BIOMUSEO Programa educativo escolar-Materiales de apoyo docente

CAJA DE HERRAMIENTAS EL PUENTE SURGE Explorar y conocer nuestra herencia natural y cultural para fortalecer la identidad nacional

CARPETA DOCENTE UNIDAD 1 Volcanes y lava de las entrañas de la Tierra

El contenido de esta caja ha sido desarrollado como parte del Programa Educativo Escolar del Biomuseo, en coordinación con la Dirección Nacional de Educación Ambiental del Ministerio de Educación de Panamá, y con el apoyo de la Fundación ProEd. El Programa Educativo Escolar del Biomuseo cuenta con el apoyo financiero de Grupo Rey. El material de esta carpeta y los afiches que la acompañan están disponibles en formato PDF en el página web del Biomuseo (www.biomuseopanama.org).

Concepto y coordinación general: Adriana Sautu Ideas y textos: Xiomara Martínez Pinto, Olga E. Vázquez, Edward Montenegro Montes, Wilfredo Bethancourt, Zoraida Cedeño, Irene del Carmen Hernández, María Heller, Adriana Sautu y Digna Caicedo. Edición y revisión de textos: Edward Montenegro Montes, María Heller, Adriana Sautu y Digna Caicedo. Revisores científicos: Felix Rodríguez, Marisa Moya y Carlos De Gracia Agradecemos la colaboración de: Ileana Cotes, Debbie Psychoyos, María Antonieta Cassino, Lidia Valencia, Adilia de Pérez, Enriqueta De Gracia, Priscilla Vázquez, Dilia Santamaría, Darién Montañez, George Angher, Irasema Torres, Wendy Tribaldos (Suplemento infantil Aprendo de Corporación La Prensa), Milton Solano Esmeralda Nájera, Larissa Ricord, Veira Rodríguez, Roberto Maduro, Fátima Rodríguez y Aivín Lay. Especial agradecimiento para la Secretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación de Panamá por permitirnos incluir en esta carpeta hojas del libro "Volcán Barú, un gigante dormido". El Biomuseo permite que se haga uso del material con estudiantes y que se hagan copias para uso no comercial.

© 2012 Biomuseo. Todos los derechos reservados

Impreso en Panamá.

Contenido Presentación ....................................................................................................................................................

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Esta caja de herramientas contiene ..............................................................................................................

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Plan de unidades ..............................................................................................................................................

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¿Cómo usar las unidades y las lecciones?.....................................................................................................

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¿Cómo están organizadas las unidades y las lecciones?.............................................................................

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El curriculum nacional en las unidades .........................................................................................................

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El enfoque de competencias en las lecciones ...............................................................................................

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Herramientas y estrategias .............................................................................................................................

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Información base para el docente ..................................................................................................................

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Sitios web recomendados ...............................................................................................................................

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Unidad 1: Volcanes y lava de las entrañas de la Tierra ...............................................................................

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Lección 1: Los volcanes ....................................................................................................................................

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Lectura: La ranita de achiote y el volcán Barú .....................................................................................

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Elaboración de un volcán .........................................................................................................................

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Formulario 1 !Erupción! ............................................................................................................................

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Lección 2: Volcanes de Panamá .....................................................................................................................

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Formulario 2 Vulcanólogos expertos ......................................................................................................

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Lección 3: La Tierra en el patio .......................................................................................................................

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Lectura Andrija Mohorovicic ...................................................................................................................

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Instrucciones para el modelo a escala. Parte A .................................................................................... 43 Instrucciones para el modelo a escala. Parte B ....................................................................................

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Caja de herramientas “El puente surge” Explorar y conocer nuestra herencia natural y cultural para fortalecer la identidad nacional

PRESENTACIÓN El Biomuseo cuenta la historia geológica del surgimiento del istmo, su relación con la biodiversidad actual de Panamá y el mundo, y con la evolución del hombre. Cada una de sus 8 galerías y el parque botánico ofrecen la oportunidad de fortalecer temas curriculares en todas las materias a través del eje transversal ambiental. Además, siendo la información que se expone fruto de más de 100 años de ciencia en Panamá, uno de nuestros objetivos educativos es estimular el interés por la ciencia como parte de la vida diaria. Las Cajas de Herramientas han sido pensadas para forjar una nueva relación museo-escuela a la vez de fortalecer la educación de las ciencias. Su contenido fue coordinado con el Ministerio de Educación de Panamá y elaborado con el apoyo de un grupo voluntario de docentes apasionados y la Fundación ProEd; todo esto ha sido posible gracias a la generosa contribución de Grupo Rey. El contenido de estas cajas ha sido diseñado a partir de estrategias indagatorias con dos objetivos principales: 1. Contribuir a la enseñanza de temas del currículum nacional correlacionados con las exhibiciones del Biomuseo. 2. Facilitar la planificación para una salida escolar pedagógica eficiente. Todo docente que aspire a hacer uso pedagógico del Biomuseo puede solicitar esta caja en calidad de préstamo, por el término de un mes, con el compromiso de hacer uso cuidadoso y devolver la misma completa y en buen estado.

Las lecciones en esta caja, el currículo nacional y la visita al Biomuseo: Para comprender mejor la historia geológica de Panamá contada en la galería El Puente Surge, se deben manejar los contenidos curriculares relacionados con las ciencias de la Tierra. A su vez, la exhibición sobre nuestro historia geológica brinda al docente un contexto para que esos contenidos se vuelvan significativos. En estas lecciones se actualizan e integran contenidos del currículo nacional: • Se incorpora la teoría de placas tectónicas para actualizar los contenidos de estructura de la Tierra e interacciones entre las capas de la Tierra. • Se incorpora el ciclo de las rocas para actualizar los contenidos de tipos de rocas y recursos naturales no renovables. • Se integran estos contenidos con aquellos de prevención de desastres naturales y manejo de nuestros recursos naturales no renovables. • Además de los contenidos cognitivos, las lecciones apoyan el desarrollo de las competencias científicas y las visitas al museo relacionadas con esta caja incluirán talleres para sentirse “geólogo por un día”. Podrá usar estas lecciones como guía para cubrir estos contenidos con actividades para ANTES Y DESPUÉS de una visita al Biomuseo en su planificación trimestral, mensual o semanal. Esa planificación será solicitada cuando haga la reservación en el museo.

