Mecanismos Guía del profesor.

Guía del profesor.

Unidad didáctica:

Mecanismos.

Nivel: 1º E.S.O.

Mecanismos Guía del profesor.

1. Introducción.

Desde hace unos años vemos la necesidad de adaptar el temario de Tecnología a las necesidades de nuestros alumnos. Los libros que presentan las editoriales son exageradamente extensos, con excesiva información para el escaso tiempo que se dedica a la asignatura, y poco interactivos.

La finalidad de esta unidad informatizada es facilitar al máximo el aprendizaje de nuestros alumnos, centrando la atención en lo realmente importante de los mecanismos.

Presentamos esta unidad didáctica dividida en los puntos más representativos de los mecanismos. Los apartados disponen de la parte teórica correspondiente, y de ejercicios interactivos en los que se relaciona de forma gráfica, esquemática, sencilla y divertida, los contenidos desarrollados en la unidad.

Esta manera informática y divertida de presentar el temario, ayuda al alumno a aprender y consolidar los conocimientos adquiridos.

Con la presente unidad, queremos ofrecer al profesor una herramienta distinta y supletoria, que sirva de apoyo para trabajar los contenidos de los mecanismos, sin ninguna intención de, reemplazar las técnicas y metodologías ya empleadas por dicho docente.

Esperamos que todo el esfuerzo y las horas de trabajo que hemos dedicado para elaborar esta unidad, se vean recompensadas por el aprendizaje y éxito de nuestros alumnos, que no es más que el único sentido de nuestra labor como profesores.

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2. Competencias básicas a conseguir.

2.1. Competencia en comunicación lingüística.

El lenguaje utilizado, como herramienta de comprensión y representación de ideas, servirá para afrontar dicha competencia.

Leer la unidad en la pantalla del ordenador supone reforzar las habilidades que permiten buscar, recopilar y procesar información, para ser competente a la hora de comprender y componer distintos tipos de textos.

2.2. Competencia matemática.

La utilización de ejercicios matemáticos en esta unidad (como el cálculo de las resistencias o fuerzas con la “Ley de la Palanca”), servirá para fortalecer la habilidad para utilizar y relacionar los números, sus operaciones básicas, los símbolos y las formas de expresión y razonamiento matemático.

2.3. Competencia en el conocimiento y la interacció n con el mundo físico.

Los mecanismos utilizan contenidos íntimamente relacionados con la ciencia de la Física. Esto implica alcanzar habilidades para poner en práctica los procesos y actitudes propios del análisis sistemático y de indagación científica.

2.4. Tratamiento de la información y competencia di gital.

El hecho de trabajar la presente unidad con soporte informático, permite fomentar la habilidad de buscar, obtener y procesar la información, para transformarla en conocimiento.

2.5. Competencia a aprender a aprender.

El aprendizaje significativo y funcional se hace patente con dicha unidad didáctica. Gracias a la interacción con el ordenador se produce una retroalimentación del aprendizaje. El alumno relaciona las actividades de enseñanza aprendizaje con la vida real que posee, de manera que los ejercicios que presentamos se puedan encontrar en la vida cotidiana. Asimismo, se relacionarán los conocimientos y experiencias previas con los nuevos aprendizajes, haciendo asequibles y motivadores los contenidos.

2.6. Autonomía e iniciativa personal.

Lograremos que el alumno adquiera un conjunto de valores y actitudes personales: responsabilidad, perseverancia, creatividad, etc.

También pueden elegir con criterio propio, imaginar proyectos, y transformar las ideas en acciones, o elaborar nuevas ideas para buscar soluciones y llevarlas a la práctica en los proyectos de Tecnología.

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3. Objetivos.

El material realizado queda enmarcado en el primer curso de Educación Secundaria Obligatoria dentro del decreto 112/2007, de 20 de Julio, del Consell, por el cual se establece el currículo de ESO en la Comunitat Valenciana. [2007/9717]

Dichos recursos educativos pretenden que el alumno alcance las Competencias Básicas expuestas anteriormente. Los objetivos, enmarcados dentro del currículo vigente, que se persiguen son los siguientes:

3.1. Objetivos de la Etapa que se pretenden consegu ir con la presente unidad:

- Desarrollar destrezas básicas en la utilización de las fuentes de información para, con sentido crítico, adquirir nuevos conocimientos. Adquirir una preparación básica en el campo de las tecnologías, especialmente las de la información y la comunicación.

- Concebir el conocimiento científico como un saber integrado, que se estructura en distintas disciplinas, así como conocer y aplicar los métodos para identificar los problemas en los diversos campos del conocimiento y de la experiencia.

- Desarrollar el espíritu emprendedor y la confianza en sí mismos, la participación, el

sentido crítico, la iniciativa personal y la capacidad para aprender a aprender, planificar, tomar decisiones y asumir responsabilidades.

- Apreciar la creación artística y comprender el lenguaje de las distintas manifestaciones

artísticas, utilizando diversos medios de expresión y representación.

