Conceptos Fundamentales: Relacionando Temas de Ciencia de Primaria con el Clima
¿Te preguntas cómo conectar el contenido de tu aula con la ciencia del clima? La naturaleza interdisciplinaria de la ciencia del clima crea oportunidades para conectarse con una serie de conceptos fundamentales que ya enseñas todos los días. Sin embargo, puede ser difícil analizar las ideas grandes y complejas de la ciencia del clima para los estudiantes de primaria. Esta página utiliza los conceptos relevantes y básicos de las Normas Científicas de la Próxima Generación (las Ideas Disciplinarias Centrales, los Conceptos Transversales y la Naturaleza de las Prácticas Científicas) para mostrar cómo se pueden establecer conexiones con las grandes ideas de la ciencia del clima, ideas que el Programa de Investigación sobre el Cambio Global de los EE.UU. han identificado como esenciales para que todos los ciudadanos conozcan (Principios de Alfabetización Climática y Energética).
¿Qué es la alfabetización climática y energética?
Según el Marco de Alfabetización Climática del Consejo de Investigación sobre el Cambio Global de los Estados Unidos, la Alfabetización de la Ciencia Climática es una comprensión de tu influencia en el clima, y la influencia del clima en ti y la sociedad.
Según el Marco de Alfabetización Energética del Departamento de Energía de los Estados Unidos, la Alfabetización Energética es una comprensión de la naturaleza y la función de la energía en el universo y en nuestras vidas. La alfabetización energética es también la capacidad de aplicar este entendimiento para responder preguntas y resolver problemas.
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Naturaleza de la ciencia: Conexiones con el clima
Entender la naturaleza de la ciencia no sólo es fundamental para comprender el cúmulo de conocimiento que constituye la ciencia del clima, sino que también ayuda a los estudiantes a apreciar cómo los científicos han llegado a sus conclusiones y cómo se actualiza este conocimiento a medida que se recopilan nuevas pruebas. Estos últimos conceptos pueden ayudar a los estudiantes a reconocer cómo los científicos han llegado a la conclusión de que las acciones humanas están contribuyendo al cambio climático global. Los estudiantes deben entender las diferencias entre hipótesis, leyes físicas y teorías, y reconocer que los conceptos científicos se basan en pruebas rigurosas, evidencia científica, y son parte de un diverso sistema de voces que proporcionan controles y equilibrios para asegurar que estos conceptos representan nuestros entendimientos más actuales.
NGSS incluye ocho temas principales sobre la naturaleza de la ciencia, que son todos conceptos fundamentales para entender cualquiera de las Grandes Ideas en Educación Climática y Energética. Están diseñados para conectarse con las prácticas y los conceptos transversales del NGSS. Los temas son los siguientes:
Mostrar las prácticas de NGSS
Hide- Las investigaciones científicas utilizan una variedad de métodos
- El conocimiento científico se basa en la evidencia empírica
- El conocimiento científico está abierto a la revisión ante nuevas pruebas
- Modelos, leyes, mecanismos y teorías científicas explican los fenómenos naturales
- La ciencia es una forma de saber
- El conocimiento científico asume un orden y consistencia en los sistemas naturales
- La ciencia es un esfuerzo humano
- La ciencia aborda preguntas sobre el mundo natural y material
- Una matriz, en las páginas 5 y 6, describe los resultados de aprendizaje para cada uno de los ocho temas por rango de grado: La naturaleza de la ciencia en NGSS
Diseño de ingeniería: Conexiones con el clima
Las ideas centrales disciplinarias del diseño de ingeniería del NGSS desbozan estrategias que los estudiantes deben entender y luego aplicar para resolver problemas. Debido a que el cambio climático es un problema tan amplio y relevante con muchas oportunidades para soluciones, puede servir como un tema ideal para que los estudiantes practiquen estas estrategias. Diseñar maneras de disminuir el uso de energía o agua, usar energía renovable, reutilizar materiales, sembrar árboles y cultivar alimentos de jardines comunitarios son todas soluciones que los estudiantes pueden implementar localmente. Los estudiantes también pueden diseñar soluciones que están destinadas a adaptarse a un clima cambiante, como estructuras que soportan el aumento del nivel del mar o la intensidad de las tormentas. Centrarte en las soluciones es empoderar a los estudiantes.
