Este documento describe una actividad de aula en la que los estudiantes de 4o de ESO trabajan en grupos para determinar los objetos contenidos en una caja cerrada mediante pruebas experimentales. Los estudiantes exploran la caja, formulan hipótesis iniciales, realizan pruebas como usar un imán, comparten sus conclusiones y escriben informes sobre el proceso y los resultados. El objetivo es iniciar a los estudiantes en técnicas de investigación científica.

1. Caja negra.
Una experiencia de aula
Miguel Angel Gómez Crespo (magc101@gmail.com)
Carolina García Moro (carolinagarciam3@gmail.com).
IES Victoria Kent (Torrejón de Ardoz, Madrid)
Seminario Competencia Científica en el Aula
Proyecto S-TEAM
Santiago de Compostela
29, 30 de junio y 1 de julio de 2011

2. Características de la experiencia
• Curso 2010/11. 4º ESO.
• Materia: “Ampliación de Física y Química”
• 1ª actividad del curso
• Iniciación a las técnicas de investigación y de comunicación de sus resultados
• Los alumnos trabajan organizados en grupos de dos o tres personas en el
laboratorio
• Duración: 2 o 3 sesiones (flexible en función de cómo transcurra la actividad).

3. Objetivos
• Iniciar algunas técnicas de investigación científica.
• Fomentar la discusión en grupo.
• Entrenar las técnicas de tratamiento de la información.
• Iniciar el desarrollo de las competencias que se van a trabajar durante el
curso.
• Desarrollar la capacidad de expresar sus propias ideas y reflexionar
sobre ellas.
Competencias puestas en juego:
en mayor medida: en menor medida:
- Interacción con el mundo físico. - Todas las demás.
- Competencia para aprender a aprender.
- Autonomía e iniciativa personal.
- Tratamiento de la información y competencia digital.

4. La tarea
¿Qué hay en
la caja?
Lugar de trabajo: Laboratorio.
Material: Cada grupo recibe una caja totalmente cerrada y opaca.
Información: Contiene tres objetos desconocidos.
Tarea: Averiguar los tres objetos que contiene.
Condiciones de trabajo: En ningún caso pueden abrirla. Pueden realizar todas las
pruebas externas que deseen y solicitar el material de laboratorio que necesiten.

5. 1. Exploración de las propiedades de la caja y
primeras hipótesis En primer lugar tienen un tiempo para
explorar las características de la caja.
Por lo general, la agitan para ver cómo
suena y se fijan en el tamaño.
Esto lleva a las primeras hipótesis que
suelen estar relacionadas con las
características de los materiales de la
caja (p. ej.: “suena metálico”) y su
tamaño y forma física.
A continuación se les invita a formular
por escrito sus primeras hipótesis y
proponer formas de comprobarlas.
Se oye un ruido metálico y otros más amortiguados
Un objeto es bastante más “pesado” que los otros
Hay objetos que ruedan

6. 2. Primeras experiencias
Con un imán vamos a comprobar si
Los alumnos solicitan el material
que necesiten (imanes, balanza,
hay algo de hierro
regla, etc) y proceden a realizar las
experiencias que han propuesto.
El trabajo del profesor, consiste en
fomentar la discusión en los grupos
tratando de ayudar a que los
alumnos den coherencia a sus
propuestas y resaltando sus
contradicciones para ayudarles a
avanzar en su investigación.
Hay un objeto de hierro que se desliza,
pero no rueda … tiene que ser “cuadrado”

7. 3. Seguimos experimentando
Hay un objeto que rueda en
todas las direcciones.
“Es una bola de un material
poco pesado”
Hay algo que rueda en una sola
dirección, se vuelca para los lados
pero no cae. Suena a plástico.
“Creemos que es un CD”.

8. 4. Comprobando resultados
Una vez que los alumnos han obtenido unas conclusiones se les propone que
cada grupo informe a sus compañeros de los resultados obtenidos y cómo
han llegado a esas conclusiones.
A continuación se
abre la caja y se ve
cuáles son los objetos
que contiene.

9. 5. El informe Cada alumno prepara un informe de la experiencia, resaltando
la relación entre pruebas llevadas a cabo y conclusiones.
Deben también reflexionar sobre la causa de sus posibles errores, que es lo que no han
tenido en cuenta o qué es lo que han malinterpretado.
Los informes los presentan a través del portafolios en su página web personal.
Informe del
alumno
Evaluación y
correcciones
del profesor

10. 6. … y más allá
Un grupo, tras comprobar experimentalmente que tienen una bola que es atraída
por un imán, ve que se trata de una bola de ratón.
¿Cómo es posible que una bola de ratón (caucho) tenga
propiedades magnéticas?
Nuevo experimento
¡Tiene un núcleo
de hierro!