CIENCIA AMBULANTE

1. Ciencia Ambulante

Estimado amigo/a

Como en el curso anterior, “Ciencia Ambulante” ofrece sus sesiones a los centros escolares de la Comunidad de Madrid y este año lo extendemos a centros de enseñanza primaria. 

Después de muchos años de profesores dedicados a la enseñanza de las ciencias (nuestros currículos se encuentran en la página Web www.lowy-robles.com) mantenemos la idea de que los experimentos científicos deben constituir una parte importante de la enseñanza de estas. Con esta suposición hemos concebido el Proyecto Ciencia Ambulante. Siguiendo un hilo conductor basado en aspectos matemáticos, científicos o tecnológicos se realizan frente al público experimentos espectaculares.

Las sesiones de  “Ciencia Ambulante” constituyen un complemento a las Matemáticas y a la parte científica del Área de Ciencias, Geografía, Historia del segundo y tercer ciclo de Enseñanza Primaria, a las Matemáticas, Música y Ciencias de la Naturaleza del Primer Ciclo de la ESO y para Matemáticas, Física y Química y Ciencias Naturales del Segundo Ciclo de la ESO y del Bachillerato También son adecuadas para semanas científicas y culturales que se realicen en los centros. La presencia en los centros de nuestros monitores evita los riesgos, gastos e  incomodidades de los desplazamientos a centros de divulgación de la cultura científica.

Cada sesión de la Ciencia Ambulante está diseñada para durar aproximadamente una hora y es presentada por dos monitores. En la mayoría de  las sesiones es aconsejable una audiencia de un máximo de cincuenta personas aunque en las concebidas como talleres el número de los asistentes no debería sobrepasar los alumnos de una clase.

Debido a los gastos de desplazamiento, el número mínimo de sesiones que se pueden contratar en un día es de tres. El precio de cada una de las tres primeras sesiones es de 100 euros (2 euros por alumno y sesión en el caso de 50 asistentes) y cada sesión adicional tiene un costo de 80 euros.  Estos costos por alumno son inferiores a los de  transporte  para realizar cualquier actividad extraescolar fuera del centro. 

En el anverso de esta carta se incluye el formulario que se debe rellenar para obtener información o concertar la presencia de Ciencia Ambulante. Se puede buscar información adicional en la página Web www.lowy-robles.com.

Un saludo afectuoso

Ernesto Lowy y José Luis Robles

2. Faraday y las demostraciones en la Royal Institution de Londres

Con “Ciencia Ambulante”, y salvando todas las distancias, pretendemos seguir la estela de aquellas charlas y demostraciones de divulgación científica que se desarrollaron en la Ilustración y que adquirieron su máxima expresión con Faraday, en el Palais de la Découverte de París, y en otros museos, algunos de ellos españoles.

Benjamin Thompson, el Conde Rumford (1753-1814) fundó la Royal Institution "para difundir el conocimiento y facilitar la introducción general de las invenciones mecánicas y sus mejoras, y para enseñar mediante cursos con conferencias filosóficas y experimentos la aplicación de la ciencia a los propósitos comunes de la vida". Sin embargo, la Institución tuvo problemas financieros desde el principio, porque el soporte tenía que venir del público en general, y las personas acomodadas en particular. La brillante trayectoria de Humphry Davy dio una solución temporal, porque atrajo mucha gente de la alta sociedad. Pero se retiró en 1812. El sucesor de Davy, William Thomas Brande dio conferencias de química y ganó dinero, pero no resolvió el problema financiero. Estas dificultades fueron ampliamente superadas cuando Faraday puso su destreza como químico a disposición de la Royal Institution. El uso del laboratorio en las investigaciones sobre las aleaciones del acero y más particularmente para los miles de análisis realizados por Faraday hacia 1820 atrajeron los fondos suficientes para mantener la Royal Institution en funcionamiento. Además,  fundando en 1826 las series de conferencias, "Discursos de la tarde del Viernes" y "Conferencias de Navidad", y contribuyendo él mismo como buen conferenciante, Faraday tuvo éxito al solucionar el problema financiero a la Institución.

Faraday contribuyó a superar las dos tareas: resolver el problema financiero de la Institución y al mismo tiempo realizar un número de inventos y descubrimientos útiles, atrayendo a muchas personas, incluyendo niños, a las satisfacciones y beneficios de hacer ciencia.