"Al hacer preguntas y resolver problemas significativos a través de la ingeniería en contextos locales (por ejemplo, planificación de cuencas hidrográficas, equipos médicos, instrumentos de comunicación para los sordos), diversos estudiantes profundizan sus conocimientos científicos, llegan a ver la ciencia como relevante para sus vidas y futuro, y participan en la ciencia de manera socialmente relevante y transformadora." - Marco del Consejo Nacional de Investigación para la Educación Científica K-12
K-2-ETS1-1.
Haz preguntas, haz observaciones y reúne información sobre una situación que la gente quiere cambiar para definir un problema simple que se puede resolver a través del desarrollo de un objeto o herramienta nueva o mejorada.
K-2-ETS1-2.
Desarrolla un boceto sencillo, dibujo o modelo físico para ilustrar cómo la forma de un objeto lo ayuda a funcionar según sea necesario para resolver un problema.
K-2-ETS1-3.
Analiza los datos de las pruebas de dos objetos diseñados para resolver el mismo problema para comparar las fortalezas y debilidades de cómo cada uno se desempeña.
3-5-ETS1-1.
Define un problema sencillo de diseño que refleje una necesidad o un deseo que incluya criterios específicos para el éxito y limitaciones en los materiales, el tiempo o el costo.
3-5-ETS1-2.
Genera y compara múltiples soluciones posibles a un problema basado en qué tan probable es que cumpla con los criterios y limitaciones del problema.
3-5-ETS1-3.
Planifica y realiza pruebas justas en las que se controlen las variables y se consideren puntos de fallo para identificar aspectos de un modelo o prototipo que puedan ser mejorados.
Conceptos Transversales: Conexiones con el Clima
La ciencia del clima no se limita a una disciplina, sino que abarca muchas disciplinas, incluyendo la física, la química, la biología, la ciencia de la Tierra y la ingeniería, por nombrar solo algunas. La investigación científica en el mundo real no funciona en estos cubos definidos, y los Conceptos Transversales en el NGSS ayudan a estructurar las ideas entre disciplinas. Estos siete Conceptos Transversales sirven como conceptos fundamentales para entender mejor la ciencia del clima a cualquier edad y son una parte integral de la ciencia detrás de los temas de clima y energía:
Los patrones observados de formas y eventos guían la organización y clasificación, y provocan preguntas sobre las relaciones y los factores que las influyen.
Entender los patrones es un concepto fundamental que es clave para entender el clima. Por su propia definición, el clima es el tiempo promedio a largo plazo durante un período de tiempo establecido, y los científicos utilizan las características atmosféricas recurrentes para describir el clima de una región, típicamente promediado a lo largo de 20-30 años. Esta observación a diferentes escalas de tiempo es también la forma en que los científicos saben que el clima está cambiando, porque usan los datos para buscar patrones cambiantes en el tiempo para tratar de entender los factores que están influyendo en los cambios.
Los eventos tienen causas, a veces simples, a veces multifacéticas. Una actividad importante de la ciencia es investigar y explicar las relaciones causales y los mecanismos por los cuales están mediadas. Estos mecanismos pueden ser probados en contextos determinados y utilizados para predecir y explicar eventos en nuevos contextos.
¡De esto se trata la ciencia del clima! Algunas de las principales preguntas que los científicos están tratando de responder actualmente incluyen: ¿Qué está causando el cambio climático? ¿Cuáles son sus efectos en nuestro medio ambiente? ¿Cómo nuestras acciones hacen que el cambio climático aumente o disminuya? Para entender las causas y los efectos del cambio climático, los científicos utilizan modelos sofisticados que incorporan muchas variables que influyen en el cambio climático, lo que permite que los científicos predigan y expliquen mejor lo que podría suceder a nuestro medio ambiente en diversas circunstancias.
Al considerar los fenómenos, es fundamental reconocer lo que es relevante en diferentes medidas de tamaño, tiempo y energía y reconocer cómo los cambios en escala, proporción o cantidad afectan la estructura o el rendimiento de un sistema.
