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Unidad 3.6: Las estructuras y las sus funciones de en los seres vivos Ciencias 5 semanas Etapa 1 - Resultados esperados Resumen de la unidad En esta unidad, los estudiantes reconocerán las diferencias entre la materia viva y la materia no viva. De manera similar, proveerán ejemplos que distingan las semejanzas y las diferencias entre los organismos. Además, reconocerán las partes de una planta y describirán las funciones de éstas. También podrán reconocer cómo el sistema músculo-esqueletal proporciona soporte y apoyo a los animales, ayudándoles a moverse. Meta de transferencia: Los estudiantes saldrán del salón de clases preparados para aplicar sus conocimientos acerca de las características y las necesidades de los organismos vivos. Esto le permitirá comprender y apreciar las estructuras que tienen los organismos que les ayudan a sobrevivir en distintos ambientes. Estándares de contenido: La estructura y los niveles de organización de la materia; Energía; Las interacciones; Los sistemas y modelos; La conservación y el cambio Expectativas y especificidades La materia y los organismos EM.3.1.1 Reconoce que los organismos vivientes son materia. EM.3.1.2 Clasifica la materia en dos grandes categorías: la viva y la no viva. EM.3.3.4 Identifica las semejanzas y diferencias entre las estructuras de los seres vivientes. I.3.4.2 Argumenta sobre la importancia del agua, sol y el aire para los seres vivos. E.3.1.4 Categoriza a los organismos de acuerdo a su alimentación. C.3.1.1 Reconoce el ciclo de vida de los seres vivientes y que los mismos se reproducen en organismos similares a ellos. Estructura de las plantas EM.3.3.2 Distingue entre plantas terrestres, acuáticas y aéreas. EM.3.3.5 Explica en forma oral y escrita la función de las partes de la planta tales como: la raíz – absorbe el agua y los nutrientes, el tallo – transporta el agua y los minerales, la hoja – almacena el alimento, la flor – parte reproductora, semilla – comienza la vida de una nueva planta. EM.3.3.3 Identifica los diversos tipos de tallos (herbáceos y leñosos), raíces (fibrosas, ramificadas o primarias) y hojas (simples, compuestas con nervaduras: pinadas, paralelas y palmeadas). EM.3.3.1 Deduce que las plantas (hierbas, arbustos y árboles) tienen una serie de estructuras que facilitan su clasificación. El cuerpo humano SM.3.1.2 Analiza que el cuerpo es un sistema compuesto por órganos que trabajan armoniosamente tales como: cabeza, tórax y extremidades. SM.3.1.4 Reconoce en un modelo las partes del sistema esqueletal (esquelético) y muscular. SM.3.1.3 Describe y enumera las funciones de los músculos y tendones. SM.3.1.5 Explica la relación entre el sistema esqueletal (esquelético) y el sistema muscular. Junio 2012 1 Unidad 3.6: Las estructuras y las sus funciones de en los seres vivos Ciencias 5 semanas Ideas grandes/Comprensión duradera: Preguntas esenciales: ¿Cómo podemos clasificar a los organismos en relación a lo que comen, a cómo se mueven y a cómo se reproducen? ¿Cómo las diferentes estructuras de los seres vivientes se relacionan a su función? ¿Qué tipo de adaptaciones poseen las plantas para protegerse? ¿Qué pasaría si los humanos no tuviéramos huesos? Los organismos vivos tienen características definidas que los distinguen de las cosas que no están vivas, como el crecimiento, el movimiento, la reproducción y la respuesta a estímulos. Los seres vivos demuestran un balance entre sus estructuras y sus funciones. Las plantas tienen estructuras con funciones específicas que las ayudan a sobrevivir. Los músculos y los huesos trabajan en conjunto para que podamos mover nuestro cuerpo. Contenido (Los estudiantes comprenderán…) que los seres vivientes son materia. las semejanzas y diferencias entre las estructuras de los seres vivientes. la importancia del agua, del sol y el aire para los seres vivos. como ocurre el ciclo de vida de los