En  1859 Faraday dio las Conferencias navideñas sobre Las distintas fuerzas de la materia. La siguiente navidad  dio las conferencias para niños sobre La historia química de una vela. Estas dos series fueron publicadas y se hicieron clásicas... Esas conferencias fueron escuchadas entre otros por Charles Dickens y el príncipe Alberto, el marido de la Reina Victoria, y el príncipe Eduardo, su hijo (después Eduardo VII). Estas conferencias se mantienen en la actualidad y desde 1966 son televisadas en Inglaterra.  

3. Demostraciones en el Palais de la Découverte

Desde su creación, el Palais de la Découverte ocupa una de las alas del Grand Palais de Paris, construido a finales del siglo XIX. «Le Palais de la Découverte» sólo fue al principio una exposición temporal, acogida en 1937 por el Grand Palais. Tenía por objetivo presentar al gran público la ciencia en acción, la ciencia que se hacía y que podía despertar vocaciones. Debido a su éxito, la exposición en el «Palais de la Découverte» fue prolongada y hecha permanente en 1938 en la Universidad de París. Fue convertido en establecimiento público con carácter científico, cultural y pedagógico en 1990.

4. Las demostraciones como instrumento educativo

Los conocimientos previos, las creencias y las suposiciones, incluso algunas veces las equivocaciones, deben incluirse en las ideas previas que debe tener en cuenta el profesor.

Esto convierte a las demostraciones con experimentos en un recurso muy interesante para hacer aflorar las explicaciones que dan los alumnos a una serie bien seleccionada de experimentos sobre los que se pueden plantear preguntas.

Un ejemplo de aplicación de Ciencia ambulante aplicando el constructivismo

En la ciencia no es excepcional que los alumnos tengan ideas profundamente asentadas sobre el mundo natural que difieren de la evidencia empírica y de las explicaciones aceptadas por la ciencia. Algunos ejemplos: los objetos pesados siempre se hunden en el agua, los objetos más pesados caen a mayor velocidad que los ligeros, las burbujas en el agua hirviendo son los gases oxígeno e hidrógeno, el agua que hierve vigorosamente está a mayor temperatura que el agua que hierve suavemente, la materia cambia cuando se funde, cuando el agua hierve o se quema produce un descenso de masa. Es por lo tanto de gran valor al planificar un curso que el profesor se asegure de que tiene los medios para revelar las creencias o presunciones de los estudiantes. No es inusual que los alumnos se aperciban y acepten algunos de los hechos que se enseñan, después de algún período de tiempo, utilizando sus creencias primitivas y construyen respuestas a las preguntas y problemas utilizando la falsa intuición. Últimamente, se ha hecho mucha investigación en la enseñanza de la ciencia, en las maneras de encontrar lo que los estudiantes están pensando. Las pruebas se planifican sobre la base de que las comparaciones entre los métodos diferentes de enseñanza pueden hacerse.

La combustión y el arder parece ser un tópico fácil debido a las experiencias cotidianas. El fenómeno es familiar a todos los alumnos o parece serlo. Es por lo tanto difícil empezar una lección o conferencia sobre un asunto sobre un asunto sobre el cual los estudiantes creen que saben algo o al menos bastante.

Aquí se muestran algunos ejemplos de algunas cuestiones relevantes:

-         ¿Qué semejanzas y diferencias existen cuando un gas, un líquido o una sustancia sólida arden?

-         ¿Qué clase de sustancias arden?

-         ¿Por qué algunas sustancias arden y otras son incombustibles?

-         ¿Qué hace una sustancia arder?

-         ¿Cómo puede predecirse si una sustancia arde o no?

-         ¿Qué hace una sustancia combustible?

-         ¿Cuándo una sustancia es incombustible?

-         ¿Cuáles son las necesidades para la combustión?

-         ¿Qué hace a una sustancia arder?

-   ¿Qué sucede cuando una sustancia no arde?

Es útil para el profesor mantener las respuestas en la mente y tratar de encontrar las razones por las que se dan las respuestas:

-         Los metales no arden.

-         Siempre se desprenden gases cuando algo arde.

-         Se desprende siempre dióxido de carbono.