La escala es un concepto fundamental para entender el clima porque ayuda a los estudiantes a diferenciar entre condiciones meteorológicas, que se describe por escalas de tiempo cortas en áreas pequeñas y localizadas, y el clima, que se describe por escalas de tiempo más largas en regiones más grandes. Comprender la escala, la proporción y la cantidad ayuda a los estudiantes a entender cómo medir los datos atmosféricos (como con un termómetro) e interpretar lo que significan estas medidas.
Definir el sistema dentro de un estudio — especificar sus límites y hacer un modelo explícito de ese sistema — proporciona herramientas para comprender y probar ideas que son aplicables a través de la ciencia y la ingeniería.
El clima es un sistema gigante con muchas variables. A medida que aprendemos más sobre nuestro clima, los modelos científicos se vuelven cada vez más sofisticados, volviéndose representaciones más cercanas de lo que realmente está sucediendo. Los modelos desafiantes con varias observaciones permiten que los científicos prueben los modelos y obtengan una mejor comprensión de cómo los cambios a una variable en el sistema pueden afectar a otras variables.
El seguimiento de los flujos de energía y materia dentro, fuera y dentro de los sistemas ayuda a entender las capacidades y limitaciones de los sistemas.
El clima en la Tierra está determinado por la cantidad de radiación entrante del sol. Esta energía es dispersada, reflejada o absorbida por nuestra atmósfera. Si es absorbida por la atmósfera, después es absorbida o reflejada por la superficie de la Tierra, donde luego puede ser almacenada o transformada en calor o movimiento, dando lugar a una amplia variedad de clima y movimiento de agua en la atmósfera y el océano. La transferencia de energía impulsa el sistema climático.
La forma en que un objeto o cosa viviente se forma y su subestructura determinan muchas de sus propiedades y funciones.
Estudiar la estructura y función de las plantas permite a los estudiantes entender cómo la vegetación sirve como un importante sumidero de carbono. Además, las estructuras y funciones de un organismo, y su capacidad de adaptación, influyen en la forma en que ese organismo es capaz de manejar los cambios en su entorno. Ejemplos de especies que se ven particularmente afectadas por el cambio climático incluyen osos polares, pikas, corales, tortugas marinas, salmones y alces, aunque la mayoría de las especies del planeta se ven afectadas por el cambio climático de alguna manera.
Para los sistemas naturales y construidos por igual, las condiciones de estabilidad y los determinantes de las tasas de cambio o evolución de un sistema son elementos críticos de estudio.
El clima de la Tierra es capaz de mantener la vida en nuestro planeta debido al efecto invernadero natural, que proporciona una estabilidad relativa al clima: la radiación solar entrante calienta la superficie de la Tierra. Los gases de efecto invernadero en nuestra atmósfera atrapan el calor que se emite desde la superficie de la Tierra, manteniendo las temperaturas bastante constantes y permitiendo que las temperaturas superficiales de la Tierra permanezcan dentro de un rango que mantenga la vida.
Sin estos gases de efecto invernadero y su capacidad para atrapar el calor, la temperatura de la Tierra haría que el planeta sea inhabitable. Sin embargo, el aumento de las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera atrapa calor adicional, lo que hace que nuestro clima se caliente. En una escala de tiempo geológico, el clima de la Tierra ha tenido periodos de mayor y menor estabilidad, impulsados principalmente por el cambio de las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera. Las comparaciones de los datos climáticos actuales y anteriores indican que estamos en una época de cambios crecientes y sin precedentes.
Ideas Centrales Disciplinarias del NGSS: Conexiones con el Clima
Las Ideas Centrales Disciplinarias proporcionan los conceptos claves que los estudiantes necesitan para entender una disciplina. Para entender cómo las ideas centrales del NGSS proporcionan conocimientos fundamentales para los Principios de Alfabetización Climática y Energética, consulta las tablas a continuación. Las Ideas Centrales Disciplinarias pertinentes se han vinculado, por grado, a los Principios de Alfabetización Climática y Energética que apoyan.
