Plan de Clase | Metodología Activa | Electricidad: Corriente Eléctrica

Supuestos: Este Plan de Clase Activo supone: una clase de 100 minutos de duración, estudio previo de los alumnos tanto con el Libro, como con el inicio del desarrollo del Proyecto, y que se elegirá una sola actividad (de las tres sugeridas) para ser realizada durante la clase, ya que cada actividad está diseñada para ocupar gran parte del tiempo disponible.

Objetivos

Duración: (5 - 10 minutos)

La etapa de Objetivos establece la dirección clara para la clase, enfocándose en habilidades específicas que los alumnos deben desarrollar. Al detallar los objetivos, el profesor asegura que tanto él como los alumnos tengan una comprensión precisa de lo que se espera al final de la sesión. Esta claridad facilita la preparación y ejecución de actividades prácticas y teóricas, garantizando que el tiempo en clase sea efectivamente utilizado para consolidar el aprendizaje previo y aplicar el conocimiento de manera significativa.

Objetivos Principales:

1. Capacitar a los alumnos a calcular la corriente eléctrica en un conductor, empleando la fórmula que relaciona la cantidad de cargas que atraviesan el conductor y el tiempo.

2. Desarrollar la habilidad de aplicar conceptos teóricos de corriente eléctrica en situaciones prácticas y teóricas, consolidando el entendimiento del flujo de electrones en un circuito.

Objetivos Secundarios:

1. Incentivar la discusión en grupo sobre los conceptos de corriente eléctrica, promoviendo el intercambio de ideas y la construcción colectiva del conocimiento.

Introducción

Duración: (15 - 20 minutos)

La Introducción sirve para enganchar a los alumnos rápidamente, haciendo que apliquen inmediatamente los conocimientos teóricos adquiridos sobre corriente eléctrica. Las situaciones problema propuestas estimulan la aplicación directa de los conceptos, preparando el terreno para actividades más complejas. La contextualización ayuda a relacionar la teoría con la práctica, mostrando la importancia del estudio de la corriente eléctrica en el día a día y en situaciones profesionales, lo que aumenta el interés y la relevancia percibida del asunto.

Situaciones Basadas en Problemas

1. Imagina que estás en un laboratorio de física y necesitas medir la corriente eléctrica en un cable conductor. El cable está conectado a una fuente de energía y un amperímetro. Si en 10 segundos pasan 15.000 electrones por un punto del cable, ¿cuál es la corriente eléctrica en el cable, considerando que la carga de un electrón es 1,6 x 10^-19 coulombs?

2. En un montaje experimental, un estudiante observa que 2 x 10^18 electrones pasan por un punto en un conductor en 5 segundos. Suponiendo que la corriente es constante, calcula la corriente eléctrica a través del conductor.

Contextualización

La corriente eléctrica es una de las fuerzas fundamentales de la física que permea nuestra vida diaria, desde el funcionamiento de electrodomésticos hasta la iluminación de nuestros hogares. Comprender cómo se calcula y manipula la corriente eléctrica es crucial, no solo para estudiantes de física, sino también para ingenieros, electricistas y científicos que trabajan con tecnología. Contextualizar el estudio de la corriente eléctrica con ejemplos del día a día y aplicaciones prácticas ayuda a los alumnos a percibir la relevancia del aprendizaje y a motivarlos a explorar el tema con más profundidad.

Desarrollo

Duración: (70 - 75 minutos)

La etapa de Desarrollo está diseñada para permitir que los alumnos apliquen de forma práctica e interactiva los conceptos de corriente eléctrica que estudiaron previamente. A través de actividades lúdicas y desafiadoras, los alumnos tendrán la oportunidad de consolidar su entendimiento teórico y desarrollar habilidades de cálculo y resolución de problemas en contextos que simulan situaciones reales. Este enfoque práctico no solo facilita el aprendizaje, sino que también estimula el trabajo en equipo y la creatividad.

Sugerencias de Actividades

Se recomienda realizar solo una de las actividades sugeridas

Actividad 1 - Cazadores de Corriente

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Aplicar el cálculo de la corriente eléctrica en un circuito simulado, usando datos experimentales ficticios para promover la comprensión práctica del concepto.

- Descripción: En esta actividad, los alumnos se dividen en grupos de hasta 5 personas y cada grupo recibe un 'mapa' de un circuito eléctrico simplificado dibujado en una gran hoja de papel. El circuito incluye una fuente de energía, un amperímetro y varios componentes (resistores, lámparas, etc.). Cada componente tiene un código de barras ficticio que, cuando se 'lee' con una aplicación de celular proporcionada, revela una cantidad de electrones que pasan por él cada 5 segundos.

- Instrucciones:

• Divida la clase en grupos de máximo 5 alumnos.

• Entregue a cada grupo un 'mapa' de circuito y un amperímetro simulado (puede ser un medidor analógico real o una aplicación de celular que simule un amperímetro).

• Explique que cada componente del circuito tiene un código de barras ficticio, que será 'leído' para determinar la cantidad de electrones que pasan por él cada 5 segundos.

• Los alumnos deben calcular la corriente eléctrica en cada componente del circuito, utilizando la fórmula discutida previamente y los datos obtenidos a través del código de barras.

• Cada grupo presenta los cálculos y discusiones sobre las diferencias de corriente en diferentes partes del circuito.