Experimento con la lana de acero

Un pequeño trozo de lana de acero se coloca en un plato de una balanza. La balanza se equilibra con pesas en el otro plato.

Se le pregunta entonces a la clase: ¿Qué sucederá cuando se hace arder la lana de acero?

Las alternativas son:

1. El lado del hiero subirá (se hace más ligero).

2. El lado del hierro baja (se hace más pesado).

3. No le sucede nada a la balanza.

Probablemente todas las alternativas tendrán algún apoyo. Puede ser bastante sorprendente la alternativa que tenga mayor apoyo. El siguiente paso de la demostración es dar a los alumnos algunos minutos de tiempo para pensar en como justificar su elección. Esto puede hacerse por grupos o parejas. Las justificaciones pueden presentarse a la clase. Las justificaciones darán una información valiosa al profesor. Esto también ayudará a los alumnos a ser conscientes de sus estilos de aprendizaje y capacidad para predecir nuevos fenómenos sobre la base de un conocimiento previo.

Los alumnos tienen la posibilidad de encargarse de su propio aprendizaje, aprenderán como justificar sus opiniones y como argüir con los estudiantes que representan alguna otra opción.

Una muy común falsa concepción que lleva a la justificación de la alternativa 3 con comentarios como:

Nada sucederá porque el hierro no arde. Incluso aunque el hierro ardiera, nada sucedería porque nada dejaría al hierro, los átomos sólo cambiarían de lugar.

Hay muchas justificaciones para la alternativa 1 (será más ligero):

Cuando algo arde, algo de humo se desprende y sólo deja algunas cenizas. Las cenizas serán más ligeras porque algo se ha ido. El hierro reacciona con el aire y el producto se eleva como un gas, al menos hasta alguna extensión. Las otras componentes de la lana de acero se oxidarán y desprenderán y sólo dejarán hierro.

La alternativa 2 (se hace más pesado) proporciona justificaciones como:

Se hace más pesado porque el dióxido de carbono se incluirá en la lana de acero. La lana de acero se carboniza. Los otros componentes de la lana de acero se oxidarán y se harán más pesadas. Habrá óxido de hierro, que es más pesado que el hierro. Aparecerá óxido de hierro que es más pesado que el hierro. Cuando la lana de acero arde se hace más sólida y estable.

Después de que el hierro ha ardido y los alumnos han visto lo que ha sucedido se les da unos minutos para que los alumnos discutan en grupos o por parejas sus observaciones, comprobando sus razonamientos y tratando de buscar algunas explicaciones. Muchos de los estudiantes han alcanzando un poco de contradicción en sus mentes, que causa una motivación para encontrar como son realmente las cosas.

CARTA A NUESTROS CLIENTES

Estimados amigos:

“Ciencia Ambulante” es un proyecto que intenta acercar la Ciencia a los Centros de Enseñanza y a otros lugares que así lo deseen (Ayuntamientos, Centros culturales, Asociaciones...) de la Comunidad de Madrid.

Participamos en el proyecto dos profesores con experiencia, José Luis Robles y Ernesto Lowy, que preparamos los experimentos (nuestro currículo aparece aparece al final de la página),  y  jóvenes licenciados y estudiantes de últimos cursos de carrera, que actúan como monitores.

A lo largo del curso pasado presentamos algunas de estas sesiones en cursos para profesores organizados por Centros de Profesores de la Comunidad de Madrid, y en este, nos hemos decidido a presentarlas en Centros Educativos. Empezaremos en el mes de Noviembre, pero como tenemos la esperanza de que el proyecto resulte interesante, atenderemos las reservas a partir de este momento. Para ello es necesario rellenar el formulario que se adjunta y que se puede enviar por e-mail a: ernesto@lowy-robles.com, por FAX a 91 5521952 o por correo normal a Ernesto Lowy, Abtao 25, 6º C. 28007 Madrid. También a: José Luis Robles. c/ Foresta, 2, 5º A. 28760 Tres Cantos. Madrid.

Intentamos presentar la ciencia como algo divertido, con un lenguaje accesible y a través de experimentos espectaculares; la ciencia se presenta como algo divertido: explosiones, cambios de color, pelos de punta, chispas, temperaturas por debajo de 196 grados bajo cero, vacío, programación de robots. Aunque en principio las sesiones están concebidas como un complemento a los programas escolares de diferentes niveles, pueden resultar muy interesantes para cualquier persona curiosa. Sesiones semejantes se presentan en algunos Centros interactivos (Museos), pero en el caso de Ciencia Ambulante no es necesario que las personas se desplacen y las presentaciones se hacen en los lugares que lo soliciten.

