Plan de Clase | Aprendizaje Socioemocional | Trabajo: Energía Potencial Elástica

Objetivo

Duración: (10 - 15 minutos)

El objetivo de esta etapa es introducir el tema de estudio y vincular las habilidades socioemocionales con el contenido académico. Al identificar y comprender las emociones que se presentan en el aprendizaje, los estudiantes pueden mejorar su autoconocimiento y autocontrol. Además, al trabajar en grupos, potenciarán sus habilidades sociales y conciencia social, elementos clave en un aprendizaje colaborativo efectivo.

Objetivo Utama

1. Reconocer y describir las emociones que surgen al aprender sobre funciones lineales y cómo afectan el rendimiento escolar.

2. Entender la relación entre trabajo y energía potencial elástica y cómo representarla mediante una función lineal en el plano cartesiano.

3. Desarrollar habilidades sociales y emocionales trabajando en grupos para resolver problemas prácticos relacionados con la energía potencial elástica.

Introducción

Duración: (15 - 20 minutos)

Actividad de Calentamiento Emocional

Meditación Guiada para el Enfoque y la Concentración

La actividad de inicio que hemos elegido es Meditación Guiada. Esta práctica busca fomentar la atención, la presencia y la concentración entre los estudiantes, ayudándolos a alcanzar un estado de relajación y mindfulness. La meditación guiada consiste en que el docente los guíe a través de un ejercicio de visualización, contribuyendo a que se calmen, se conecten con el momento presente y se preparen mentalmente para la clase.

1. Establecimiento del Ambiente: Pídeles a los estudiantes que se acomoden en sus sillas, con la espalda recta y los pies en el suelo. Invítalos a cerrar los ojos o enfocarse en un punto tranquilo del aula.

2. Respiración Inicial: Indícale a los estudiantes que tomen varias respiraciones profundas, inhalando por la nariz y exhalando por la boca. Que fijen su atención en su respiración, sintiendo el aire entrar y salir de sus pulmones.

3. Visualización Guiada: Con una voz suave y calmada, guíalos a través de una visualización. Pídeles que imaginen un lugar tranquilo y relajante, como una playa o un campo lleno de flores. Anímales a explorar ese lugar con todos sus sentidos, escuchando los sonidos, sintiendo los aromas y notando las texturas a su alrededor.

4. Reconocimiento de Emociones: Mientras estén en este estado de relajación, pídeles que reflexionen sobre cómo se sienten emocional y físicamente. Anímales a identificar cualquier tensión o preocupación y a liberar esas emociones mediante la respiración.

5. Regreso al Presente: Gradualmente, acompáñalos de vuelta al presente pidiéndoles que muevan suavemente los dedos de las manos y los pies, y que abran lentamente los ojos. Recuerda motivarlos a mantener ese sentido de calma y enfoque durante toda la clase.

Contextualización del Contenido

El tema de la lección, 'Energía Potencial Elástica', puede parecer un concepto abstracto, pero está presente en muchas situaciones cotidianas. Por ejemplo, al tensar la cuerda de un arco, acumulamos energía potencial elástica, que se convierte en energía cinética al soltar la cuerda, lanzando la flecha a grandes distancias. Esta misma energía la encontramos en juguetes como resorteras y camas elásticas, experiencias que muchos estudiantes conocen.

Al discutir estos ejemplos, es importante reconocer que entender estos conceptos puede evocar distintas emociones en los estudiantes, como curiosidad, entusiasmo o incluso frustración. Reconocer y nombrar estas emociones ayuda a construir un ambiente de aprendizaje más positivo y acogedor, donde los estudiantes se sienten apoyados y motivados para explorar y entender la física detrás de sus experiencias diarias.

Desarrollo

Duración: (60 - 75 minutos)

Guía Teórica

Duración: (20 - 25 minutos)

1. Energía Potencial Elástica: Definir la energía potencial elástica como la energía que se almacena en un objeto debido a su deformación elástica, como el estiramiento o compresión de un resorte.

2. Constante Elástica (k): Explicar que la constante elástica k (también llamada constante del resorte) es una medida de la rigidez del resorte y se expresa en N/m (newtons por metro).

3. Ley de Hooke: Introducir la Ley de Hooke, que establece que la fuerza ejercida por un resorte es directamente proporcional a la deformación del resorte (F = -kx), donde F es la fuerza, k es la constante elástica y x es la deformación.

4. Energía Potencial Elástica (EPE): Presentar la fórmula para calcular la energía potencial elástica almacenada en un resorte: EPE = 1/2 k x².

5. Ejemplo Práctico: Demostrar un ejemplo práctico: si un resorte con una constante elástica de 100 N/m se comprime 0.2 m, la energía potencial elástica almacenada sería EPE = 1/2 * 100 * (0.2)² = 2 J (julios).

6. Representación Gráfica: Explicar cómo representar la función lineal en el plano cartesiano. La fuerza F es una función lineal de la deformación x, por lo que F = -kx es una línea recta en la gráfica de F vs. x con una pendiente de -k.

