invierno-verano, primavera-otoño) para ubicarlas en el modelo gráfico.

2 2 4 7 9 8

Usa el carácter simétrico de las estaciones al ubicarlas. 8 4 12 27 18 22

Ubica las 4 estaciones según un hemisferio que no menciona.

2 3 5 7 14 10

Ubica invierno y primavera 0 2 2 0 9 4

Ubica las estaciones haciendo alusión a la distancia como su principal causa.

0 1 1 0 5 2

No contestó. 0 3 3 0 14 6

Tabla 28: ¿En qué posición está la Tierra cuando es verano, otoño, invierno y primavera?

234

Pasamos ahora a revisar las ideas dadas por los docentes encuestados.

Código F %

    verano y otoño 1 1 2

    invierno y verano 2 1 2

 Ubicando algunas estaciones

invierno 3 1 2

  inverno y primavera 4 2 4

   No hace alusión al hemisferio norte o sur

5 16 32

Utiliza el modelo gráfico Sol-Tierra

No menciona respecto a qué hemisferio

6 5 10

 Usa el carácter simétrico de las estaciones

7 12 25

Ubica las estaciones del año en un modelo gráfico

 Aludiendo a la distancia como la principal causa

8 1 2

 

 No ubica estación alguna

9 6 12

235

Uno de los primeros hechos que podemos identificar en las ideas aportadas es que todas las personas que ubicaron, al menos, una de las estaciones no hicieron referencia al hemisferio al cual corresponde cada una de las estaciones ubicadas. Eso lo podemos interpretar como un desconocimiento del carácter simétrico de las estaciones del año respecto a los hemisferios norte y sur. Este hecho corresponde al 30% de las ideas encontradas. Aparentemente es un porcentaje bajo, pero hay que tomar en cuenta que corresponde únicamente a las personas que ubicaron algunas de las estaciones. Cabe señalar que el 63% de las personas que sugieren esta idea en sus respuestas corresponde a los maestros del primer grupo y el resto al segundo grupo. La diferencia es notoria, pero nada podemos concluir al comparar, desde este punto de vista a los dos grupos, ya que de los del grupo MEU que ubicaron alguna estación ninguno hizo la referencia a los hemisferios. En este aspecto, podríamos pensar, los encuestados pudieron suponer que únicamente se trataba del hemisferio norte, al cual pertenece nuestro país. Otro punto que vale la pena plantear es que las personas no pueden tener como referencia para su respuesta la experiencia física en el país, ya que, como se explicó más arriba, aquí sólo ocurren dos estaciones.

Las ideas siguientes, que no tomamos en cuenta en la tabla por no ser explícitamente afirmadas por los maestros, tienen especial interés:

El 37% de las respuestas presentan las estaciones considerando el hemisferio norte como referente.

El 16% presenta las estaciones considerando el hemisferio sur como referente. El 32% responde de tal manera que ubica el invierno en la parte de la Tierra, que

se representa en el gráfico, como la menos iluminada por el Sol.

Los dos primeros porcentajes nos inducen a pensar que, posiblemente, los encuestados tomaron en cuenta el hemisferio en el que se ubica nuestro país para ubicar las distintas estaciones que se les presentaron. Aclaramos que en estos porcentajes se tomaron en cuenta las respuestas con al menos una de las estaciones ubicadas en el lugar que le correspondía según un hemisferio aunque no mencionado.

El último porcentaje, 32%, nos llama especialmente la atención porque nos advierte que los maestros para identificar las estaciones no saben utilizar el modelo en su expresión gráfica presentada ubicando el invierno en la parte de la Tierra que tiene más sombra al margen de lo planteado en el punto 5 de los esquemas básicos. Por otra parte ellos, obviando que, según el mismo gráfico, las

236

cuatro posiciones presentadas tienen una parte de la Tierra con la misma cantidad de sombra. El 83% de los que dieron esta idea corresponde a los maestros que cursan la carrera Física-Matemática, el 17% corresponde a maestros del otro grupo.

Todo esto, nos hace concluir que tanto los ME y los MEU no tienen la habilidad para usar el modelo gráfico del Sistema Sol-Tierra. Esto coincide con lo que Martínez Sebastiá (2000) ha nombrado como resultado 4: Los estudiantes utilizan ideas alternativas del modelo Sol-Tierra y la enseñanza no tiene en cuenta la existencia de estas ideas, incluso en algunos casos las induce. Esta inducción de la que habla Sebastiá, la podemos deducir, pensando que, al tener el maestro las ideas que se han presentado en los párrafos anteriores, éstas son transmitidas a los estudiantes en los cursos en los que se deben enseñar los contenidos en juego. Algunas de las ideas alternativas que podemos explicitar son las siguientes: los maestros, 32%, identifica al invierno y al verano con la sombra que se produce por el movimiento de rotación de la Tierra, la distancia de la Tierra al Sol es la causa de las estaciones del año.

En lo que se refiere al carácter simétrico de las estaciones respecto al Sol, en el 22% se nota, implícitamente, que usa el carácter simétrico al ubicar las estaciones, oponiendo al invierno el verano y a la primavera el otoño. Un 8% ubica las estaciones de forma aleatoria sin tomar en cuenta ninguna simetría. En ninguna de las respuestas se menciona explícitamente el eje de la Tierra ni el plano del ecuador como causa de las estaciones del año.

Resumen de los resultados para la pregunta 3

Tanto los maestros empíricos sin actividad universitaria actual como los maestros empíricos de la carrera Física-Matemática de la UNAN tienen dificultades en cuanto al uso de la expresión gráfica del modelo sistema Sol-Tierra para ubicar las estaciones del año.

Se atribuye a la sombra o iluminación en el gráfico, las estaciones inverno y verano.

La distancia entre el Sol y la Tierra es causa de las estaciones del año, según algunos maestros.

No se tiene conciencia del carácter simétrico de las estaciones del año, tanto con respecto al Sol, como con respecto a los hemisferios norte y sur.

En este momento queremos destacar que, como se observa, se hicieron tres preguntas que involucran una expresión gráfica del modelo Sol-Tierra. A simple vista puede parecer una repetición con relación al objetivo de las

237

preguntas, pero cada una se refiere a un modelo gráfico diferente a saber: Modelo Sol-Luna-Tierra, Modelo Sol-Venus-Tierra y el Modelo Sol-Tierra. Estos tres modelos son de especial interés ya que la observación de las fases de la Luna, de Venus en el cielo de las tardes y el fenómeno de las estaciones del año, están entre los fenómenos más familiares para los estudiantes y la ciudadanía en general, pues forman parte de sus vidas no sólo desde el punto de vista físico sino también cultural. No en vano condicionan las costumbres y las normas de conducta de las personas, como la forma de vestir, los hábitos de vida, la alimentación, el calendario escolar y laboral, entre otras afectaciones, para el caso de las estaciones del año (Navarrete, A. et al., 2004); en lo que a la observación de Venus y las fases de la Luna se refiere, pensamos que es de interés especial porque están entre los fenómenos más llamativos que tiene la Astronomía para atraer a los estudiantes hacia el estudio de los cuerpos celestes. A pesar de esto (Navarrete et al., 2004) la familiaridad no suele ir acompañada de un grado de comprensión semejante desde el punto de vista científico. Al contrario todo parece indicar que, personas de todas las edades, tienen grandes carencias ante explicaciones de fenómenos como los ahora implicados, revelando normalmente modelos interpretativos de tipo intuitivo muy alejados del que nos aporta la ciencia a través del currículo escolar.

4. Encierre la opción que prefiera y explique.De acuerdo con las ideas modernas y las observaciones, ¿qué se puede decir acerca de la ubicación del centro del Universo?

En la actualidad, la Astronomía, tiene abiertos muchos campos de investigación. Entre ellos están aspectos relacionados con el origen del Universo y su estructura. La Pregunta 4 tuvo como objetivo determinar las ideas que tienen los docentes acerca del Universo, en particular, sobre la idea del centro del mismo. Para nosotros, el centro del Universo es desconocido; así que con base en esto analizaremos las respuestas dadas por los distintos docentes encuestados.

Esta pregunta, desde nuestra perspectiva, es de carácter abstracto. Las personas que se definen por alguna idea en particular, lo hacen con base en alguna teoría reciente o anterior o, muy probablemente, intuyen que el Universo es de tal o cual manera sin tener fundamento teórico alguno. Dada que las condiciones de la enseñanza de la Astronomía en nuestro país son muy pobres, creemos que las razones de la elección, para los maestros del grupo ME, pueden estar basadas en los estudios realizados en la escuela primaria o la escuela secundaria o ser razones puramente intuitivas.

238

Veamos lo que nos dice la tabla que resume las distintas unidades de significado encontradas.

En la tabla 29, se puede observar que el mayor porcentaje (20%) de las ideas encontradas corresponde al hecho de un Sol en el centro del Universo. Podemos pensar que esto se debe a la enorme difusión de los gráficos que representan el Sistema Solar. Aquí se puede tener dos tipos de ideas: una, que dado que la posición del Sol en el plano del gráfico del Sistema Solar siempre ocupa el centro, la persona puede concluir que esa posición del Sol es absoluta en el sentido de que es centro de todo lo que está alrededor de él. En cierta forma esta idea se relaciona con una de las presentadas: cualquier punto puede ser el centro, lo que particularizando adecuadamente, nos lleva al Sol como centro. Dos, las personas que tomaron como opción el Sol, podrían pensar que el Sistema Solar es el Universo. Cabe señalar que el 100% de las personas que contestaron de esta forma pertenece al grupo ME. A este mismo grupo se le atribuyen ideas en las que se confunde la órbita de los planetas con el término galaxia (8%).

Unidades de significado Frecuencia %

ME MEU Total ME MEU Total

No argumenta. 8 1 9 43 10 31

El Universo es infinito. 1 0 1 6 0 4

Cualquier punto puede ser el centro del Universo. 1 0 1 6 0 4

La órbita en la que giran los planetas es la galaxia 1 0 1 6 0 4

Los planetas giran alrededor del Sol y este círculo es la galaxia

1 0 1 6 0 4

Si tuviera centro también tendría orillas, ya no sería infinito 0 1 1 0 10 4

Tiene centro, pero no se ha descubierto. 0 2 2 0 20 7

El Universo no tiene centro, ya que se está expandiendo. 0 3 3 0 30 10

Si el Universo es infinito y si es válida la relatividad del movimiento cualquiera de las opciones es aceptable.

0 1 1 0 10 4

No tiene centro. No argumenta claramente. 0 1 1 0 10 4

El universo no es único. 0 1 1 0 10 4

El Sol está en el centro. 6 0 6 33 0 20

Tabla 29: ¿Qué se puede decir acerca del centro del universo?

239

En el caso del grupo MEU, se menciona el hecho de un universo en el que no puede haber centro sin orillas. Aquí, está fallando el concepto matemático de una esfera o un círculo de radio infinito. Esto corresponde al 4% de las ideas presentadas.

A pesar de la respuesta presentada en el párrafo anterior, el grupo MEU, hace alusión a un universo que no es único, a la expansión del universo, y aceptan que el universo no tiene centro. Implícitamente se menciona que este aspecto del Universo es un campo abierto de investigación aún.

En la Red sistémica 14 podemos observar que un buen porcentaje, 36%, de las respuestas tienden a considerar a un universo sin centro, y, dentro de esta categoría sobresale un 16% correspondiente a un Universo en expansión. Se puede notar también que es poca la diferencia con los que piensan que tiene centro, ya que el 47% ha aceptado la idea de un Universo con centro.

Es interesante notar que, en ningún momento, se menciona la posibilidad de la Tierra como centro del Universo. Esto sugiere que en ninguno de los dos grupos se piensa geocéntricamente. Además de esto, tampoco se elije a la Vía Láctea, en este caso no podemos afirmar si esto se debe a desconocimiento de la Vía

Código F %

  Cualquier punto 1 1 5

Tiene centro No se ha descubierto 2 2 12

  El Sol es el centro 3 6 32

 

  Es infinito 4 1 5

 Tendría orillas, por lo que ya no sería infinito

5 1 5

¿Dónde está el centro del Universo?

No tiene centro  No argumenta con claridad 6 1 5

  Se está expandiendo 7 3 16

  El universo no es único 8 1 5

 

 Toma al Sistema Solar como Universo La Galaxia es una órbita 9 1 5

240

Láctea, pero nos atrevemos a suponer que éste es el motivo por el cual no se escoge.

Resumen de los resultados para la pregunta 4

Los maestros que no están relacionados con estudios universitarios en la actualidad, reducen su elección al Sol como centro del Sistema Solar.

Los gráficos del Sistema Solar influyen negativamente en la concepción que tienen los docentes acerca del Universo.

Los maestros que cursan la carrera Física-Matemática, tienen ideas más acertadas, desde el punto de vista de las investigaciones actuales, acerca del Universo.

En el grupo ME no se tiene claro el concepto de galaxia.

De esta pregunta podemos concluir lo importante que es la formación docente a la hora de impartir contenidos astronómicos, con ésta el maestro tendrá mayor seguridad para dar su clase, estará lo suficientemente informado como para orientar a los estudiantes los contenidos que se abordan por nivel

5. Encierre la opción que prefiera y explique.En la antigüedad el hombre trató de explicar el Universo como se expresa a continuación. ¿Con cuál de las explicaciones está de acuerdo?

a. El mundo flotaba en un inmenso océanob. El Universo era una habitación con el cielo como techo y la tierra

como pisoc. La Tierra reposaba sobre cuatro elefantes que estaban

soportados por una tortuga enorme que nadaba en un río de leche

¿Cómo explica usted su elección?

Históricamente, la Astronomía ha presentado muchos conflictos epistemológicos; en parte por la falta de la herramienta matemática y tecnológica necesaria y por otro lado por la arraigada relación de los estudios astronómicos con los dogmas de la Iglesia. Además, las ideas alternativas acerca del origen y naturaleza del Universo se presentan de forma espontánea en la gran mayoría de los seres humanos. Con la Pregunta 5, nos propusimos conocer ideas alternativas que poseen los docentes acerca del Universo.

Esta pregunta presenta cierta facilidad puesto que lo que exprese el encuestado está sujeto a su perspectiva únicamente; esto se debe a que una elección no implica que la persona piense de la misma manera en que ha elegido, mientras

241

que en sus argumentos podemos detectar ideas que ellos de manera explícita o implícita, expresen.

En la tabla 30, las ideas que se presentan con mayor frecuencia y por ende alcanzan mayor porcentaje, son las que están de acuerdo con el inmenso océano y la comparación del Universo con una habitación con la Tierra como suelo y el cielo como techo.

En un 5% de las unidades de significado encontradas, se utiliza la idea del éter para justificar el inmenso océano que pensaban los antiguos. Esta unidad de significado corresponde al grupo ME. Ninguno de los maestros estudiantes universitarios menciona al éter como recurso para justificar su elección.

En la tabla también se puede notar que 33% de las unidades de significado se muestran de acuerdo con alguna de las ideas presentadas, dando una u otra justificación, este porcentaje corresponde a los maestros que están llevando algún curso universitario; en contraposición se encuentra que, el 50% de las unidades de significado correspondientes al grupo ME, afirma, implícita o explícitamente, no estar de acuerdo con ninguna de las afirmaciones presentadas como opciones de selección. En esto se observa una mejor perspectiva del grupo ME en cuanto a una explicación para el Universo. Sin embargo, no descartamos la posibilidad de que las respuestas de los encuestados hayan estado condicionadas a la orientación de selección de, al menos una de las ideas presentadas.

Por otra parte consideramos que la diferencia de selección antes mencionada se deba tal vez al avance formativo que poseen maestros universitarios respecto a los empíricos y resultan a veces más acertadas sus respuestas.

242

Sólo un 5% menciona la influencia de la Iglesia en las explicaciones que los antiguos daban del Universo. Además de mencionar a la Iglesia, se hace mención explícita de la Biblia. Estas dos ideas conforman el 18% de las unidades de significado encontradas y corresponde a los del grupo MEU.

En la Red sistémica 15 podemos ver que las unidades de significado se juntan en torno a cuatro categorías, que justifican la posición de cada uno de los que respondieron a la pregunta, a saber: los hechos que observamos influyen en nuestra concepción del Universo, la religión interviene, la veracidad de las ideas a la luz de la teoría aceptada actualmente y la utilización de la idea del éter.

Unidades de significado Frecuencia %

ME MEU Total ME MEU Total

No argumenta. 8 1 9 68 11 42

No está de acuerdo con las ideas presentadas. 1 0 1 8 0 5

El Universo no tiene forma definida. 1 0 1 8 0 5

El Universo flotaba en un inmenso océano: imagino como una pelota que al flotar y el movimiento del agua ésta* se eleva por ser menos densa.

1 0 1 8 0 5

El mundo flotaba en un inmenso océano llamado éter. 1 0 1 8 0 5

Le parece más adecuada la idea de que el mundo flotaba en un inmenso océano, ya que se aproxima más a la realidad: la Tierra no está sostenida sobre ninguna base visible.

0 1 1 0 11 5

Debido a las observaciones, los antiguos astrónomos consideraron al Universo como una habitación con el cielo como techo y la Tierra como piso.

0 2 2 0 22 10

La idea del inmenso océano está de acuerdo con la explicación bíblica.

0 3 3 0 34 13

243

En la red se puede notar que las unidades de significado (25%) que hacen alusión a las observaciones como la causa de algunas de las explicaciones dadas como opción en la pregunta, es decir que la experiencia influye de forma decisiva en lo que la gente se puede formar como imagen del Universo.

Red sistémica 15: Ideas antiguas acerca del Universo

Resumen de los resultados para la pregunta 5

Los maestros del grupo MEU piensan que las ideas de la Iglesia y de la Biblia son factores que influye en la concepción que el hombre tiene y ha tenido acerca del Universo.

La experiencia y la observación modelan la concepción que tiene el hombre del Universo.

El grupo ME hace uso de nuevas perspectivas acerca de la forma en que se piensa actualmente sobre el Universo rechazando las ideas presentadas en la pregunta.

La idea del éter, aunque en un porcentaje muy pobre, se sigue presentado entre las personas que no son de la carrera Física-Matemática.