Cada sesión de la Ciencia Ambulante está diseñada para durar aproximadamente una hora y es presentada por dos monitores. Es aconsejable una audiencia de un máximo de cincuenta personas. Debido a los gastos de desplazamiento, el número mínimo de sesiones que se pueden contratar en un día es de tres. El costo de cada una de estas tres primeras sesiones es de 100 euros y cada sesión adicional tiene un costo de 80 euros. Cada centro recibe guías didácticas correspondientes a las sesiones.

Las reservas se harán por orden de llegada de las solicitudes y en caso de no estar disponibles las fechas y sesiones solicitadas, se entrará en contacto con los Centros para proponerles nuevas fechas.

Rogamos que traslade esta información a los departamentos de Física y Química, Ciencias Naturales, Tecnología, Música y Educación Física.

Un saludo,

Ernesto Lowy Frutos y José Luis Robles Cid              

SESIONES DE CIENCIA AMBULANTE QUE SE OFRECEN

La magia de los números

Como pensaban los pitagóricos los números son algo mágico... Nacieron para contar, ordenar, medir, establecer pautas armoniosas, codificar..., pero guardan en su interior muchos misterios. 

Se inicia la sesión presentando adivinaciones que hace el monitor de números, sumas, cartas, fechas,..., que piensan los asistentes. Luego se pasa a obtener números midiendo. A partir de juegos se consiguen números enormes, o números en los que intervienen el azar o el caos. Los monitores hacen propuestas desde un ordenador a los asistentes. Estos con lápiz, papel y calculadoras responden a lo que se va proponiendo. Una guía didáctica, que contiene muchos ejercicios adicionales, conecta con la aritmética y el álgebra que se imparte en los centros. Para que el taller resulte más útil y permita  la participación se aconseja que esta sesión se realice para treinta asistentes.  

Células al microscopio

Los seres vivos están constituidos por células. Las bacterias, los protozoos y algunos hongos y algas tienen una sola célula, pero la mayoría de los mamíferos, incluidas las personas, cuentan con billones de células de  diferentes formas y tamaños.

En esta sesión seguiremos las pasos del gran  microscopista Leeuwehoeck que observó por primera vez seres formados por una o varias células: bacterias, amebas, paramecios,...Estos se ven en una pantalla ya que las preparaciones se trasladan a formato digital con una cámara que se acopla al microscopio. La sesión puede convertirse en un taller para treinta alumnos si el centro dispone de  los microscopios adecuados. En este caso se enseñará a los alumnos a hacer preparaciones. Ciencia ambulante llevará cultivos para que los asistentes consigan ver pequeños seres unicelulares: algas y protozoos.

Más que frío

Aquí se maneja un gas muy frío que es el componente fundamental del aire, el nitrógeno, que en estado líquido tiene una temperatura de 196 ºC bajo cero.

El nitrógeno líquido cambia de estado, se transforma a gas en contacto con la temperatura ambiente. Se producen humos,... El contacto con algo tan frío como el nitrógeno líquido produce efectos curiosos sobre los cuerpos que se ponen en contacto con él. Los pétalos de las flores se rompen como el cristal, una pelota de goma estalla en añicos cuando golpea el suelo y un plátano o una naranja se endurecen de tal manera que sirven para clavar clavos. Además con nitrógeno líquido elaboramos helados con gran rapidez, y nos los comemos.

¿Magia o química?

Parece magia pero en realidad es ciencia. Se presentan reacciones químicas espectaculares en que unas sustancias se transforman en otras diferentes, lo que se manifiesta como cambios de color, de temperatura, cambios de volumen, explosiones...

Chispas y rayos

Se utiliza un gran Van de Graaff (que genera 200.000 voltios) para cargar eléctricamente a una persona, poniéndole los pelos de punta, o a una jaula metálica en la que  un pajarito está protegido de grandes chispas, o al mismo aire, ionizándolo para producir “viento eléctrico”. Con el Van de Graaff se reproducen pequeñas tormentas con rayos y truenos y se simula el funcionamiento de un pararrayos. Se muestra también un pequeño Tesla, un extraño transformador que es capaz de generar espectaculares chispas, encender un fluorescente a distancia e incluso convertir una bombilla corriente en una bola de plasma...