Jardín de infancia
| Ideas Disciplinarias del jardín de infancia | Cómo se conecta con el clima y/o la energía | Principios Climáticos | Principios Energéticos |
|---|---|---|---|
| PS3.B: Conservación de la energía y transferencia de energía ▪ La luz del sol calienta la superficie de la Tierra. | El clima de la Tierra es impulsado principalmente por la energía del Sol. | CLP 1,1A | ELF 2.3 |
| LS1.C: Organización para el flujo de materia y energía en los organismos ▪ Todos los animales necesitan alimento para vivir y crecer. Obtienen su alimento de las plantas o de otros animales. Las plantas necesitan agua y luz para vivir y crecer. | El clima local determina la cantidad de luz solar, alimentos y agua disponible en áreas particulares para que las plantas y los animales vivan y crezcan. La energía fluye a través de las redes alimentarias, desde los productores (plantas) hasta los consumidores y los descomponedores. | ELF 3.2, 3.4 | |
| ESS2.D: Condiciones meteorológicas y clima ▪ Las condiciones meteorológicas son la combinación de la luz solar, el viento, la nieve o la lluvia, y la temperatura en una región en particular en un momento determinado. La gente mide estas condiciones para describir y registrar el clima y para notar patrones en el tiempo. | Entender las condiciones meteorológicas es el comienzo de entender el clima. Los datos meteorológicos recopilados y registrados a través del tiempo y el espacio son lo que ayuda a los científicos a notar patrones que describen el sistema climático. | CLP 7A | ELF 2.3 |
| ESS2.E: Biogeología ▪ Las plantas y los animales pueden cambiar su entorno. | Las plantas absorben dióxido de carbono, lo que ayuda a eliminarlo de nuestra atmósfera. Los animales, principalmente los humanos, han aumentado los gases de efecto invernadero al quemar combustibles fósiles, lo que ha provocado que el clima cambie más rápidamente que nunca. Los seres humanos también tienen la capacidad de cambiar sus comportamientos para disminuir su impacto en el medio ambiente. | CLP 3E CLP 2, 2A, 2F | |
| ESS3.C: Impactos humanos en los sistemas de la Tierra ▪ Las cosas que la gente hace para vivir cómodamente pueden afectar al mundo que los rodea. Pero pueden tomar decisiones que reduzcan sus impactos en la tierra, el agua, el aire y otros seres vivos. | Varias tecnologías humanas diseñadas para hacer la vida más cómoda (sobre todo tecnologías que queman combustibles fósiles) han aumentado los gases de efecto invernadero que conducen al cambio climático. Sin embargo, los seres humanos también pueden tomar acciones individuales, ayudar a desarrollar nuevas tecnologías más ecológicas y contribuir a soluciones a gran escala que pueden mitigar y disminuir el impacto del cambio climático. | ELF 4.1-4.7; ELF 5.1-5.7; ELF 6.1-6.8; ELF 7.4-7.6 | |
|
ESS3.A: Recursos naturales ▪ Los seres vivos necesitan agua, aire y recursos de la tierra, y viven en lugares que tienen las cosas que necesitan. Los humanos usan los recursos naturales para todo lo que hacen. |
La vida en la Tierra requiere recursos que dependen mucho de o son producto del clima local (alimentos, agua). Los seres humanos también utilizan los recursos naturales, incluidos los recursos naturales como el carbón, el petróleo y el gas natural, para proporcionar energía que alimenta diversas tecnologías (automóviles, calefacción/aire acondicionado, luces, etc.). La quema de estos recursos es el principal impulsor del rápido aumento del cambio climático que se ha observado en el último siglo. El aprovechamiento de recursos naturales más limpios (eólicos, solares, hidroeléctricos) es un ejemplo de cohabitación más sostenible con el mundo natural. | CLP 3A, 3B, 3C, 3D | ELF 4.1-4.7; ELF 5.1-5.7; ELF 6.1-6.8; ELF 7.1-7.6 |
| ESS3.B: Peligros naturales ▪ Algunos tipos de clima severo son más probables que otros en una región determinada. Los científicos meteorológicos pronostican un clima severo para que las comunidades puedan prepararse y responder a estos eventos. | No todos los lugares experimentarán el cambio climático de la misma manera. Se observarán aumentos en varios tipos de clima severo dependiendo de la región (por ejemplo, sequías, huracanes, ventiscas, tormentas eléctricas, etc.). Los cambios en el ecosistema debido al calentamiento global aumentarán el clima severo, tal como el calentamiento de las aguas oceánicas resultará en más frecuentes y más fuertes huracanes. Los pronósticos meteorológicos son herramientas necesarias para la preparación y respuesta a los peligros. | CLP 7C. CLP 5C, 5D |