Código F %

  El universo no tiene forma definida 1 1 8

  Analogía con una pelota en el agua 2 1 8

Por los hechos observablesLa Tierra no está sostenida por base visible alguna

3 1 8

 El cielo y la tierra se ven como el techo y el piso de una habitación

4 2 17

 

  Coincidencia con lo que dice la Biblia 5 3 25

Cómo se justifican las antiguas ideas acerca del Universo

Explicación con ideas religiosas

 

 La Iglesia Católica influyó en la concepción del Universo

6 1 8

 

244

Consideramos que hay mucho trabajo por realizar en el aula de clase, en los textos escolares e incluso en la misma mentalidad de los maestros sobre estos temas para ir dejando atrás ciertas concepciones que son incluso de miles de años. Con el objetivo de ir desmitificando la Astronomía y verla como una asignatura con conocimientos totalmente acertados obtenidos del método científico como todas las ciencias.

6. Suponga que usted imparte las asignaturas de la lista de abajo. Escriba a la par de cada asignatura los números del 5 al 1, asignando 5 para la que considere más compleja hasta el 1 para la menos compleja.Química___ Geografía___

Ciencias naturales___ Historia___

Astronomía___

La Astronomía, según hemos comprobado al revisar los currículos de los 90 y los compendios curriculares que actualmente se encuentran en consulta, ha sido una ciencia, que en nuestro país, no ha figurado como una asignatura independiente. En muchos casos el desarrollo de los temas de esta ciencia ha estado a cargo de maestros de Ciencias naturales (CCNN), Geografía, Estudios Sociales o Física. Por esta razón consideramos de importancia conocer cómo es considerada la Astronomía en relación a las ciencias que se enlistaron en la Pregunta 6.

Al analizar los datos contenidos en la tabla 31 (página siguiente), podemos presentarlos en el gráfico 6, en el que se muestra la tendencia en cuanto a la consideración de la complejidad de las asignaturas mencionadas.

Se puede observar que la Astronomía es la ciencia considerada como la más compleja (53%) entre las asignaturas que se les propuso. Aunque a veces se considera como menos o igual de compleja que la Química. Otros la consideran igual de compleja con las Ciencias naturales y la Historia. Pensamos que la

Interés de los docentes por la Astronomía y su enseñanza

245

afirmación por parte de los encuestados de la Astronomía como una ciencia más compleja que las otras mostradas se debe a que es una ciencia que poco se estudia en la escuela, lo mismo que ocurre con la Química: se ven contenidos poco frecuentes en ciertos grados, pero por lo general es una asignatura de la escuela primaria.

Los resultados obtenidos están en la tabla 31 mostrada a continuación.

La consideración de la Química como menos compleja que la Astronomía puede deberse a que aquélla logra tener una asignatura en la escuela secundaria, como hemos estudiado ya en 3°, 4° y 5° año (con base al currículo actual), en tanto que la Astronomía no logra semejante condición en el currículo de la educación media, porque como sabemos no hay una asignatura llamada así en nuestro currículo, lo único que se tiene de la Astronomía son temas aisladas como los planetas, la Luna y el Sol.

Unidades de análisis Frecuencia %

ME EU Total ME EU Total

Astronomía es la más compleja. 6 4 10 60 40 54

La Astronomía es menos compleja que la Química y más compleja que las otras.

1 2 3 10 22 16

La Química y la Astronomía son igual de complejas y más complejas que las otras.

1 0 1 10 0 5

La Astronomía es menos compleja que la Química, la Geografía y la Historia y más compleja que las Ciencias Naturales.

1 0 1 10 0 5

Todas son de igual complejidad 0 1 1 0 11 5

La Historia y la Astronomía son igual de complejas y más que 0 1 1 0 11 5

246

Gráfico 6: Grado de complejidad de la Astronomía respecto de la Química, CCNN, Geografía o Historia

Si comparamos el gráfico con la tabla, nos damos cuenta que la barra más alta corresponde al 54% de las unidades de significado encontradas. Esto a su vez en la tabla 6 se ve que está integrado en un 60% por maestros del grupo ME y un 40% del grupo MEU. Es decir que la tendencia es que los maestros que no estudian Física-Matemática vean a la Astronomía como una ciencia más compleja que las mencionadas.

Resumen de los resultados para la pregunta 6

La Astronomía es considerada como la ciencia más compleja a la par de las Ciencias naturales, la Química, la Geografía y la Historia.

Entre los maestros estudiantes de Física-Matemática y los que no llevan ningún curso en la Universidad, hay más tendencia de estos últimos a considerar a la Astronomía como la más compleja.

En esta parte debemos de considerar que una asignatura es, según nuestro modo de pensar, compleja en dependencia del nivel de profundidad con que se le aborde, además del tipo de tratamiento cualitativo o matemático etc. Por ejemplo, no tienen el mismo nivel de complejidad los siguientes contenidos:

Los planetas y sus movimientos Los planetas, sus movimientos y campos magnéticos

7. En la siguiente lista marque con + la opción más relevante en el aprendizaje de sus estudiantes y con – la opción menos relevante. Explique el caso más relevante y el menos relevante.

Ast

ron

Qím

ica

Qu

ím y

Ast

r

Qu

ím, G

eo

g,..

.

To

da

s Ig

ua

l

His

t y

Ast

r

His

t,C

CN

N,..

.

No

re

spo

nd

ió

0

20

40

60

¿Cuál es más compleja: Química, CCNN, Astronomía, Geografía o Historia?

247

La Tierra, la Luna y el Sol Los planetas Los eclipses Las estrellas, las

constelaciones, las galaxias y las nebulosas

Los hoyos negros y los quásares

Los asteroides, meteoritos y cometas

Con el objetivo de comparar las exigencias del currículo en cuanto a los contenidos de Astronomía que se proponen para el octavo grado, y para el tercer ciclo en general, con el nivel de relevancia que tienen para los docentes esos contenidos, se hizo la pregunta anterior.

Para realizar el estudio de las respuestas dadas a esta pregunta, trataremos primero los casos considerados como los contenidos relevantes y luego el caso en que los contenidos son considerados menos relevantes. Aclaramos que los contenidos propuestos en la pregunta son genéricos y en ellos se resumen todos los contenidos propuestos para todo el tercer ciclo. Incluimos los contenidos de todo el ciclo, para analizar la pertinencia de unos y la impertinencia de otros, según la perspectiva de los docentes.

La Tabla 32a nos muestra las distintas unidades de significado asociadas a las opciones elegidas como relevantes. En ella podemos encontrar que los contenidos considerados por los maestros más relevantes para los estudiantes del octavo grado son: La Tierra, la Luna y el Sol; los hoyos negros y los quásares; los planetas, los eclipses; las estrellas, las constelaciones, las galaxias y las nebulosas; los asteroides, meteoritos y cometas. De la misma tabla se puede observar que el 80% de las unidades de significado hacen referencia como tema relevante a la Tierra, la Luna y el Sol. De las ideas que hacen referencia a estos temas, el 60% son del grupo ME y el otro 40% son del grupo MEU. De esto podemos concluir que los dos grupos están bastante de acuerdo en considerar este tema como uno de los principales dentro de los contenidos de Astronomía.

Unidades de análisis Frecuencia %

ME EU Total

ME EU Total

La Tierra, la Luna y el Sol            

Hay más información. 1 0 1 8 0 4

Los fenómenos son observables a simple vista. 2 0 2 12 0 8

Se debe estudiar primero lo inmediato. 1 0 1 8 0 4

Para explicar los fenómenos que ocurren con más frecuencia. 1 0 1 8 0 4

No argumenta. 1 0 1 8 0 4

Son más observables e influyentes. 0 1 1 0 8 4

Los estudiantes están más en contacto. 0 2 2 0 18 8

Los estudiantes tienen más conocimiento del tema. 0 1 1 0 8 4

Los estudiantes deben aprender a convivir con estos astros. 0 1 1 0 8 4

Por la proximidad entre Tierra y Luna. 0 1 1 0 8 4

Por la relación que tienen con la vida. 0 1 1 0 8 4

Su estudio ayuda a comprender otros procesos del macromundo. 0 1 1 0 8 4

Los hoyos negros y los quásares            

Por ser enigmáticos y no reproducibles en el laboratorio. 1 0 1 8 0 4

Tema novedoso y poco conocido. 0 1 1 0 8 4

La Tierra, la Luna y el Sol; los planetas, los eclipses; las estrellas, las constelaciones, las galaxias y las nebulosas; los asteroides, meteoritos y cometas

           

Influencia sobre nuestro planeta 1 0 1 8 0 4

Interés de los estudiantes 1 0 1 8 0 4

No argumenta. 1 0 1 8 0 4

La Tierra, la Luna y el Sol, los planetas, las estrellas, las constelaciones, las galaxias y las nebulosas; los asteroides, cometas y meteoritos

           

Se debe estudiar primero lo inmediato. 1 0 1 8 0 4

248

Al observar la Red sistémica 16a se ratifica la tendencia, considerando que el 80% ha elegido los temas arriba mencionados, la razón principal es la relación que estos contenidos tienen con la vida.

249

Cabe señalar que todos los contenidos propuestos como alternativas a la pregunta fueron mencionados en, al menos, una unidad de significado. Es bastante notorio que los contenidos con menor porcentaje fueron los referidos a los hoyos negros y a los quásares. Las razones que dieron los que optaron por estos temas como relevantes fueron novedosos y pocos conocidos y que son enigmáticos. Esta razón fue mencionada en el 8% del total de las unidades de significado, lo que no es significativo comparado con el nivel de relevancia asignado al contenido mencionado en el párrafo anterior.

Los otros contenidos se encuentran con más o menos frecuencia que los dos mencionados: 24% de las unidades de significado aluden a los otros contenidos como relevantes para ser enseñados en el octavo grado.

Esto nos lleva a pensar que, desde este punto de vista, los contenidos que necesitan ser abordados con más tiempo son los que están relacionados con la Tierra, el Sol y la Luna y los que deberían tener menos son los hoyos negros y los quásares. Desde nuestro

Código F %

  Son observables a simple vista 1 2 10

  Estudiar primero lo inmediato 2 2 10

 Que ayuden a explicar lo que ocurre con más frecuencia

3 1 5

  Influyentes 4 2 10

Relación con la vida En contacto con los estudiantes 5 2 10

  Convivencia con los astros o fenómenos 6 1 5

  Relación con la vida 7 1 5

  Utilidad 8 1 5

  Proximidad Tierra-Luna 9 1 5

Contenidos más relevantes del octavo grado

 

  Hay más información 10 1 5

Información del tema Los estudiantes tienen más conocimientos del tema 11 1 5

  Han sido estudiados en grados anteriores 12 1 5

250

punto de vista estos últimos contenidos deberían formar parte del bachillerato pero en un nivel más alto: por ejemplo en los años 4° o 5°, es decir grados décimo y onceavo.

Entre otros de los factores mencionados para que un contenido sea relevante es que haya suficiente información del mismo y que esa información sea accesible. Además que sean del interés de los estudiantes. Veremos luego qué opinan los estudiantes acerca de los mismos temas.

Además de señalar contenidos relevantes para el octavo grado, los maestros tuvieron la oportunidad de señalar los contenidos que consideran menos relevantes para ser enseñados en el octavo grado. En este caso, también dieron sus razones, las cuales se consignaron en la Tabla 32b.

251

Unidades de análisis Frecuencia %

ME EU Total ME EU Total

Los planetas, porque no se encuentra información clara y precisa.

1 0 1 7 0 4

No hay menos relevantes. 1 0 1 7 0 4

Los hoyos negros y los quásares            

Tema relativamente nuevo 1 0 1 7 0 4

Sólo está al alcance de los investigadores y científicos. 2 0 2 11.5 0 6

La matemática y la base teórica para su estudio es muy avanzada.

1 0 1 7 0 4

No hay en nuestra galaxia. 1 0 1 7 0 4

No representan un peligro. 1 0 1 7 0 4

No son frecuentes. 1 2 3 7 20 10

Poca información. 1 1 2 7 8 6

No son útiles. 1 0 1 7 0 4

No argumentó. 2 0 2 11.5 0 6

Son de poco conocimiento o significado. 0 1 1 0 8 4

Los planes de estudio no los contemplan. 0 1 1 0 8 4

No son del interés de los estudiantes. 0 1 1 0 8 4

Teoría compleja y cambiante 0 1 1 0 8 4

Los estudiantes de secundaria no tienen los medios para aprender esta teoría.

0 1 1 0 8 4

Complicado 0 1 1 0 8 4

Son lejanos. 0 1 1 0 8 4

Los eclipses            

Por su periodicidad 1 0 1 7 0 4

Se pueden ver a simple vista. 1 0 1 7 0 4

Por su simplicidad. 0 1 1 0 8 4

Los planetas; las estrellas, las constelaciones, las galaxias y las nebulosas; los hoyos negros y los quásares; los asteroides, cometas y meteoritos: no se desarrolla del todo esta rama de la Física.

0 1 1 0 8 4

252

Si observamos la tabla, nos percatamos que los contenidos que se mencionan como

menos relevantes son los siguientes: Los planetas; las estrellas, las constelaciones, las galaxias y las nebulosas; los hoyos negros y los quásares; los asteroides, cometas, meteoritos y los eclipses. En este caso, sobresalen como menos relevantes los hoyos negros y los quásares, esto concuerda con la tímida frecuencia obtenida por dichos temas en el análisis de los contenidos relevantes. En esta ocasión se tiene el 88% de unidades de significado que mencionan a los hoyos negros y los quásares de tal forma.

253

Según la Red sistémica 16b, las causas principales expresadas como categoría por las que un contenido es considerado menos relevante son: no tiene relación directa con la vida cotidiana, poca información del tema, complejidad e interés. Las causas por las que se presentan con mayor porcentaje son: la relación con la vida y la existencia de información sobre el tema. También notamos en la tabla que, de nuevo, se mencionan los contenidos que se habían tomado como más relevantes. La diferencia está en el porcentaje de aparición: los contenidos con mayor porcentaje en la Red sistémica 16a,

254

aquí aparecen sólo en un 4%. El único que se menciona con un poco más es el tema de los eclipses, 12%.

Es importante mencionar que aquí surgieron percepciones como: la Astronomía no se estudia del todo, se necesita de matemáticas avanzadas para entender la Astronomía y que los contenidos mencionados sólo están al alcance de investigadores y científicos.

Código

F %

  No hay en nuestra Galaxia 3d 1 4

  No representan un peligro 3e 1 4

No hay relación directa con la vida cotidiana

No son frecuentes 3f 3 10

No son útiles 3h 1 4

  Son lejanos 3p 1 4

  Periodicidad 4c 1 4

 

  Los planes de estudio no los contemplan 3k 1 4

  No hay información clara y precisa 1 1 4

Información del tema

Tema relativamente nuevo 3a 1 4

Poca información 3g 2 6

  La Astronomía no se estudia del todo 5 1 4

Contenidos menos relevantes para el octavo grado

  De poco conocimiento y significado 3j 1 4

 

  Al alcance sólo de investigadores y científicos 3b 2 6

  Matemática y base teórica avanzada 3c 1 4

Complejidad Teoría compleja y cambiante 3m 1 4

 Los estudiantes no tienen los medios para aprender esta teoría.

3n 1 4

  Complicada 3o 1 4

 

  No son del interés de los estudiantes 3l 1 4

Interés Simplicidad 4c 1 4

  Se ven a simple vista 4b 1 4

Red sistémica 16b Contenidos menos relevantes

255

Todas estas percepciones referidas a no incluir a la Astronomía como una asignatura más del currículo; son contradictorias con la instrucción que se recibe a través de los medios de comunicación masiva; en la mayoría de los casos no se necesita tener conocimientos avanzados para poder entender algunos temas de Astronomía que son presentados en artículos de revistas, diarios, radio y televisión.

Resumen de los resultados para la pregunta 7

Los contenidos más relevantes son los que tienen que ver con la Tierra, el Sol y la Luna.

Los contenidos son relevantes en dependencia de la cantidad y accesibilidad de la información.

Los quásares y hoyos negros son considerados de poca relevancia para el currículo de octavo grado.

8. Si tuviera que recomendar textos u otras referencias bibliográficas para que un maestro prepare los temas que se le proponen a continuación, ¿qué recomendaría? Escriba el nombre o los nombres a la par del tema correspondiente.

a. La Luna c. El Sistema Solarb. El Sol d. La esfera celeste

En muchas ocasiones, resulta difícil para los docentes encontrar la información necesaria para desarrollar los contenidos que se proponen en el currículo. Con la Pregunta 8, nos propusimos conocer si los docentes conocen algún tipo de bibliografía para los contenidos del tercer ciclo y especialmente del octavo grado. En este caso le planteamos cuatro contenidos genéricos del octavo grado para que ellos asignaran la bibliografía correspondiente (al menos un libro por cada tema). De esta manera también pretendimos darnos cuenta si existe variedad de libros para tratar los temas de Astronomía y si los maestros piensan en Internet como una salida al problema de la escasez de libros con temas de esta disciplina.

256

En la Tabla 33 se observa que se hace referencia a 13 libros diferentes entre los que hay 4 libros de texto; todo esto corresponde al 59% de la bibliografía mencionada. Además se

Unidades de análisis Frecuencia %

ME EU Total ME EU Total

Depende del nivel o grado de los contenidos. 0 1 1 0 7 3

Telescopio: Manual de Astronomía 1 0 1 5 0 3

Curso de Astronomía General 1 0 1 5 0 3

No respondió. 7 3 10 33 18 28

Almanaque Escuela para Todos 1 0 1 5 0 3

Revistas 1 0 1 5 0 3

Atlas 2 1 3 9 7 7

Enciclopedias 2 1 3 9 7 7

Viajemos por el Mundo 1 0 1 5 0 3

Internet 1 2 3 5 12 7

Ciencias naturales de sexto grado 1 0 1 5 0 3

Discovery Channel 0 1 1 0 7 3

National Geographic 0 1 1 0 7 3

Colección Ciencia Creativa 0 1 1 0 7 3

Planetas, estrellas y espacio 0 1 1 0 7 3

Historia de la Tierra 0 1 1 0 7 3

Ciencias naturales 1 1 2 5 7 6

Ciencias sociales 0 1 1 0 7 3

Santillana 2 0 2 9 0 6

Tabla 33: ¿Qué bibliografía recomendaría en la enseñanza de: la Luna, el Sol, el Sistema Salar y la Esfera Celeste?