3.2. Objetivos del Área de Tecnología que se preten den conseguir con esta unidad.

- Analizar objetos y sistemas técnicos para comprender su funcionamiento, conocer sus elementos y las funciones que realizan.

- Desarrollar habilidades necesarias para manipular con precisión herramientas, objetos y sistemas tecnológicos.

- Asumir de forma activa el avance y la aparición de nuevas tecnologías, incorporándolas a su quehacer cotidiano.

- Utilizar Internet para localizar y transmitir información contenida en diferentes fuentes.

- Intercambiar y comunicar ideas utilizando las posibilidades de las nuevas tecnologías como herramienta de trabajo, con el objeto de organizar y elaborar la información recogida en diversos soportes y presentarla correctamente.

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- Desarrollar interés y curiosidad hacia la actividad tecnológica, generando iniciativas de investigación así como de búsqueda y elaboración de nuevas realizaciones tecnológicas.

3.3. Objetivos didácticos a conseguir.

- Comprender el funcionamiento de operadores y sistemas mecánicos sencillos.

- Saber que los operadores, los sistemas mecánicos y las máquinas facilitan notablemente el trabajo en múltiples situaciones.

- Clasificar los numerosos operadores presentes en las máquinas en función de la acción que realizan.

- Solucionar problemas en el diseño y construcción de sistemas mecánicos con movimiento.

- Identificar algunos de los operadores mecánicos estudiados a lo largo de la unidad en las máquinas que empleamos a diario.

4. Contenidos.

Los contenidos se desglosan en conceptos, procedimientos y actitudes. Se opta, así, por una visión amplia de los mismos que no los reduce a simples enunciados. Esta concepción de los contenidos como medios, y no como fines en sí mismos facilita su secuenciación a lo largo de la etapa y la adaptabilidad a las diferencias individuales del alumnado evidentemente heterogéneo en esta etapa obligatoria del sistema educativo.

4.1. Contenidos conceptuales. El alumno debe aprender el concepto de:

- Supermáquinas.

- Operadores mecánicos: palancas, poleas y polipastos. Plano inclinado, cuña y tornillo.

- Mecanismos de transmisión. Engranajes, correas y cadenas. El tornillo sin fin.

- Trenes de mecanismos. Relación de transmisión.

- El mecanismo piñón-cremallera.

- El mecanismo biela-manivela. El mecanismo leva-seguidor. Excéntrica y cigüeñal.

4.2. Contenidos procedimentales.

- Identificar los elementos de una palanca.

- Interpretar esquemas en los que intervienen operadores mecánicos.

- Analizar el funcionamiento de algunos mecanismos.

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4.3. Contenidos actitudinales.

- Interés por comprender el funcionamiento de los mecanismos y sistemas que forman parte de las máquinas.

- Valoración de la importancia tecnológica de los operadores mecánicos y máquinas sencillas, como el plano inclinado, la rueda o el tornillo.

5. Metodología.

Teniendo en cuenta los objetivos en la enseñanza de los mecanismos expuestos anteriormente, esta unidad queda enmarcada en una concepción constructivista del aprendizaje, de la que se derivan una serie de principios psicopedagógicos y didácticos como:

- Partir del nivel de desarrollo del alumno. Sus conocimientos anteriores nos sirven a los profesores como punto de partida y de instrumento de interpretación de la nueva información.

- Modificar los esquemas de conocimiento que el alumno posee. Se trata de que el alumno aprenda a aprender, favoreciendo el aprendizaje autónomo y el espíritu crítico.

- La metodología será también funcional. De esta manera el alumno se da cuenta de que lo que estudia le sirve para algo y lo puede aplicar en su entorno más cercano.

- Peculiaridades de los alumnos. Tendremos en cuenta la atención a la diversidad del alumnado, en cuanto a intereses y facilidad de razonamiento, utilizando metodologías distintas, realizando ajustes y elaborando las debidas adaptaciones curriculares.

Es probable que la estrategia metodológica más adecuada para abordar la atención a la diversidad cultural del alumnado, está basada en la utilización de recursos dinámicos que permitan a los alumnos interaccionar con los objetos y, a los profesores, mostrar con rapidez estos conceptos.

Las TIC hacen posible crear ambientes dinámicos a la vez que ayudan a poner a los alumnos en situación de “querer descubrir” , aspectos que de por si ya conforman unas buenas condiciones iniciales para el aprendizaje.

La metodología será en definitiva motivadora, integradora, individualizada, funcional, significativa e interactiva.

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Inicio

Observa los siguientes símbolos. Ellos te ayudarán a avanzar a través de las diferentes imágenes.

Para comenzar, la unidad didáctica presenta a modo de introducción, tres imágenes que hacen referencia a la utilización de los mecanismos en el pasado. La construcción de pirámides gracias a los planos inclinados, es un buen argumento para introducir y motivar al alumno en la unidad de los mecanismos.