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Contenido de la Caja Esta caja de herramientas contiene:

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Cinco carpetas docentes • Presentación y lista de materiales • Cada carpeta contiene una unidad Cada unidad brinda de 3 a 5 lecciones - planificadas a nivel de relato. • Técnicas y estrategias pedagógicas de manejo de grupo.

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6 placas de vidrio

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Muestras de rocas y/o minerales

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Láminas plastificadas

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6 Resortes

CD/DVD con el material en PDF, presentaciones y videos

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5 Lupas

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6 Placas de rayado geológicos,

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7 Afiches

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o Parten de videos o láminas para revisar su conocimiento previo. o Experimentan con modelos de ondas sísmicas. o Escuchan una explicación sobre placas tectónicas y los diferentes tipos de encuentros. o Repasan lo escuchado leyendo mapas. o Ponen a prueba su comprensión haciendo predicciones que comparan con datos estadísticos, y relacionan placas tectónicas y terremotos. o Leen comprensivamente sobre prevención de accidentes en terremotos. o Esbozan un plan de prevención de riesgos para la escuela. Un sismógrafo y juegos interactivos sobre placas tectónicas.

Máquina de terremotos

o Parten de una leyenda para revisar su conocimiento previo. o Construyen un volcán, experimentan y miden los efectos de una explosión. o Leen comprensivamente un folleto sobre volcanes y lo relacionan con la estructura de la Tierra. o Experimentan el uso de evidencias indirectas para inferir cualidades de los materiales y lo relacionan con el uso de las ondas sísmicas para inferir las capas del interior de la Tierra. o Construyen un modelo a escala del interior de la Tierra en el patio de la escuela. o Escriben un texto comparando diferentes fuentes sobre el modelo de la estructura de la Tierra

Rocas que indican nuestro pasado volcánico

Geólogos del Volcán Barú

Descripción breve de la unidad

¿Qué verán en el museo?

Taller en el museo

Estructura de la Tierra Prevención de desastres naturales

5.º - 6.º

Estructura de la Tierra

3.º - 6.º

grados

2: Terremotos

Eje curricular

1: Volcanes

Unidad

o Revisan su conocimiento previo al poner a prueba sus predicciones sobre rocas concretas. o Experimentan con caramelos los procesos de fusión y enfriamiento. o Observan y describen los resultados de los experimentos. o Leen comprensivamente sobre la formación de las rocas y establecen analogías entre sus experimentos y el ciclo de las rocas.

Rocas volcánicas y sedimentarias que cuentan la historia del istmo

¿Qué nos dicen esas rocas?

Fósiles y rocas que indican la historia geológica del istmo

¿Geólogo o paleontólogo?

Recursos naturales no renovables

4.º -6.º

4: Ciclo de las rocas

o Arman un rompecabezas con rocas y fósiles como pistas e infieren que los continentes han cambiado de posición en el tiempo. o Leen un biografía para saber que han hecho lo mismo que el famoso meteorólogo Alfred Wegener. o Arman una línea de tiempo con hechos históricos relacionados con la teoría de tectónica de placas. o Relacionan ciencia y tecnología a partir del análisis de la línea de tiempo. o Ven un video, leen sobre la teoría de placas tectónicas e interpretan en un mapa los principales procesos que ésta implica.

Estructura de la Tierra. Evolución del planeta

10.º

3: Un rompecabezas de millones de años

Plan de Unidades

Geólogos en la cantera

Rocas volcánicas y sedimentarias de las que se obtienen minerales metálicos y no metálicos

o Revisan su conocimiento previo sobre recursos naturales a partir de objetos de la vida cotidiana. o Relacionan información sobre la presencia de minerales en Panamá con geología. o Leen sobre la profesión de geólogo, realizan una colección de rocas, las describen, comparan con parámetro establecidos. o Leen comprensivamente sobre las clases de rocas y clasifican las de su colección. o Leen un mapa de recursos minerales de Panamá y relacionan esos recursos minerales y los tipos de rocas de nuestro territorio.

Ciencias auxiliares de la geografía Recursos minerales y economía

5.º - 7.º

5: Rocas de Panamá

¿Cómo usar las unidades y las lecciones? √

Puede adaptar y adecuar todo a su entera discreción. •

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Cada unidad involucra de 3 a 10 horas de clase, integra varias materias y puede considerarse como un pequeño proyecto de aula. Las preguntas de unidad y lección son las guías del trabajo a realizar. Todos los temas se introducen con activadores del conocimiento previo para que el docente tenga oportunidad de evaluar de manera diagnóstica, activar los referentes de los estudiantes y motivar su curiosidad. Todas las lecciones se relatan en detalle para facilitar que el docente tenga la guía de las preguntas que estimulan un acercamiento indagatorio al conocimiento. Todas las unidades incluyen estudios de objetos concretos o datos reales en la búsqueda de contextualizar conceptos y desarrollar el pensamiento abstracto. El concepto ANTES del término: todas las unidades incluyen actividades de acercamiento paulatino antes de hacer énfasis en definiciones y lecturas teóricas. Todas las unidades incluyen la práctica de lectura comprensiva. Usted puede variar las estrategias según la edad: lectura con todo el grupo dirigida (parando para analizar secciones de texto para asegurar la comprensión), reunión de expertos, carrusel, cuadros sinópticos, mapas conceptuales, grillas o tablas de doble entrada para comparar, etc. •

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Para la “lectura” de imágenes o videos puede utilizar las mismas estrategias.

