idees prèièvies i esttèitratègies...
TRANSCRIPT
![Page 1: idees prèièvies i esttèitratègies d’ensenyamentxtec.cat/~fsalat/memorialvilaseca/SistemaSol-Terra-Reus... · 2014. 5. 25. · Distancia de la Tierra al Sol 19 16 25 36 29 38](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081616/5feb462144879a651568f8a2/html5/thumbnails/1.jpg)
1
"El goig d'ensenyar ciències"1r Memorial Antoni Vilaseca
CIÈNCIES DE LA TERRA: Propostes per treballar a l'aula, al laboratori i al camp
22 maig 2014
El sistema Sol - Terra: id è i i t tè i d’ tidees prèvies i estratègies d’ensenyament
Materials produïts per: Joan Franch i Joan Bach
Joan Bach – [email protected]
Dpt. Geologia. UAB
http://www raco cat/index php/ECT/article/view/89009/133312http://www.raco.cat/index.php/ECT/article/view/89009/133312
![Page 2: idees prèièvies i esttèitratègies d’ensenyamentxtec.cat/~fsalat/memorialvilaseca/SistemaSol-Terra-Reus... · 2014. 5. 25. · Distancia de la Tierra al Sol 19 16 25 36 29 38](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081616/5feb462144879a651568f8a2/html5/thumbnails/2.jpg)
2
http://www.raco.cat/index.php/ECT/article/view/89072/133906
Introducció
Temes de ciències - no arriben a formar part de la cultura científica dels alumnes quan acaben l’ESO.
Coneixement bàsic d'un model del sistema Sol-Terra, que permeti respondre a les preguntes relatives al per què de les estacions i les seves conseqüències?
Marc:
4
Formació de professors de primaria i infantil – Facultat de CCEE de la UAB.
Assignatura obligatòria de ciències: Temes bàsics de ciències - 40 h, 1r curs
Actualment: Societat, Ciència i Cultura – 30h (15 T+15P), 1r curs
![Page 3: idees prèièvies i esttèitratègies d’ensenyamentxtec.cat/~fsalat/memorialvilaseca/SistemaSol-Terra-Reus... · 2014. 5. 25. · Distancia de la Tierra al Sol 19 16 25 36 29 38](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081616/5feb462144879a651568f8a2/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Objectius
Presentar els resultats obtinguts sobre les ideesprèvies dels alumnes de magisteri.p g
Donar a conèixer les activitats dissenyades perproduir el canvi de model.
Suggerir l'adaptació d'algunes activitats a altresnivells educatius -ensenyament secundari obligatori-per ajudar a impartir el model Sol-Terra vigent i
5
p j p gincorporar-lo a la cultura científica dels ciutadans.
IDEES PREVIES DELS ALUMNES• La detecció de les idees prèvies es va dur a terme a partir del qüestionari
dissenyat per De Manuel (1995) amb algunes petites modificacions:
6
![Page 4: idees prèièvies i esttèitratègies d’ensenyamentxtec.cat/~fsalat/memorialvilaseca/SistemaSol-Terra-Reus... · 2014. 5. 25. · Distancia de la Tierra al Sol 19 16 25 36 29 38](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081616/5feb462144879a651568f8a2/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Curso 1995-96 1996-97 1997-98 1998-99 1999-2000 2000-01 2001-02 2002-03 2003-04 Total
Pregunta nº 1 % % % % % % % % % %
A 93 87 68 76 83 71 95 80 69 81
B 7 13 32 19 15 29 5 20 31 18
C 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0
No responden 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0
Resultats:La resposta majoritària en aquest cas està relacionada amb el concepte de rotació terrestre, correspon a un 28% de mitjana, però arriba a assolir el 43%. De fet, utilitzen la rotació per continuar
IDEES PREVIES DELS ALUMNES
No responden 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0
Total alumnos encuestados 89 86 75 85 78 73 91 80 75 732
