Autor: Manuel José Andreu Guerrero (I.E.S. "Las Viñas" de Mollina)           Niveles: 4º E.S.O., 1º Bachillerato

Introducción  Tarea  |  Proceso  |  Recursos  |   Evaluación   | Conclusión  |  Guía didáctica

Introducción

¿Serías capaz de medir el ancho de tu mesa?... ¡Vaya pregunta, pues claro que sí!, .  ¿y las dimensiones de tu habitación?... Hombre, pues también. ¿Pero esto de qué va?

Vale, vale, te propongo algo un poco más complicado que no insulte tu inteligencia: ¿Serías capaz de medir... el diámetro del planeta en el que vives (supongamos, la Tierra)?... ... ...

A menudo pensamos que determinadas tareas, debido a su magnitud, sólo pueden ser desarrolladas mediante extraordinarios medios técnicos. Quizás hayas pensado que con un satélite de los muchos que orbitan alrededor de nuestro planeta podrías medir la Tierra sin mayor problema.

Pero ahora te pido algo sorprendente: viaja con tu mente 2300 años atrás en el tiempo. Imagina la legendaria ciudad de Alejandría en aquel entonces, siente el Sol implacable en un mediodía de verano a orillas del Mediterráneo. Contempla a un hombre, de poblada barba y vestido con túnica de verano al uso del lugar, arrodillado junto a una varilla recta clavada verticalmente en una pequeña explanada junto a la Gran Biblioteca de la ciudad (la mayor del mundo en su época). Imagina al hombre observando la sombra que proyecta la varilla y realizando marcas en el suelo, ajeno al sofocante calor del mediodía, apenas aliviado por un ligero viento de la costa. Imagina a otro hombre que se acerca sorprendido y que pregunta: -¿pero Eratóstenes, que haces aquí a esta hora?- Y entonces el hombre de barba poblada, sin llegar a levantar su vista del suelo, esboza una sonrisa satisfecha apenas perceptible y responde: - Calculo el tamaño de la Tierra -

El relato que acabas de leer es una ficción en sus detalles, pero corresponde a un hecho completamente cierto. Eratóstenes fue director de la inmensa biblioteca de Alejandría en el siglo III antes de Cristo y ha pasado a la historia por diversos motivos, entre otros, por realizar una medida sorprendentemente ajustada de las dimensiones de la Tierra con muy pocos medios técnicos (pero gran ingenio)

A través de esta Webquest conocerás y comprenderás cómo Eratóstenes  consiguió su propósito, y aún más, podrás sentirte un gran sabio imitando los procesos que él llevó a cabo y compartirás la extraña e intensa emoción que produce percibir la asombrosa capacidad del ser humano de sobrepasar sus limitaciones físicas

 << Volver al inicio

 

Tarea

La tarea que deberás realizar incluye una parte experimental y otra de comunicación de tu experiencia:

  • Deberás realizar una estimación del diámetro del planeta Tierra empleando un metodología similar a la que en su día usó Eratóstenes. No te preocupes si, planteado así, te parece una misión imposible. En el siguiente apartado te explicamos paso a paso el proceso y verás lo sorprendentemente fácil que resulta.

  • Deberás elaborar una página web sencilla (para ello puedes emplear algún procesador que luego permita convertir a formato html, por ejemplo el de OpenOffice) en la que expliques de forma breve la experiencia. En esta página deberás incluir una referencia a Eratóstenes, el fundamento teórico del método, su puesta en práctica y sus resultados. Como casi cualquier página web, será conveniente que incluyas fotografías de tu experiencia. El objetivo es que tú página pueda ser publicada en la web del Centro.

<< Volver al inicio

 

Proceso

En primer lugar, deberéis formar grupos de 3 a 6 compañeros según las instrucciones dadas por vuestro profesor/a. Una vez formados los grupos deberéis distribuiros las siguientes papeles/funciones:

 
Responsables de  Funciones  fases o subprocesos relacionados nº de compañeros/as
fundamentos teóricos

 

Comprender y explicar a los demás miembros las bases teóricas del método usado por Eratóstenes Subproceso 1. Conociendo a Eratóstenes y su método de medida

Subproceso 4. Por fin, calculando

1-2
comunicaciones

 

Seleccionar y comunicar con colaboradores apropiados imprescindibles para realizar esta actividad Subproceso 2.  Buscando datos y... ¡ayuda! 1-2
medios técnicos

 

Preparar y poner a punto el "aparataje" para su buen funcionamiento, y realizar las medidas necesarias con precisión Subproceso 3. Midiendo sombras. 1-2

Tened en cuenta algo FUNDAMENTAL: cada uno os especializaréis en una tarea, que es esencial para alcanzar el objetivo, pero el INTERCAMBIO DE INFORMACIÓN y la AYUDA MUTUA será imprescindible para que desarrolléis eficazmente vuestro trabajo.

