Taller el Pájaro Equilibrista

Roberto Morales
Coordinador:
Genaro Zavala Enríquez (ITESM)
Creadores del taller y talleristas: Dr. Juan C. Tapia Mercado, Dr. Jorge Villavicencio Aguilar y Dr. Jesús Lerma Aragón (UABC)
Lugar: CICESE, Salón de Usos Múltiples
Días: miércoles 23 de mayo
Horario:
12:00-12:30
Los horarios indicados son de la Cd. de Ensenada, B.C., GMT-7

Objetivo:

Roberto MoralesCrear un ambiente tanto dinámico como didáctico para que de forma amena y participativa los niños aprendan a través del uso de juguetes el concepto de centro de gravedad. Se construye un juguete sencillo utilizando materiales escolares de bajo costo, con lo cual el estudiante refuerza el concepto de centro de gravedad, y cómo se aplica este concepto al equilibrio y la estabilidad de algunos objetos cotidianos.

Antecedentes:

Durante los últimos 28 años la Carrera de Física de la Facultad de Ciencias de la Universidad Autónoma de Baja California (UABC) realiza y participa en importantes eventos de difusión y divulgación de la ciencia con la finalidad de impulsar su programa educativo. La Semana de Ciencias es un evento que la Facultad de Ciencias organiza anualmente en la ciudad de Ensenada con el fin de contribuir a la formación de una cultura científica en todos los sectores de la sociedad. En este sentido, el famoso astrónomo Carl Sagan señaló: “Vivimos en una sociedad profundamente dependiente de la ciencia y la tecnología y en la que nadie sabe nada de estos temas. Ello constituye una fórmula segura para el desastre.”

Dentro de las diversas actividades realizadas en la Semana de Ciencias, las actividades lúdicas en los talleres científicos han resultado herramientas útiles para abordar problemas como el desconocimiento de la física, así como el de la percepción de que ésta es difícil y aburrida. El reto es modificar esta actitud de los jóvenes respecto a la física, y mostrarles mediante el aprendizaje activo que la física es importante, útil, y por qué no, divertida. En este contexto, los juguetes han sido utilizados durante muchos años como herramientas pedagógicas para ilustrar conceptos científicos. En este evento se ha impartido taller científico intitulado ¨El Pájaro Equilibrista¨. Es importante destacar que aunque el taller fue diseñado para estudiantes de primaria, éste resultó exitoso en varios niveles educativos desde preescolar hasta niveles medio superiores. El número de participantes en el taller del 2011 fue de 2600 estudiantes.

Actividades en el Taller :

Esencialmente, los estudiantes participan en actividades guiadas, y son estimulados a construir su propio conocimiento mediante observaciones directas del mundo físico. Esto permite desarrollar las habilidades para plantear y resolver problemas en un ambiente en donde se estimula la creatividad y la participación en equipo.
La duración del taller es de 30 minutos. El taller consiste de tres etapas:
• Etapa I: presentación de las demostraciones simples.
• Etapa II: dinámica con los niños.
• Etapa III: las manualidades.

En la Etapa I de las demostraciones simples se realizan experimentos sencillos tales como encontrar el centro de gravedad de una regla de madera de un metro, enfatizando que el centro de gravedad cambia de posición si redistribuimos el material, por ejemplo, colgando una gorra en el extremo (o una bola de plastilina) de la regla. El centro de gravedad es el punto en donde parece que se sostiene todo el peso del cuerpo, y es en ese punto donde podemos equilibrar la regla. En general, se experimenta con juguetes cuyo funcionamiento se basa en un equilibrio estable, el cual se logra colocando su centro de gravedad debajo de su punto de apoyo.

En la Etapa II se utiliza un modelo de pájaro equilibrista que consiste en un pájaro de cartón de aproximadamente un metro de envergadura. El modelo resulta de gran interés pues aparentemente resulta ser un juguete muy inestable, cuando en realidad está diseñado para ser muy estable. Es esta aparente contradicción lo que despierta la curiosidad y admiración de los niños y jóvenes al experimentar con él. El modelo del pájaro equilibrista nos plantea una situación física en donde se tiene la idea de que el centro de gravedad se encuentra por encima del punto de apoyo (lo que en conduce a equilibrio inestable), cuando en realidad dicho punto se encuentra por debajo de éste gracias a la distribución del peso en las alas.