|
1er grado
| Ideas Disciplinarias del 1er grado | Cómo se conecta con el clima y/o la energía | Principios Climáticos | Principios Energéticos |
|---|---|---|---|
| PS4.B: Radiación electromagnética ▪ Algunos materiales permiten que la luz pase a través de ellos, otros solo permiten que pase cierta luz y otros bloquean toda la luz y crean una sombra oscura en cualquier superficie más allá de ellos, donde la luz no puede alcanzar. Los espejos se pueden utilizar para redirigir un rayo de luz. (límite: la idea de que la luz viaja de un lugar a otro se desarrolla a través de experiencias con fuentes de luz, espejos y sombras, pero no se hace ningún intento de discutir la velocidad de la luz.) | Este concepto proporciona la base para entender cómo la radiación electromagnética (el sol) calienta el planeta e interactúa con diversas moléculas atmosféricas y superficies del planeta de manera diferente. Cuando la luz solar llega al planeta puede ser reflejada de vuelta al espacio o la atmósfera, o puede ser absorbida por la superficie del planeta o la atmósfera. Los gases de efecto invernadero atrapan la radiación en la atmósfera, manteniendo nuestro planeta caliente y adecuado para sostener la vida, aunque los niveles crecientes de estos gases están llevando a un aumento en el calentamiento de nuestro planeta. Cuando la luz solar llega a la superficie del planeta, la presencia de nieve o hielo en las superficies resulta en mayor reflectividad y menos calentamiento, mientras que el agua oscura o la tierra resulta en menos reflectividad y una mayor cantidad de calentamiento. | CLP 1A, CLP 2E | |
| ESS1.A: El universo y sus estrellas ▪ Se pueden observar, describir y predecir los patrones del movimiento del sol, la luna y las estrellas en el cielo. | El movimiento y los patrones del sol y de la luna relativos a la Tierra ayudan a explicar las diferencias que observamos entre las estaciones y las latitudes. En escalas de tiempo más largas, estos patrones pueden explicar los ciclos de calentamiento y enfriamiento de la Tierra debido al posicionamiento planetario (ciclos de Milankovich) que han resultado en períodos glaciales e interglaciales | CLP 1C, CLP1D | |
| ESS1.B: La Tierra y el sistema solar ▪ Se pueden observar, describir y predecir patrones estacionales del amanecer y atardecer del sol. | Examinar la duración del día y los cambios de temperatura estacionales puede ayudar a los estudiantes a entender los patrones estacionales del amanecer y atardecer del sol. Especialmente fundamental es entender cómo el ángulo del sol influye en la cantidad de luz que llega a la superficie, y cómo la luz solar alcanza latitudes más altas en un ángulo más bajo que extiende la luz solar sobre un área más grande. Esto extiende la energía sobre un área más grande, disminuyendo la cantidad de absorción directa de la luz solar y, por lo tanto, la energía (piensa en una linterna que se inclina hacia arriba). | CLP 1C, CLP 4A |
|
2do grado
| Ideas Disciplinarias del 2do grado | Cómo se conecta con el clima y/o la energía | Principios Climáticos | Principios Energéticos |
|---|---|---|---|
| PS1.B: Reacciones químicas ▪ Calentar o enfriar una sustancia puede causar cambios que se pueden observar. A veces estos cambios son reversibles, y a veces no lo son. | La dilatación térmica del agua y el derretimiento del hielo contribuyen al aumento del nivel del mar, aunque el derretimiento del hielo terrestre es un componente más grande. Este es un proceso irreversible, a menos que la Tierra comience a enfriarse de nuevo. Además, a medida que el agua se calienta, eventualmente se evapora, añadiendo más vapor de agua a la atmósfera, que en realidad sirve como el mayor contribuyente al efecto invernadero de la Tierra. | CLP 7A | |
