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El módulo de máquinas simples de CTIM ofrece una mirada transversal de principios mecánicos relevantes y su efecto físico para la clase en la ESO y el bachillerato. Sin embargo, no lo hace de forma aislada, sino que la premisa del kit de construcción es hacerlo siempre en el contexto de aplicaciones concretas. Dentro de este material, se construirán escenarios técnicos funcionales cotidianos, se investigará y se estimulará la reflexión.
El alumnado construirá de forma independiente o en equipo máquinas simples y más exigentes, sistemas automatizados, herramientas y modelos físicos. Las competencias relacionadas con el proceso se fomentarán a través de la resolución de problemas, la investigación en profundidad, y estímulos para realizar modificaciones creativas en los modelos.
Otros elementos importantes son el estímulo para divertirse experimentando y la satisfacción de observar el funcionamiento perfecto de un sistema mecánico, así como la asimilación lúdica de conceptos técnicos relevantes por medio de un amplio número de actividades y sus ejemplos de resolución.
Las «máquinas simples» (también conocidas como máquinas de ahorro de fuerza, de transformación de fuerza o de simplificación del trabajo) son herramientas o dispositivos mecánicos que sirven para transformar una fuerza u optimizar el efecto de una fuerza. Algunos ejemplos de máquinas simples son la cuerda, la palanca, la rueda y el plano inclinado (cuña) que pueden encontrarse en diferentes combinaciones en prácticamente cualquier máquina que transforma energía a energía mecánica. [1]
Estos mecanismos desempeñan un papel importante en nuestro día a día, aunque, habitualmente, su función también se desconoce por completo. Las rampas para personas en silla de ruedas, las roscas, los cordones de un zapato o las manijas de puertas son algunos ejemplos. Al trabajar con las máquinas simples, la clase de física puede contribuir a que el alumnado perciba su entorno de forma diferente, y reconozca los principios físicos de las máquinas simples como un patrón en las diversas aplicaciones diarias. [2]
Las máquinas simples son un tema tradicional de la clase de física que puede hallarse en numerosos planes de estudios al comienzo de la ESO. De manera ocasional, también se recomienda incluir el tema en la clase de ciencias sociales y naturales de la escuela primaria. La importancia de tratar el tema de las máquinas simples deriva del elevado nivel de relación con la vida diaria y del conocimiento consolidado culturalmente que se relaciona con ellas. [3]
Los siguientes temas y conceptos básicos se tratan la mayoría de las veces de forma combinada a través de muchos modelos de aplicación muy diferentes de la vida diaria:
Los modelos, desde el limpiaparabrisas del autobús hasta el tren de aterrizaje del avión, desde el mecanismo de conteo hasta la máquina expendedora, otorgan conocimientos integrales de diversos mecanismos y los fundamentos de principios físicos de funcionamiento a través de una construcción mantenida lo más sencilla posible y explicaciones de fácil comprensión.
Las tareas propuestas están formuladas de forma que se orientan a las competencias, tal como establecen los programas educativos. El objetivo es controlar el razonamiento propio al resolver problemas, así como reflexionar y valorar para, de este modo, desarrollar nuevos conocimientos. Se busca que se reconozcan los problemas, y se desarrollen y apliquen estrategias para su resolución.
De este modo, se transmiten verdaderos conocimientos técnicos de forma lúdica y sencilla, pero con fundamento y la profundidad necesaria y deseada. Al mismo tiempo, se ejercitan la percepción del espacio, el razonamiento lógico, el análisis de problemas, los principios físicos, y la comprensión de tecnología empleada a diario, y se exploran a través de experimentos propios.