La dinámica del taller consiste en invitar a los niños a que intenten equilibrar sobre una base metálica el modelo de pájaro de cartón (ver Figura 1). En esta dinámica los participantes son desafiados a comparar sus predicciones con las observaciones de un experimento real: ¿en dónde se encuentra el centro de gravedad del pájaro?

Roberto Morales

FIGURA 1. El Pájaro Equilibrista sobre la base de metal. El modelo posee pesos adicionales en la parte inferior de las alas.

Posteriormente se presentan una serie de diálogos con la intención de que descubran que el pájaro queda en equilibrio debido a que gran parte del peso se encuentra en las alas, lo que hace que el centro de gravedad quede por debajo del punto de apoyo (pico). El centro de gravedad se encuentra en la línea vertical que pasa por el pico. Experimentan y descubren que si se voltea el pájaro con las alas hacia arriba, el pájaro no puede equilibrarse debido a que el centro de gravedad está por encima del punto de apoyo. También se aprovecha el momento para mostrar que el pájaro puede colgarse con un ganchito por el pico. Esto refuerza la idea de que se pueden aplicar fuerzas a lo largo de la línea vertical que pasa por el centro de gravedad. Una vez que encuentran el centro de gravedad, se muestra a los niños que el equilibrio es estable, esto es, que si empujamos ligeramente al pájaro de su posición de equilibrio este regresará a su posición original. De esta manera, los participantes han descubierto, jugando, que el modelo del pájaro equilibrista se comporta también como un péndulo físico. En la etapa final de la Etapa II se invita a los participantes a construir un modelo a escala del pájaro equilibrista.

La Etapa III del taller consiste en la elaboración de un modelo a escala del pájaro equilibrista de papel. Para tal trabajo se tiene una distribución de 5 niños por mesa. En cada mesa esta un asesor para ayudar a los niños. Antes de iniciar la manualidad, cada uno de los asesores deberá tener una versión recortada del pájaro (sin doblar), y una versión final del pájaro (doblada y pegada).

1. 1 copia del pájaro equilibrista <http://www.cudi.edu.mx/primavera_2012/talleres/pajaro_equilibrista.pdf>
2. Tijeras de punta roma
3. Tubos de adhesivo
4. Un Clip
5. Agitador para el café.

Se sugiere a los niños seguir este orden:

• Recortar los contornos del cuerpo del pájaro y de la cabeza. Se muestra a los niños como quedan las piezas recortadas, Figura 2 b).
• Doblar simétricamente el pájaro por la línea central. Efectuar luego los dobleces de las alas. Doblar la cabeza del pájaro simétricamente.
• Pegar con adhesivo los dobleces de las alas, y luego la cabeza del pájaro., Figura 2 c).
• El pájaro está listo para equilibrarse en el dedo o el agitador de café, Figura 2 d).

Roberto Morales

FIGURA 2. a) Materiales para construir el pájaro equilibrista, b) El pájaro recortado, c) El pájaro recortado y sus dobleces, d) El pájaro en equilibrio.

Una vez construido el pájaro, pueden equilibrarlo en el soporte de madera proporcionado y experimentar con él. Uno de los experimentos simples que pueden realizarse es analizar cómo cambia el centro de gravedad al colocar pesos en diversas partes del modelo e.g. colocando un clip en una de las alas.

Requisitos para participar
Enviar un correo a Genaro Zavala (genaro.zavala.tec@gmail.com) y Cecilia Castañeda ( ccastaneda@cudi.edu.mx ) mencionando el interés de participar y la siguiente información:

• Nombre de la institución:
• Nombre de la(s) escuela(s) primaria:
• Nombre, correo, MSN y teléfono del coordinador institucional, que coordinará con la(s) escuela(s) primaria(s) la participación de los alumnos, en sus instalaciones.
• Nombre, correo, MSN y teléfono del responsable técnico de videoconferencia de su institución.
• Dirección IP de la sala de videoconferencia desde donde participaran los niños.

Para cualquier duda, contactar.
Genaro Zavala (genaro.zavala@itesm.mx)
Lic. Cecilia Castañeda: ccastaneda@cudi.edu.mx
CUDI, (55) 5211 3060