| LS2.A: Relaciones interdependientes en los ecosistemas ▪ Las plantas dependen del agua y la luz para crecer. | El clima local, junto con el agua subterránea, determina el agua disponible en áreas particulares. Los cambios en la disponibilidad de agua afectarán los tipos y la capacidad de las plantas y los animales que pueden vivir y crecer. Los seres humanos dependen del agua para regar los cultivos y para obtener alimentos. | CLP 3 | |
| ESS1.C: La historia del planeta Tierra ▪ Algunos eventos ocurren muy rápidamente; otros ocurren muy lentamente, durante un período de tiempo mucho más largo del que uno puede observar. | La Tierra experimenta ciclos naturales durante largos periodos de tiempo cuando se vuelve más fría y cálida (períodos glaciales e interglaciales). Esto ocurre en escalas de tiempo de 20.000 a 100.000 años. Este tipo de cambio climático ocurre muy lentamente. El cambio climático que ha estado ocurriendo durante el último siglo está ocurriendo mucho más rápido que los períodos climáticos naturales de la Tierra. |
CLP 1D | |
| ESS2.A: Materiales y sistemas terrestres ▪ El viento y el agua pueden cambiar la forma de la tierra. | Con el cambio climático, los fenómenos meteorológicos extremos cambiarán la cantidad y la ubicación del viento y el agua, cambiando así la tierra. Con el deshielo del permafrost y el derretimiento del hielo marino, las áreas costeras se están degradando parcialmente debido a la exposición al océano. Las tormentas extremas y los eventos de precipitación pueden causar inundaciones y tormentas que también pueden cambiar la forma de la tierra. | CLP 7A, 7C | |
| ESS2.C: El papel del agua en los procesos de superficie de la Tierra ▪ El agua se encuentra en el océano, ríos, lagos y estanques. El agua existe como hielo sólido y en forma líquida. | El agua en el océano es el principal impulsor del clima y las precipitaciones. Los cambios climáticos pueden modificar la distribución de los recursos de agua dulce. El agua sustenta la vida y, por lo tanto, los cambios climáticos afectarán a toda la vida que dependa de este recurso. El agua en su forma sólida puede derretirse y contribuir al aumento del nivel del mar. El agua juega un papel importante en el almacenamiento y la transferencia de energía en el sistema de la Tierra. El vapor de agua sirve como el principal gas de efecto invernadero ayudando a atrapar el calor del sol dentro de nuestra atmósfera. | CLP 2B, CLP 3, CLP 7A , 7B |
3er grado
| Ideas Disciplinarias de 3er grado | Cómo se conecta con el clima y/o la energía | Principios Climáticos | Principios Energéticos |
|---|---|---|---|
| LS2.C: Dinámica, funcionamiento y resiliencia de los ecosistemas- Cuando un ambiente se transforma de maneras que afectan las características físicas de un lugar, la temperatura o la disponibilidad de recursos, algunos organismos sobreviven y se reproducen, otros se mudan a nuevos lugares, otros se mudan al ambiente transformado y algunos mueren. | El cambio climático afecta las condiciones de un medio ambiente, y las especies se han adaptado a estas condiciones a través de múltiples generaciones y largos periodos de tiempo. Las especies están luchando para adaptarse durante este periodo de cambio climático acelerado. Las especies claves afectadas por el cambio climático incluyen corales, lucios, osos polares, alces y humanos, entre muchas otras. | CLP 3A, 3C, CLP GPF | |
| LS4.A: Evidencia de un origen común y diversidad. | Algunos tipos de plantas y animales que una vez vivieron en la Tierra ya no se encuentran en ninguna parte. | CLP 3A, 3C | |
| LS4.A: Los fósiles proporcionan evidencia sobre los tipos de organismos que vivieron hace mucho tiempo y también sobre la naturaleza de sus ambientes. | Las plantas y los animales requieren ciertas características ambientales para sobrevivir y prosperar. Cuando ese ambiente cambia, algunos animales no pueden adaptarse o migrar y se mueren, integrándose en el registro de fósiles. |
CLP 3C | |
