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UniversidaddeCádiz
Implicación de los Estudiantes en Prácticas Reflexivas de Modelización en la Enseñanza de las Ciencias IMEPREMEC

MODELIZACIÓN DEL FENÓMENOS DE LAS MAREAS A TRAVÉS DE UNA ANALOGÍA MÚLTIPLE

Autores

María Armario, Natalia Jiménez-Tenorio, José María Oliva

Introducción

El movimiento de los astros y sus ciclos han sido referentes inspiradores en el desarrollo científico a lo largo de la historia. Eventos como el ciclo día/noche, las estaciones, las fases lunares o las mareas, supusieron todo un reto para la comunidad científica y son todavía hoy un desafío en el aprendizaje de los estudiantes. Alcanzar en el aula una adecuada comprensión de estos fenómenos, y en concreto del fenómeno de las mareas, no sólo exige abordar un marco global que articule una amplia variedad de principios, conceptos y hechos en torno al sistema Sol-Tierra-Luna, sino también hacer frente y superar modelos alternativos que ya traen los alumnos cuando se enfrentan a su aprendizaje. Por ejemplo, son muchos los estudiantes que atribuyen al viento o a la lluvia la causa principal de las mareas, y son también bastantes los que, cuando lo asocian con la Luna, desconocen el mecanismo real a través del que éstas se generan o incluso expresan explicaciones que consideran ciclos de mareas cada veinticuatro horas, en lugar de cada doce. De este modo, una idea muy generalizada entre el alumnado consiste en asumir que la gravedad de la Luna tiende a hacer que el agua se acumule en un lado de la Tierra y retroceda en el otro.
Desde el punto de vista histórico, el fenómeno de las mareas no llegó a ser explicado hasta la aparición de figuras como Newton o Laplace, quienes utilizaron la mecánica newtoniana para desarrollar modelos que permitieran comprenderlo. De ahí que, desde un punto de vista didáctico, este fenómeno pueda resultar útil para situar en contexto el concepto de gravedad. Además, este fenómeno es uno de los sucesos astronómicos más familiares para los estudiantes, al menos para aquellos que habitan en poblaciones costeras oceánicas. Sin embargo, dicha familiaridad no viene acompañada, en muchos casos, por una comprensión adecuada, debido a la dificultad del fenómeno y al tratamiento superficial que se hace del mismo en el sistema educativo.
La comprensión científica del fenómeno se facilita concibiendo un modelo oceánico donde la acción gravitatoria de la Luna deforma la masa oceánica, originando un elipsoide de agua (con la Tierra en su interior) con dos abultamientos, uno a cada lado. Esta deformación se debe al gradiente de fuerzas que se genera entre el punto más cercano y el más distante respecto a la Luna, consecuencia de la disminución con la distancia de la fuerza gravitatoria (Ley de Gravitación Universal). A esta deformación ha de superponerse otra menor creada por el Sol, de modo que, aunque el fenómeno es más complejo, la composición de dichos efectos explicaría el fenómeno a un nivel suficiente para la etapa de la ESO.
Por el contrario, y en consonancia con lo que ya hemos señalado antes, los alumnos suelen desarrollar un modelo intuitivo con un solo abultamiento mareal, producto de una especie de efecto de succión ejercida por la Luna por su atracción gravitatoria.
En este marco, parece razonable buscar estrategias y recursos que favorezcan el aprendizaje en este ámbito, y articulen principios y hechos que permitan la elaboración de un modelo global en torno al fenómeno. Así mismo, resulta preciso integrar estas actividades dentro de secuencias de enseñanza-aprendizaje más amplias que contribuyan a incrementar el interés de los estudiantes por las ciencias, su valor y utilidad.

Actividad Planteada

Esta actividad está dirigida a maestros en formación inicial, aunque puede emplearse también con estudiantes de secundaria y bachillerato. Consiste en la implementación de una analogía múltiple, recurriendo a análogos cercanos al alumnado como imanes, muelles y carritos de juguete. Así, los tres símiles que se utilizan tienen el objetivo de ayudar a visualizar y comprender el origen de los abultamientos mareales. En esencia, se pretende modelizar el elipsoide de revolución formado por la masa de agua, en términos de una esfera estirada por el gradiente de fuerza que existe entre los dos extremos de su diámetro horizontal. Abarca no solo la modelización del fenómeno de las mareas, sino también, unido a ello, el abordaje de la ley de Gravitación Universal.

Guia Del Profesor

Actividades del estudiante