Curso 1995-96 1996-97 1997-98 1998-99 1999-2000 2000-01 2001-02 2002-03 2003-04 Total
Pregunta nº 2 % % % % % % % % % %
Respuesta aceptable 9 13 12 18 9 14 4 10 17 12
Distancia de la Tierra al Sol 87 77 77 67 76 73 78 74 71 76
Distancia e inclinación tierra 1 3 4 1 6 1 7 3 1 3
Otras 3 7 7 14 9 12 12 14 0 9
Total alumnos encuestados 89 86 75 85 78 73 91 80 75 732
Curso 1995-96 1996-97 1997-98 1998-99 1999-2000 2000-01 2001-02 2002-03 2003-04 Total encara que els alumnes tinguin un model d'òrbita terrestre correcte no és
referint-se a la distància. Així, una resposta tipus d'aquesta concepció és: "Perquè en girar la Terra sobre ella mateixa en diferents parts d'ella, depenent de la seva situació o hemisferi, tindran estacions diferents, per la seva proximitat o llunyania del Sol"
7
Pregunta nº 3 % % % % % % % % % %
Respuesta aceptable 22 23 17 22 19 33 12 20 25 21
Distancia de la Tierra al Sol 19 16 25 36 29 38 27 10 4 23
Distancia e inclinación tierra 9 9 8 0 1 0 10 10 16 7
Rotación terrestre 30 31 28 24 32 14 27 43 24 28 Rayos solares más intensos según hemisferio 12 10 12 7 10 5 9 4 19 10
Otras 2 7 1 5 1 8 1 13 1 4
No responden 4 6 8 6 6 1 13 1 11 6
Total alumnos encuestados 89 86 75 85 78 73 91 80 75 732
q gsuficient per entendre el perquè de les estacions i fins i tot l'ús de dibuixos que representen òrbites molt excèntriques, per reforçar aquest concepte, interpretem que pot ser perjudicial per entendre que la distància no és el factor determinant
• En resum, els resultats obtinguts reflecteixen que els estudiants de primer curs de magisteri tenen de mitjana:– un model d'òrbita el·líptica amb el Sol situat en un dels seus focus
recorren a la concepció de la variació de la distància Sol Terra per
IDEES PREVIES DELS ALUMNES
– recorren a la concepció de la variació de la distància Sol-Terra, per explicar l'existència d'estacions;
– en situacions més complexes, combinen la concepció anterior amb altres, rotació terrestre, inclinació de l'eix de la Terra, ...
– En els nou cursos d'aplicació del qüestionari s'ha obtingut una mitjana d'un 12% de respostes acceptables en la pregunta n º 2 i un 21% a la pregunta n º 3.
• Així doncs, els continguts d'aquest tema impartits en
8
, g q pl'ensenyament primari i la secundària només han aconseguit:– que els alumnes tinguin el model d'òrbita el·líptica, – però no que sàpiguen utilitzar la inclinació de l'eix terrestre i l'angle
d'incidència dels raigs solars per justificar les diferències estiu-hivern
![Page 5: idees prèièvies i esttèitratègies d’ensenyamentxtec.cat/~fsalat/memorialvilaseca/SistemaSol-Terra-Reus... · 2014. 5. 25. · Distancia de la Tierra al Sol 19 16 25 36 29 38](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081616/5feb462144879a651568f8a2/html5/thumbnails/5.jpg)
5
![Page 6: idees prèièvies i esttèitratègies d’ensenyamentxtec.cat/~fsalat/memorialvilaseca/SistemaSol-Terra-Reus... · 2014. 5. 25. · Distancia de la Tierra al Sol 19 16 25 36 29 38](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081616/5feb462144879a651568f8a2/html5/thumbnails/6.jpg)
6
ACTIVITATS DISSENYADES• Davant la situació reflectida a partir de les idees prèvies, l'estratègia seguidava abordar diferents aspectes:
• Presentar situacions que permetin evidenciar que la concepció dominant: lavariació de la distància Terra-Sol no és vàlida per explicar les observacions
d f b l f t ió b l ò i id ( àli ique podem fer buscar la confrontació amb les seves pròpies idees (anàliside les respostes al qüestionari).