7. Intersecciones: Detallar cómo encontrar las intersecciones en los ejes x e y. La intersección en el eje y corresponde a la máxima fuerza aplicada (cuando x = 0), y la intersección en el eje x indica la máxima deformación para una fuerza determinada (cuando F = 0).

Actividad con Retroalimentación Socioemocional

Duración: (35 - 40 minutos)

Explorando la Energía Potencial Elástica

Los estudiantes realizarán una actividad práctica usando resortes y pesas para investigar la relación entre la deformación y la fuerza, graficando dicha relación y calculando la energía potencial elástica almacenada.

1. Formación de Grupos: Divida a los estudiantes en grupos de 3 a 4.

2. Distribución de Materiales: Proporcione a cada grupo un resorte, varias pesas, una regla y papel gráfico.

3. Medir Deformaciones: Pida a los grupos que añadan pesas al resorte y midan la deformación (x) cada vez que sumen un peso.

4. Registrar Datos: Indique a los estudiantes que registren los valores de fuerza (peso) y deformación en una tabla.

5. Representación Gráfica: Solicite que dibujen la gráfica de fuerza (F) versus deformación (x) en papel gráfico.

6. Cálculo de Energía Potencial: Pida que utilicen la fórmula EPE = 1/2 k x² para calcular la energía potencial elástica almacenada para cada deformación.

7. Discusión de Resultados: Guíe a los estudiantes a comentar los resultados dentro de sus grupos, identificando la constante elástica (k) del resorte y cómo varía la energía potencial con la deformación.

Discusión y Retroalimentación Grupal

Al finalizar la actividad práctica, reúna a los estudiantes para una discusión colectiva. Empiece reconociendo las emociones experimentadas durante la actividad, como curiosidad, frustración o entusiasmo. Pregunte a los estudiantes cómo se sintieron midiendo y graficando los datos. Comprenda las causas de estas emociones, enfatizando cualquier dificultad que hayan encontrado al manejar los materiales o interpretar los resultados. Nombrar correctamente estas emociones ayudará a los estudiantes a reconocer si se sintieron ansiosos, satisfechos o confundidos.

Exprese las emociones de manera adecuada, alentando a los estudiantes a compartir sus vivencias y sentimientos en un ámbito seguro y respetuoso. Finalmente, ayude a los estudiantes a regular sus emociones brindando estrategias para enfrentar situaciones frustrantes o complicadas, como pedir ayuda, repasar conceptos, o practicar más ejercicios. Este momento debe ser de reflexión y aprendizaje en conjunto, promoviendo el crecimiento emocional y la empatía entre compañeros.

Conclusión

Duración: (20 - 25 minutos)

Reflexión y Regulación Emocional

Sugiera a los estudiantes que escriban una breve reflexión o participen en una discusión grupal sobre los desafíos emocionantes y cognitivos que enfrentaron durante la lección. Pídales que piensen en cómo manejaron estas emociones y qué estrategias resultaron más efectivas. Por ejemplo, un estudiante podría reflexionar sobre la frustración inicial al intentar medir la deformación del resorte y cómo la colaboración grupal ayudó a superar dicha dificultad. Otro estudiante podría comentar cómo la curiosidad y las ganas de entender la física detrás del experimento lo incentivaron a seguir intentándolo, a pesar de los obstáculos.

Objetivo: El objetivo de esta subsección es incentivar a los estudiantes a hacer una autoevaluación honesta de sus emociones y las estrategias de regulación emocional que utilizaron al enfrentar desafíos académicos. Esto los ayudará a identificar métodos eficaces para afrontar situaciones acerca de esto en el futuro, fomentando una mayor autoconciencia y habilidades de autocontrol más desarrolladas.

Visión del Futuro

Al final, motive a los estudiantes a establecer metas personales y académicas en relación con el contenido de la lección. Pídales que reflexionen sobre cómo pueden aplicar lo aprendido sobre la energía potencial elástica en otras áreas de la física o en futuros proyectos. Por ejemplo, un estudiante podría proponerse repasar la Ley de Hooke y sus aplicaciones en diversos contextos, mientras que otro podría comprometerse a mejorar sus habilidades de trabajo en equipo.

Penetapan Objetivo:

1. Repasar la Ley de Hooke y sus aplicaciones.

2. Fortalecer las habilidades de trabajo en grupo.

3. Aplicar conceptos de energía potencial elástica en nuevos proyectos.

4. Practicar la representación de funciones lineales en el plano cartesiano.

5. Desarrollar estrategias para regular emociones durante actividades desafiantes. Objetivo: El objetivo de esta subsección es promover la autonomía de los estudiantes al alentarlos a aplicar su aprendizaje de maneras prácticas y continuas. Al establecer metas claras, los estudiantes pueden mantener su atención en su desarrollo académico y personal, asegurando que el saber adquirido se integre de manera significativa en sus vidas escolares y más allá.