seres vivientes y que los mismos se reproducen en organismos similares a ellos. las diferencias entre las plantas terrestres, acuáticas y aéreas. que las plantas (hierbas, arbustos y árboles) tienen una serie de estructuras que facilitan su clasificación. que el cuerpo humano es un sistema complejo de órganos que trabajan en conjunto y armoniosamente, como por ejemplo: la cabeza, el tórax y las extremidades. la relación que existe entre el sistema esqueletal (esquelético) y el muscular. Destrezas (Los estudiantes podrán…) clasificar la materia en dos grandes categorías: la viva y la no viva. clasificar a los organismos de acuerdo a su alimentación. explicar en forma oral y escrita la función de las partes de la planta tales como: la raíz – absorbe el agua y los nutrientes, el tallo – transporta el agua y los minerales, la hoja – almacena el alimento, la flor – parte reproductora, semilla – comienza la vida de una nueva planta. identificar los diversos tipos de tallos (herbáceos y leñosos), raíces (fibrosas, ramificadas o primarias) y hojas (simples, compuestas con nervaduras: pinadas, paralelas y palmeadas). señalar las partes del sistema esqueletal (esquelético) y muscular en un modelo. describir y mencionar las funciones de los músculos y los tendones. Vocabulario de contenido Ciclo vital Plantas – Terrestres, acuáticas, aéreas Vivo y no-vivo Dieta Partes de las plantas- raíces, tallo, hojas Herbáceo Junio 2012 2 Unidad 3.6: Las estructuras y las sus funciones de en los seres vivos Ciencias 5 semanas Leñoso Hojas – simple, pinada, paralela Sistema esqueletal y muscular Músculos, Tendones Etapa 2 - Evidencia de avalúo Tareas de desempeño Otra Evidencia Libros de clasificación En esta tarea, los estudiantes van a clasificar plantas y animales de acuerdo a las características en que son semejantes. 1. Explique a los estudiantes que van a crear una tabla de clasificación. Los estudiantes clasificarán un número determinado de animales en grupos, según sus características generales que sean similares, como la cantidad de patas, tipo de cobertura del cuerpo, forma de movimiento o alimentación. Algunos animales serán reptiles, insectos, pájaros, peces y mamíferos. 2. Después de clasificar a los animales en los grupos, los estudiantes describirán por qué algunos miembros del mismo grupo de animales pueden verse y comportarse de manera tan distinta. Por ejemplo, un pez dorado y un tiburón son ambos peces, pero hay diferencias evidentes en su tamaño, color y estilo de vida. Además, no todos los peces dorados se parecen entre sí y tampoco todos los tiburones se parecen entre sí. 3. Luego de que los estudiantes hayan clasificado y descrito sus animales, proporcióneles una variedad de plantas y pídales que hagan una tabla de clasificación ahora para plantas. Las plantas se pueden clasificar en grupos, de acuerdo a semejanzas en la apariencia de sus hojas, tallos, capullos o frutas, o si son plantas terrestres, aéreas o acuáticas. Algunos grupos de plantas pueden ser gramas, vegetales, flores y árboles. 4. Cuando los estudiantes hayan clasificado sus plantas, pídales, que describan por qué Junio 2012 Diario- ¡Sin huesos! Los estudiantes van a escribir acerca de qué pasaría si de pronto ya no tuvieran huesos (pueden hacer un dibujo de cómo se vería su cuerpo sin huesos). Los estudiantes deben describir la función de los huesos y la importancia que éstos representan para ellos, incluyendo la forma y estabilidad. Mini-libro- El cuerpo humano Los estudiantes usarán la plantilla del Minilibro del Cuerpo humano (Ver 3.6 Otra evidencia- Mini-libro del Cuerpo humano) para dibujar y escribir las partes del cuerpo que estudiaron durante la unidad, identificando sus características y funciones. Haga copias de las páginas para cada estudiante y pídales que recorten las etiquetas. Perfore agujeros y amarre las etiquetas con cordón o limpiapipas. Los estudiantes deben dibujar la parte