257

menciona Internet con una frecuencia muy baja, apenas del 7%. Otras de las fuentes de información mencionadas fueron Discovery Channel, 3%, con igual porcentaje se menciona el National Geographic Channel.

Todo esto indica que una variedad de bibliografía es conocida por los maestros y que además de libros, los maestros están conscientes de la ayuda que puede brindar Internet en el desarrollo de los temas de Astronomía. En este sentido, se debe tener presente que al abordar temas de Astronomía se debe también tener presente que podemos buscar y obtener información de fuentes como las antes mencionadas.

Mostramos el siguiente gráfico sobre la bibliografía que recomiendan algunos maestros:

Bibliografía recomendada

32%

8%

19%

8%

22%

8%3%

No da bibliografíaalgunaRevistas o almanaques

Libros de referencia

Libros de Astronomía

EESS o CCNN

Internet

Televisión

Gráfico 7: Fuentes para los contenidos de octavo grado

258

Cabe destacar que el 80% de los que mencionan otras fuentes de información que no son impresas son maestros que corresponden al grupo MEU, por lo que, en este caso, podemos afirmar que los maestros estudiantes universitarios tienden a usar más variedad de herramientas para el desarrollo de sus clases. En este caso, el que ellos se refieran a la televisión como fuente de información para el desarrollo de los temas de Astronomía, sugiere también que haya la posibilidad de que usen la televisión para presentar videos a sus estudiantes. En cuanto a Internet, existe la posibilidad de que se mande a los estudiantes, por parte de los maestros que ven en la red una fuente de información, a conseguir información sobre un tema específico o a visitar páginas web con el objetivo de consolidar un tema que ha sido desarrollado. Esto es tiene mayor probabilidad de ocurrir en centros de estudio que cuentan con un laboratorio de informática.

Un importante porcentaje que muestra la tabla es el que se refiere a los que no respondieron a la pregunta, tal como se muestra en el gráfico. En cuanto a esto, creemos que los motivos pueden ser el desconocimiento de los títulos de los libros o a que, sencillamente, no tienen conocimiento de ningún tipo de fuente de información para los temas mencionados. Esto último implica que los maestros que no contestaron desconocen, también, la naturaleza informativa del Internet, porque creemos que en última instancia se hubiera hecho mención de esa fuente de información para cada uno de los temas.

Resumen de los resultados para la pregunta 2c

Los maestros conocen alguna bibliografía necesaria para el desarrollo de los contenidos del octavo grado. Aunque hace falta que mencionen más fuentes para que la información que puedan conseguir sea más completa.

Internet no figura como la fuente principal de información, aunque se menciona con mayor frecuencia que los canales de televisión como Discovery Channel y National Geographic Channel.

La televisión, específicamente los canales mencionados, son tomados como fuente por un muy bajo porcentaje.

Los maestros estudiantes universitarios tienen mayor probabilidad de conseguir información, ya que consideran a la televisión e internet como una fuente. Esto no ocurre con los maestros empíricos. Éstos no mencionan esas fuentes.

9. Un docente de cierta escuela afirma que la enseñanza de la Astronomía se puede llevar a cabo mediante estrategias como: aprendizaje por cuestionamiento, enseñanza por modelos, observación y

Dominio metodológico de los docentes para enseñar temas de Astronomía en la escuela secundaria

259

experimentación. ¿Cuáles cree usted son las más apropiadas para tal fin?

Cada ciencia tiene su propio modo de construir su acervo de conocimientos y de esa forma se deriva, en el mayor de los casos, su forma de enseñanza y aprendizaje más idóneos. En el caso que nos compete, se trata de una ciencia de carácter observacional; y de cierta forma se puede hacer, en su enseñanza, experimentación y modelización. Dado que en una misma ciencia puede diferir la forma que, acertadamente, se puede enseñar o aprender un contenido, entonces se hace necesario distinguir entre las metodologías y herramientas de enseñanza al alcance y las más adecuadas para la enseñanza de ciertos contenidos. Por esta razón, incluimos la Pregunta 9. Aquí, según nosotros, la respuesta más acertada es la que hace referencia a una diferenciación entre metodología y contenido a enseñar, y en otros casos la que sugiere la combinación de estrategias para el desarrollo de los contenidos.

Haciendo un recuento de las veces en que es mencionada la observación como una estrategia única o acompañada de alguna otra, se ve que hay un 68% de las unidades de significado que aluden a esta forma de enseñar la Astronomía. Aquí, es notorio que en ninguna de las unidades de significado se menciona la naturaleza de la Astronomía como la principal causa de esta elección; esto lleva a pensar que los docentes encuestados no relacionan la estrategia de enseñanza con la naturaleza de la ciencia que se enseña. No se encontró gran diferencia entre los dos grupos encuestados en cuanto a la observación

Unidades de análisis Frecuencia %

ME EU Total ME EU Total

Experimentación: No argumentó 1 0 1 7 0 4

La observación y la enseñanza por modelos            

No argumentó. 1 0 1 7 0 4

Ayuda a fijar ideas. 1 0 1 7 0 4

Permite interactuar con el fenómeno. 1 0 1 7 0 4

Motivación 0 1 1 0 9 4

La observación y la experimentación            

No argumentó. 2 3 5 15 28 20

Despierta interés en el estudiante. 1 0 1 7 0 4

La experimentación mediante la simulación 0 1 1 0 9 4

Para relacionar la teoría con la práctica. 0 1 1 0 9 4

Una combinación de los métodos. 3 0 3 22 0 12

Enseñanza por modelos y experimentación 1 1 2 7 9 8

260

como estrategia. El grupo ME presenta un 57% contra el 43% del otro grupo, como refleja la tabla 34:

En el Gráfico 8 se puede observar que la preferencia de los docentes es una

¿Con cuál es mejor enseñar Astronomía: Enseñanza por modelos, aprendizaje por cuestionamiento, observación o experimentación?

02468

1012141618

Exp

erim

enta

ción

Com

bina

ción

de

estr

ateg

ias

La o

bser

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ón

Apr

endi

zaje

por

desc

ubrim

ient

o

Ens

eñan

za p

orm

odel

os

Dep

ende

del

tem

a

No

cont

estó

261

combinación de estrategias para el desarrollo de los temas de Astronomía. Además, como la pregunta fue formulada de forma general, sin mencionar temas específicos, hubo un pequeño porcentaje, 4%, que no mencionó una estrategia específica expresando que la elección de la estrategia está en dependencia del contenido que se va a enseñar.

Del total de menciones de una combinación de estrategias, el 59% corresponde a los maestros del grupo ME y el 41% a los del grupo MEU. En esto no muestra una diferencia muy marcada, por el contrario nos indica que ambos grupos coinciden30.

Resumen de los resultados para la pregunta 2c

Los maestros de ambos grupos consideran a la observación como una estrategia adecuada para la enseñanza de la Astronomía.

No se considera en ninguno de los casos, ME y MEU, la naturaleza de la Astronomía para justificar como adecuada la observación para su enseñanza.

La combinación de las distintas estrategias presentadas es considerada, sin diferencia en ambas grupos, como la estrategia más idónea para la enseñanza de la Astronomía.

30 Es claro que los porcentajes no coinciden, pero a nivel general lo podemos considerar así.

262

10. A continuación se le presentan dos situaciones en las que se desarrolla el tema Eclipses de Luna del octavo grado. ¿Cuál estrategia le parece más conveniente con sus estudiantes? Explique por qué le parece más conveniente.

a. La maestra Margaret de un Instituto de Managua, para desarrollar el tema Eclipses de Luna realizó lo siguiente: Mandó a los estudiantes a buscar información en distintos libros de texto y a que redactaran un resumen de la información encontrada. Además les pidió que dibujaran distintos momentos de un eclipse de Luna según algunos libros. Luego ella explicó en la pizarra usando una lámina.

b. La maestra Marie, de un instituto de Matagalpa, enseñando el mismo tema, realizó las siguientes actividades: Preguntó a sus estudiantes ¿por qué ocurren los eclipses de Luna?, para conocer la manera en que ellos explican este fenómeno. Consiguió una lámpara con la que representó el Sol, una esfera para representar la Tierra y una bola de tenis para que hiciera el papel de la Luna; estos materiales los dispuso tal y como se muestra en las figuras de abajo. Luego, con cartones logró que el aula tuviese suficiente oscuridad. Los estudiantes, al desplazar la bola alrededor del globo terrestre se percataron de las posiciones de la Luna y sus efectos e hicieron anotaciones. Les asignó una guía de preguntas para que investigaran los aspectos teóricos del tema y realizaran una exposición de sus observaciones apoyados en la guía. Por último se escribieron conclusiones.

Dado que muchos o casi todos de los fenómenos celestes no pueden ser controlados por las distancias y las dimensiones de los cuerpos que interactúan, entonces se hace necesario recurrir a distintas representaciones de los modelos teóricos para poder reproducir con alguna precisión los fenómenos en cuestión. Con esta pregunta se trató de ver la tendencia de los maestros en cuanto a la preferencia de una u otra estrategia. Necesitamos dejar claro que, la pregunta nos parece que las diferencias entre una y otra situación debieron ser menos evidentes. En este caso, todos los encuestados optaron por la forma de enseñanza de la profesora Marie. Las razones se presentan en la Tabla 35. Las más frecuentes, son las que argumentan que esa estrategia motiva a los estudiantes y que se logra experimentar; además que se consideran las ideas de los estudiantes.

263

Unidades de análisis Frecuencia %

ME EU Total ME EU Total

Utilización de láminas 5 3 8 12 11 12

Realizar diagnóstico mediante preguntas de exploración 4 2 6 11 6 8

Representar constelaciones (gráficos, maquetas) 8 3 11 21 11 16

Ubicación en el cielo 3 1 4 7 3 6

Observación del cielo 3 1 4 7 3 6

Determinar la bibliografía disponible 1 0 1 2 0 1

Utilización de un modelo 5 0 5 12 0 7

Documentos acerca de su influencia en el Sistema Solar 3 0 3 7 0 4

Escribir nombres de algunas constelaciones 1 1 2 2 3 3

Exposición de observaciones 2 1 3 5 3 4

Explicación por parte del docente 2 3 5 5 11 7

Guías de trabajo 2 2 4 5 6 6

Utilizar técnicas de discusión (debates, mesa redonda) 1 2 3 2 6 4

Consultar en textos sobre el concepto de constelaciones y sus tipos

0 3 3 0 10 4

Utilizar un mapa celeste para identificar las constelaciones observadas con anterioridad

0 2 2 0 6 3

Dar su ubicación aproximada en el espacio 0 1 1 0 3 1

Averiguar el origen de los nombres de las constelaciones 0 1 1 0 3 1

Realizar exposiciones, debates o experimentos si fuera posible 0 1 1 0 3 1

Presentación de vídeos 0 1 1 0 3 1

Realizar la evaluación con base en el interés por el trabajo y la participación activa

0 1 1 0 3 1

Análisis del tema 0 1 1 0 3 1

No contestó 1 1 2 2 3 3

Tabla 35: Ideas que propone para abordar el tema las constelaciones

264

Si nos fijamos en la Red sistémica 17, las unidades de significado se pueden agrupar en tres categorías: los que escogen la estrategia de Marie por su factibilidad, los que lo hacen por la posición que ocupa el estudiante en el proceso de enseñanza-aprendizaje y los que lo hacen por la capacidad de causar una impresión duradera en los estudiantes.

Es importante destacar que el 60% de las unidades de significado hace referencia a la posición que tiene el estudiante: cómo es visto por el maestro y los distintos desempeños que tiene dentro de la actividad docente. Esto significa que existe una tendencia a la forma en que debe considerarse el alumno para que pueda llevarse a cabo un verdadero aprendizaje en él. Esto está de acuerdo con el enfoque metodológico que se pretende aplicar en la propuesta didáctica que queremos elaborar.

En el caso de la factibilidad, el 67% de las unidades de significado corresponde a los maestros empíricos. Esto puede implicar una mayor preocupación de los docentes del grupo ME por la viabilidad de la aplicación de una estrategia en un contexto dado.

Código F %

  Materiales accesibles 1 1 4

Factibilidad El docente puede tener su pequeño laboratorio 14 1 4

  Se puede hacer en zonas rurales 2 1 4

 

  Toma en cuenta las ideas de los estudiantes 3 3 11

 Consideración de las ideas del alumnado

 

Considera las ideas alternativas 5 2 7

Motivación de los estudiantes 6 4 14

 Los estudiantes exponen sus criterios y sacan conclusiones

13 1 4

El alumno construye su propio aprendizaje 9 1 4

Criterios para elegir una estrategia

Promueve la investigación y elaboración de conclusiones

11 1 4

 Posición del estudiante en el proceso de El alumno vivencia el fenómeno 12 1 4

265

Esta vez tampoco se hizo alusión a la relación que debe existir entre la naturaleza de la Astronomía y la estrategia de enseñanza que se debe usar para poder enseñarla. Este hecho es de vital importancia porque ignorar esta relación puede llevar a los maestros a dejar de un lado las posibles ideas alternativas que puedan presentan los estudiantes. El uso de una estrategia u otra puede ser muy productivo o muy contraproducente en el proceso del aprendizaje de la Astronomía. Por ejemplo, en el caso de la enseñanza de los eclipses de Luna, usar una estrategia como la de Marie puede permitir a los estudiantes descartar la idea de que un eclipse de Luna sea equivalente a una Luna nueva. Además se pueden dar cuenta de que la diferencia principal entre un eclipse de Luna y la fase Luna nueva es que ésta no es causa de la sombra que produce la Tierra mientras que el eclipse sí.

Resumen de los resultados para la pregunta 10

Los docentes de ambos grupos prefieren el uso de una representación del modelo Sol-Tierra-Luna para el desarrollo del tema Eclipses de Luna.

La factibilidad y el papel del estudiante en la clase son los principales criterios por los que la estrategia de Marie es mejor que la otra.

Los maestros del grupo ME se muestran más interesados en la factibilidad de una estrategia según el contexto.

No se relaciona la naturaleza de la Astronomía con las estrategias que se usan en las situaciones presentadas.

Preparación Desarrollo Evaluación

11. Un maestro va a impartir el tema las constelaciones, ¿qué ideas le propondría usted para que pueda abordar ese contenido? Mencione dos por cada momento:

Esta pregunta y las preguntas 9 y 10 tuvieron un objetivo común: recoger insumos para la elaboración de una propuesta en la que se den sugerencias acerca del abordaje de contenidos de Astronomía. El objetivo de esta pregunta se diferencia con los otros dos en que se solicita al maestro actividades específicas para el desarrollo del contenido las constelaciones. Las distintas ideas mencionadas por los docentes están consignadas en la Tabla 36. Las unidades de significado con mayor frecuencia, 28%, fueron las que se refieren a la representación de las constelaciones (maquetas, gráficos, láminas, etc.). El 12% de las unidades de significado se refieren a la observación del cielo con o sin mapa celeste. Este porcentaje lo consideramos muy bajo dada la oportunidad que brinda este

266

tema para la ejecución de esa actividad. El 60% de las unidades de significado que sugieren la observación del cielo corresponde a los maestros del grupo ME y el 40% al otro grupo. La diferencia entre ambos grupos es algo notoria, pero, se puede decir que son coincidentes en este aspecto.

Unidades de análisis Frecuencia %

ME EU Total ME EU Total

Utilización de láminas 5 3 8 12 11 12

Realizar diagnóstico mediante preguntas de exploración 4 2 6 11 6 8

Representar constelaciones (gráficos, maquetas) 8 3 11 21 11 16

Ubicación en el cielo 3 1 4 7 3 6

Observación del cielo 3 1 4 7 3 6

Determinar la bibliografía disponible 1 0 1 2 0 1

Utilización de un modelo 5 0 5 12 0 7

Documentos acerca de su influencia en el Sistema Solar 3 0 3 7 0 4

Escribir nombres de algunas constelaciones 1 1 2 2 3 3

Exposición de observaciones 2 1 3 5 3 4

Explicación por parte del docente 2 3 5 5 11 7

Guías de trabajo 2 2 4 5 6 6

Utilizar técnicas de discusión (debates, mesa redonda) 1 2 3 2 6 4

Consultar en textos sobre el concepto de constelaciones y sus tipos

0 3 3 0 10 4

Utilizar un mapa celeste para identificar las constelaciones observadas con anterioridad

0 2 2 0 6 3

Dar su ubicación aproximada en el espacio 0 1 1 0 3 1

Averiguar el origen de los nombres de las constelaciones 0 1 1 0 3 1

Realizar exposiciones, debates o experimentos si fuera posible

0 1 1 0 3 1

Presentación de vídeos 0 1 1 0 3 1

Realizar la evaluación con base en el interés por el trabajo 0 1 1 0 3 1

267

y la participación activa

Análisis del tema 0 1 1 0 3 1

No contestó 1 1 2 2 3 3

Tabla 36: Ideas que propone para abordar el tema las constelaciones

La Red sistémica 18 nos muestra cinco formas diferentes de enseñar las constelaciones. Estas formas están ligadas directamente con las estrategias que se presentaron en la Pregunta 9. La forma de enseñanza mencionada con mayor frecuencia fue la enseñanza por modelos, en esta categoría se encuentran las gráficas, láminas, maquetas, mapa celeste y videos. En la tabla se ve que los que mencionan con mayor frecuencia este tipo de enseñanza son los maestros del grupo ME. En cuanto a la utilización de información impresa, ésta es mencionada con mayor frecuencia por los maestros del grupo MEU. Estos dos hechos nos inducen a pensar que los docentes del grupo ME tienen más facilidad para adaptarse a una enseñanza de la Astronomía que esté en correspondencia con la naturaleza y formación del saber astronómico. Estas estrategias fueron mencionadas para el desarrollo del tema. Para el caso de la preparación y la evaluación, fueron mencionados básicamente las mismas ideas, pero sobresalen el uso de medios impresos y que requieren una actitud más pasiva por parte de los estudiantes.

Código F %

  Maquetas 1 5 7

    Láminas 2 8 12

Modelos Visuales

Videos 3 1 1

Mapa celeste 4 2 3

    Gráficas 5 11 16

   

  TeóricoCoordenadas celestes

6 1 1

 

  Observación del cielo 7 4 6

Observación  

  Localización en el cielo 8 4 6

 

¿Cómo enseñar las constelaciones?