Por ello, os aconsejamos echar un vistazo a toda la actividad para tener una buena visión de conjunto, aunque os centréis luego en la fase que os corresponda.

Tendréis un par de clases para tomar una visión global de la actividad y realizar tareas específicas de cada subgrupo: Preparar breves pero claras explicaciones del método, localizar posibles centros colaboradores y construir y probar un sencillo aparato llamado gnomon. En todas estas actividades vuestro profesor os prestará la ayuda que necesitéis. Más tarde en otra clase realizaréis entre todos los miembros una sencilla prueba experimental y, por último tendréis otras dos horas para preparar la página Web que se os indica en la TAREA.

¡ ÁNIMO Y ADELANTE !

1. Conociendo a Eratóstenes y su método de medida

En primer lugar deberás conocer quién era Eratóstenes y, sobre todo, como es el procedimiento que el siguió para medir el diámetro de la Tierra.

Para lo primero puedes consultar en esta página o en esta otra. Para lo segundo puedes conocer una descripción global del método empleado por Eratóstenes y posteriormente analizar una descripción más detallada acompañada de esquemas.

Observa que la medición de Eratóstenes se basa en que la lejanía del Sol permite suponer que los rayos solares que llegan a dos puntos diferentes de la Tierra siguen trayectorias paralelas entre sí y que por tanto, las diferencias de las sombras proyectadas en dos puntos alejados en un mismo momento se deben a la curvatura de la Tierra.

 

2. Buscando datos y... ¡ayuda!

Como habrás observado, en uno de los lugares de referencia empleados por Eratóstenes para su cálculo (Siene), no había sombra, es decir, el ángulo de la sombra proyectada era 0. Esto facilitaba el cálculo del ángulo de curvatura entre las dos ciudades (Alejandría y Siene) porque bastaba con hacer una medición en Alejandría, pero tenía el inconveniente de que había que esperar a un determinado día del año (el solsticio de verano) para hacerla, ya que sólo ese día se cumplía que la sombra proyectada en Siene fuera nula.

Vosotros seguiréis un método algo más complejo pero con una ventaja: la medida puede realizarse cualquier día del año (siempre que esté soleado en ambos lugares). Para ello necesitaréis ayuda de compañeros de un Instituto alejado al menos 600 km y que cumpla con una condición especial: que estén situados aproximadamente sobre el mismo meridiano.

Para encontrar lugares candidatos seguid el siguiente protocolo:

 
Protocolo de selección de Centros colaboradores
Familiarízate con las coordenadas de posición terrestre (latitud y longitud) y la forma de expresarlas

Saber sobre coordenadas geográficas

Busca las coordenadas geográficas de tu localidad. En el caso de Andalucía es muy fácil consultando la web del Sistema de Información Multiterritorial de Andalucía (SIMA).

Consultar datos del SIMA

Busca   una población española alejada de la tuya cuya posición geográfica tenga una longitud similar a la tuya

Ver coordenadas de poblaciones españolas

Con ayuda de tu profesor/a contacta con un centro educativo de dicha localidad e intenta animarles a que colaboren contigo. Comprueba sus coordenadas geográficas. Poneros de acuerdo en qué día os viene bien a ambos centros realizar las mediciones, que deberán ser hechas a mediodía

Buscar IES en el registro estatal del MEC

Te hará falta calcular la distancia entre ambas localidades. Para ello puedes emplear  una utilidad de Internet que lo hará por ti con sólo introducir las coordenadas geográficas de tu localidad y la de la localidad colaboradora.

Calcular distancias entre posiciones

3. Midiendo sombras

La experiencia se basa en la comparación de las sombras proyectadas en dos lugares diferentes en un mismo momento. Por tanto,  deberéis construir en tu Centro y en el colaborador un sencillo artilugio (gnomon) para medir la longitud de las sombras. Un gnomon es simplemente una varilla colocada perpendicularmente sobre una superficie plana sobre la cual proyecta una sombra.

Para construirlo podéis usar la información que encontraréis en esta página. El largo  largo de la varilla no tiene por qué ser el mismo.

También deberéis elegir un día concreto entre ambos Centros para realizar la medición de la sombra.  Para elegir el día adecuado (que, lógicamente, deberá ser soleado en ambos lugares) puede serte de gran utilidad consultar la web del Instituto Nacional de Meteorología

El día fijado deberéis salir al patio cuando esté próximo el mediodía con vuestro gnomon y colocarlo en un lugar soleado con la tabla dispuesta horizontalmente y orientado de forma que el Sol proyecte su sombra sobre la superficie.