Todas las actividades incluyen trabajo en equipo. Sugerimos estrategias de agrupamiento al azar, pero Ud. puede establecerlos a priori, asegurando que cada grupo tenga un estudiante con diferente rendimiento en la materia respectiva. •

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Puede usar solamente una lección o parte de ella o todo el material de una unidad. Incluso puede mezclar lecciones de las diferentes unidades.

Recuerde establecer roles en las actividades de grupo.

Las lecciones tienen una columna de evaluación continua tanto para permitir la revisión de las acciones docentes como para realimentar a los estudiantes. Dejamos abierto al criterio del docente la forma en que utilizará estas evaluaciones para ponderar el rendimiento de los estudiantes. Muchos instrumentos de evaluación pueden ser usados en autoevaluación del alumno a la vez de ser usados por el docente. Recuerde compartir ANTES con los estudiantes cómo va a evaluar para que sepan qué se espera de ellos y puedan ser protagonistas de su propio aprendizaje y autoevaluarse.

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Lección a lección están detallados los recursos necesarios para que tenga todo preparado con tiempo.

Los indicadores de logro de las lecciones expresan las competencias que esperamos que los estudiantes alcancen al finalizar la unidad.

El cuadro de unidad muestra la secuencia de lecciones para lograr los objetivos.

Incluimos: • formularios diseñados para fotocopiar, • lecturas y láminas para repartir y regresar a la carpeta, • afiches, • CD o DVD con presentaciones y todo en PDF.

Una pregunta abierta que invita a la exploración de ideas en relación a un tema.

En la primera hoja le damos una visión general de la unidad:

La suma de los contenidos conceptuales de las lecciones ayudan a construir la respuesta a la pregunta de unidad.

Las preguntas de las lecciones contribuyen a profundizar sobre la pregunta de unidad.

Duración estimada en clases de 45 min.

¿Cómo están organizadas las unidades y las lecciones?

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La asignatura cuyo contenido curricular es parte esencial de la unidad se indica en la primera columna

Detallamos las competencias científicas e indicamos las otras competencias básicas que se fortalecen con las actividades.

Las unidades han sido diseñadas pensando en asignaturas y contenidos curriculares del currículo oficial de Panamá

En la segunda hoja detallamos las conexiones curriculares y los recursos necesarios. Se incluyen los recursos que contiene la caja y aquellos que usted debe procurar.

La correlación de asignaturas no sólo contribuye con una educación integral, sino que refuerza el aprendizaje, ayudando a contextualizar y dar significado.

Se indican las otras asignaturas cuyos contenidos se involucran en las lecciones.

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Cada actividad es considerada dentro de criterio de manejo de tiempo en el aula conocido como “sistema 1/4”. En las páginas siguientes encontrará más detalles de ésta y otras estrategias usadas en las lecciones que forman parte de las aplicadas por nuestro colaborador, Fundación ProEd.

Cada lección comienza con un activador o también puede ser un gallo mañanero.

En cada lección se especifican los logros de aprendizaje que contribuyen al objetivo general de unidad. Aquí encontrará otra vez la pregunta de lección y el contenido conceptual que es la meta de comprensión.

La evaluación es un proceso continuo y les apoyamos con los criterios para evaluar cada paso.

Cada actividad de lección tiene una pequeña meta que irá construyendo las competencias y conceptos de nuestros objetivos.

Tiempo estimado para la lección en clases de 45 min.

Las lecciones se desarrollan en cuadros de tres columnas para comunicar de manera muy detallada el objetivo de cada actividad, así como el proceso de evaluación continua. Esto puede facilitar su uso en la planificación de aula.

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10.º

7.º

6.º

5.º

Estructura del planeta Tierra

4.º

La litósfera y su relación con el hombre

La estructura de la Tierra

Clasificación de recursos naturales de Panamá

Representaciones geográficas.•

La ciencia geográfica. Ciencias auxiliares

Los recursos naturales de América

Combustibles fósiles

Interrelación entre las capas de la geósfera

Los recursos naturales de Panamá

Atmósfera, litósfera e hidrósfera

La Interrelación entre las capas bajas de la atmósfera y las capas superficiales de la geósfera e hidrósfera.

La materia se contrae, se dilata (o expande) o se transforma, por acción de la temperatura.

Contenido curricular principal

Nivel

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Unidad 2

Unidad 1

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Unidad 3

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Unidad 4

Todas las unidades integran asignaturas como Español, Matemáticas, Biología, Química con Ciencias Naturales o Ciencias Sociales. En este cuadro indicamos los temas curriculares de Ciencias Naturales o Ciencias Sociales que pueden explorarse a partir del uso sugerido en cada unidad y a partir de las adecuaciones pertinentes.

El curriculum nacional en las unidades

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Unidad 5

El enfoque de competencias en las lecciones En concordancia con el nuevo enfoque de competencias que se utiliza en el sistema educativo de Panamá, en cada unidad se establece las competencias básicas principales que se fortalecen con las lecciones. Nos basamos en las 8 competencias básicas definidas por el Ministerio de Educación de Panamá: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Comunicativa Pensamiento lógico matemático Competencia en el conocimiento e interacción con el mundo físico Tratamiento de la información y competencia digital Social y ciudadana Cultural y artística Aprender a aprender Autonomía e iniciativa personal

Además, se establecen para cada unidad, las competencias científicas que se esperan ejercitar con las actividades planificadas. Estas competencias se refieren a las habilidades científicas que contribuyen al formar un pensamiento crítico, son competencias genéricas relacionadas con las competencias básicas 3 (conocimiento e interacción con el mundo físico) y 7 (aprender a aprender) y son las siguientes1: • • • • • • • • • • • • • • •

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Observan y describen Hacen preguntas investigables Hacen hipótesis basados en observaciones y conocimiento previo Hacen predicciones Diseñan experimentos Realizan experimentos Recolectan datos. Analizan los datos para establecer las evidencias Reflexionan y sacan conclusiones en base a la evidencia Construyen gráficos y diagramas Comunican las conclusiones basados en la evidencia Consideran más de una posibilidad o variable. Hacen nuevas preguntas Argumentan Comprenden textos científicos y buscan información Encuentran relaciones con un universo más amplio y encuentran aplicaciones

Furman, M. y Podestá, M.E. (2008). La aventura de enseñar ciencias naturales. Editorial Aique, Buenos Aires.