  Determinar bibliografía 9 1 1

 Búsqueda de información de la influencia sobre el Sistema Solar

10 3 4

Documentación Escribir los nombres 11 2 3

268

Código F %

  Maquetas 1 5 7

    Láminas 2 8 12

Modelos Visuales

Videos 3 1 1

Mapa celeste 4 2 3

    Gráficas 5 11 16

   

  TeóricoCoordenadas celestes

6 1 1

 

  Observación del cielo 7 4 6

Observación  

  Localización en el cielo 8 4 6

 

¿Cómo enseñar las constelaciones?

  Determinar bibliografía 9 1 1

 Búsqueda de información de la influencia sobre el Sistema Solar

10 3 4

Documentación Escribir los nombres 11 2 3

256

Resumen de los resultados para la pregunta 11

Ambos grupos de maestros mencionan estrategias para la enseñanza de la Astronomía destacándose la enseñanza por modelos.

Los maestros mencionan, básicamente, las mismas estrategias para los tres momentos de la enseñanza de las constelaciones.

La enseñanza de las constelaciones se debe realizar con la combinación de las distintas estrategias mencionadas.

Mostramos a continuación la Tabla 37, donde resumimos las conclusiones en forma general, teniendo presente los tres grandes aspectos abordados:

Objetivos Aspectos Conclusiones

1. Profundizar en el dominio de los contenidos básicos de Astronomía según el plan curricular 2005 que se propone para el 8° grado.

1.1Dominio científico de los docentes en cuanto a los contenidos de Astronomía de octavo grado

En general, no hay dominio del uso de un modelo representacional.

Las personas que actualmente están relacionadas con la formación científica tienen mayor habilidad en el uso de modelos representacionales para explicar el fenómeno de las fases de la Luna.

Los maestros empíricos encuestados tienen menos conocimientos de las fases de la Luna que los que están recibiendo alguna formación.

No se tiene conocimiento de la simetría de las fases de la Luna.

Las causas de las distintas apariencias de Venus, visto con el telescopio y sin él, son: la distancia, la incapacidad del ojo humano y el poder de resolución del telescopio.

No se considera ningún efecto de la atmósfera terrestre sobre nuestras observaciones de Venus.

Una buena parte de los docentes encuestados están consciente que Venus es un cuerpo opaco.

257

Algunas personas piensan que Venus y la Luna tienen luz propia.

En general, podemos decir que reconocer la diferencia entre un planeta y una estrella todavía es muy débil en ambos grupos.

Ninguno de los grupos tiene la habilidad para extrapolar lo que conocen de la Luna al caso de Venus.

No todos los maestros conocen que Venus es el planeta más cercano a la Tierra. Además atribuye a la lejanía o la cercanía el hecho de la observación de Venus, sin hacer referencia a los fenómenos luminosos que son la causa principal del fenómeno.

Ninguna de las personas encuestadas hizo alusión a la base teórica sobre la que está construido el telescopio.

En los dos grupos se dio importancia al telescopio de forma implícita, no explícita.

Tanto los maestros empíricos sin actividad universitaria actual y los maestros estudiantes de la carrera de Física-Matemática de la UNAN-Managua tienen dificultades en cuanto al uso de un modelo gráfico para explicar fenómenos astronómicos comunes.

Los maestros del grupo MEU tienen mayores recursos para explicar y fundamentar científicamente sus aseveraciones.

Se menciona con baja frecuencia los fenómenos de difracción y de dispersión de la luz.

Muchos de los encuestados reconocen el fenómeno de reflexión de la luz, pero no lo emplean correctamente al analizar el modelo gráfico y argumentar sus respuestas.

El modelo gráfico se usa en un nivel básico, ya que algunos maestros al hacer referencia al modelo para la fundamentación de sus respuestas, no toman en cuenta todos los aspectos que involucra el fenómeno dentro del modelo. El modelo no se toma, en algunos casos, como un todo de elementos que interactúan mutuamente.

258

Tanto los maestros empíricos sin actividad universitaria actual como los maestros empíricos de la carrera Física-Matemática de la UNAN tienen dificultades en cuanto al uso de la expresión gráfica del modelo sistema Sol-Tierra para ubicar las estaciones del año.

Se atribuye a la sombra o iluminación en el gráfico presentado, las estaciones invierno y verano.

La distancia entre el Sol y la Tierra es causa de las estaciones del año, según algunos maestros.

No se tiene conciencia del carácter simétrico de las estaciones del año, tanto con respecto al Sol, como con respecto a los hemisferios norte y sur.

Los maestros que no están relacionados con estudios universitarios en la actualidad, reducen su elección al Sol como centro del Sistema Solar.

Los gráficos del Sistema Solar influyen negativamente en la concepción que tienen los docentes acerca del Universo.

Los maestros que cursan la carrera Física-Matemática, tienen ideas más acertadas, desde el punto de vista de las investigaciones actuales, acerca del Universo.

En el grupo ME no se tiene claro el concepto de galaxia.

Los maestros empíricos no tienen claro el concepto Universo.

Los maestros del grupo MEU piensan que las ideas de la Iglesia y de la Biblia son factores que influye en la concepción que el hombre tiene y ha tenido acerca del Universo.

La experiencia y la observación modelan la concepción que tiene el hombre del Universo.

259

El grupo ME hace uso de nuevas perspectivas acerca de la forma en que se piensa actualmente sobre el Universo rechazando las ideas presentadas en la pregunta.

La idea del éter, aunque en un porcentaje muy pobre, se sigue presentado entre las personas que no son de la carrera Física-Matemática.

1.2 Interés de los docentes por la Astronomía y su enseñanza.

La Astronomía es considerada como la ciencia más compleja a la par de las Ciencias naturales, la Química, la Geografía y la Historia.

Los contenidos más relevantes de Astronomía son los que tienen que ver con la Tierra, el Sol y la Luna.

Los contenidos de Astronomía son relevantes en dependencia de la cantidad y accesibilidad de la información.

Internet no figura como la fuente principal de información, aunque se mencionan con mayor frecuencia los canales de televisión como Discovery Channel y National Geographic Channel.

Los quásares y hoyos negros son considerados de poca relevancia para el currículo de octavo grado.

Entre los maestros estudiantes de Física-Matemática y los que no llevan ningún curso en la Universidad, hay más tendencia de estos últimos a considerar a la Astronomía como la más compleja.

Los maestros estudiantes universitarios tienen mayor probabilidad de conseguir información, ya que consideran a la televisión e internet como una fuente. Esto no ocurre con los maestros empíricos ya que ellos no mencionan esas fuentes.

Los maestros conocen alguna bibliografía necesaria para el desarrollo de los contenidos del octavo grado. Aunque hace falta que mencionen más fuentes para que la información

260

que puedan conseguir sea más completa.2. Contrastar la propuesta curricular

vigente con las ideas y expectativas de los estudiantes y los maestros a fin de tomar decisiones en cuanto a la elaboración de una propuesta didáctica para la enseñanza de la Astronomía, acorde a sus intereses.

2. Dominio metodológico de los docentes para enseñar temas de Astronomía en la escuela secundaria.

Los docentes de ambos grupos prefieren el uso de una representación del modelo Sol-Tierra-Luna para el desarrollo del tema Eclipses de Luna.

La factibilidad y el papel del estudiante en la clase son los principales criterios por los que la estrategia de Marie es mejor que la de Margaret.

Los maestros del grupo ME muestran más interés en la factibilidad de una estrategia según el contexto.

No se relaciona la naturaleza de la Astronomía con las estrategias que se usan en las situaciones presentadas

No se considera en ninguno de los grupos: ME y MEU, la naturaleza de la Astronomía para justificar como adecuada la observación para su enseñanza.

Los maestros de los grupos ME y MEU, consideran a la observación como una estrategia adecuada para la enseñanza de la Astronomía.

Ambos grupos de maestros mencionan estrategias para la enseñanza de la Astronomía destacándose la enseñanza por modelos.

Los maestros mencionan, básicamente, las mismas estrategias para los tres momentos de la enseñanza de las constelaciones.

La combinación de las distintas estrategias presentadas es considerada, sin diferencia en ambas grupos, como la estrategia más idónea para la enseñanza de la Astronomía.

La enseñanza de las constelaciones se debe realizar con la combinación de las estrategias de las profesoras Marie y Margaret.

Tabla 37: Conclusiones correspondientes a la Organización y Análisis de los Resultados de la Encuesta a Maestros de Ciencias de Secundaria

9.3 Organización, análisis e interpretación de los resultados

261

de la entrevista a expertos

Introducción

Nuestra intención es conocer de viva voz de un grupo de expertos en materia curricular la conveniencia de incorporar al plan de estudio de secundaria la Astronomía como una asignatura independiente como en el caso de asignaturas como Matemática y Física. De esta manera sus contenidos no seguirían segmentados en asignaturas como Ciencias Naturales o Ciencias Sociales; en consecuencia nuestra entrevista está estructurada con preguntas abiertas con la particularidad de obtener la mayor información posible que nos sea útil en la propuesta que debemos elaborar. Los aspectos que consideramos de importancia en esta entrevista son los siguientes:

1. Datos sobre la enseñanza de la Astronomía según la propuesta curricular del 2005.2. La visión acerca del papel que jugaría en el currículo de formación docente, desde la perspectiva de las

universidades. 3. Cuál debería ser la postura de las instituciones universitarias y del MINED frente a ese reto.

En el proceso de obtención de datos, tuvimos la oportunidad de abordar a docentes universitarios expertos en la enseñanza de la Física de la UNAN Managua; ellos nos brindaron valiosos aportes sobre los aspectos arriba indicados además de sugerencias de índole didáctico y metodológico, los cuales luego de un análisis, podrían ser valiosos en la planeación de la enseñanza de la Astronomía, meta que nos proponemos alcanzar.

Las respuestas dadas por los informantes ante las preguntas realizadas en cada entrevista fueron registradas mediante grabación y luego incorporadas en tablas que codificaron las unidades de significado. Ellas muestran la esencia de lo que nuestros entrevistados consideraron oportuno responder.

A continuación presentamos tres grandes agrupaciones en los cuales clasificamos las preguntas contenidas en la entrevista, de acuerdo a cada aspecto tratado.

262

La Tabla 38, muestra la secuencia de cuestiones o interrogantes que se formularon en forma oral durante la entrevista aplicada a los expertos dispuestos a colaborar.

263

Aspecto Indagado Cuestiones para la IndagaciónImportancia de la Astronomía 1. ¿Cómo se puede justificar la inclusión de la enseñanza

de la Astronomía en la escuela secundaria? Algunos consideran la pertinencia de incluir la Astronomía como Ciencia observacional en el currículo ¿usted qué opina?

2. Desde su punto de vista, ¿qué saberes sobre Astronomía debe dominar un estudiante egresado de la secundaria?

3. ¿Por qué cree que la Astronomía no se ha considerado en los currículos anteriores en la categoría de asignatura como Física y Matemática?

4. ¿Qué cree usted acerca de “los estudiantes poseen pre concepciones científicas sobre objetos y fenómenos astronómicos”? Explique.

Incidencia de la Astronomía en la Formación Docente

1. ¿Qué cualidades en el ámbito académico profesional debe poseer un maestro de secundaria para enseñar Astronomía?

2. Uno de los obstáculos a los que se enfrenta la enseñanza de las ciencias es el mal manejo de términos o la asignación de significados comunes a términos técnicos. Por ejemplo, nosotros hemos encontrado que algunas personas confunden los términos rotar y girar con el término traslación. Esto es apoyado por las definiciones que dan los diccionarios. ¿Qué le puede sugerir a un maestro para que problemas como este no se le convierta en un obstáculo en el aprendizaje de sus estudiantes?

Papel del Ministerio de Educación ¿Qué ideas propondría usted al Ministerio de Educación y Universidades en la capacitación y formación de maestros para habilitarlos en la enseñanza de la Astronomía?

Tabla 38: Aspectos y preguntas abordados en la entrevista

264

La tabla 38, muestra la secuencia de todas las preguntas que se realizaron en forma oral a los expertos que estuvieron dispuestos a colaborar.

10.3.1 Análisis e interpretación de la información

Como expresamos anteriormente, con estas preguntas quisimos conocer la importancia, que según los expertos, tiene la enseñanza de la Astronomía en el currículo de secundaria, y sobre todo nuestro interés por conocer cómo ellos valoran la inclusión de la Astronomía como asignatura en el currículo y los obstáculos que ellos prevén en su aplicación.

Cabe destacar que nosotros vemos en la Astronomía una asignatura que abre un abanico de posibilidades para profundizar en muchos temas relacionados con la Física y la Matemática; además que con su enseñanza se pueden favorecer otras competencias como las relacionadas con el empleo funcional que puede hacerse con el conocimiento que se posee. En este caso para relacionarse y comprender mejor su entorno social y físico. Frente a este reto el trabajo docente es muy delicado, sobre todo si se trata de enseñar ciencias como la Astronomía, con fines de aplicación práctica. Por esa razón recurrimos a físicos expertos en la enseñanza para escuchar de ellos sugerencias sobre el tratamiento adecuado que debe dársele a la misma en el currículo como asignatura observacional, en el aula de clase y en la preparación del acervo científico del docente.

10.3.1.1 Un primer nivel de organización y análisisPregunta 1, 2 y 5

¿Cómo se puede justificar la inclusión de la enseñanza de la Astronomía en la escuela secundaria? Asignatura/ Contenido en otras

F

265

1234567

8

910

1112

13

14

15

16

17

- Todavía no es hora de incluir más materia.- La gente probablemente la conozca con la educación informal.- Necesitamos tiempo para cosas más terrenales.- Se puede mantener la educación ambiental y energética.- Hay que abordar aspectos más al alcance del estudiante.- Hay otros fenómenos eléctricos, mecánicos, dinámicos, más aplicativos.- Una justificación sería buscar como los estudiantes tengan una idea más completa, más amplia sobre el universo del cual la Tierra es parte.- Es bueno que se inserte la asignatura para proporcionar una visión integral en los educandos.- Es bueno que se inserte con enfoque científico.- La justificación es evidente, que desde la Astronomía el estudiante puede adquirir muchos conocimientos físicos de manera sencilla.- Porque no hay especialistas en el ramo que es grande e interesante.- No se ha incluido en el currículo porque no hay una amplia mayoría de profesores que manejen (temas) de Astronomía.- No sé por qué fue eliminada, históricamente se estudiaba algo de Astronomía.-Fue una de las predilecciones de la Física. -Lo dejaría hasta el estudio del sistema solar que es estudiado superficialmente.-Que no esté en el currículo nada más, sería una irresponsabilidad tener una asignatura en el currículo y que no se realice, no se lleve a cabo.-Se requiere de una cientificidad no solamente teórica ser requiere mostrar láminas a través de internet, aprovechar el desarrollo tecnológico para formar el hábito de entrar a sitios virtuales.

1112421

1

11

13

1

1

1

2

3

Tabla 39: ¿Como asignatura o como contenido de otras?

En la tabla 39 pueden verse agrupadas las unidades de significado extraídas de las respuestas que los entrevistados dieron a las preguntas 1, 2 y 5. Las hemos organizado así, dado que todas ellas informan de la importancia que los entrevistados confieren a la Astronomía.

Importancia de la Astronomía en el currículo nacional

Opiniones a favor

Opiniones en contra

Visión completa del Universo Visión amplia del Universo Visión amplia de la Tierra Amplía la visión de los estudiantes Da enfoque científico al currículo Se adquieren otros conocimientos científicos

Da enfoque científico al currículo

Faltan condiciones en el contexto

Poca funcionalidad de la Astronomía

No es tiempo de incluir más materia No sabe por qué fue eliminada Es posible conocerla con educación informal Los profesores no manejan la Astronomía No hay especialistas

Se necesitan conocimientos más terrenales Conocimiento ambiental Conocimiento energético Conocimientos mecánicos Conocimientos más prácticos

266

Por la importancia de estas tres preguntas en el estudio, creemos conveniente presentar un segundo nivel de análisis, correspondiente a la interpretación de los resultados, antes de pasar a las siguientes. Para ello veamos el cuadro sinóptico y examinemos lo que para nosotros es importante:

Cuadro Sinóptico: Interpretando los resultados de las preguntas 1, 2 y 5.

10.3.2 Segundo nivel de análisis-síntesis

267

Este cuadro sinóptico representa el segundo nivel de análisis de respuestas de nuestros entrevistados. Podemos observar que hay quienes creen es el momento oportuno para incluir la Astronomía en el currículo nacional. Una razón fuerte aportada al respecto es porque desde esta asignatura los estudiantes lograrán obtener muchos conocimientos físicos de manera sencilla, igual a la misión que cumplió la Astronomía desde tiempos antiguos.

También es importante aprovechar el desarrollo tecnológico que existe en la actualidad para que los jóvenes tengan un aprendizaje astronómico con las exigencias propias de esta ciencia e hicieron alusión a la posibilidad de que esta ciencia sea observacional con un enfoque científico donde el estudiante desarrolle una visión integral, completa del universo y de la Tierra, donde se contribuya al desarrollo integral del mismo.

Para este fin es necesario que el maestro, bien instruido y formado, agote todos los recursos que estén a su alcance, de tal forma que no sea una ciencia más del currículo asumido irresponsablemente.

Es importante darle el realce que se merece utilizando, como nuestros entrevistados nos aportaron, programas de Internet, láminas y otras formas didácticas con las cuales el estudiante desarrollará una visión más crítica y más creativa, además adquirirá la habilidad de entrar a sitios virtuales para su autoformación e investigación.

Fuera de entrevista se nos mostró que existen algunos programas interesantes desde donde podemos ubicarnos para observar cualquier parte de la Tierra y los planetas que desde esos puntos logran visualizarse a simple vista; de igual manera trae la información completa sobre cada planeta: tamaño, densidad, fecha de descubrimiento, distancia del Sol; que son necesarias para temas como el Sistema Solar, por ejemplo. Lo importante es no quedarse sólo en lo teórico, sino tomar conciencia de la implicación práctica que tiene esta ciencia, si es incluida en el currículo, como Física y Matemática.