• Exposar els elements teòrics necessaris del sistema Sol-Terra per poderrealitzar modelitzacions.
• Treballar models a escala reduïda que reforcin els conceptes d'inclinació del'eix terrestre i angle d'incidència dels raigs solars que, com s'ha comprovat,són més difícils de fixar.
12
• Fomentar les observacions de la trajectòria aparent del Sol i relacionar-lesamb les previsions que els models ens permeten realitzar
• Resoldre problemes amb els models a escala reduïda que permetinrelacionar els resultats obtinguts amb observacions realitzables en la nostravida quotidiana, nombre d'hores de llum en una situació de solstici, hora desortida i posta del Sol, alçada del Sol al migdia.
![Page 7: idees prèièvies i esttèitratègies d’ensenyamentxtec.cat/~fsalat/memorialvilaseca/SistemaSol-Terra-Reus... · 2014. 5. 25. · Distancia de la Tierra al Sol 19 16 25 36 29 38](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081616/5feb462144879a651568f8a2/html5/thumbnails/7.jpg)
7
Quina et penses que és la raó del per què fa calor a l’estiu i fred a l’hivern?
Si t é è l
Anàlisi de les respostes al qüestionari
• Llavors per què és el 3 de gener quan la Terra està més propera al Sol? i
Si et penses que és perquè la Terra està més a prop del Sol!
Sol? i
• Per què a l’hemisferi sud tenen l’estació oposada a l’hemisferi nord?
Equinocci de primavera
21 de març
Com és l’orbita de la terra al voltant del sol?
Afeli
Periheli
3 gener
Solsctici d’hivern
22 de desembre
Solsctici d’estiu
21 de juny
Focus de l'el·lipse
4 juliol
Equinocci de tardor
23 de setembre
![Page 8: idees prèièvies i esttèitratègies d’ensenyamentxtec.cat/~fsalat/memorialvilaseca/SistemaSol-Terra-Reus... · 2014. 5. 25. · Distancia de la Tierra al Sol 19 16 25 36 29 38](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081616/5feb462144879a651568f8a2/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Quines observacions ha d’explicar el nostre model?
• L’existència de les estacions:– Perquè fa fred a l’hivern i calor a l’estiu?
– Perquè en alguns indrets del planeta es parla del “Sol de mitjanit”.
• Perquè es veuen diferents constel·lacions zodiacals segons l’època de l’any.
• Quina és la trajectòria del Sol damunt de l’horitzó?:– Les variacions d’alçada del SolLes variacions d alçada del Sol.
– La durada desigual del dia i la nit en un lloc del planeta segons les seves coordenades.
– Les variacions dels punts de sortida i posta (Azimut)
15
• Sortida del Sol des de Llançà (Alt Empordà)
![Page 9: idees prèièvies i esttèitratègies d’ensenyamentxtec.cat/~fsalat/memorialvilaseca/SistemaSol-Terra-Reus... · 2014. 5. 25. · Distancia de la Tierra al Sol 19 16 25 36 29 38](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081616/5feb462144879a651568f8a2/html5/thumbnails/9.jpg)
9
RotacióEquinocci de primavera
21 de marçTranslació
Moviments de la Terra que intervenen en el model inicial
Elements teòrics
Afeli
Periheli
3 gener
Sd
d
Solsctici d’estiu
21 de juny
Focus de l'el·lipse
Període de rotació 24 h
4 juliol
Equinocci de tardor
23 de setembrePeríode de translació = 365 1/4 dies
Estrella polarCom viatge la terra al voltant del sol?
Sol
Pla del’eclíptica
Eix de rotació
Pla del’equador
![Page 10: idees prèièvies i esttèitratègies d’ensenyamentxtec.cat/~fsalat/memorialvilaseca/SistemaSol-Terra-Reus... · 2014. 5. 25. · Distancia de la Tierra al Sol 19 16 25 36 29 38](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081616/5feb462144879a651568f8a2/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Estel polarCom viatge la terra al voltant del sol?