Actividad 2 - El Desafío del Amperímetro Mágico

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Desarrollar habilidades de resolución de problemas y aplicación de conocimientos teóricos en situaciones prácticas y desafiadoras.

- Descripción: Los alumnos, en grupos, reciben la tarea de construir un pequeño circuito eléctrico con una batería, un amperímetro y un resistor. El desafío es medir la corriente eléctrica que fluye por el circuito, pero con un amperímetro que tiene una escala no lineal, simulando un 'amperímetro mágico'. El amperímetro mostrará valores impredecibles, y los alumnos deberán usar sus conocimientos teóricos para corregir y calcular la corriente real.

- Instrucciones:

• Divida a los alumnos en grupos de hasta 5 personas.

• Proporcione a cada grupo los materiales necesarios: una batería, un amperímetro 'mágico', un resistor y cables de conexión.

• Explique que el amperímetro tiene una escala que no es lineal y que necesitan descubrir cómo convertir los valores leídos en corrientes reales.

• Los grupos construyen el circuito y realizan mediciones, anotando los valores mostrados por el amperímetro.

• Después de las mediciones, los alumnos aplican una corrección matemática para obtener la corriente real y comparan con la teórica.

Actividad 3 - Teatro de la Corriente Eléctrica

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Visualizar y entender de forma lúdica e interactiva el concepto de corriente eléctrica y cómo se comporta en diferentes partes de un circuito.

- Descripción: En esta actividad, los alumnos transformarán el aula en un gran circuito eléctrico dramatizado. Cada grupo representará un componente de un circuito (fuente de energía, cable conductor, lámpara, etc.). Realizarán una 'obra' en la que la corriente eléctrica es el 'personaje principal'. La clase finalizará con una discusión sobre cómo las diferentes 'partes' del circuito influyen en la corriente.

- Instrucciones:

• Divida el aula en grupos de máximo 5 alumnos, cada uno representando un componente del circuito.

• Cada grupo prepara una pequeña actuación que explique cómo fluye la corriente eléctrica por su componente y cómo interactúa con los demás componentes.

• Realice las actuaciones, permitiendo que cada grupo 'conecte' con el grupo siguiente, demostrando el flujo continuo de electrones.

• Concluya la actividad con una discusión sobre cómo cada parte del circuito afecta la corriente eléctrica total.

Retroalimentación

Duración: (15 - 20 minutos)

El propósito de esta etapa de retroalimentación es permitir que los alumnos reflexionen sobre lo que han aprendido y articulen su comprensión a través del intercambio de experiencias con sus compañeros. Esta discusión ayuda a consolidar el conocimiento, identificar eventuales puntos de confusión y reforzar la aplicación práctica de los conceptos de corriente eléctrica. Además, esta etapa promueve habilidades de comunicación y argumentación, esenciales para el desarrollo académico y personal de los alumnos.

Discusión en Grupo

Para iniciar la discusión en grupo, el profesor puede pedir que cada grupo comparta sus descubrimientos y desafíos enfrentados durante las actividades. Utilice un formato de 'círculo de conversación', donde cada grupo tiene la oportunidad de hablar sin interrupciones, mientras los otros escuchan atentamente. Anime a los alumnos a discutir no solo los resultados obtenidos, sino también los procesos a través de los cuales llegaron a esos resultados, destacando las estrategias utilizadas y las lecciones aprendidas.

Preguntas Clave

1. ¿Cuáles fueron los mayores desafíos que enfrentaron al calcular la corriente eléctrica durante las actividades prácticas?

2. ¿Cómo las correcciones realizadas en el uso del amperímetro mágico afectaron sus cálculos y la comprensión del concepto de corriente eléctrica?

3. ¿De qué manera la actividad del Teatro de la Corriente Eléctrica ayudó a visualizar el concepto de corriente eléctrica en un circuito?

Conclusión

Duración: (5 - 10 minutos)

La etapa de Conclusión sirve para consolidar el aprendizaje, garantizando que los alumnos tengan claridad sobre los conceptos discutidos y las aplicaciones prácticas de los mismos. Al resumir los contenidos y reafirmar la conexión entre teoría y práctica, el profesor asegura que los alumnos puedan llevar consigo un entendimiento robusto y aplicable de la corriente eléctrica. Además, al destacar la importancia del tema en el día a día, motiva a los alumnos a continuar explorando y aplicando el conocimiento en otras áreas.

Resumen

En la conclusión, el profesor debe resumir los puntos esenciales abordados sobre la corriente eléctrica, reiterando la fórmula y los métodos de cálculo. Es crucial revisar ejemplos prácticos y teóricos discutidos durante la clase para consolidar el aprendizaje.

Conexión con la Teoría

La clase de hoy fue diseñada para conectar teoría y práctica de forma integrada. A través de actividades como 'Cazadores de Corriente', 'El Desafío del Amperímetro Mágico' y el 'Teatro de la Corriente Eléctrica', los alumnos pudieron aplicar los conceptos teóricos en escenarios prácticos, reforzando su entendimiento y habilidades de cálculo.

Cierre

Finalmente, es importante destacar la relevancia de la corriente eléctrica en nuestra vida cotidiana. Desde el funcionamiento de equipos electrónicos hasta aplicaciones en medicina y tecnología, la comprensión de la corriente eléctrica es crucial. Este conocimiento capacita a los alumnos a ser consumidores y, potencialmente, futuros profesionales más informados y preparados.