Aunque obtuvimos muchas razones a favor de que esta ciencia sea impartida como una asignatura más, también encontramos opiniones en contra; una de ellas es que no es el momento de incluir más materia porque los jóvenes necesitan profundizar en otros conocimientos que la misma persona consideró más terrenales tales como los conocimientos energéticos, la dinámica, la mecánica, el aspecto ambiental tan relevante hoy en día, entre otros que son

268

más prácticos. Además es importante considerar de acuerdo a esta postura que Nicaragua no tiene especialistas y los maestros no están preparados para dar esta materia.

Los que no están de acuerdo opinan que esta ciencia da la posibilidad de ser conocida por la educación informal: entiéndase medios de comunicación como la televisión, periódicos, revistas entre otros. De tal forma que sería necesario solamente profundizar en el Sistema Solar y lo demás temas el joven los irá adquiriendo de otras fuentes, la que más utilice. Pero la Astronomía no puede ser aprendida con la educación informal, es una ciencia de profundización y requiere de una preparación óptima para ser impartida. De hecho al realizar la pregunta sobre los saberes que debe dominar un estudiante al salir de secundaria, los expertos hicieron alusión a una buena cantidad de ellos. Obteniendo la mayor frecuencia La Luna, sus fases, las mareas, los eclipses, las estaciones del año y los conocimientos sobre dinámica, mecánica y leyes del movimiento que rigen el universo. Como menor frecuencia están las leyes de Kepler, la Gravitación universal y la ubicación norte-sur, que no por eso dejan de ser importantes.

Difícilmente nos encontramos estos temas a la orden del día en los programas de televisión, sobre todo en los canales nicaragüenses. En algunas ocasiones se ven sin secuencia lógica en programas como Discovery Chanel u otros de ciencia que no siempre son del interés total de los jóvenes. De tal forma que sería necesario desprender la Astronomía de las Ciencias Sociales y Naturales para poder abordar unos contenidos más seleccionados y estructurados de acuerdo a un programa curricular nacional que los rija.

El siguiente gráfico refleja por qué incluirla o no en el currículo y cuáles son las justificaciones más frecuentes por los entrevistados.

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0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

¿Por qué no en el currículo como física y matemática?

¿Por qué no en el currículo?

Porcentaje

Gráfico 9: ¿Por qué incluir o no la Astronomía en el Currículo?

A pesar de que faltan especialistas y docentes formados en esta ciencia, nuestros entrevistados, no dejaron de apoyar la idea de que sea una asignatura más en el currículo, y que los jóvenes sean formados, como en otros países latinoamericanos, con todas las exigencias científicas que eso implica. De hecho en su mayor porcentaje no saben por qué fue eliminada, tal y como lo refleja el gráfico 9.

A continuación presentamos la tabla 40 que muestra las unidades de significado referidas al conocimiento que se espera de los estudiantes en la parte de Astronomía en la secundaria y posteriormente se abordará el análisis pertinente.

Pregunta 3

¿Qué saberes sobre Astronomía debe dominar un estudiante egresado de la secundaria?

F

123

- Gravitación.- Leyes de Kepler.

111

270

4

5678

- Entender como funciona el Sistema Solar.- Dominio de las leyes de la dinámica, la energía, el origen del mundo, leyes que sustentan el movimiento.- Dominar este campo de la Astronomía. - Hay que llevarlos a más aspectos sobre Astronomía.- Mareas, estaciones del año, eclipses.- Fases, estructura, densidad, cómo cambia la gravedad en con la altura.

4

2134

Otras Expresiones

9

10

11

12

13

- Debería ser obligación del docente dominar la Astronomía.

- Las explicaciones son limitadas

- A veces los muchachos no saben ubicar donde está el norte y dónde está el sur.

- No sólo en el educando, sino ver la posibilidad del docente.

-Si el profesor está actualizado, ellos saldrán con nivel científico.

2

3

1

2

3

Tabla 40: ¿Qué debe saber un estudiante sobre Astronomía?

Al responder esta pregunta no todos nos dieron una respuesta de acuerdo a la demanda de la misma, por eso la tabla anterior queda dividida en dos partes. Vemos que algunos divagaron en la idea de que debe ser el docente el responsable de saber Astronomía y no abordaron ningún tema que tendría que dominar el estudiante cuando sale de la secundaria como parte de todos los conocimientos adquiridos en su formación.

La pregunta estaba dirigida a indagar lo que los expertos consideran fundamental en el aprendizaje de la Astronomía en la secundaria. Se esperaba de ellos nos respondieran los temas de mayor relevancia de los cuales deben estar apropiados los jóvenes cuando egresan del bachillerato, de tal forma que estén en capacidad de reproducirlos o relacionarlos con la realidad.

271

Todas las asignaturas tienen sus propias exigencias, por ejemplo los muchachos deben dominar, al salir de quinto año, factorización, en Matemática; manejar algunos acontecimientos importantes de su nación y el mundo en Historia, conocer sobre cruces en Biología, etcétera. Así, nuestros entrevistados valoraron como fundamental el conocimiento de la Ley Gravitacional, Las mareas, La Luna, entre otros con mayor frecuencia que están considerados en la tabla 40, y que fueron mencionados en el análisis de las preguntas anteriores.

Esto implica el seguimiento estricto de un programa especial para esta asignatura donde se refleje con claridad las competencias a adquirir por el estudiante durante el período de la secundaria y también de la primaria; de esta manera podremos exigirles un dominio de contenidos acorde a su realidad.

En la tabla 41 mostramos qué ideas creen nuestros profesores y expertos que prevalecen en la mente de los estudiantes como pre concepciones científicas acerca de temas astronómicos. Consideramos fundamental saber sobre esta dimensión, debido a que la Astronomía es una ciencia que invita al misterio, a la creación de mitos, de leyendas y una serie de especulaciones que están lejos de la realidad de la ciencia misma.

Veamos, entonces, qué nos respondieron:Pregunta

4¿Los estudiantes poseen pre concepciones científicas sobre objetos y fenómenos astronómicos?

F

123456

78

9

- Poseen pre concepciones pero no científicas.- Muchas basadas en la observación o la tradición.- Forman su propia concepción, si no tienen una explicación a la mano.- La gran mayoría de los estudiantes ¿Cuántos de ellos creen en su signo?- Se hace un mito el paso de un cometa porque trae desgracia.- Los estudiantes no tienen una buena concepción científica de estos fenómenos.- Por no estudiar Astronomía y Física son casi las mismas de los griegos. - Hoy muchos jóvenes no creen que la Tierra se mueva. -Hoy no hay hogueras pero todavía hay gentes que dominan concepciones erradas.- El hecho de que nos movemos o no nos movemos se debe a la acción divina y no las leyes de la física.

221111

212

2

272

Tabla 41. Pre concepciones científicas de los estudiantes

Un aporte interesante es que las pre concepciones (no científicas), están basadas en la tradición, o en creencias. Ello resume que se dejan guiar, por falta de conocimiento del pueblo. Y en algunas ocasiones, por la misma razón, esas pre concepciones son casi las mismas de los griegos. Vimos en las encuestas que muchos siguen manejando el modelo Tolemaico respecto al movimiento de los astros: El Sol se mueve y la Tierra permanece inmóvil. Estas ideas prevalecen de generación en generación y a veces son muy difíciles de erradicar. En las entrevistas se nos mencionó la idea de que los eclipses manchan a los niños no nacidos, la creencia en el horóscopo, la formación de conceptos propios en ausencia de explicación científica, entre otras que ya están detalladas arriba.

Lo importante es corroborar que sí existe desde la Astronomía una tarea de gran trascendencia por realizar y es la de ayudarle a los jóvenes a explicar las manifestaciones celestes desde la ciencia y no desde las bases mitológicas o tradicionales que maneja la gente sencilla que hace sus propias conjeturas.

En la siguiente parte nos corresponde realizar un análisis sobre la formación docente. El maestro juega un papel de gran importancia en el proceso de enseñanza-aprendizaje de la Astronomía, como en cualquier disciplina. Vemos en la Tabla 42 qué se le pide para poder realizar un trabajo de calidad.

Incidencia de la Astronomía en la Formación Docente Pregunta

11) ¿Qué cualidades en el ámbito académico profesional debe

poseer un maestro de secundaria para enseñar Astronomía?F

273

1234

5

6789

10

11

-Conocer más que lo fundamental, no puede ser lo mínimo.-Tiene que contar con tiempo para investigar.-Debe tener dinero disponible y las características de un investigador.-Que esté en capacidad de explicar algunas cuestiones como la existencia de los agujeros negros, que hay en el otro foco contrario al Sol.-Un educador debe tener bastantes nociones de física, es necesario un curso de entrenamiento de física: volumen, tamaño, velocidad de luz, entre otros aspectos que son importantes en el estudio de los astros.-Conocimiento matemático y químico para responder a preguntas como -¿Por qué Marte se ve rojizo y Plutón se ve blanco?-El docente debe estar motivado.-Uno de los problemas es quedarse con lo descriptivo. Obviamente el que no es físico tiende a hacer una mera descripción. Es importante dar un paso más allá y ese paso se llama astrofísica.-El docente debe ser preparado, flexible.-El profesor deber ser estratégico que motive al estudiante para conseguir más que una repetición de leyes físicas.

212

2

5

3222

3

2

Tabla 42. Formación Académica Profesional del Docente.

Muchas son las exigencias expuestas por los profesores entrevistados sobre la formación profesional de los maestros. La de mayor frecuencia se nos presenta en el código 5 y en ella se expresa que los docentes deben ser conocedores de la ciencia Física, con ella tendrán mayor facilidad para explicar fenómenos astronómicos que apuntan a integrar todos estos conocimientos. Los temas más relevantes y de intrínseca relación con la Astronomía están mencionados en el mismo código.

No sólo apreciaron como importante el dominio de la Física, sino la relación de la Astronomía con otras ciencias como la Matemática y la Química. Esto es para nosotros un aporte de gran trascendencia, no sólo en lo que se refiere a formación docente, sino en cuanto a la estructuración de la materia. Ya que podría definirse desde un principio la relación interdisciplinaria de la Astronomía en el currículo e incluso en los textos escolares que puedan elaborarse posteriormente.

274

Por supuesto es de vital importancia valorar la motivación y entusiasmo de las cuales debe gozar el maestro, porque de esa manera podrá trabajar mucho mejor en la planeación de sus clases y podrá contribuir a que la asignatura se vuelva más interesante.

Esta ciencia requiere de un espíritu investigativo, esto llevará al maestro a ser preparado, estratégico con gran alcance para enseñar lo que vaya más allá de la descripción, dando un paso más, que sería la astrofísica. Debe el maestro dominar temas como el de los agujeros negros y estar dispuesto a responder cuestiones realizadas por el estudiante que serán producto de su reflexión y análisis.

En el siguiente mapa semántico se refleja una síntesis de lo que se espera del maestro que se decida a enseñar Astronomía desde la visión de expertos en didáctica de la Física.

A continuación presentamos la tabla 43 la que sirve de soporte a lo que se le exige al docente en su preparación para la enseñanza de la Astronomía, sobre todo en lo que se refiere a diferenciación clara de terminologías que tienden a dejar confusión en la mente de los estudiantes.

275

Pregunta 2

Uno de los obstáculos a los que se enfrenta la enseñanza de las ciencias es el mal manejo de términos o la asignación de significados comunes a término técnicos. Por ejemplo, nosotros hemos encontrado que algunas personas confunden los términos rotar y girar con el término traslación. Esto es apoyado por las definiciones que dan los diccionarios. ¿Qué le puede sugerir a un maestro para que problemas como este no se le conviertan en un obstáculo en el aprendizaje de sus estudiantes?

F

1

2

3

456

7

8

9

-Son término muy delicados, para poderlos diferenciar hay que representarlos con ayuda de los estudiantes.-El diccionario da distintas acepciones y es necesario apoyarse en la que más adecuada al contexto.-Si el cuerpo se mueve sobre sí mismo es rotar, girar alrededor de otro cuerpo.-La Tierra realiza traslación alrededor del Sol, eso es girar.-La Luna gira alrededor de la Tierra y rota sobre sí misma.-Desde la Matemática se habla de girar o de rotar, abordarlo desde la geometría que conlleve esta diferencia para que se haga una idea intuitiva.-Nuestros contenidos son referidos a la Física Clásica, definimos traslación y no rotación.-La Física debería ayudar a superar no sólo estas pre concepciones, sino otras que tienen que ver con la aplicación de la Física.-Dar ejemplos que diferencien los tres términos.

2

1

2

111

1

2

2Tabla 43. Girar y Trasladar. ¿Cómo explicamos la diferencia?

En esta pregunta pretendimos despejar dudas sobre cómo podemos enseñar la diferencia entre girar y trasladar. Términos que sorprendentemente creíamos claros por su manejo tan cotidiano y resultaron ser confusos a la hora de consultar en las encuestas.

Creímos oportuno dar la palabra a expertos en la materia para explicar su diferencia. La cual varió entre lo físico y lo matemático como se puede observar en la tabla arriba detallada.

276

Muchos de ellos nos aconsejaron la representación con ayuda de los estudiantes y ejemplificación con diferenciación de las dos situaciones, otros se limitaron a definir ellos mismos los tres términos sin sugerir alguna manera de abordarlo con los jóvenes. En todo caso prevaleció la idea de que se gira sólo alrededor de otro cuerpo y no alrededor de sí mismo, porque esto sería rotar.

Observamos que se encuentra en alguna de las unidades de significado la relación entre girar y trasladar como sucede en el código 4. En cualquiera de las situaciones el profesor debe tener claridad de los términos para poder ingeniar formas de explicarse. Por ejemplo, imágenes con ideas como las siguientes:

Creo que algo se está paseando a mi alrededor: ¡¡está

A veces me mareo, siento que mi cabeza

277

Fig: 100. Diferencia entre girar y rotar

En la tabla 44 reflejamos las unidades de significado referidas al papel que correspondería al Ministerio de Educación de cara a la formación docente, si se diera el caso de asumir en el currículo la Astronomía como asignatura igual a Matemática o Física.

El resultado fue el siguiente:

Pregunta 1 ¿Qué ideas propondría al Ministerio de Educación y Universidades en la capacitación y formación de maestros para habilitarlos en la enseñanza de la Astronomía?

F

1234567

89

10

Traer especialistas en el área, no puede ser auto capacitación.Hay que crear condiciones, no sólo a través de libros.Es necesario invertir en laboratorios de informática, redes.Acopiar toda información que tenga que ver con Astronomía.Establecer conexión con observatorios de América.Es importante ver en qué se relaciona con otras asignaturas.Si se elaborara esta propuesta para dominio nacional debe haber una alianza estratégica entre MINED y la universidad.El Ministerio debe dar los referentes a contemplar en el programa.Escoger al personal docente que tenga el interés de impartirla y capacitarlo, debe ser un reto porque no tenemos experiencia propia.Es importante saber qué están haciendo las comisiones de transformación curricular en la parte de ciencia.

222111

112

1

Tabla 44. Papel del MINED en la formación docente.

278

Al leer la tabla 44 nos queda claro de acuerdo a las frecuencias obtenidas que la responsabilidad del Ministerio de Educación es la de mayor peso, puesto que debe ser el garante de impartir una asignatura nueva de calidad. Esto implica que el maestro debe recibir la formación adecuada, bien desde dentro del país o bien desde fuera con la búsqueda de especialistas en la materia, porque no puede darse auto capacitación, esto supone que sea escogido un personal que se sienta motivado interesado en enseñar esta asignatura de manera independiente y no disgregada entre otras ciencias.

Nos atreveríamos a entresacar de estas entrevistas que el Ministerio de Educación debe plantearse las ideas de conocer, saber y saber hacer que plantea el constructivismo. Donde el estudiante no sólo reciba los conocimientos teóricos sino que tenga oportunidad de realizar ciertas prácticas en las que relacione lo aprendido con la vida y el docente no cuente con recursos limitados para formarse, sino que sea respaldado por cursos de calidad, donde tenga cercanía a laboratorios de informática, facilidad para trabajar en redes y gozar de la oportunidad de usar observatorios con frecuencia y naturalidad.

Estos aspectos deben estructurarse en el programa, el cual no debe elaborarse al margen de la intervención de la Universidad y profesionales calificados, para ello se nos hablaba de una alianza estratégica entre la Universidad y dicho Ministerio. Los docentes deben estar enterados de las transformaciones que se dan a nivel curricular para estar al día con dichas novedades y poderlas incorporar en su

274

quehacer diario, debe ser parte de la responsabilidad del Ministerio de Educación mantenerlos informados de los cambios y adecuaciones que se realizan.

Esta es a nivel general la apreciación que podemos dar, de acuerdo a la información recogida en las entrevistas, sobre el papel de MINED en la formación docente de cara a incluir la Astronomía en el currículo como asignatura independiente.

Presentamos a continuación la tabla 45 sobre las conclusiones por preguntas de la entrevista realizada a profesores y expertos en Astronomía

Objetivo Aspecto Indagado

Preguntas Conclusiones

1. Analizar científica y didácticamente los objetivos y contenidos curriculares de Astronomía de Octavo grado

Importancia de la Astronomía

1. ¿Cómo se puede justificar la inclusión de la enseñanza de la Astronomía en la escuela secundaria? Algunos consideran la pertinencia de incluir la Astronomía como Ciencia observacional en el currículo ¿usted qué opina?

Opiniones a favor Porque desde esta asignatura los estudiantes

lograrán obtener muchos conocimientos físicos de manera sencilla, igual a la misión que cumplió la Astronomía desde tiempos antiguos.

La posibilidad de que esta ciencia sea observacional con un enfoque científico donde el estudiante desarrolle una visión integral, completa del universo y de la Tierra, donde se contribuya al desarrollo integral del mismo.

Que no sea una ciencia más del currículo asumido irresponsablemente.

Utilizar Internet, láminas y otras formas didácticas con las cuales el estudiante desarrolle visión crítica y creativa, además de adquirir la habilidad de entrar a sitios virtuales para su autoformación e investigación.

No quedarse sólo en lo teórico, sino tomar

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conciencia de la implicación práctica que tiene esta ciencia, si es incluida en el currículo, como Física y Matemática.

Opiniones en contra No es el momento de incluir más materia

porque los jóvenes necesitan profundizar en aspectos más terrenales tales como los conocimientos energéticos, la dinámica, la mecánica, el conocimiento ambiental, entre otros que son más prácticos. Además hay que considerar que Nicaragua no tiene especialistas y los maestros no están preparados para dar esta materia.