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Herramientas y estrategias Las herramientas y estrategias educativas que utilizamos a lo largo de las lecciones de la caja son parte de los talleres que realiza la Fundación ProEd, una organización sin fines de lucro, que forma parte del comité educativo del museo y que tiene más de 10 años dedicada a inspirar maestros. Su filosofía se basa en que un docente que inspira el aprendizaje hace la diferencia en la vida de sus estudiantes, por lo que aspira a que cada aula panameña cuente con educadores dedicados, calificados y apasionados por la enseñanza. A través del programa Maestros Apoyando Maestros ofrece 40 horas de entrenamiento y desarrollo profesional continuo durante el año escolar.

Pasaporte de salida:

Reunión de expertos:

Es una hoja que solicitamos a la salida de la clase. Los estudiantes pueden escribir, por ejemplo, tres cosas aprendidas o una pregunta sobre el tema. También se puede pedir alguno de los formularios llenados durante la clase.

Es una forma de aprendizaje colaborativo. Para una gran cantidad de información que queremos que los estudiantes conozcan, organizamos grupos de 2-5 estudiantes y se le asigna una parte de la información a cada grupo. Ellos la LEEN/RESUMEN/ ILUSTRAN y se vuelven expertos en esa parte de la información. Luego se reorganizan los equipos de manera que queden conformados por un experto en cada parte. Allí cada experto comparte lo que sabe con el resto.

Sistema 1/4: El docente debe planificar sus lecciones de manera que el tiempo en el aula promueva todas las posibles interacciones personales y maneras de aprender. Lo ideal es imaginar el bloque de la lección (45 min aprox.) en cuartos de aprox. 10 min cada uno: • El docente habla, el estudiante escucha. • El docente interactúa con los estudiantes. • El estudiante interactúa con otros estudiantes. • El estudiante realiza trabajo individual y autónomo. No siempre es perfecto, pero el aprendizaje mejora si al planificar tenemos en cuenta crear las oportunidades para que se den todas las interacciones posibles.

Activador: La activación de los conocimientos previos es necesaria para favorecer que los estudiantes construyan conocimiento significativo. Los activadores son actividades que pretenden que los estudiantes se hagan conscientes de su conocimiento previo, puedan expresarlo y establezcan conexiones para contextualizar los conceptos sobre los que se va a trabajar en la lección.

Paletas de equidad: Compañeros de estudio:

Se utilizan paletas para crear igualdad de oportunidades de participación entre los estudiantes, evitar tanto que los más tímidos nunca participen o que los dominantes acaparen la atención. Se entrega a cada uno un palito de paleta y se solicita que registren su nombre de un lado (puede pedir del otro lado una cualidad, un personaje o ¡lo que quiera!). Se plantea una pregunta, se dan un minuto para pensar individualmente, dos para comentar entre pares. Luego, para obtener respuestas a compartir en plenaria, se selecciona una paleta al azar, que luego será puesta aparte para no volver a llamar a ese estudiante. Es importante dar la oportunidad de interacción entre pares antes de hacer uso de la paleta;

Técnica para agrupar: al principio de la clase entregamos un formulario con 3-5 lugares u horas o algo semejante, según el número de momentos para reflexionar o trabajar en parejas de la lección. Deben buscar un “compañero” para lugar u hora. También se pueden formar grupos de estudio de 3 estudiantes (avanzado, medio y bajo de la curva de rendimiento) para que trabajen juntos e incrementar el aprendizaje.

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Carrusel de ideas: En el carrusel de ideas, los estudiantes giran alrededor de la clase en pequeños grupos, parando por varias estaciones por un tiempo determinado en cada una. Deben plasmar sus ideas en una cartulina. La lectura de las ideas compartidas a través del movimiento y la conversación, activará el conocimiento previo y proporcionará el andamiajes para la nueva información.

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Generar un número X de preguntas para el tema de estudio y escribir cada pregunta en una hoja de cartulina o papel (Nota: El número de preguntas debe reflejar el número de grupos que va a utilizar durante esta actividad). Pegue las hojas con las preguntas alrededor de su salón de clases. Cada pregunta corresponde a un estación. Divida a sus estudiantes en grupos de 5 o menos y entregue a cada grupo un color diferente de marcador. Pídale a cada grupo que se pare delante de una estación. Van a tener de 2 a 3 min para una lluvia de ideas y escribir las ideas en cada estación. Cuando el tiempo se cumpla, los grupos rotarán a la siguiente estación en sentido del reloj. Continúe hasta que cada grupo llegue a su última estación. Antes de salir de la última estación, cada grupo deberá seleccionar los 3 mejores ideas de su estación para compartir con toda la clase. No importa que no hayan sido sus ideas.

Momento de mostrar/show time:

Cloze:

Hay dos versiones 1) momento de ver un video, o presentación, y 2) momento de compartir los productos de su trabajo. Videos o presentaciones pueden usarse como activadores o como momento de reflexión y consolidación de conceptos luego de haber trabajado actividades experimentales. Cuando los grupos cooperativos han terminado su "producto", se convierte en el momento de mostrar (SHOW TIME)... o el tiempo para demostrar lo que saben.

Es una estrategia de fluidez en la lectura que ayuda a los lectores a mantener el ritmo y atención durante la lectura. El maestro guía la lectura y elimina algunas palabras claves o el final de un párrafo, los alumnos completan el texto con una palabra que mantenga el sentido. Una variación es la lectura “alternada”. El maestro pasea entre los estudiantes y toca el hombro del que seguirá la lectura. Con los más pequeños, el docente puede leer el principio de un párrafo y el grupo completarlo leyendo en voz alta todos juntos. Esta técnica puede volverse aún más activa cambiando el ritmo de lectura o el tono de voz, que los estudiantes deben imitar.