La energía y los problemas energéticos

Manteniendo una idea conductora próxima a un uso sostenible de la energía se muestran  experimentos llamativos que ilustran los usos de la energía: la imposibilidad del movimiento continuo, el funcionamiento de máquinas térmicas que condujeron a la revolución industrial, la utilidad de la corriente eléctrica ilustrando los fundamentos de pilas, alternadores y transformadores y la utilidad de la corriente alterna para transportar la energía eléctrica. Además se muestra un coche que funciona con hidrógeno, el uso de la energía hidráulica, la utilización de la energía solar  y la del viento en una casa solar y finalmente la  importancia del ahorro energético.

Pero se mueve

Galileo afirmó que la Tierra se mueve alrededor del Sol, como otros planetas. Newton estableció las leyes del movimiento. Luego las leyes de conservación y cómo y por qué las cosas dan vueltas como la misma Tierra.

En esta sesión se trata el movimiento, el uniforme, el uniformemente acelerado, la caída libre, la conservación de la cantidad de movimiento, el movimiento de los cohetes, la conservación de la energía, la del momento angular y los movimientos que se acercan al caos... Se utilizan un equipo de adquisición de datos por ordenador, globos de comportamiento curioso, cohetes de aire y de agua, giróscopos, peonzas que dan vueltas, superbolas que suben altísimo, una silla giratoria en la que se puede cambiar la velocidad de giro con unas pesas, o una rueda de bicicleta, un péndulo caótico o una extraña moneda que gira y gira... 

Vacío

Al eliminar el aire con una bomba de vacío hace que una lata se chafe, los hemisferios de Magdeburgo no se pueden separar, un globo se hincha sin soplar, una pequeña cantidad de espuma de afeitar en un recipiente crece hasta convertirse en una gran serpiente, tapones de recipientes de rollos de fotos saltan por los aires, el agua hierve a la temperatura ambiente y una bola de goma y un trozo de ligero corcho blanco caen al mismo tiempo en un tubo en el que se ha eliminado el aire.

Sonido y música

Con equipo de adquisición de datos por ordenador, que actúa como osciloscopio, se analizan diversos sonidos: el de un diapasón, el de dos diapasones que vibran con frecuencias próximas, ruidos y el sonido de un  xilofón emitiendo notas diferentes. De esta manera se presentan los conceptos de tono, timbre,... Luego se analizan las características de la voz humana cantando o pronunciando diferentes fonemas. El generador de señales conectado al amplificador y al altavoz sirve para averiguar los umbrales de la percepción sonora de los asistentes, que dependen de la edad. Un sonómetro mide la intensidad en decibelios de algunos sonidos: una persona gritando, varias gritando y sonidos que producen dolor.

Robótica ambulante

Se parte de las ideas sobre los robots que aparecen en la ciencia ficción y que se plasmaron en la literatura y en el cine para llegar a sistemas de control que se encuentran en la realidad. Se muestra una fuente cibernética, la maqueta de una casa inteligente, un sistema de control de tráfico, un brazo articulado, sistemas neumáticos  y finalmente robots móviles como los que se utilizan para acceder a lugares remotos o difíciles o en el espacio como los que no hace mucho llegaron a Marte. Si el centro dispone del material enviado por la Consejería de Educación de Madrid para el área de Tecnología de la ESO la sesión se puede convertir en un taller. 

Una descripción más detallada de los fundamentos didácticos y de los experimentos que se realizan en cada sesión, junto a las correspondientes guías didácticas, se encuentran en la página Web http://www.lowy-robles.com, en el apartado Ciencia ambulante.

Le rogamos traslade esta información a los Profesores responsables de Matemáticas y de la parte científica del Área de Ciencias, Geografía , Historia del segundo y tercer ciclo de Enseñanza Primaria, a los de Matemáticas, Música y Ciencias de la Naturaleza del Primer Ciclo de la ESO y a los de Matemáticas, Física y Química y Ciencias Naturales del Segundo Ciclo de la ESO y de Bachillerato. También a la Asociación de Padres de Alumnos de su centro