del cuerpo identificada en el lado impreso de la etiqueta y escribir definiciones, características y ejemplos en la parte de atrás. Libro – Ciclo de vida Pida a los estudiantes que mencionen en voz alta todos los ciclos de vida que conocen. Haga una lista en la pizarra con las respuestas de los estudiantes. Si sólo mencionan animales, recuérdeles que las plantas también tienen ciclos de vida. Pídales que elijan uno de los ciclos de vida de la pizarra y hagan un libro que incluya una etapa del ciclo por cada página y una descripción breve de la etapa. Los estudiantes también deben describir cómo se reproducen estos organismos. 3 Unidad 3.6: Las estructuras y las sus funciones de en los seres vivos Ciencias 5 semanas algunos miembros del mismo grupo de plantas pueden verse y comportarse diferente. Por ejemplo, aunque los robles y las palmas son ambos árboles, su forma, su tamaño, sus hojas y su corteza son muy diferentes. Además, no todos los robles son idénticos entre sí y tampoco las palmas. Los maestros pueden evaluar a los estudiantes según su capacidad para clasificar las plantas y los animales en las categorías correctas y según la precisión de sus descripciones y explicaciones. ¡Nueva planta!1 En esta tarea, los estudiantes van a imaginar e inventar una nueva planta. Pida a los estudiantes que imaginen e inventen una nueva planta. Dígales que tienen que pensar en las distintas partes de las plantas. Los árboles tienen corteza, una capa protectora, ramas y ramitas que permiten que crezcan las otras partes, como las hoja, las flores y lo frutos. Las hojas ayudan a producir alimento y energía para la planta. Las flores y las frutas constituyen el medio de reproducción de las plantas. Todos los árboles tienen flores pero algunas pasan desapercibidas porque son muy pequeñas. Las frutas contienen semillas que ayudan a protegerla. Las semillas ayudan a que crezcan las plantas del mismo tipo. Las raíces de la planta le ayudan a alcanzar los nutrientes y el agua del suelo. También deben tener en mente que las plantas necesitan agua y luz solar. Pensando en todo esto, pida a los estudiantes que exploren los alrededores de la escuela. Pídales que observen las distintas partes de las plantas que encuentren. Luego podrán comenzar a pensar en cómo hacer su propia planta. Está permitido mezclar las partes de plantas existentes o inventarse las partes, siempre y cuando estén conscientes de lo que cada una de sus partes hace por la planta (pueden usar partes de plantas 1 Adaptado de: http://www.hartmuseum.org/resources.htm Junio 2012 4 Unidad 3.6: Las estructuras y las sus funciones de en los seres vivos Ciencias 5 semanas reales, pero asegurándose de que sean partes que hayan caído al suelo, ej. partes de árbol, hojas, etc.). La planta debe incluir la corteza o algún tipo de cubierta exterior, hojas, flores, frutas y semillas. Estimule a los estudiantes a que sean creativos. Pídales que piensen cómo será la apariencia de su planta. ¿Medirá 50 pies de alto o sólo una pulgada (2.5 cm)? Explique que también deben crear insectos y animales que pueden usar su planta para alimentarse o como refugio (o hábitat), además de describir las condiciones ideales para el crecimiento de la planta. Los estudiantes compartirán con la clase y responderán a las siguientes preguntas de forma oral o por escrito: 1. ¿Cuáles son las partes de la planta? 