Gallo mañanero Primera actividad del día, puede ser un repaso, una actividad de rompehielo, un formulario que active el conocimiento previo, una reflexión personal, etc. Puede aprovecharse a manera de activador para ir enfocando el tema de la lección, crear expectativa y aprovechar para establecer grupos de trabajo. Una segunda intención es estimular la entrada temprano al salón, pues quienes lleguen tarde, dependerán de los “tempraneros” para que les expliquen qué deben hacer.

Columnas colaborativas: Las columnas de colaboración se utilizan a menudo para enseñar conceptos ambiguos al estimular la discusión y síntesis de diferentes puntos de vista. En las sucesivas columnas se va agregando diferentes puntos de vista y en la última se suman, resumen o aclaran. Un ejemplo es las tres columnas: ¿cómo se ve, ¿cómo se oye?, ¿Por qué es importante? Se completan las columnas tratando de que participen todos. Otro ejemplo es mi idea + tu idea: En la primer columna se escribe lo que pienso individualmente, en la segunda y tercera lo que discuto con otro compañero; y en la cuarta ¿qué aprendí?

Salpicón de palabras: Es un activador asociado a técnicas de lectura comprensiva. Se eligen 10-12 palabras y se pide que se infiera el tema del día. La actividad crea expectativa, pide que infieran y establece un vocabulario y relaciones entre palabras que ayudan a enfocar conceptos.

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Información base para el docente El ser humano ha tomado muchos siglos en poder tener una idea sobre la estructura interna de la Tierra. ¿Qué habría bajo el suelo, bajo sus pies? ¿De dónde salen las aguas que forman manantiales? ¿De dónde vienen los fuegos y lavas que escupe el volcán? Muchas fueron las explicaciones imaginarias o con alguna clase de lógica que se propusieron. Por ejemplo Athanasius Kircher (1601-1680), padre jesuita de la época de Galileo, fue autor de la enciclopedia “Mundo subterráneo”, en la que sugería la existencia de reservorios de agua subterráneos, así como un centro de magma debido a que las temperaturas debían aumentar hacia el interior. El entendimiento de la estructura de la Tierra fue lográndose con la suma del conocimiento de diferentes personas, que a su vez aumentaba con el apoyo de la tecnología que se iba desarrollando. Por ejemplo, medir la intensidad de un mismo terremoto en diferentes localidades permitió inferir cómo son las rocas de la corteza y aún más profundo. Increíblemente el primer antecesor del sismógrafo conocido data del año 132 y fue construido en China por Zhang Heng y podía detectar terremotos tan distantes que nadie cercano lo sentía siquiera. Era un jarrón de bronce, con varias cabezas de dragones, cada una con una pelota también de bronce en su boca; alrededor del pie tenía varios sapos con las bocas abiertas. Si la máquina detectaba un temblor de tierra, una bola de bronce, automáticamente, se soltaba y caía en la boca de uno de los sapos. La posición del sapo en cuestión indicaba la dirección de la cual procedía el temblor.

Estas dos imágenes y la posibilidad de generar historias cautivadoras se utilizan en la Unidad 3, diseñadas para estudiantes de media (pudiéndose adaptar a premedia). La intención de incluirlas en la planificación es la de reforzar el concepto de ciencia como un proceso. A continuación le ofrecemos un resumen del conocimiento más actualizado a la fecha y que tiene pertinencia dentro del curriculum oficial de Panamá, así como referencias valiosas para profundizar en cualquiera de esos temas. I. MODELOS DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA Para entender como funciona la tierra tenemos que conocerla por dentro, pero penetrar al interior de la Tierra ha sido imposible debido a las altas temperaturas y presiones que allí existen. La estructura interna de la Tierra se conoce y se infiere sobre la base de diversos estudios, que proporcionan datos directos o indirectos: •

Las evidencias directas son obtenidas por excavaciones en las minas, perforaciones y por explosiones volcánicas. Las excavaciones más profundas, en África del Sur, han llegado hasta 3,5 km de los 6370 km que tiene la corteza terrestre.

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Las evidencias indirectas son obtenidas de meteoritos y, principalmente, a través de los estudios del comportamiento de las ondas que se producen en los terremotos que permite inferir la composición del interior de la Tierra debido a que estas ondas se desplazan en diferentes velocidades dependiendo la densidad del medio por el que se muevan.