Cada 3-4 minutos minutos señalad con un lápiz el extremo de la sombra. Comprobaréis que los puntos señalados dibujan sobre el tablero un arco que se acerca progresivamente hacia el gnomon y luego se aleja. El punto situado más cerca del gnomon corresponderá al momento del mediodía solar. Esta es la sombra que nos interesa. Mide su longitud con la mayor exactitud posible, que no es fácil. Consulta el siguiente  enlace para conocer detalles de este procedimiento.

4. Por fin, calculando

Calcula el ángulo que forma la varilla del gnomon y la línea que los extremos de la varilla y de la sombra en el mediodía solar. A este ángulo se le llama distancia cenital. Intercambiad los datos con el centro cooperante. Para calcular la distancia cenital puedes emplear un de estos dos métodos.

- De forma gráfica dibujando a escala el triángulo que forman la varilla, su sombra y la línea imaginaria que une los extremos separados de ambas y luego usando un semicírculo graduado.

- Con ayuda de la calculadora, calculando  arctg (longitud sombra/longitud varilla)

Para obtener el valor del radio terrestre ya sólo os queda realizar un sencillo cálculo que compara las distancias cenitales calculadas por tu grupo y el de tus colaboradores. Lo tienes descrito en esta página, que ya has visitado, o también en este enlace.

<< Volver al inicio

 

Recursos
Como has podido comprobar los recursos de la red que debes emplear aparecen ya a lo largo de las distintas fases del proceso. No obstante aquí te aparecen clasificados por tema o utilidad, incluyendo, además, algunos enlaces adicionales:
Tema Enlaces
Biografías de Eratóstenes

Breve biografía de Eratóstenes en "Biografías y vidas"

Extensa biografía y obra de Eratóstenes en "Wikipedia"

Descripciones del método de Eratóstenes para la medición del radio de la Tierra

descripción global del método en la página Escuela de Invierno de la Universidad de Chile

descripción más detallada en "Ciencia recreativa"

Coordenadas geográficas y medición de distancias

Saber sobre coordenadas geofráficas

Conocer la coordenadas geográficas de una localidad andaluza a través de SIMA (Sistema de Información Multiterritorial de Andalucía)

Ver coordenadas de poblaciones españolas

Calcular distancias entre posiciones

Cálculo de distancias cenitales

Construcción de un gnomon

Medición de sombras cenitales con un gnomon

Concepto y cálculo de distancias cenitales

Varios

Web del Instituto Nacional de Meteorología

Registro Estatal de Centros Docentes No Universitarios

<< Volver al inicio 

 

Evaluación
Tu trabajo será valorado según el siguiente esquema:
Criterio Destacado Bien Insuficiente
Comentarios sobre la figura y método de Eratóstenes Se incluye un comentario sobre Eratóstenes haciendo referencia a su contribución al conocimiento y se explican claramente y con ayuda de esquemas las bases conceptuales del método y el objetivo de la actividad

(3 puntos)

Las referencias a Eratóstenes son correctas. Se incluyen las ideas principales de la metodología empleada aunque se aprecian algunas imprecisiones o faltan varios detalles

(2 puntos)

Se incluyen comentarios erróneos sobre la figura de Eratóstenes. Las referencias al método son muy imprecisas o contienen errores graves.

(1 punto)

Descripción de la actividad desarrollada Se incluyen de forma ordenada y detallada las etapas de la actividad: consulta de información, coordenadas geográficas de la localidad, selección de centro colaborador, comunicación con dicho centro, cálculo de distancias, fase experimental, cálculos finales.

Se incluyen al menos 4 imágenes relevantes (dos de ellas fotografías de la experiencia).

(4 puntos)

La descripción es ordenada aunque se aprecia los comentarios son excesivamente breves (insuficientes para resultar explicativos).

Se incluyen dos o tres imágenes, una de ellas una fotografía de la actividad propia

(2 puntos)

La descripción de la actividad es desordenada. Faltan referencias a varias fases de la experiencia.

No se incluyen  fotos o éstas no aportan información significativa

(1 punto)

Estructura y presentación de la página La presentación es clara y está estructurada en bloques bien diferenciados. Se emplean recursos visuales (tamaños, colores y tipos de letra, etc.) para hacer la página más agradable visualmente. No hay faltas de ortografía y la expresión es correcta

(3 puntos)

Se hace una estructuración correcta de la información aunque visualmente sea poco apreciable. La expresión y la ortografía presentan varias incorrecciones.