Com a conseqüència de mantenir-se paral·lel a si mateix durant tot el movimentde translació, l’eix de rotació de la terra apunta durant tot l’any aproximadamental mateix punt de l’espai. En aquest punt hi ha un estel força brillant: l’estel polar.Aquest estel ha estat utilitzat des de fa molt de temps com a referència per navegants i astrònoms
Com viatge la terra al voltant del sol?
![Page 11: idees prèièvies i esttèitratègies d’ensenyamentxtec.cat/~fsalat/memorialvilaseca/SistemaSol-Terra-Reus... · 2014. 5. 25. · Distancia de la Tierra al Sol 19 16 25 36 29 38](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081616/5feb462144879a651568f8a2/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Eclíptica Pla de l’eclíptica
Com viatge la terra al voltant del sol?
23,5º
Com viatge la terra al voltant del sol?
Vist des d’una altra perspectiva
![Page 12: idees prèièvies i esttèitratègies d’ensenyamentxtec.cat/~fsalat/memorialvilaseca/SistemaSol-Terra-Reus... · 2014. 5. 25. · Distancia de la Tierra al Sol 19 16 25 36 29 38](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081616/5feb462144879a651568f8a2/html5/thumbnails/12.jpg)
12
L’angle d’incidència dels raigs del Sol
1 KW/m2 1 KW/m2
1 m2 2 m2
Variació de la insolació, segons l’angle d’incidència dels raigs del sol.
L’angle d’incidència dels raigs del Sol
Raig vertical
Raigs obliqües
Raigs obliqües
![Page 13: idees prèièvies i esttèitratègies d’ensenyamentxtec.cat/~fsalat/memorialvilaseca/SistemaSol-Terra-Reus... · 2014. 5. 25. · Distancia de la Tierra al Sol 19 16 25 36 29 38](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081616/5feb462144879a651568f8a2/html5/thumbnails/13.jpg)
13
La il·luminació de la terra i les estacions
23,5º
Pla de l’eclíptica
La il·luminació de la terra i les estacions
23,5º23,5º
![Page 14: idees prèièvies i esttèitratègies d’ensenyamentxtec.cat/~fsalat/memorialvilaseca/SistemaSol-Terra-Reus... · 2014. 5. 25. · Distancia de la Tierra al Sol 19 16 25 36 29 38](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081616/5feb462144879a651568f8a2/html5/thumbnails/14.jpg)
14
21 de desembre:solstici d’hivern
N d Hi
La il·luminació de la terra i les estacions
Nord: Hivern
Sud: Estiu
21 de juny:solstici d’estiu
La il·luminació de la terra i les estacions
Nord: Estiu
Sud: Hivern
![Page 15: idees prèièvies i esttèitratègies d’ensenyamentxtec.cat/~fsalat/memorialvilaseca/SistemaSol-Terra-Reus... · 2014. 5. 25. · Distancia de la Tierra al Sol 19 16 25 36 29 38](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081616/5feb462144879a651568f8a2/html5/thumbnails/15.jpg)
15
La il·luminació de la terra i les estacions
La il·luminació de la terra i les estacions
![Page 16: idees prèièvies i esttèitratègies d’ensenyamentxtec.cat/~fsalat/memorialvilaseca/SistemaSol-Terra-Reus... · 2014. 5. 25. · Distancia de la Tierra al Sol 19 16 25 36 29 38](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081616/5feb462144879a651568f8a2/html5/thumbnails/16.jpg)
16
21 de març i 22 de setembre:equinoccis
Nord: Primavera
La il·luminació de la terra i les estacions
o Tardor
Sud: Tardoro Primavera
La il·luminació de la terra i les estacions
21 de dec.
21 de març
21 de juny
22 d t22 de set.