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Los datos obtenidos a través de estos estudios han permitido generar modelos de cómo sería el interior de la Tierra. El modelo estático es sencillo (tres capas) y se basa en la composición química. El modelo dinámico, se basa en el comportamiento mecánico (estado, plasticidad, elasticidad) de los materiales según se puede inferir a partir del estudio de las ondas sísmicas. Lo que sigue es una explicación sencilla que está ilustrada en el afiche que acompaña esta caja: Modelo es t át ico (bas ado en la compos ición química): 1) L a cor tez a (continental y oceánica) es la capa más fina e irregular, de consistencia sólida pero menos densa que el resto, esta formada por elementos químicos como oxígeno, carbono, hierro, calcio, aluminio y silicio. Los elementos más abundantes en la corteza continental son sílice y aluminio, y sílice y magnesio son los más abundantes en la corteza oceánica 2 . Su espesor varía desde 5 km en algunas zonas oceánicas hasta más de 70 km en las zonas montañosas de los continentes. L a corteza terrestre es más liviana en los continentes que en el fondo oceánico. 2) El manto (superior e inferior) es más uniforme que la corteza y mucho más grueso. Su límite inferior se sitúa a 290 0 km contado desde la superficie. Está compuesto por elementos más densos, como son el hierro y el magnesio, aunque también posee importantes cantidades de silicio. L a parte superior contiene abundancia de silicatos relativamente livianos (como el olivino, silicato de hierro y magnesio) y la inferior, silicatos más densos (como la espinela, óxido de magnesio y aluminio). 3) El núcleo (interno y externo) es muy denso. Compuesto básicamente por hierro, níquel y azufre. El núcleo externo se encuentra en estado líquido, (lo sabemos porque las " ondas s" –que no se trasmiten a través de líquidosdesaparecen en él). El núcleo interno es el centro del planeta, sólido, de mayor densidad y menos azufre. Modelo dinámico (bas ado en las propiedades mecánicas ): 1) L it ós fera: Es la capa externa de roca sólida (litósfera= esfera de piedra) que está dividida en placas que se mueven. Está compuesta por la corteza (continental y oceánica) y la parte superior del manto. 2) A s tenós fera: (esfera sin resistencia): Forma parte del manto superior, es plástica (menos rígida), ya que la temperatura y la presión permiten que las rocas se fundan parcialmente. 3) Mes ós fera: Equivale al resto del manto (entre los 350 y 290 0 km) y se considera en estado sólido. En la zona de contacto con el núcleo existe una capa (Nivel D) donde se cree que podrían existir algunos materiales fundidos. 4 ) E ndós fera: Comprende al núcleo, cuya capa externa se considera de material fundido pues no permite trasmite las ondas S. Se encuentra fundido parcialmente (sólido pero con plasticidad) hasta los 4 0 0 km, para recuperar su estado sólido de allí en adelante. Dis cont inuidades : L as ondas sísmicas cambian de comportamiento (velocidad, intensidad y dirección) al pasar de una capa a otra. L a primera y más famosa discontinuidad fue descubierta a principios del siglo XIX por Andrija Mohorovicic, y se conoce como la Discontinuidad de Moho. Ésta señala el límite entre la corteza y el manto y se debe a que cambian las propiedades conductivas por el cambio químico. Con el tiempo se han ido describiendo otras discontinuidades que están marcadas en el afiche de la caja. II. T E CT ÓNICA DE P L A CA S : L a corteza no es continua sino que está formada por 15 enormes placas que flotan sobre el manto. L a comprensión de este fenómeno fue fundamental para comprender la dinámica terrestre. Uno de los primeros en darle forma a esa idea fue Alfred Wegener, quien elaboró la teoría de la deriva continental a principios de 1900 en la que explicaba la presencia de idénticos fósiles y rocas en continentes distantes a través del movimiento de los continentes; hoy sabemos que las que se mueven son enormes placas de corteza (que incluyen continentes y fondo oceánico). El número de placas o microplacas varía según la fuente que revise, incluso en algunas hay zonas que se consideran " difusas" , es decir cuyo límte no es claro según los datos obtenidos a la fecha. L a composición química de las rocas conocidas a principio del siglo XIX, llevó a considerar que una capa de corteza conocida como SIAL (silicio y aluminio) reposaba sobre otra capa continua y profunda de SIMA (sílice y magnesio). De las misma manera se hablaba de NIFE (níquel y hierro) para describir el núcleo. Hoy esos términos están en desuso y han perdido significado frente a la información existente. 2

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La mayor parte de los terremotos y volcanes se producen en las zonas ubicadas en los límites entre las placas. Este contacto puede ser de distinto tipo: •

Cuando las placas se alejan una de la otra se les llaman divergentes. Esto sucede por ejemplo con las placas Norteamericana y Europea que se separan en la fosa oceánica. Al separarse se produce un espacio que es rellenado con magma. Cuando éste se endurece se aleja del lugar donde surgió generando un nuevo hueco que es rellenado con nuevo magma. El proceso crea el sistema que da origen al fondo oceánico y se conocen como bordes divergentes o constructivos. En estas zonas no suelen ocurrir sismos de gran intensidad.

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Cuando las placas se mueven en sentido contrario y chocan, se conocen como bordes convergentes. Hay dos posibilidades en este caso: si ambas placas tienen densidades similares, a lo largo de millones de años generan cadenas montañosas como los Himalayas, y el fenómeno es llamado colisión. Si las densidades son distintas, y generalmente la de mayor densidad es la oceánica, una se hunde bajo la otra. Un ejemplo es el de la cordillera de los Andes donde la placa de Nazca se hunde bajo la Sudamericana. Este fenómeno es llamado subducción y genera volcanes, la corteza que se sumerge se funde dentro del magma y produce presión que se libera a través de los volcanes en la placa que se mantiene arriba.

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Cuando las placas se desplazan paralelamente entre sí pero en sentidos opuestos, generan sismos, es como si las placas quedaran enganchadas y de repente se soltaran liberando gran cantidad de energía. Esto ocurre en la Falla de San Andrés, en California, Estados Unidos. Se denominan bordes transformantes, y el fenómeno se conoce como fricción.

III. SISMOS Y ONDAS SÍSMICAS Un terremoto ocurre cuando dos bloques de rocas, se rompen y se deslizan uno contra otro, liberando la energía que se había acumulado. Esto ocurre con mayor frecuencia en los bordes convergentes y transformantes, y en zonas de fallas geológicas (donde hay quebraduras entre las rocas), es decir donde hay grietas en la corteza. De la zona de fricción (foco o hipocentro) se liberan dos tipos de ondas: ondas P (primarias) de presión y ondas S (secundarias) ondulantes, ambas presentan comportamientos distintos dependiendo de la composición del material que cruzan en la corteza hacia la superficie. Una vez que llega el movimiento a la superficie (epicentro), se forman dos tipos de ondas superficiales que se desplazan sobre la superficie de la corteza: las Love (que se mueven horizontalmente mientras avanzan) y las Rayleigh (que se mueven verticalmente mientras avanzan). En la actualidad existe una sofisticada red de estaciones sismográficas distribuidas alrededor del mundo, y el conjunto de datos acumulado en ellas ha permitido estudiar en detalle cómo las ondas que atraviesan el interior del planeta. La integración de estos resultados, sabiendo que las velocidades de propagación marcan distintos tipos de materiales y medios físicos, ha permitido deducir la estructura interna de la tierra. Escalas para calcular la fuerza de un sismo: Los principales factores que inciden en el nivel de daños que puede ocasionar un terremoto son la fuerza, la cercanía al foco y la duración del movimiento. A mayor fuerza del movimiento, mayor cercanía al foco y a mayor duración, más daños causará el sismo. Magnitud e intensidad: • La magnitud mide la energía liberada por el foco del terremoto y se mide con la escala de Richter que va de 2 a 10, pero el 3 es diez veces más fuerte que el 2, el 4 10 veces meas fuerte que el 3 y así sucesivamente (es una escala logarítmica). De menos de 2.0 -que es casi imperceptible- se producen más de 1 millón de terremotos al año. Los terremotos más fuertes registrados ha sido de 9.9 y se produce 1 cada 20 años aproximadamente. • La intensidad mide el daño producido en las distintas estructuras, es una medida más subjetiva, usa la escala de Mercalli que tiene 12 grados. El Grado I muy débil se describe como “Imperceptible para la mayoría excepto en condiciones favorables”; el Grado XII catastrófico se describe como “Destrucción total con pocos sobrevivientes. Los objetos saltan al aire. Los niveles y perspectivas quedan distorsionados. Imposibilidad de mantenerse en pie”.