| LS4.D: Biodiversidad y humanos - Las poblaciones viven en una variedad de hábitats, y el cambio en esos hábitats afecta a los organismos que viven allí. | El clima afecta la disponibilidad de alimentos, agua, refugio y espacio, y por lo tanto los hábitats en los que viven los organismos. Es probable que los cambios rápidos en el medio ambiente debidos al cambio climático dificulten la adaptación de las especies, lo que podría conducir a una disminución de la biodiversidad. | CLP 3A | ELF 3.4, 3.6 |
| LS4.C: Adaptación - Para cualquier ambiente en particular, algunos tipos de organismos sobreviven bien, algunos sobreviven menos, y algunos no pueden sobrevivir. | El cambio climático afecta las condiciones de un medio ambiente, y las especies se han adaptado a estas condiciones a través de múltiples generaciones y largos periodos de tiempo. Las especies están luchando para adaptarse durante este periodo de cambio climático acelerado. Las especies claves afectadas por el cambio climático incluyen corales, lucios, osos polares, alces y humanos, entre muchas otras. | CLP 3A | |
| ESS2.D: Tiempo y clima - Los científicos registran patrones del clima a través de diferentes tiempos y áreas para que puedan hacer predicciones sobre qué tipo de clima podría suceder después. | Las observaciones son la base para entender las condiciones meteorológicas y el clima. Los científicos buscan patrones en sus observaciones y crean modelos para probar hipótesis sobre las causas del cambio climático pasado y presente, y así hacer predicciones sobre el futuro. | CLP 2A, CLP 4A, CLP 5, 5C, 5D | |
| ESS2.D: Tiempo y clima - El clima describe un rango de condiciones climáticas típicas de un área y la medida en que esas condiciones varían a lo largo de los años. | Las condiciones meteorológicas son lo que una región experimenta en el día a día. El clima es lo que una región experimenta en escalas de tiempo más largas. Comprender la diferencia entre las condiciones meteorológicas y el clima es esencial para entender el cambio climático. | CLP 2A, CLP 4B | ELF 2.3 |
| ESS3.B: Peligros naturales - Una variedad de peligros naturales resultan de procesos naturales. Los seres humanos no pueden eliminar los peligros naturales, pero pueden tomar medidas para reducir sus impactos. | El cambio climático creará peligros naturales más extremos. A medida que los cambios climáticos aumentan el nivel del mar, algunos fenómenos meteorológicos extremos aumentarán y se intensificarán, y los impactos de estos cambios se exacerbarán. Los seres humanos pueden tomar medidas para mitigar y estar preparados para estos peligros. | CLP 6, CLP GPF, GPG, CLP 7A, 7C |
|
4to grado
| Ideas Disciplinarias del 4to grado | Cómo se conecta con el clima y/o la energía | Principios Climáticos | Principios Energéticos |
|---|---|---|---|
| PS3.A: Definiciones de energía- La energía se puede mover de un lugar a otro a través del movimiento de objectos o a través del sonido, la luz o las corrientes eléctricas. | Entender que la energía se mueve a través de la luz ayuda a explicar cómo la luz del sol se convierte en energía que impulsa nuestro clima. | ELF 1.1, 1.8, ELF 4.1, 4.4, 4.7 | |
| PS3.B: Conservación de la energía y la transferencia de energía - La energía está presente cuando hay objetos en movimiento, sonido, luz o calor. Cuando los objetos colisionan, la energía puede ser transferida de un objeto a otro, cambiando así su movimiento. En tales colisiones, alguna energía es típicamente transferida al aire circundante; como resultado, el aire se calienta y el sonido se produce. | El sistema climático de la Tierra es el resultado de la transferencia de energía: la energía transferida del sol a la Tierra calienta nuestro planeta, y el calor transferido desde el ecuador a los polos impulsa el movimiento atmosférico que causa nuestros patrones climáticos y condiciones meteorológicas. |
ELF 1.1-1.8; ELF 4.1-4.7 | |
| PS3.B: Conservación de la energía y la transferencia de energía - La luz también transfiere energía de un lugar a otro. | Entender que la energía se mueve a través de la luz ayuda a explicar cómo la luz del sol se convierte en energía que impulsa nuestro clima. A medida que la luz solar entra en nuestra atmósfera, es reflejada, dispersada o absorbida, redirigiendo energía a varios lugares a través del planeta. | CLP 1A | ELF 1.1, ELF 2.2 |