Esta ciencia da la posibilidad de ser conocida por la educación informal: entiéndase medios de comunicación como la televisión, periódicos, revistas entre otros. De tal forma que sería necesario solamente profundizar en el Sistema Solar y los demás temas el joven los irá adquiriendo de otras fuentes.

2. Desde su punto de vista, ¿qué saberes sobre Astronomía debe dominar un estudiante egresado de la secundaria?

Con mayores frecuencias: La Luna, sus fases, las mareas, los eclipses, las estaciones del año y los conocimientos sobre dinámica, mecánica y leyes del movimiento que rigen el universo.

Menores frecuencias son las leyes de Kepler, la Gravitación universal y la ubicación norte-sur.

3. ¿Por qué cree que la No hay especialistas

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Astronomía no se ha considerado en los currículos anteriores en la categoría de asignatura como Física y Matemática?

Una amplia mayoría de maestros no maneja Astronomía

No saben por qué fue eliminada

4. ¿Qué cree usted acerca de “los estudiantes poseen pre concepciones científicas sobre objetos y fenómenos astronómicos”? Explique.

Las pre concepciones (no científicas), están basadas en la tradición, o en creencias.

En algunas ocasiones, esas pre concepciones son casi las mismas de los griegos.

Muchos siguen manejando el modelo Tolemaico respecto al movimiento de los astros: El Sol se mueve y la Tierra permanece inmóvil.

Se nos menciona la idea de que los eclipses manchan a los niños no nacidos, la creencia en el horóscopo, la formación de conceptos propios en ausencia de explicación científica.

Hay que corroborar que existe desde la Astronomía una tarea de gran trascendencia por realizar y es la de ayudarle a los jóvenes a explicar las manifestaciones celestes desde la ciencia y no desde las bases mitológicas o tradicionales que maneja la gente sencilla que hace sus propias conjeturas.

Incidencia de la Astronomía en la

1. ¿Qué cualidades en el ámbito académico

Debe estar motivado para: tener tiempo suficiente al planificar sus clases, buscar

277

Formación Docente profesional debe poseer un maestro de secundaria para enseñar Astronomía?

bibliografía, investigar, desarrollar un aspecto más práctico que descriptivo, ser flexible, conocer de Física, Química y Matemáticas para explicar ciertos fenómenos astronómicos.

Debe estar preparado para: investigar con dominio mayor a lo fundamental y ser estratégico.

2. ¿Qué le puede sugerir a un maestro para que problemas como la confusión de términos de Astronomía no se le conviertan en un obstáculo en el aprendizaje de sus estudiantes?

La representación con ayuda de los estudiantes y ejemplificación con diferenciación de situaciones.

Definir ellos mismos los tres términos sin sugerir alguna manera de abordarlo con los jóvenes.

El profesor debe tener claridad de los términos para poder ingeniar formas de explicar.

Papel del Ministerio de Educación

1. ¿Qué ideas propondría al Ministerio de Educación y Universidades en la capacitación y formación de maestros para habilitarlos en la enseñanza de la Astronomía?

El maestro debe recibir la formación adecuada, bien desde dentro del país o bien desde fuera con la búsqueda de especialistas en la materia.

No puede darse auto capacitación, ya que esto supone que sea escogido un personal que se sienta motivado e interesado en enseñar esta asignatura de manera independiente y no disgregada entre otras ciencias.

Que el docente cuente con recursos para formarse, ser respaldado por cursos de calidad, donde tenga cercanía a laboratorios de

278

informática, facilidad para trabajar en redes y gozar de la oportunidad de usar observatorios con frecuencia y naturalidad.

Los docentes deben estar enterados de las transformaciones que se dan a nivel curricular para estar al día con dichas novedades y poderlas incorporar en su quehacer diario, debe ser parte de la responsabilidad del Ministerio de Educación mantenerlos informados de los cambios y adecuaciones que se realizan.

Tabla 45: Conclusiones de la entrevista a maestros y especialistas en Astronomía

9.4 Triangulación de resultados

279

A partir de la toma de conciencia de la situación por la que está pasando y ha pasado la enseñanza de la Astronomía, al inicio de nuestra investigación nos propusimos objetivos en los que se consideraron los siguientes aspectos: dominio de los conceptos básicos de Astronomía según los contenidos curriculares que se proponen para el octavo grado, objetivos y contenidos de Astronomía del octavo grado (análisis científico y didáctico) e ideas y expectativas de los estudiantes y de los maestros con relación al currículo vigente hasta el 2006.

En la encuesta y en la entrevista que aplicamos a docentes, estudiantes y expertos en didáctica de las ciencias, hemos considerado preguntas cuyo análisis nos llevó a los siguientes hallazgos.

Dominio de los conceptos básicos de Astronomía según los contenidos curriculares que se proponen para el octavo grado

No existe el personal capacitado para enseñar la asignatura con niveles aceptables en cuanto a dominio. La mayoría de temas de Astronomía que tienen que ver con fenómenos comúnmente observables por los

estudiantes no necesitan de instrumentos especializados para ser estudiados. Por ejemplo: las fases de la Luna, las estaciones del año, los días y las noches, los eclipses, las constelaciones y otros, por lo que es factible su estudio en la escuela primaria y secundaria con el rigor respectivo.

La enseñanza de algunos temas específicos de Astronomía requieren de instrumentos que permitan un aprendizaje más preciso como por ejemplo: telescopio computadora, cámara, entre otros.

Objetivos y contenidos de Astronomía del octavo grado (análisis científico y didáctico) La muestra expresó ideas opuestas a cerca de la inclusión de la Astronomía como asignatura en el currículo:

algunos están a favor porque creen que ayudará a los estudiantes para que tengan una idea más amplia del Universo del cual la Tierra es parte y otros están en contra porque argumentan que se debe dar más tiempo para cosas más terrenales y de importancia actual (por ejemplo: el Calentamiento Global) a lo cual nosotros opinamos que para comprender y sensibilizar con fenómenos como este, la persona primero debe estar informada y la Astronomía en este caso abre la posibilidad de adquirir información científicamente.

Se consideran contenidos relevantes los que tienen que ver con el sistema Tierra-Sol-Luna, la gravitación universal, las leyes de Kepler, las leyes de la dinámica y la energía.

Los especialistas proponen

Para los maestros es relevante

A los estudiantes les interesa

El Currículo propone

La enseñanza de la Tierra, de la Luna y del Sistema Solar

280

La observación y la enseñanza centrada en modelos se perfila como una de las estrategias más adecuadas para la enseñanza de la Astronomía.

Ideas y expectativas convergentes de estudiantes y maestros con relación al currículo vigente hasta el 2006 Los contenidos astronómicos de preferencia son los que están más relacionados con la vida cotidiana y que

servirán para desempeñarse en ellos. Los contenidos del currículo y las expectativas de los estudiantes y maestros coinciden en gran medida

Este resultado se ve reflejado en el siguiente diagrama:

281

A continuación presentamos las tablas 46 y 47 en las que establecemos las comparaciones de las ideas de los estudiantes, maestros y especialistas que confirman los hallazgos que hemos descrito:

278

1. En la tabla 46 se muestran los aspectos convergentes y divergentes relacionados con el dominio científico de los estudiantes y maestros.

Aspectos convergentesEstudiantes Maestros Especialistas

- Tanto los estudiantes como los maestros carecen de dominio claro de algunos términos (girar, trasladar, Universo)

- No se tiene conocimiento de la simetría de las fases de la Luna- No hay dominio del uso de modelos representacionales- No saben representar las estaciones del año en un gráfico del modelo Sol-Tierra- Desde la perspectiva del modelo representacional del Universo, algunos

consideran la Tierra como el centro del Universo, otros el Sol y otros que no tiene centro

- Ambos coinciden que Venus no se ve con forma de disco por la distancia- Ambos consideran que es necesario el telescopio para poder observar con más

detalle planetas como Venus

- Una amplia mayoría de maestros no maneja Astronomía.

Aspectos divergentesEstudiantes Maestros Especialistas

- Están de acuerdo con explicar el Universo con ideas alternativas, por ejemplo: que se puede concebir como una habitación con el cielo como techo y la Tierra como piso

- No están de acuerdo con explicar el Universo con ideas alternativas, haciendo uso de nuevas perspectivas sobre su concepción

- Afirman la presencia de pre concepciones (no científicas) basadas en la tradición o en creencias.

2. En la tabla 47 que presentamos en la siguiente página, se muestran los aspectos convergentes y divergentes relacionados con el currículo y con la enseñanza y aprendizaje de la Astronomía.

Aspectos convergentes

279

Estudiantes Maestros Especialistas- Prefieren estudiar la Tierra, la Luna y el Sol- Consideran temas de poca relevancia los hoyos negros y los

cuásares- El uso de maquetas, la observación y la representación de modelos

son estrategias preferidas en el estudio de temas de Astronomía

- Desde su punto de vista la Luna, la Tierra y el Sol son los saberes de Astronomía que los estudiantes egresados de la secundaria deben dominar

- Sugieren la representación y ejemplificación con ayuda de los estudiantes

Aspectos divergentesEstudiantes Maestros Especialistas

- La mayoría prefieren la Astronomía en lugar de las Ciencias Naturales, Historia y Química

- La Astronomía no es de su preferencia y argumentando que es más compleja.

- Internet no es usada como la fuente principal de información

- No se toma en cuenta la naturaleza de la Astronomía para su enseñanza

- Hubo opiniones a favor y en contra de la enseñanza de la Astronomía.A favor: porque los estudiantes logran adquirir conocimientos de manera sencilla, desarrollan una visión integral del Universo y de la TierraEn Contra: los estudiantes necesitan profundizar en aspectos más terrenales, los centros de educación media no tienen especialistas en Astronomía y los maestros no están preparados

- Recomiendan Internet como una herramienta útil para desarrollar las clases de Astronomía

- Los docente deben investigar y ser más prácticos que descriptivos al desarrollar sus clases

A modo de comentario, podemos expresar que a pesar de que hay muchos docentes de secundaria que no están de acuerdo con la inclusión de la Astronomía como asignatura; estamos convencidos, igual que los físicos expertos, que desde ella pueden reforzarse muchos conocimientos físicos, desarrollarse la valoración del medio ambiente y el dominio de conceptos básicos sobre el Universo que nos permiten explicar su influencia directa sobre la Tierra en fenómenos que ocurren en el espacio exterior. Solo basta con arriesgarse a elaborar estrategias adecuadas en la enseñanza de la misma, basados en un estudio minucioso y detallado del currículo y despertar el interés por temas astronómicos.

280

10. Proyecto de Intervención: Unidad Didáctica

Los modelos en las Ciencias

La investigación científica, por lo general, tiene como fin el descubrimiento o la confirmación de una ley. Muchas veces se necesita no una sola ley para explicar ciertos fenómenos, sino que es necesario un conjunto de leyes para lograr una explicación satisfactoria. La sistematización de los resultados de la investigación de tales fenómenos se consigue mediante la construcción de teorías científicas. Las teorías se pueden considerar como conjuntos de enunciados que expresan relaciones entre ciertas entidades postuladas como básicas. Para estas teorías se construyen interpretaciones mediante objetos conceptuales o materiales que les dan sentido y las convalidan. A tales interpretaciones se les conoce como modelos científicos.

En dependencia de los tipos de hechos que estudian las ciencias, se obtienen teorías fenomenológicas que describen los hechos y teorías representacionales que se basan en analogías para hacer su descripción (Chávez, 1997). La Astronomía, por ser también una ciencia, usa ampliamente teorías de este tipo, especialmente representacionales. Esta ciencia estudia objetos que, por su naturaleza, no pueden ser llevados, para su estudio, a los laboratorios. Para poder estudiarlos, los astrónomos, han hecho uso de distintos medios y desarrollado distintas herramientas. En la construcción del conocimiento astronómico se ha hecho y se hace uso de modelos representacionales para poder explicar y verificar distintas teorías; esto y la naturaleza de la Astronomía hacen necesario que la enseñanza de esta ciencia en la escuela dependa, en mucho, de la utilización de tales modelos y de la consideración en la clase del desarrollo histórico de esta ciencia.

Un modelo se puede considerar como la representación simplificada de una teoría, por medio de la cual se reconstruye la naturaleza conforme lo establecido por la teoría misma (Chávez, 1997). Los modelos geocéntrico y heliocéntrico, configurados para representar la estructura del Universo y explicar al mismo tiempo la interacción de los planetas, estructura e interacciones postuladas por las teorías de Ptolomeo y Copérnico son ejemplos de modelos.

La gran importancia de los modelos para las ciencias, y para la enseñanza de éstas, reside en que una teoría puede presentarse de una manera más comprensible, dado que los modelos establecen un contacto entre lo abstracto de la teoría y lo concreto de los hechos.

281

Las características principales de los modelos son las siguientes (Chávez, 1997):

a) Un modelo consiste en un conjunto de supuestos acerca de algún objeto o sistema. Por ejemplo, el modelo planetario aceptado actualmente es un conjunto de supuestos, según los cuales los planetas giran alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas. Cabe señalar que un modelo teórico no es lo mismo que el diagrama o la ilustración con que a veces se representa el modelo.

b) El modelo describe la estructura de un objeto, con base en la teoría a la que trata de conectar con la realidad.

c) Con frecuencia, un modelo se formula y desarrolla con base en la analogía existente entre el objeto a que se refiere y otro objeto o sistema diferente, por ejemplo, en un momento de la historia de la Astronomía se usaron las esferas para representar y explicar el Universo.

d) Un modelo debe ser como una aproximación al objeto que se pretende explicar. El grado de aproximación del modelo deberá valorarse de acuerdo con los propósitos que se persiguen.

La función principal de los modelos es la de establecer la conexión entre la teoría y la realidad; de esta función se derivan otras funciones: los modelos constituyen un apoyo para la investigación, ya que permiten realizar observaciones y diseñar experimentos; sirven para identificar y representar problemas, ensayar las posibles soluciones y verificar hipótesis; con ayuda de los modelos se pueden realizar predicciones que después se emplean para construir objetos tecnológicos. Una función muy importante de los modelos consiste en que, por medio de ellos, se pueden explicar con facilidad las teorías, por lo que son de mucha importancia en la enseñanza, gracias a ellos se transmiten de manera eficiente los principios de las distintas disciplinas científicas. Estos modelos pueden ser desde dibujos y fórmulas matemáticas o químicas, hasta diseños de aparatos a escala e incluso de algunos organismos vivos.

En la unidad didáctica que presentamos, sugerimos el estudio de la estructura del Universo, del Sistema Solar y de algunos fenómenos, como las fases de la Luna y las estaciones del año, mediante la utilización de los modelos del Universo (descritos por las teorías que actualmente se aceptan), el modelo del Sistema Solar, el modelo del sistema Sol-Tierra-Luna y el modelo Sol-Tierra. La utilización de estos modelos en la enseñanza de la Astronomía en el octavo grado es indispensable para que los estudiantes puedan desarrollar comprensión acerca de los contenidos que se proponen en los programas para ese nivel.

282

El tópico generativo que hemos escogido para la unidad didáctica es ¿Es la Tierra el único cuerpo celeste en el que existe vida o existen otros?, ya que es abarcador para muchas áreas del conocimiento y se puede desarrollar en varios meses de clases. Las asignaturas con las que está implicado son, entre otras: Biología porque determinar si existe vida en otros planetas requiere que sepamos cómo funcionamos los seres vivos en la Tierra; Química debido a la necesidad de estudiar la composición química de los distintos cuerpos celestes candidatos a desempeñar el papel de la Tierra en un futuro; Ciencias del ambiente, ya que de él se desprenden temas relacionados con el cuido y la preservación de nuestro planeta, de igual manera se pueden tratar temas de convivencia y moral; Astronomía porque sugiere de forma clara el estudio de cuerpos celestes tanto dentro como fuera del Sistema Solar; Física porque se deben estudiar las posibilidades físicas para la realización de traslados de personas de la Tierra a otros lugares (en caso de necesidad).

El tópico generativo escogido nos obliga a plantearnos preguntas más específicas, propias del campo de la Astronomía. De esas preguntas hemos seleccionado cuatro; éstas nos delinearán el camino que hemos de recorrer en la dirección del tópico generativo, siendo por tanto nuestros hilos conductores:

1. ¿Cómo está estructurado el universo?

2. ¿Qué pasaría si la Tierra no formara parte de una estructura como el Sistema Solar?

3. ¿Cómo se relacionan el Sol, la Tierra y la Luna?

4. ¿Será siempre nuestro planeta un lugar habitable?

Se puede notar que estas preguntas presentan mayor nivel de concreción. Se refieren a los siguientes temas de Astronomía: el Universo, el Sistema Solar, los sistemas Sol-Tierra y Sol-Tierra-Luna, y la búsqueda de condiciones favorables para la vida en otros planetas. Cada uno de estos temas implica varios aspectos o subtemas, de los que se han escogido algunos como nuestras metas de comprensión:

1. El Universo ha sido concebido por el hombre de diversas maneras a lo largo de la Historia.

2. El Sistema Solar es una estructura astronómica compleja.

3. La Luna y otros cuerpos del Sistema Solar afectan la vida en la Tierra.

Conclusión, modelización, nuevas hipótesis

Búsqueda de los elementos que responden al problema (emisión de hipótesis)

Investigación científica no experimental

Formulación de un problema

Cuestionamiento, anotaciones y elaboración de representaciones

Observación de un Fenómeno

283

4. La Tierra no será siempre un lugar habitable.

Estas preguntas están en un nivel de concreción mayor que las anteriores, se refieren a aspectos más específicos: las afirmaciones 1 y 2 corresponden, respectivamente, a las estructuras del Universo y del Sistema Solar, la afirmación 3 sugiere claramente el estudio de los sistemas Sol-Tierra y Sol-Tierra-Luna y, por último, la afirmación 4 nos lleva al tema de investigación tan llamativo de la búsqueda de condiciones favorables para el desarrollo de la vida en otros planetas.

De esta forma, nuestra unidad se referirá a cuatro temas importantes: concepción del Universo a lo largo de la Historia, la estructura del Sistema Solar, los fenómenos más importantes que se explican con los modelos Sol- Tierra y Sol-Tierra-Luna, Importancia de la preservación de nuestro planeta.