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Profundidad del foco: • Los sismos de foco superficial actúan sobre áreas reducidas, pero sus efectos son considerables, pues las ondas sísmicas apenas se atenúan antes de llegar a la superficie. En cambio los de foco profundo afectan a zonas mucho mayores, pero la intensidad, en igualdad de magnitud, es menor, debido a que las ondas sísmicas llegan más debilitadas a la superficie.

IV. ALGUNAS DUDAS QUE PUDIERAN SURGIR DEL FOLLETO DEL VOLCÁN BARÚ •

En la página 2 dice que el Volcán se formó antes que se cierre el istmo de Panamá hace 3.5 millones de años. Es importante que usted sepa que nuevas evidencias encontradas en las excavaciones de la ampliación del canal de Panamá ponen en duda el momento exacto en que se cerró el istmo, y se ha planteado que eso podría haber ocurrido hace 17 millones de años. Sin embargo, todavía faltan más estudios para aclarar este punto.

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Si los estudiantes no están claros que la corteza terrestre que vemos tan compacta es solo una capita que cubre la tierra puede usar la analogía de un huevo duro con la cáscara partida para que pueda resultarles familiar, sería oportuno aclarar que son 15 grandes placas y algunas micro placas que cubren el planeta y que flotan sobre el manto.

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Otro punto que puede generar dudas es la subducción de la que se habla en la página 3. La tierra está cubierta de placas, entonces cuando una se mueve y choca con otra, pueden pasar distintas cosas, si tienen densidades similares el encuentro puede hacer que se “arruguen” y formen montañas como en los Himalaya o que una sea más densa que la otra y se sumerja (subducción). En este último caso, el calor y la presión hacen que la corteza que se sumerge se funda, aumente su presión y pueda surgir un volcán en la placa menos densa.

Aprendiendo más sobre volcanes Podemos pensar que todos los volcanes son iguales pero si observamos lo que pasa en la naturaleza vemos que no. Para poder estudiar y entender los fenómenos naturales los hombres tenemos tendencia a clasificarlos y para eso buscamos cosas en común. Pero siempre debemos recordar que el sistema de clasificación está construido por seres humanos y muchas veces los seres vivos y la naturaleza podrían escaparse de nuestras reglas. Entonces habrá siempre excepciones a los esquemas de clasificación y habrá siempre cosas que caen en más de una categoría. Los volcanes no se escapan a estos problemas de clasificación y hay diferentes formas de agruparlos. Por ejemplo, por la composición química de lava, el ambiente tectónico, el tamaño, la forma en que hace erupción, la ubicación geográfica, la actividad actual, y la morfología. Según su forma, los científicos que trabajan en volcanes los han clasificado en 26 formas, en este escrito vamos a hablar de los 3 más comunes: Volcanes escudo: son los mayores volcanes de la Tierra. Los volcanes escudo de Hawai son los ejemplos más famosos. Tienen un tipo de lava muy fluida cuando entran en erupción y por esta razón no son empinados ya que la lava se escurre por las paredes. Las erupciones son sólo explosivas si el agua se mete en la rejilla de ventilación, de lo contrario, se caracterizan por la baja explosividad. Los volcanes escudo son el resultado de las altas tasas de suministro de magma, la lava está caliente y poco ha cambiado desde el momento en que se generó, la mayoría de las veces fluye en forma continua. Los volcanes escudo son los productos comunes de vulcanismo de puntos calientes donde la corteza terrestre es muy finita pero también se pueden encontrar a lo largo de arcos volcánicos asociados a subducción. Los ejemplos de los volcanes escudo son Kilauea y Mauna Loa (Hawai), Fernandina (Galápagos), Karthala, Erta Ale, Tolbachik, Masaya, y muchos otros. Estrato volcanes: constituyen el mayor porcentaje de los volcanes individuales de la Tierra y la mayoría se caracteriza por erupciones con lavas más frías y más viscosas que los volcanes escudos. Estas lavas más viscosas permiten que se genere más presión de gas, por lo tanto estos volcanes suelen sufrir erupciones explosivas. Los estrato volcanes producen lava, cenizas y piedras de forma intercalada por eso se suelen llamar compuestos. En general se encuentran a lo largo de arcos volcánicos relacionados con la subducción, y las tasas de suministro de magma son bajas y por tanto pasa períodos de reposo largos entre las erupciones.

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Volcanes de fisura: son aberturas longitudinales que se producen en general en las dorsales oceánicas o sea en las zonas de separación de placas aunque puede producirse en otras zonas a través de la cual se erupciona lava usualmente sin actividad explosiva. La fisura es generalmente de pocos metros de ancho y puede ser de varios kilómetros de largo. No tienen una caldera central y la superficie es mayormente plana. El volcán puede usualmente ser visto como una grieta en el suelo o en el lecho marino. Las fisuras estrechas pueden ser rellenadas con lava que las endurece.