2. ¿Qué hacen por la planta las distintas partes y cómo funciona cada una? Los maestros pueden evaluar a los estudiantes utilizando las siguientes preguntas: ¿Los estudiantes trataron con respeto a las plantas mientras hacían sus observaciones y seleccionaban sus partes? ¿Incluyó todos los requisitos para la nueva planta: corteza, capa exterior, hojas, flores, frutos, semillas? ¿Fueron capaces de crear insectos y animales que usen la planta como alimento o refugio? ¿Pudieron expresar cómo estos insectos y animales se benefician de la planta? ¿Identificaron todas las partes de las plantas y sus funciones correctamente? Etapa 3 - Plan de aprendizaje Actividades de aprendizaje Organismos vivos y no-vivos Presente a los estudiantes distintos objetos: algunos vivos, otros no-vivos y otros que alguna vez estuvieron vivos. Estimule una discusión grupal en donde establezcan oraciones acerca de los Junio 2012 5 Unidad 3.6: Las estructuras y las sus funciones de en los seres vivos Ciencias 5 semanas objetos que ven (Este objeto alguna vez estuvo vivo porque...) y critiquen los enunciados (oraciones) construidos por otros estudiantes. (Fuente: New Jersey Curriculum Core Curriculum). Haga un cartel para comparar las semejanzas y diferencias entre cosas vivas y no-vivas. Por ejemplo, cómo el movimiento no siempre indica que algo está vivo. Las máquinas se mueven y no están vivas. Divida a los estudiantes en parejas y pídales que dibujen una tabla en sus libretas y que rotulen las columnas como vivo y no-vivo. Entregue un círculo hecho con cordón a cada pareja. Explique que cada pareja utilizará su círculo de lana en el patio de la escuela. Colocarán su círculo en un área (jardín con flores, caja de arena, árbol, grama) y anotarán los elementos vivos y no-vivos que observen dentro del mismo. Deben poder encontrar por lo menos cuatro elementos vivos y cuatro elementos no-vivos dentro de su círculo. Si fuera necesario, pueden mover su círculo de lugar. Si resulta que tienen que moverse de lugar, deben anotar el cambio en la hoja de datos. Haga una lista de organismos potenciales que podrían encontrar los estudiantes. Recuérdeles que tanto las plantas como los animales son organismos vivos, que los pueden usar en esta investigación de campo siempre y cuando muestren respeto por todas las formas de vida. Pida a los estudiantes que clasifiquen sus hallazgos en grupos, según sus observaciones. (Fuente: Utah Educational Network). Muestre imágenes de organismos conocidos y pida a los estudiantes que los clasifiquen de acuerdo a la manera que se reproducen (poner huevos, parir, hacer semillas). Divida a los estudiantes en grupos y pídales, que piensen en plantas y animales conocidos y hagan una lista. Luego, pídales que piensen en las cosas que éstos animales y plantas necesitan para sobrevivir y que compartan con el resto de la clase sus ideas. Deben mencionar cosas como comida, agua, aire, hábitat y refugio, entre otros. El maestro puede preguntar lo siguiente a los estudiantes: ¿Qué comen los animales? ¿Qué necesitan las plantas para vivir? ¿Qué pasaría si estos organismos no consiguen lo que necesitan para sobrevivir? Pida a los estudiantes que pareen animales bebés con sus formas adultas. Incluya algunos fáciles como los perros y otros más difíciles como los mosquitos. Hagan observaciones y discutan las semejanzas y diferencias. La estructura de las plantas Pida a los estudiantes que escriban un cuento a partir de la idea: “¿Qué pasaría si no existieran las plantas?” Estimúlelos a incluir aquellas cosas que dependen de las plantas para sobrevivir. Discuta los cuentos y promueva que los estudiantes se hagan preguntas entre ellos para justificar su comprensión del contenido. Traiga ejemplos al salón de plantas aéreas, terrestres y acuáticas. Pida a los estudiantes que identifiquen cuáles son aéreas, terrestres o acuáticas a partir de sus características. Observen plantas acuáticas durante un periodo de tiempo. Luego, siembre con los estudiantes una planta acuática en tierra y observen qué le sucede a la planta. Los estudiantes deben tomar notas de los cambios que experimenta la planta acuática cuando está sembrada en tierra. Organice un día de ensaladas en el salón. Discuta con los estudiantes las partes de las plantas y traiga distintos alimentos para que los estudiantes identifiquen sus partes y luego hagan una ensalada. (ej. raíces: zanahoria, rábano; tallos: apio, espárragos; hojas: lechuga, espinacas; flores: brócoli, coliflor; semillas: habichuelas, avena, maní, etc.) Pregunte para qué son las distintas partes y qué hace cada una. Siembren plantas diversas para hacer una venta de plantas en la escuela. Indique a los estudiantes Junio 2012 6 Unidad 3.6: Las estructuras y las sus funciones de en los seres vivos Ciencias 5 semanas que usen distintos ambientes y condiciones para determinar cuáles plantas sirven mejor para la venta. Pueden colocar algunas bajo el sol, otras en sombra, regar otras todos los días, regar otras varias veces a la semana, cubrir algunas con una caja de cartón. Pídales, que hagan una tabla con todas las condiciones y que anoten información sobre cada planta en esta tabla. Deben escribir instrucciones sobre los cuidados óptimos para cada planta que vaya a ser vendida y entregar estas instrucciones al momento de la venta. Pida a los estudiantes que traigan muchos tipos de hojas al salón. Recuérdeles que cuando corten las hojas de las plantas lo hagan con cuidado para que no lastimen a la planta. Deben traer, además de las hojas, una descripción escrita de la planta y si es posible, el nombre de la planta. Pídales que clasifiquen sus hojas como simples o compuestas con canales (pinadas, paralelas o palmeadas). Además, pida a los estudiantes que cuando escriban la descripción de la planta deben incluir información como la altura, forma, el arreglo de las hojas en el tallo y el hábitat en que crecía la planta en su ambiente natural. Las especies de las plantas se pueden determinar usando una clave o libro de campo. Compruebe la comprensión pidiéndoles, que compartan sus hojas con los compañeros para que las identifiquen (Fuente: Government of Saskatchewan Education). Invite a un biólogo botánico o alguien de la oficina de Recursos Naturales a que visite el salón y comparta con los estudiantes información acerca de las plantas que existen en Puerto Rico y su contribución al ecosistema de la isla. Si es posible, pídale que traiga plantas de distintos tamaños para que los estudiantes las puedan observar. Discuta con los estudiantes los distintos tipos de tallos y raíces. Explique la necesidad de estas diferencias para la supervivencia de cada una de estas plantas. El cuerpo humano Use un esqueleto en el salón (puede ser uno de Halloween). Pida a los estudiantes que usen rotuladores de pega “post-its” para rotular los huesos. Desarme un esqueleto para que los estudiantes lo vuelvan a armar correctamente. Los estudiantes recrean los huesos y médula con tubos de papel de baño y esponjas. Además, pueden hacer otros huesos con tubos de papel vacíos. Promueva una discusión grupal acerca de los distintos tipos de huesos y explique que los seres humanos tenemos médula dentro de nuestros huesos; la médula produce células sanguíneas, tiene una composición parecida a una esponja y es más liviana que el resto del hueso que la rodea. Antes de clase, cocine suficiente pollo para que pueda entregarle uno o más huesos distintos a los estudiantes. Los estudiantes observarán los huesos y luego van a comparar el esqueleto de un pollo con el esqueleto humano (ver anejo: 3.6 Actividad de aprendizaje-Esqueleto de pollo vs. esqueleto humano). Diga a los estudiantes que se ha dicho que somos más altos en la mañana cuando despertamos que en la noche cuando vamos a dormir. Estar de pie durante el día hace que las vértebras, los huesos de la cadera y de las rodillas se acomoden más cerca unos de otros, lo que nos hace parecer más bajos. De noche, cuando nos acostamos, éstos vuelven a estirarse. Pídales que comprueben si esto es cierto. Deben pedir ayuda a alguien para que les mida la estatura en la mañana tan pronto se despiertan y justo antes de ir a dormir durante varios días. Se deben asegurar de que los miden en el mismo lugar y que están descalzos al momento de tomar la medida. Hagan una tabla grupal para compartir los resultados con el resto de la clase. (Fuente: http://www.cstone.net/~bcp/3/3NSci.htm). Junio 2012 7 Unidad 3.6: Las estructuras y las sus funciones de en los seres vivos Ciencias 5 semanas Divida a la clase en grupos. Provea diversas actividades a cada grupo en las que pongan a trabajar distintos músculos del cuerpo (ej. levantar peso sobre la cabeza, mascar chicle, agacharse, hacer abdominales, etc.). Los estudiantes deben mencionar y describir los músculos que trabajan en cada actividad. Mencione a los estudiantes que el cuerpo humano tiene más de 600 músculos. Divida a los estudiantes en parejas y asigne a cada pareja una región del cuerpo, como la cara, la cabeza, el pecho, el abdomen, las manos, los pies, las orejas, etc. Las parejas deben investigar acerca de los distintos músculos que se encuentran en la región asignada y presentar la información al resto de la clase. ¿Qué músculos te ayudan a mover los dedos de los pies? ¿Qué músculos te ayudan a escuchar? (Fuente: brainpopjr.com). Ejemplos para planes de la lección Clasificación de organismos vivos (Ver anejo: 3.6 Ejemplo para planes de la lección- Clasificación: Un toque de clase). En esta lección, los estudiantes se van a familiarizar con la idea de que distintas plantas y animales (organismos) se pueden clasificar en grupos de distintas maneras a partir de las características que tienen en común, según el esquema de clasificación que se utilice. Ofrece a los estudiantes la oportunidad de observar y discutir distintos esquemas de clasificación. Aprender a identificar las semejanzas y diferencias entre los organismos vivos permite observar una gran variedad entre los seres vivos. Más aún, esta información ayudará a que los estudiantes se den cuenta de que hay muchas formas distintas en que se pueden clasificar los organismos, pero que al final, cualquier esquema de clasificación depende de su utilidad. Por consiguiente, una clasificación resulta útil si contribuye a la toma de decisiones sobre algún asunto en particular o si proporciona una comprensión más profunda sobre la relación entre organismos (biodiversidad). Huesos y músculos (Ver anejo: 3.6 Ejemplo para planes de la lección - Huesos y músculos). En esta lección, los estudiantes van aprender acerca de los músculos, observarán cómo trabajan sus músculos y comprenderán cómo los músculos y los huesos trabajan en conjunto, para que nuestro cuerpo se pueda mover. Recursos adicionales Las partes de la planta, sus funciones y germinado de semillas o http://library.thinkquest.org/3715/ o http://urbanext.illinois.edu/gpe_sp/case1/c1facts2a.html o http://www.robsplants.com/seed/baggy.php Organismos vivos y no-vivos: Clasificación e interacciones o http://www.uen.org/Lessonplan/preview?LPid=635 o http://www.uen.org/Lessonplan/preview?LPide=9690 o http://jc-schools.net/dynamic/science/LivingNon-LivingInquiry3.pdf Músculos y huesos: o www.austinschools.org/curriculum/pe_health/elem/pe/physAct_healthLessons/documents/pe _k5_3skeletal_att_musclesbonesmovement_1112.pdf o www.coreknowledge.org/mimik/mimik_uploads/lesson_plans/601/Muscles%20and%20Bones %20%20Framework%20and%20Movement.pdf o www.santillana.es/static/proyectosEnRed/primaria/2htm/biblioteca/CadaMusculoAsuTarea.ht Junio 2012 8 Unidad 3.6: Las estructuras y las sus funciones de en los seres vivos Ciencias 5 semanas Conexiones a la literature ¿Qué es el ciclo de vida? De Bobbie Kalman El ciclo de vida de la flor de Molly Aloian El gusano de seda de Patricia Walsh Las plantas son seres vivos de Bobbie Kalman ¿Que son las plantas? de Bobbie Kalman Proyectos fascinantes: Plantas de Sally Hewitt ¿Quién depende de las plantas? de Lisa Trumbaer Las plantas de distintos hábitats de Bobbie Kalman Las semillas de Patricia Whitehouse Las hojas de Patricia Whitehouse Las raíces de Patricia Whitehouse Mira adentro: Tu esqueleto y músculos de Ben Williams El cuerpo humano de Sigmar Junio 2012 Adaptado de Understanding by Design de Grant Wiggins y Jay McTighe 9