En la unidad didáctica hemos tratado de seguir, en la medida de lo posible, la estructura que propone Eric Jozellet, en su Memoria Comment enseigner l’Astronomie a l’école primaire? (2001), para una clase de Astronomía31:

31 La investigación científica no experimental, mencionada en el esquema, puede ser utilizada para validar o no una hipótesis. En ella ser buscan explicaciones, las que se verifican (por una nueva observación, consultando personas competentes, documentos fotográficos, videos, enciclopedias, internet, esquemas,…). Este proceso requiere de la clasificación, escogencia, analogías y confrontación de las ideas para llegar a conclusiones que representarán un nuevo conocimiento. También se puede llevar a cabo mediante la construcción de un modelo y la utilización de este modelo.

284

Observación: Las actividades presentadas en la Unidad Didáctica son genéricas. Ejemplifican la forma en que deben ser tratados los contenidos de Astronomía a la luz de la propuesta de Jozellet, resumida en el gráfico de arriba. Se han sugerido actividades correspondientes a los cuatro temas mencionados, por lo que se espera que los docentes puedan enriquecer sus planes de clase siguiendo el orden general presentado en la unidad.

Tierra

Teoría Formación del Universo

Epistemología

Origen de la vida

Sistema Solar

CuásaresHoyos NegrosPulsares

Termodinámica

Mecánica Celeste

Biología

Química

Distancias Espaciales

Constelaciones

Capa de Ozono

Clima

Galaxias

Medio Ambiente

Meteorología

Matemática

Vida Extraterrestre

Salud

Luna

Telecomunicaciones Esfera Celeste

Universo

Atmósfera

Estrellas

Eclipses

Planetas

Insolación Radiación

Geografía Mareas

Satélites

Sol

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Tópico Generativo

¿Es la Tierra el único cuerpo celeste en el que existe vida o existen otros?

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Unidad Didáctica

Tópico generativo¿Es la Tierra el único cuerpo celeste en el que existe vida o existen otros?

Hilos conductores1. ¿Cómo está estructurado el Universo?2. ¿Qué pasaría si la Tierra no formara parte de una estructura como el Sistema Solar?3. ¿Cómo se relacionan el Sol, la Tierra y la Luna?4. ¿Será siempre nuestro planeta un lugar habitable?

Metas de comprensión El Universo ha sido concebido por el hombre de diversas formas a lo largo de la Historia. El Sistema Solar es una estructura astronómica compleja. La Luna y otros cuerpos del Sistema Solar afectan la vida en la Tierra. La Tierra no será siempre un lugar habitable.

Desempeños de comprensión Evaluación continua

Exploración1. Brindan ideas acerca de: la forma del universo, la estructura del Sistema Solar

y de algunos de los hechos astronómicos que conciernen a los sistemas Sol-Tierra y Sol-Tierra-Luna.

2. Representan mediante dibujos la forma del Universo y del Sistema Solar, según sus propias ideas.

3.Contestan preguntas como las siguientes: ¿Dónde creen que está el centro del Universo?, ¿Cuál es la diferencia entre el Sol y la Luna y entre el Sol y la Tierra?, ¿Qué lugar ocupa la Tierra en el Sistema Solar?, ¿Tiene alguna influencia la Luna en la vida del hombre?, ¿Necesitaremos habitar fuera de la

- Valorar el nivel cognoscitivo de los estudiantes en cuanto a los conocimientos previos que poseen sobre el Universo, el Sistema Solar y sobre los sistemas Sol-Tierra y Sol-Tierra-Luna, identificando posibles ideas alternativas.

287

Tierra alguna vez? Investigación Guiada1. Buscan información acerca de las ideas que tuvieron los primeros

astrónomos sobre el Universo.2. Comparan las distintas ideas encontradas con las ideas que ellos

expresaron en la etapa de exploración.3. Investigan cómo es considerado el Universo

(podrían presentar algunas fotografías como la que mostramos aquí) en la actualidad y discuten acerca de las semejanzas y diferencias que existen entre los tres grupos de ideas (las de ellos, las de los antiguos y las ideas actuales).

4. Realizan un ensayo de, al menos, dos páginas con las principales conclusiones de la discusión.

5. Realizan una exposición de las principales representaciones del universo desde la antigüedad hasta hoy y de sus propias representaciones, explicando cada caso.

- Valorar la capacidad de los estudiantes para razonar sobre la falsedad de las ideas que tenían los antiguos astrónomos acerca de la forma del universo.

- Valorar la coherencia de las ideas expuestas en el ensayo y su nivel de cientificidad.

- Valorar el desenvolvimiento, la creatividad, la cientificidad y responsabilidad mostrada por los estudiantes en la exposición.

6. Buscan información acerca de la forma del Sistema Solar y elaboran un resumen con las ideas encontradas, incluyendo en éste algunas ilustraciones (como la que se muestra a la derecha). En este resumen deben contemplar la descripción de los distintos modelos que han surgido a lo largo de la Historia para explicar la estructura del Sistema Solar.

7. Comparan las ideas que ellos expresaron en la fase de exploración con las encontradas en la actividad anterior determinando y explicando las fallas, si las hubo, en su forma de representar el Sistema Solar.

8. Construyen una maqueta que represente el Sistema Solar, señalando

- Valorar el nivel de propiedad con que los estudiantes explican las diferencias encontradas entre las distintas ideas acerca del Sistema Solar.

- Constatar el nivel de aproximación de la maqueta elaborada con el modelo del Sistema Solar aceptado por la ciencia.

Imagen del Universo. De:www.godandscience.org/images/hubbledeepfield.jpg

Imagen del Sistema Solar. De:www.achaya.cl/.../solarsystem.jpg

288

cada uno de los elementos que lo conforman.9. Realizan exposiciones donde explican las características de cada uno de

los cuerpos del Sistema Solar y la influencia que tienen sobre la vida en la Tierra, apoyándose de la maqueta elaborada.

10.Escriben un ensayo breve (al menos dos páginas) acerca del Sistema Solar en el que se incluyan los aspectos siguientes: explicaciones de antiguos astrónomos, explicaciones propias, ideas aceptadas actualmente, posición de la Tierra dentro de esta estructura y las ventajas y desventajas de esta posición para la vida en la Tierra.

11.Presentan los mejores ensayos a los estudiantes de otros años.12. (Si hay condiciones) Observan un video para confirmar las ideas

discutidas acerca del Sistema Solar.13.Realizan observaciones, atendiendo a una guía de observación, de fenómenos

como los siguientes: desplazamiento de la sombra de objetos tanto en la escuela como en la casa, cambios en los puntos de salida y puesta del Sol con respecto a objetos fijos de la comunidad (montañas, casas, árboles, etc.), cambios en la posición del Sol durante un día, entre otros.

14.Diseñan un cuaderno de observaciones con el fin de anotar todos los puntos importantes encontrados al observar los fenómenos mencionados.

15.Redactan sus propias explicaciones para cada uno de los fenómenos observados, apoyándose en gráficos, dibujos u otros medios.

16.Elaboran un modelo gráfico o una maqueta del sistema Sol-Tierra.17.Usan el modelo elaborado para explicar fenómenos en cuestión.18.Buscan información teórica que explique cada uno de los fenómenos y contrastan

esta información con las explicaciones que ellos elaboraron. 19.Redactan sus conclusiones.20.Explican con sus propias palabras y con ayuda del modelo del sistema Sol-Tierra

el fenómeno de las estaciones del año.21.Indagan acerca de las causas de las estaciones del año.22.Realizan un cuadro comparativo en el que se confronten las explicaciones dadas

por ellos y la teoría.23. Realizan una simulación de los movimientos de la Tierra alrededor del Sol, para

explicar las estaciones del año tomando en cuenta la teoría que encontraron.

- Constatar que los estudiantes realicen la toma de notas en orden y con base en la guía de observación facilitada.

- Valorar el uso del modelo para la explicación de distintos fenómenos cotidianos relacionados con el sistema Sol-Tierra.

- Constatar el uso correcto del modelo Sol-Tierra al explicar las causas de las estaciones del año.

24. Observan con un mes de anticipación, un ciclo lunar y hacen anotaciones acompañadas con gráficos de las distintas fases observadas.

- Valorara las anotaciones y la presentación de los resultados de las

289

25. Brindan sus propias explicaciones acerca de las causas de las fases de la Luna, presentando un informe por escrito de los hechos más relevantes en la observación realizada y presentan una exposición de ese informe. El informe debe ser apoyado con gráficos, que ilustren las observaciones.

26. Simulan las fases de la Luna, mediante la representación del sistema Sol-Tierra-Luna identificando y explicando cada una de las fases (ver fotografías).

27. Buscan información acerca del sistema Sol-Tierra-Luna y de las fases de la Luna.28. Comparan la información hallada con las conclusiones a las que habían llegado

en las actividades anteriores, detectando cuáles de sus ideas no fueron acertadas y explicando las razones.

29. Explican formas que la Luna influye en distintas actividades del hombre.30. (Si hay condiciones) Observan videos o simulaciones relacionados con el sistema

Sol-Tierra-Luna.

observaciones realizadas.- Constatar que los estudiantes

expliquen científicamente las causas de las fases de la Luna.

- Valorar la propiedad con la que explican las fases de la Luna haciendo uso de una representación del modelo Sol-Tierra-Luna.

31. Participan en distintas actividades de discusión para debatir acerca de la - Valorar la argumentación válida de las

290

posibilidad de habitar en otros planetas y de los cuidados que debemos tener con la Tierra para que podamos seguir habitando en ella.

32. Buscan información en periódicos, internet u otros medios de comunicación e informáticos acerca de los cuidados ambientales y de la factibilidad de la vida humana fuera de la Tierra.

33. Realizan un ensayo sobre el tema de la protección del planeta.

distintas ideas y puntos de vista presentados en las discusiones, así como el respeto y la tolerancia de opiniones diferentes a las propias.

- Constatar que los estudiantes han comprendido lo importante que es cuidar nuestro planeta.

Proyecto Final de SíntesisRealizan una exposición abierta a los otros años del centro de estudio en el que se explican los principales temas abordados haciendo uso de las representaciones de los modelos de los sistemas Sol-Tierra y Sol-Tierra-Luna.

- Valorar el uso que los estudiantes hacen de los modelos para explicar fenómenos astronómicos de la vida cotidiana.

11. Conclusiones y Recomendaciones

Objetivos Conclusiones Recomendaciones1. Profundizar en el dominio

de los conceptos básicos de Astronomía según el plan curricular 2005 que se propone para el 8º grado.

Es común la presencia de ideas alternativas y la confusión de algunos términos físicos como astronómicos en maestros y estudiantes.

Se sigue utilizando el modelo geocéntrico.

Estudiantes y docentes no identifican las fases de la Luna en un modelo gráfico.

En los programas se deben incluir y consecuentemente sugerir formas claras de diferenciar y estudiar los conceptos importantes para la comprensión de esta ciencia.

Presentar actividades prácticas en el programa que logren despejar dudas sobre el movimiento de la Tierra y los planetas alrededor del Sol.

Incentivar en los docentes la formación continua en temas astronómicos para que desarrollen habilidades en la observación de fenómenos que luego explicarán a los

291

Los docentes y los estudiantes no presentan dominio de los modelos gráficos Sol-Tierra-Luna; Sol-Tierra; Sol-Tierra-Venus.

estudiantes. Que los estudiantes y docentes puedan primeramente representarse los modelos de los cuales tienen dudas.

Dar a los docentes y a los estudiantes herramientas teóricas básicas bien cimentadas para que desarrollen la habilidad de la observación y representación adecuada de los modelos astronómicos.

2. Analizar científica y didácticamente los objetivos y los contenidos curriculares de Astronomía del 8º grado.

Se observa que los contenidos y objetivos del currículo para 8º grado presentan la carga científica adecuada para la edad de los jóvenes.

Las competencias que se desean alcanzar de los estudiantes son pertinentes y se prestan para realizar actividades prácticas sencillas que clarifiquen conceptos.

La secuencia de los contenidos es lógica y le da continuidad a la temática abordada en el séptimo grado.

Los objetivos planteados establecen

Incentivar la investigación y discusión en clase sobre los contenidos planteados.

Motivar la realización de clases prácticas con exigencias de laboratorio para aquellos temas que lo permiten como es el caso de los eclipses de Sol y de Luna, así como las fases de la Luna.

Aprovechar la continuidad temática entre séptimo y octavo grado para establecer la relación adecuada de contenidos en la planificación de las clases evitando que se desarrollen los mismos de forma aislada. Elaborar material con el que los estudiantes se

292

una clara relación entre los contenidos y la vida cotidiana de los hombres.

instruyan en aquellos conocimientos astronómicos que nos indican cómo influyen en la actividad humana las manifestaciones de los astros.

3. Contrastar la propuesta curricular vigente con las ideas y expectativas de los estudiantes y los maestros a fin de tomar decisiones en cuanto a la elaboración de una propuesta didáctica para la enseñanza de la Astronomía acorde a sus intereses.

Los estudiantes y docentes manifiestan poco dominio científico de temas astronómicos.

Los maestros no están preparados para desarrollar clases dinámicas, bien fundamentadas y relacionadas con la realidad humana, debido a la poca documentación sobre la materia.

Los temas que propone el currículo son interesantes para los estudiantes; para los maestros implica una auto preparación consciente y responsable debido a su complejidad.

Es importante crear espacios de formación científica para los docentes que abordarán estos temas.

Planificar capacitaciones sobre aspectos propios de Astronomía con los maestros en donde se les ayude a desarrollar estrategias de enseñanza acorde a enfoques didácticos modernos y dinámicos.

Que la UNAN incluya una asignatura de Astronomía específicamente en la facultad de Educación para ofrecer una mejor preparación a los docentes desde el área de Física. Implicar al cuerpo docente en la elaboración de material con actividades sencillas y prácticas que despierten el interés y la motivación de los jóvenes por la Astronomía según su edad.

4. Proponer una unidad didáctica en la que se ilustren actividades de enseñanza para el abordaje de los contenidos de Astronomía del 8º grado en

En el Currículo no hay propuestas didácticas concretas para el desarrollo de los temas de Astronomía que se proponen.

Elaborar una unidad didáctica con enfoque de la EpC con el fin de colaborar en la realización de clases de Astronomía más dinámicas y relacionadas a la realidad, respaldada con capacitaciones y materiales de apoyo como

293

el marco de la EpC y del Constructivismo

nuestra investigación.

294

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Pensamiento de la imagen del Sistema Solar:http://www.libelulasenelespejo.com.ar/shop/otraspaginas.asp?paginanp=18&t=Frases%20c%C3%A9lebres,%20o%20no.htm

Imagen del dios Apolo (la del Sol): http://img95.imageshack.us/img95/8531/sicilytriskel4bc6rw.jpgGranulación Solar: http://solarscience.msfc.nasa.gov/images/granules_sm.jpg

Fulguraciones solares (por nuestro Sol):http://universo.iaa.es/amiga/FCKeditor/UserFiles/Image/programadelasemana/erupciones.jpg

El vuelo de Mercurio (la del planeta Mercurio): http://desdeelestealoeste.files.wordpress.com/2007/10/hermes02-l.jpg

Imagen del planeta Mercurio:http://www.astroyciencia.com/wp-content/uploads/2007/01/mercurio.jpg

Imagen del planeta Venus:http://www.juntadeandalucia.es/averroes/ceip_adriano/venus.gif

Imagen del planeta la Tierra:http://www.astromia.com/solar/fotos/tierra1.jpg

Imagen del viento solar en nuestro planeta:http://www.fcaglp.unlp.edu.ar/extension/preguntas/figuras/geomaginfo1.jpg

Imagen del planeta Saturnohttp://img237.imageshack.us/img237/5253/saturnobc1.jpg

Estatua de Plutón: http://www.oarval.org/section3_14sp.htm Observatorio Arval: datos del Sistema Solar.

Imagen del planeta enano Plutón: http://www.oarval.org/section3_14sp.htm

Medida del Diametro del planeta enano Plutón: http://es.wikinews.org/wiki/El_Planeta_2003_UB313Tabla sobre datos del planeta enano Plutón:http://es.wikinews.org/wiki/El_Planeta_2003_UB313

Ceres, diosa de la agricultura: http://sogradargos.blogspot.com/2008/03/ceres.html

Imagen del planeta enano Ceres: http://axxon.com.ar/not/175/c-1750017.htm

298

Tabla sobre datos del planeta enano Ceres: http://dawn.jpl.nasa.gov).Estructura interna de Ceres: http://mx.groups.yahoo.com/group/saq/message/597

Imagen del planeta enano Eris: http://es.wikipedia.org/wiki/(136199)_Eris

Tabla sobre diámetros de Eris:http://luppas.homeip.net/astrotaller/viejos_nuevos_planetas/eris/eris_astronomia.htm

Masa de Eris: http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/316/5831/1585.pdf

TNO (Transneptunian Objects): http://es.wikipedia.org/wiki/Disco_disperso:

Características de Eris y su satélite: http://www.johnstonsarchive.net/astro/astmoons/am-136199.html.

Hannula, Irma. Need and possibilities of astronomy teaching in the finnish comprehensive school. University of Helsinki. 2005. (Pdf-Version): http://ethesis_helsinki.fi/

Premiers calculs d’Aristarque de Samos: Histoire de l’Astronomie

http://www.linternaute.com/histoire/categorie/93/a/1/1/histoire_de_l_astronomie.shtml

Vallin, Grégoire. Enseignement de l'astronomie à l'école primaire. I.U.F.M. d’Auvergne. 2005/2006. La main a la pâte: http://www.lamap.fr/?page_id=2

299

300

I. Instrumentos

Encuesta para estudiantes

Estimado alumno:Estudiantes de Física-Matemática de la UNAN-Managua, en la fase final de la carrera realizan una investigación, motivo por el cual estamos solicitando su colaboración que consiste en responder a la presente encuesta; le aseguramos que la información que nos proporcione servirá en la elaboración de una propuesta didáctica para la enseñanza de la Astronomía en el grado que cursa actualmente. Le agradecemos de antemano el tiempo y la atención prestada.________________________________________________________________________

1. Observe la lámina y conteste: ¿quién tiene la razón?

Opine:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. El esquema siguiente representa al Sol, la Tierra y cuatro posiciones particulares de la Luna. Indique, a la par de cada número, la fase de la Luna que corresponde.