V. ROCAS, MINERALES Y RECURSOS DE PANAMÁ Este tema no lo desarrollamos en esta sección porque las unidades 4 y 5 de la carpeta incluyen lecturas lo suficientemente explicativas. Lo animamos a que profundice en el tema apoyado en las referencias bibliográficas.

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Bibliografía, sitios recomendados y refencias útiles: Sitios en español: •

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Red Escolar Nacional. Fundación Centro Nacional de Innovación Tecnológica. CENIT, Venezuela. URL: http://www.rena.edu.ve/cuartaEtapa/cienciasTierra/Tema16.html Información para docentes y estudiantes de todos los niveles con buenas imágenes y muchos temas. El sitio no está disponible en el período de vacaciones (agosto y septiembre). Profesor en línea. Querelle y Cia Ltda. Chile. URL: http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/Placas_tectonicas_Teoria.htm Sitio privado de Chile dedicado a aquellos estudiantes que buscan más información para sus tareas. La sección sobre placas tectónicas es muy completa. Alejandro Nava. La Inquieta Superficie Terrestre. Colección digital La Ciencia para Todos. Instituto Latinomaericano de la Comunicación Educativa. URL: http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/113/htm/terrest.htm Excelente sitio de México con información detallada sobre el desarrollo de la teoría de tectónica de placas para niveles superiores y para el docente. Biblioteca virtual del Instituto de Defensa Civil de Perú. URL: http://bvpad.indeci.gob.pe/html/es/folletos.htm Folletos divulgativos en PDF para la prevención en caso de desastres naturales. El material tiene un diseño claro y atractivo. Portal de Educación y Gestión del Riesgo. Centro Regional de Información sobre Desastres para América Latina y El Caribe. URL: http://educacionygestiondelriesgo.crid.or.cr/ Recursos de información en prevención y mitigación de riesgos, materiales lúdicos y multimedia. Anne E. Egger, Ph.D. La Estructura de la Tierra: Una travesía virtual al centro de la tierra. Visionlearning Vol. EAS (1s), 2003. URL: http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=69&l=s Excelente resumen del tema de la estructura de la Tierra. Visionlearning es un recurso para docentes y estudiantes fundado por la National Science Foundation de Estados Unidos, que provee módulos considerados más efectivos que los libros de texto. Martínez Navarro, F. Y J.C Tirégano García. Ciencias para el Mundo Contemporáneo. URL: http://www.cienciasmc.es/web Excelente sitio con material escrito, enlaces, actividades y videos para la asignatura homónima obligatoria en España.

Sitios en inglés: •

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Earth Science Education. de la Universidad de Purdue. URL: http://web.ics.purdue.edu/%7Ebraile/. Pagina del Profesor Larry Braile con gran cantidad de actividades para comprender los fenómenos geológicos Earthquake Hazards Program. U.S Geological Surrey. URL: http://earthquake.usgs.gov Página del Instituto de Geología de Estados Unidos que cuenta con numerosos recursos, mapas de actividad sísmica de todo el mundo, enlaces a actividades para escuelas, e información sobre eventos sísmicos Mineral Information Institute. URL: http://www.mii.org/teacherhelpers.html Página con lecciones, afiches y materiales a la venta. Incorporated Research Institutions for Seismeology. (IRIS). URL: http://www.iris.edu/hq/sitemap Página con muchos recursos educativos, videos y animaciones. Educcational Materials. Earth and Environmental Sciences. University of Kentucky. URL: http://ees.as.uky.edu/educational-materials Página educativa de la Universidad de Kentucky con animaciones, ejercicios interactivos y canciones.

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Videos*: •

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Viaje al centro de la tierra. Discovery Chanel. URL: http://youtu.be/vnYGnK63KLY En español. Este es el primero de una serie de videos que muestra científicos que estudian la estructura de la Tierra haciendo un paralelo con la película basada en la novela “Viaje al centro de la Tierra’ de julio Verne. En total son 10 capítulos-videos. Clase demostrativa sobre ondas P y S. URL: http://youtu.be/vnYGnK63KLY Un docente organiza un ejercicio corporal poniendo a sus alumnos en un círculo para simular ondas P y S, de una manera que resulta muy concreta y comprensible. La simulación se usa en la unidad 2. Aunque es en inglés, no es necesario entender el idioma porque es actuado. Animación comparando ondas P y S URL: http://youtu.be/gl4FvHKzAlU Una animación sencilla y corta comparando la forma de propagarse de las ondas primarias y secundarias. Se usa en la unidad 2. Animaciones en español. Canal Youtube del Incorporated Research Institutions for Seismeology.(IRIS). URL: http://www.youtube.com/playlist?list=PL2E1E62BCF37D619A&feature=plcp. Dieciseis animaciones representando ondas sísmicas y procesos de placas tectónicas. Algunas se usan en la unidad 2. Volcanes. Discovery Chanel. URL: http://www.youtube.com/watch?v=2QCdzfSvVUs En español. Habla de varios tipos de volcanes y muestra varios volcanes famosos. Placas tectónicas. Discovery Chanel en español. URL: http://www.youtube.com/watch?v=qF7wKnubg1w&NR=1 http://youtu.be/qF7wKnubg1w Presentación de las placas tectónicas, especialmente sobre bordes transformantes como el de la falla de San Andrés y los terremotos relacionados. Si está interesada en ver videos cortos sobre volcanes, National Geographic tiene una serie de videos disponibles en línea: URL: http://video.nationalgeographic.com/video/player/environment/environment-naturaldisasters/ volcanoes/volcanoes-101.html La Tierra – El Universo. URL: http://youtu.be/Dua2DZYWJcw Sobre el planeta, sus capas y la evolución de la vida. Un resumen completo de 9:44 min

* Videos que están en el DVD de la caja junto a otro demostrativo para la unidad de volcanes y en el cual además encontrará un archivo que detalla el contenido y datos de los videos.

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