(2 puntos)

La organización de los contenidos  es muy imprecisa o desordenada. No se emplean recursos visuales que mejoren la presentación. Abundan los errores de ortografía y la expresión es confusa

(1 punto)

Precisión de los cálculos Los resultados de la medición arrojan un valor que presenta un error inferior al 10% con respecto al valor real

(2 puntos)

Los resultados de la medición arrojan un valor que presenta un error igual o superior al 10% e inferior al 25% con respecto al valor real.

(1 punto)

Los resultados de la medición arrojan un valor que presenta un error  superior al 20% con respecto al valor real

(0 puntos)

 

<< Volver al inicio

 

 
Conclusión
Es seguro que después de haber realizado esta experiencia te habrás dado cuenta que, aunque la Ciencia siempre ha guardado una estrecha relación con la Tecnología, una sólida formación intelectual combinada con una buena dosis de ingenio puede ser tan poderosa para alcanzar nuevos conocimientos como un "artilugio" de alta tecnología.

Es más, todos esos "chismes" de última generación (móviles que hacen de todo, reproductores portátiles de todo tipo, etc.) que tanto nos gustan y de los que tanta dependencia sentimos son resultado del esfuerzo intelectual de muchas personas.

Todo esto me lleva a plantearte dos breves cuestiones para reflexionar:

¿Qué problemas puede llegar a tener una sociedad altamente tecnificada como la nuestra en la que poca gente comprende o conoce las bases conceptuales de los recursos científicos y técnicos "imprescindibles" para su vida?

¿Qué papel juegan las ideas en el desarrollo de la Ciencia?

Y otra para divertirte:

Habrás visto que en la cabecera de esta webquest aparece una fotografía del a Tierra (la razón es evidente) pero también otra de una oruga ???.  ¿Qué pinta una oruga en una actividad cómo esta? ¿Serías capaz de encontrar una justificación razonable para su presencia en esta webquest? SUGERENCIA: prueba a buscar en Google introduciendo partes del título.

<< Volver al inicio

Guía didáctica para el profesor

1. Autor

Manuel José Andreu Guerrero  ( anguer@telefonica.net )

2. Niveles y estructuras de aplicación:

 Grupos de 3 a 6 alumnos/as de 4º E.S.O.1º Bachillerato

3. Áreas de conocimiento implicadas y contenidos tratados:

Areas Contenidos tratados
Ciencias de la Naturaleza La Tierra  y el Sol como objetos astronómicos

Modelos teóricos en la Ciencia

Ciencias Sociales Coordenadas geográficas
Matemáticas Ángulos y cálculos trigonométricos
 

4. Objetivos:

Con esta actividad se pretende que los alumnos/as avancen en las siguientes capacidades:

- Valorar la importancia de los modelos teóricos en la construcción del conocimiento científico.

- Perfilar y ejecutar diseños experimentales a partir de modelos teóricos y protocolos proporcionados

- Valorar la importancia de las estrategias colaborativas en las actividades de aprendizaje y en el desarrollo social en general.

- Mejorar en las estrategias de búsqueda y uso de información en Internet y de las nuevas TIC en general.

5. Concepto previos:

La actividad está diseñada de forma que la mayor parte de los conceptos básicos necesarios para su realización pueden adquirirse durante la misma. No obstante a continuación se incluyen una lista de conceptos que pueden considerarse claves para poder entender y desarrollar la actividad:

Rotación y traslación terrestre, movimiento aparente del Sol en el firmamento

Coordenadas de posición geográfica, latitud, longitud, meridianos, paralelos

Relaciones angulares, ángulos equivalente, adyacentes, etc.

Concepto de arcotangente (para 1º bachillerato) o en su defecto, dibujos sencillos a escala (para 4º ESO)

 

6. Otras consideraciones didácticas:

Esta es una página que adapta al popular formato de webquest una actividad que con algunas diferencias de planteamiento y formato podemos encontrar en la red en otras webs. En ella se intentan explotar al máximo los recursos que ofrece Internet de forma que el alumno/a realice todas las tareas posibles apoyándose en las nuevas TIC (Búsqueda de información sobre el contexto histórico y las bases conceptuales del método usado, desarrollo de procedimientos experimentales, selección de localidades, cálculos de distancias, transmisión de información, comunicación de resultados, etc.)

En esta actividad, además,  parte de la información fundamental (la de medición de las distancias cenitales) requiere una fase experimental que es independiente del uso de Internet. Creo que este detalle enriquece el valor didáctico de la actividad ya que combina muy bien lo mejor de estas dos estrategias de aprendizaje, haciendo evidente su interdependencia en la construcción del conocimiento, particularmente del conocimiento científico.

<< Volver al inicio