Fuerza o

Potencia

Punto de

apoyo

Resistencia Botón

continuar

Ejemplo

Botón de

información

Botón

continuar

Botón de

selección

Botón de

selección

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El plano inclinado, permite alzar objetos a una cierta altura con menos esfuerzo. Cuanto menor sea la pendiente del plano inclinado, menos esfuerzo tendremos que hacer para subir dicho objeto, pero mayor será la distancia a recorrer.

Aquí se presenta un ejercicio en el cual el alumno debe presionar sobre el botón de la rampa más fácil de subir. Al presionar el botón correcto (el de la derecha) se emite un sonido congratulatorio.

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La “Ley de la Palanca” es un contenido imprescindible en cualquier libro que trate sobre mecanismos. En esta otra imagen, se representa la típica palanca de 1º Género, con la posición de la Fuerza, Resistencia y Punto de Apoyo.

A continuación se muestran ejemplos de los tres géneros de palancas. Los alicates como palanca de 1º género, la carretilla como palanca de 2º género y las pinzas de 3º género. En todas ellas, se dibuja la localización de la Fuerza, Resistencia y Punto de Apoyo.

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Más adelante se muestran una serie de ejercicios sobre palancas. El alumno tiene que situar correctamente sobre la palanca la Fuerza, Resistencia y Punto de apoyo. Cuando están éstos tres elementos situados debe pulsar sobre el género de palanca del que se trate.

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Para amenizar la unidad, se muestra un video divertido sobre la utilización de la palanca en al Edad Media para la construcción de catapultas de guerra.

Una vez expuesto el video, se presenta “La Ley de la Palanca”. Para ello se muestra una imagen con la fórmula y un ejercicio resuelto.

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A continuación le toca al alumno realizar una serie de ejercicios sobre la “Ley de la Palanca” para afianzar los conocimientos adquiridos.

Nuestros alumnos tienen que saber interpretar los resultados de los ejercicios y darse cuenta de que a mayor brazo de fuerza menor esfuerzo tendremos que realizar.

Según lo expuesto anteriormente, la palanca de 3º grado es poco práctica energéticamente hablando, pues el brazo de fuerza siempre será menor que el de resistencia.

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Pasamos a ver las poleas y polipastos (combinación de varias poleas). En la primera diapositiva se muestra y define lo que es una polea simple, una polea móvil, y un polipasto. Se indica la fórmula a emplear para calcular la fuerza necearía para levantar una carga mediante un polipasto. Recuerda que las poleas móviles son las que giran y se desplazan, mientras que las poleas fijas solamente giran.

La siguiente imagen representa un ejemplo sobre la fuerza necesaria que se debe aplicar para levantar una caja mediante una polea. La fuerza tiene que superar la resistencia para poder alzar la caja.

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Mediante la ayuda de un polipasto, el alumno se dará cuenta que necesita realizar poca fuerza para levantar una gran carga. A mayor número de poleas móviles, menos cuesta levantar una misma carga.

El alumno debe presionar sobre la respuesta que crea correcta. Cuanto acierta, aparece la fórmula resuelta.

Pasamos a los mecanismos de transmisión del movimiento.

En primer lugar se muestran las ruedas de fricción, muy fáciles de entender.

Es importante el concepto de rueda motriz y conducida, y que cuando sus diámetros difieren se produce una reducción o aumento en la velocidad del eje de salida.

También es importante que los alumnos aprendan el sentido de giro de tales ruedas (sentido de las agujas del reloj y sentido contrario a las agujas del reloj).

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Para terminar con las ruedas de fricción, aparece un ejercicio en el que el alumno tiene que acertar el sentido de giro de las ruedas. Cuando el ejercicio se resuelve correctamente, aparece la animación de las ruedas girando en su sentido correspondiente.

Utilizaremos transmisión por correa en el caso de transmitir movimiento entre ejes distanciados. Con esta diapositiva el profesor puede hacer mención a los distintos tipos de correas y las ventajas de su utilización (menor ruido, absorción de vibraciones, deslizamiento en el caso de accidente, etc).

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Una vez estudiada la transmisión por correa, veremos los engranajes. Las ruedas dentadas transmiten más fuerza (pues no patinan), pero giran a velocidades más lentas que las corras y originan más ruido, obligando a un mantenimiento continuado de lubricación.

A continuación, se le ofrece al alumno la posibilidad de realizar un test sobre los conocimientos adquiridos. Se muestra una serie de diapositivas haciendo alusión a Bart Simpson. Una vez terminado el test, aparece el porcentaje de aciertos obtenido por el alumno.

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Cuando la fuerza a transmitir es elevada y la distancia entre ejes considerable, se utiliza la combinación de cadena, planto y piñón. En la mayoría de las veces, el diámetro del piñón suele ser más pequeño que el del plato.

El siguiente apartado que estudiaran nuestros alumnos, son los mecanismos que aparte de transmitir el movimiento, lo transforman. En las siguientes diapositiva, se representan mecanismos que transforman el movimiento circular en rectilíneo y viceversa. Se hace mención especial al mecanismo piñón-cremallera, con un ejemplo típico en la apertura y cierre de muchas puertas.