301

3. Las cuatro estaciones del año son: verano, otoño, invierno y primavera. Ubique los nombres en el gráfico

4. El creciente del pastorVenus es un planeta que aparece en el cielo en forma de un punto luminoso, como una estrella muy brillante (la estrella del pastor). Pero cuando se le observa con un telescopio se le puede descubrir bajo una forma inesperada como se muestra en la imagen.

a. ¿Por qué a simple vista no observamos lo mismo que con el telescopio?

b. ¿Por qué cree que Venus no se ve con forma de disco?

c. El esquema siguiente representa al Sol, la Tierra y Venus en tres posiciones. ¿En qué posición (1, 2 ó 3) se encuentra Venus cuando lo vemos? Explique por qué.

En las preguntas 5 y 6 encierre la opción que prefiera. Explique.

302

5. De acuerdo con las ideas modernas y las observaciones, ¿qué se puede decir acerca de la ubicación del centro del universo?

a. La Tierra es el centro b. El Sol está en el centroc. La Vía Láctea está

en el centro

d. Una lejana y desconocida galaxia está en el centro

e. El universo no tiene centro alguno

____________________________________________________________________________________________________________________________________6. En la antigüedad el hombre trató de explicar el universo como se expresa a

continuación. ¿Con cuál de las explicaciones está de acuerdo?a. El mundo flotaba en un inmenso océanob. El universo era una habitación con el cielo como techo y la tierra como

pisoc. La Tierra reposaba sobre cuatro elefantes que estaban soportados por una

tortuga enorme que nadaba en un río de leche¿Cómo explica usted su elección?

____________________________________________________________________________________________________________________________________7. Escribe a la par de cada asignatura los números del 5 al 1, asignando el 5 para

la que considere más importante hasta el 1 para la menos importante:Química ___Ciencias Naturales ___Astronomía ___

Geografía ___Historia ___

a. Marque con una x lo que le gustaría estudiar: La Tierra, la Luna y el Sol Los planetas Los eclipses

Las estrellas, las s nebulosas Los hoyos negros y los quásares Los asteroides, meteoritos y cometas

b. Marque con una lo que preferiría hacer para estudiar las fases de la Luna: Observar la Luna varias veces para obtener información y analizarla Armar una maqueta con la que se puedan explicar las fases de la Luna Buscar información escrita para explicar Que su maestro le explique el tema Utilizar una computadora para explicar el fenómeno de las fases de la Luna Ver un programa de televisión en el que se explica el tema Hacer un dibujo o gráfico para explicar Otros:

____________________________________________________________________________________________________________________________________

c. ¿Por qué cree que es importante estudiar Astronomía?

303

Encuesta para maestros que enseñan ciencias (Física, Ciencias Naturales y Estudios Sociales) en secundaria

Estimado docente:Estudiantes de Física-Matemática de la UNAN-Managua, en la fase final de la carrera realizan una investigación, motivo por el cual estamos solicitando su colaboración que consiste en responder a la presente encuesta; le aseguramos que la información que nos proporcione servirá en la elaboración de una propuesta didáctica para la enseñanza de la Astronomía en el octavo grado. Le agradecemos de antemano el tiempo y la atención prestada.

Después de un curso de Astronomía, a un b estudiante se le plantean, como prueba final, las preguntas 1 a 11. Responda las preguntas como lo haría un estudiante de alto rendimiento.

1. El esquema siguiente representa al Sol, la Tierra y cuatro posiciones particulares de la Luna. Indique, a la par de cada número, la fase de la Luna que corresponde.

2. El creciente del pastor

Venus es un planeta que aparece en el cielo en forma de un punto luminoso, como una estrella muy brillante (la estrella del pastor). Pero cuando se le observa con un telescopio se le puede descubrir bajo una forma inesperada como se muestra en la imagen.a. ¿Por qué a simple vista no observamos lo mismo que con el

telescopio?

b. ¿Por qué cree que Venus no se ve con forma de disco?

c. El esquema siguiente representa al Sol, la Tierra y Venus en tres posiciones. ¿En qué posición (1, 2 ó 3) se encuentra Venus cuando lo vemos? Explique por qué.

304

3. Las cuatro estaciones del año son: verano, otoño, invierno y primavera. Ubique los nombres en el gráfico.

En las preguntas 4 y 5 encierre la opción que prefiere. Explique.4. De acuerdo con las ideas modernas y las observaciones, ¿qué se puede decir

acerca de la ubicación del centro del universo?

a. La Tierra es el centrob. El Sol está en el centroc. La Vía Láctea está en el centro

d. Una lejana y desconocida galaxia está en el centro

e. El universo no tiene centro alguno ___________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________

5. En la antigüedad el hombre trató de explicar el universo como se expresa a continuación. ¿Con cuál de las explicaciones está de acuerdo?

a. El mundo flotaba en un inmenso océanob. El universo era una habitación con el cielo como techo y la tierra como pisoc. La Tierra reposaba sobre cuatro elefantes que estaban soportados por una tortuga

enorme que nadaba en un río de leche ¿Cómo explica usted su elección?

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

6. Suponga que usted imparte todas las asignaturas de la lista de abajo. Escribe a la par de cada asignatura los números del 5 al 1, asignando el 5 para la que considere más compleja hasta el 1para la menos compleja:

Química___Ciencias Naturales___Astronomía ___

Geografía___Historia___

305

7. En la siguiente lista, marque con + la opción más relevante en el aprendizaje de sus estudiantes y con – la opción menos relevante. Explique el caso más relevante y el menos relevante.

La Tierra, la Luna y el Sol

Los planetas Los eclipses

Las estrellas, las constelaciones, las galaxias y las nebulosas

Los hoyos negros y los quásares Los asteroides, meteoritos y

cometasMás relevante ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Menos relevante______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Si tuviera que recomendar textos u otras referencias bibliográficas para que unmaestro prepare los temas que se le proponen a continuación, ¿qué recomendaría? Escriba el nombre o los nombres a la par del tema correspondiente.

a. La Luna_______________b. El Sol _______________

c. El Sistema Solar____________ d. La esfera celeste ___________

9. Un docente de cierta escuela afirma que la enseñanza de la Astronomía se puede llevar a cabo mediante estrategias como: aprendizaje por cuestionamiento, enseñanza por modelos, observación y experimentación. ¿Cuáles cree usted, son las más apropiadas para tal fin? Opine.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

306

10. A continuación se le presentan dos situaciones en las que se desarrolla el tema Eclipses de Luna del octavo grado. ¿Cuál estrategia le parece más conveniente con sus estudiantes? Explique por qué le parece más conveniente.

c. La maestra Margaret de un Instituto de Managua, para desarrollar el tema Eclipses de Luna realizó lo siguiente: Mandó a los estudiantes a buscar información en distintos libros de texto y a que redactaran un resumen de la información encontrada. Además les pidió que dibujaran distintos momentos de un eclipse de Luna según algunos libros. Luego ella explicó en la pizarra usando una lámina.

d. La maestra Marie, de un instituto de Matagalpa, enseñando el mismo tema, realizó las siguientes actividades: Preguntó a sus estudiantes ¿por qué ocurren los eclipses de Luna?, para conocer la manera en que ellos explican este fenómeno. Consiguió una lámpara con la que representó el Sol, una esfera para representar la Tierra y una bola de tenis para que hiciera el papel de la Luna; estos materiales los dispuso tal y como se muestra en las figuras de abajo. Luego, con cartones logró que el aula tuviese suficiente oscuridad. Los estudiantes, al desplazar la bola alrededor del globo terrestre se percataron de las posiciones de la Luna y sus efectos e hicieron anotaciones. Les asignó una guía de preguntas para que investigaran los aspectos teóricos del tema y realizaran una exposición de sus observaciones apoyados en la guía. Por último se escribieron conclusiones.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

11. Un maestro va a impartir el tema las constelaciones, ¿qué ideas le propondría usted para que pueda abordar ese contenido? Mencione dos por cada momento:

Preparación Desarrollo Evaluación

307

Guía de Entrevista

Apreciado Maestro somos estudiantes de la carrera de Física-Matemática cursando Seminario de Graduación. Hemos seleccionado como tema, para elaborar una Unidad Didáctica, la enseñanza de la Astronomía en octavo grado, para ello consideramos de gran importancia tu aporte a través de esta entrevista, en la cual abordaremos aspectos claves en la metodología de esta ciencia aplicada en el aula de clase.

A especialistas en Astronomía

Cuestiones

1) ¿Cómo se puede justificar la inclusión de la enseñanza de la Astronomía en la escuela secundaria? ¿Por qué cree que la Astronomía no se ha considerado en los currículos anteriores en la categoría de asignatura como física y matemática? Observación: es importante tener una pregunta alternativa en el caso de ser la respuesta negativa como es en esta ocasión.

2) Desde su punto de vista, ¿Qué saberes sobre Astronomía debe dominar un estudiante egresado de la secundaria?

3) Algunos consideran la pertinencia de incluir la Astronomía como ciencia observacional en el currículo ¿usted qué opina?

4) ¿Qué cualidades en el ámbito académico profesional debe poseer un maestro de secundaria para enseñar Astronomía?

5) Qué cree usted acerca de que los estudiantes poseen pre concepciones científicas sobre objetos y fenómenos astronómicos? Ejemplifique.

6) Uno de los obstáculos a los que se enfrenta la enseñanza de las ciencias es el mal manejo de términos o la asignación de significados comunes a términos técnicos. Por ejemplo, nosotros hemos encontrado que algunas personas confunden los términos rotar y girar con el término traslación. Esto es apoyado por las definiciones que dan los diccionarios. ¿Qué le puede sugerir a un maestro para que este problema no se le convierta en un obstáculo en el aprendizaje de sus estudiantes?

308

7) ¿Qué ideas propondría al Ministerio de Educación y Universidades en la capacitación y formación de maestros para habilitarlos en la enseñanza de la Astronomía? Sugerencias: Sería positivo que la persona lea la entrevista antes para que tenga una visión más clara de las preguntas que le puedan hacer y no divague. No es conveniente que la responda por escrito el entrevistado porque normalmente la gente queda mal con el compromiso de responderla.

Guía de Análisis

Esta guía de análisis tiene como objetivo obtener información para elaborar una propuesta didáctica referida a la enseñanza de la Astronomía en el 8° grado (segundo año) de secundaria.

I. Aspecto 1: El Currículo1. Valorar cómo asume el Currículo de Astronomía (el basado en Competencias del 2007)

comparar la cantidad de los tres tipos de contenidos:a) conceptualesb) procedimentalesc) actitudinales

2. ¿Se puede identificar la relación entre la secuenciación de los contenidos propuesta en el Currículo (el basado en Competencias del 2007) y la lógica interna de la Astronomía? Argumentar la respuesta

3. La Astronomía es una ciencia de carácter observacional y por ende la mayoría de sus contenidos son de esta forma. ¿Se podrá basar la enseñanza de estos contenidos en el Método Constructivista y de la EpC? Por ejemplo, ¿la enseñanza del contenido las manchas solares? Explicar

4. ¿Cómo se puede comparar la propuesta curricular vigente (la basada en Competencias del 2007) y las expectativas sobre los temas astronómicos de alumnos/as y maestros/as?

II. La Constitución Política de Nicaragua1. ¿La Constitución Política de Nicaragua incluye de una u otra forma artículos sobre la

enseñanza de la Astronomía?

Si_______ No_______

2. En caso de contestar positivo en la pregunta anterior: ¿cómo los artículos que respaldan explícita o implícitamente los aspectos científicos y tecnológicos relacionados con la enseñanza de la Astronomía, muestran la expresión de la necesidad de formación ciudadana en estos aspectos? Explicar

III. La Ley General de Educación

309

1. ¿La Ley General de Educación (reformada en el 2006) incluye de una u otra forma artículos sobre la enseñanza de la Astronomía en la escuela secundaria?

Si _______ No _______

2. En caso de contestar positivo en la pregunta anterior: ¿cómo los artículos sobre los aspectos científicos y tecnológicos relacionados con Astronomía muestran la expresión de la necesidad de formación ciudadana en estos aspectos? Explicar

310

II. Contenidos de Astronomía en las diferentes asignaturas del Currículo (programas) sometido a consulta en el año 2007 del área de Materia Energía y Cambio de primaria

Primer Grado Segundo Grado Tercer Grado Cuarto Grado Quinto Grado Sexto GradoEl Universo- El Sol

Importancia- Nuestro planeta

Importancia- La Luna,

satélite natural de la Tierra

El planeta Tierra- Importancia- Rotación

El día y la noche- Traslación

Año

El Sol y la Luna- Características- Influencia en los

seres vivos- Eclipses- Fases de la

Luna

El planeta Tierra- Características- Hipótesis sobre

su redondez- Movimiento de

rotación y traslaciónSus efectos

El Sistema Solar- Características- Componentes- El Sol, nuestra

estrella, centro del Sistema Solar

- Importancia del Sol

- Planeta y astros- Relación del

Sistema Solar con la tecnología

El Universo- Teorías a

cerca de su origen

- ComponentesCaracterísticas

- Adelantoscientíficos

- La Vía LácteaCaracterísticas

- Planetas, satélites y estrellasDiferencia e importancia

- Las estrellas:formación y extinción0

Competencias de grado correspondientes a los contenidos del área de Materia Energía y CambioPrimer Grado Segundo Grado Tercer Grado Cuarto Grado Quinto Grado Sexto Grado

Identifica elementos del Universo y su importancia

Reconoce que la Tierra posee movimientos

Reconoce características del Sol y la Luna y su influencia en los seres vivos

Explica las características, movimientos de la Tierra sus efectos en la naturaleza

Reconoce las características y los elementos que conforman el Sistema Solar

Explica las teorías a cerca del origen, componentes, características e importancia del Universo

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III. Contenidos de Astronomía de los grados 7°- 9° del Currículo (programas) sometido a consulta en el año 2007 del área de Materia Energía y Cambio de secundaria

Séptimo Grado Octavo Grado Noveno Grado

La Tierra- Posición

- Movimiento - Estructura

Capas

La Luna- Origen y Composición- Dimensiones, movimiento y fases- Relieve lunar- Eclipses- Efecto de la luna sobre las mareas- Las condiciones lunares

El Universo- Teoría de la gran explosión y expansión- Medidas de distancias espaciales

Comparaciones- Composición y dimensiones del

Universo Multitud de la galaxia Distancia y forma Súper galaxia Distribución

- Espacio interestelar- El confín del universo visible

La atmósfera terrestre- Capas de la atmósfera

Importancia y medidas de conservación y protección

- Cambios de temperatura- Insolación y radiación solar- Nubosidad- Fenómenos lumínicos y eléctricos- Deterioro de la capa de ozono

Medidas preventivas de protección- Cambios climáticos

El Sol- Origen y composición

- Composición - Manchas solares - Eclipses - Importancia para la vida

La Galaxia- Composición, forma, dimensión y movimiento- Origen del nombre de las galaxias

- Las nubes de Magallanes - Los quásares - Pulsares y hoyos negros - Las constelaciones

Origen y distribución- Las estrellas

Características Clasificación Evolución

El Sistema Solar

312

Características- Planetas del Sistema Solar

Características- Características y composición de los cometas, asteroides y meteoritos

La Esfera Celeste- Movimiento aparente- Horizonte, orto y ocaso- Cenit- Astros que la pueblan

Competencias de los grados 7°- 9° correspondientes a los contenidos del área de Materia Energía y Cambio

- Reconoce las características de la Tierra que lo hacen un planeta vivo.

- Asume una posición crítica frente al deterioro de las capas atmosféricas y participa en su conservación.

- Reconoce la influencia de la Luna en las mareas, la pesca y los ciclos agrícolas.

- Explica el origen, composición, eclipses y la importancia de la actividad electromagnética del Sol en la generación de la vida en nuestro planeta.

- Analiza e interpreta características, estructura y composición del Sistema Solar.

- Analiza el movimiento aparente de la Esfera Celeste y reconoce los diferentes astros que la pueblan.

- Analiza y explica las diversas teorías acerca del origen, estructura, composición y dimensiones del Universo.

- Analiza e interpreta la composición, forma, dimensión, distribución y movimiento de las galaxias.

313

IV. Contenidos de Astronomía en las diferentes asignaturas del Currículo programas (1998) y estándares (2001) de Primaria

En los grados primero y segundo no hay contenidos de Astronomía.

Ciencias Naturales

1. Tercer gradoMétodos de observaciónRegistro de datosExperimentaciónLa TierraEl ciclo día – nocheMovimiento de traslación de la TierraEstaciones del año

2. Cuarto gradoMovimientos de la Tierra y la LunaViajes espacialesCaracterísticas de la LunaLa Luna y las mareas

3. Quinto gradoEl SolEl Sistema Solar (planetas, satélites, cometas, asteroides, meteoritos)Los eclipses (de Sol y de Luna)Exploración del Sistema Solar

4. Sexto gradoEl Universo (teorías de su origen: la gran explosión, el Universo oscilante y teoría creacionista)Constitución del Universo (galaxias, tipos de galaxias, estrellas y constelaciones, nebulosas)La Vía Láctea

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Estudios Sociales

1. Tercer gradoLos puntos cardinales

2. Cuarto gradoFormas de la representación de la TierraParalelos y meridianos

V. Contenidos de Astronomía en las diferentes asignaturas del Currículo (programas) de secundaria de 1993

Ciencias Naturales

1. Primer añoMétodo científico. Etapas y procedimientos

2. Segundo añoNo hay

3. Tercer añoNo hay

4. Cuarto año (Física)Modelo antiguo del sistema planetario de los griegosEl sistema geocéntrico de TolomeoEl sistema heliocéntrico de CopérnicoLeyes de KeplerGravitación UniversalMovimiento de los satélites

5. Quinto añoNo hay

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Ciencias Sociales

Geografía de Nicaragua (primer año)6. Posición astronómica de Nicaragua

Geografía de América (segundo año)7. Posición astronómica de América

Geografía Universal (tercer año)8. Sistema Solar9. Principales hipótesis a cerca del origen del Sistema Solar (Laplace, Moulton y Chamberlain, Mareas, Nube de polvo, según

la religión)10. La Tierra (formas de la Tierra, prueba de la redondez, movimientos de la Tierra)11. Instrumentos y medios de orientación (rosa de los vientos, brújula, puntos cardinales, coordenadas geográficas, husos

horarios).