| PS3.B: Conservación de la energía y la transferencia de energía - La energía también puede ser transferida de un lugar a otro por corrientes eléctricas, que luego pueden ser utilizadas localmente para producir movimiento, sonido, calor o luz. Por empezar, las corrientes pueden haberse producido a través de la transformación de la energía del movimiento en energía eléctrica. | La energía puede ser transferida de un sistema a otro. La energía puede ser transportada de un lugar a otro y transferida a diferentes formas a través de sistemas eléctricos humanos. Los seres humanos utilizan la energía eléctrica para alimentar los sistemas modernos, tales como parques eólicos, que utilizan el viento para crear movimiento que luego se transfiere a la energía eléctrica. |
ELF 1.1, 1.6, 1.8; ELF 4.1, 4.4, 4.7 | |
| PS3.D: Energía en los procesos químicos y la vida cotidiana- La expresión "producir energía" típicamente se refiere a la conversión de la energía almacenada en una forma deseada para uso práctico. | La energía se puede utilizar para actividades humanas. Los seres humanos pueden convertir, transferir y almacenar energía para uso práctico. Por ejemplo, los paneles solares convierten la luz solar directamente en electricidad, que luego se puede almacenar y usar más tarde. | ELF 1.1, 1.2, 1.6, ELF 4.1, 4.5, 4.7 | |
| ESS1.C: La historia del planeta Tierra - Los patrones locales, regionales y globales de las formaciones rocosas revelan cambios a lo largo del tiempo debido a las fuerzas terrestres, como los terremotos. La presencia y ubicación de ciertos tipos de fósiles indican el orden en que se formaron las capas de roca. | Las formaciones rocosas a menudo tienen fósiles que pueden proporcionar información sobre climas anteriores. Los registros fósiles en formaciones geológicas también pueden proporcionar información sobre el cambio climático abrupto (y lento). Los científicos han utilizado esta escala geológica para buscar patrones en la historia del clima de la Tierra, lo que les ayuda a predecir futuros patrones climáticos. | CLP 3C, 3E, CLP 5B | |
| ESS2.E: Biogeología - Los seres vivos afectan las características físicas de sus regiones. | Los seres humanos han afectado al clima principalmente a través de la quema de combustibles fósiles, lo que ha aumentado la cantidad de gases que atrapan el calor en nuestra atmósfera (como el dióxido de carbono). | CLP 3E | |
| ESS3.A: Recursos naturales- La energía y los combustibles que utilizan los seres humanos se derivan de fuentes naturales, y su uso afecta al medio ambiente de múltiples maneras. Algunos recursos son renovables con el tiempo, y otros no. | Los combustibles fósiles y los biocombustibles provienen de fuentes naturales (petróleo, gas natural, carbón, alimentos, madera y etanol). La quema de estos recursos ha llevado a un aumento de los gases de efecto invernadero, afectando negativamente a nuestro clima. Los seres humanos pueden crear energía de muchas maneras - no solo a partir de combustibles fósiles o biocombustibles. Los seres humanos pueden optar por utilizar fuentes de energía alternativas que sean renovables para mitigar el cambio climático. |
CLP GPE | ELF 3.6, ELF 4.1, 4.4, 4.7, ELF 6.4, ELF 7.4, 7.5, 7.6 |
| ESS3.B: Peligros naturales - Una variedad de peligros resultan de procesos naturales (por ejemplo, terremotos, tsunamis, erupciones volcánicas). Los seres humanos no pueden eliminar los peligros, pero pueden tomar medidas para reducir sus impactos. | El cambio climático creará peligros naturales más extremos. A medida que los cambios climáticos aumentan el nivel del mar, algunos fenómenos meteorológicos extremos aumentarán y se intensificarán, y los impactos de estos cambios se exacerbarán. Los seres humanos pueden tomar medidas para mitigar y estar preparados para estos peligros. | CLP 6, CLP GPF, GPG, CLP 7A, 7C |
|
5to grado
| Ideas Disciplinarias del 5to grado | Cómo se conecta con el clima y/o la energía | Principios Climáticos | Principios Energéticos |
|---|---|---|---|
| PS1.A: La estructura y las propiedades de la materia - La materia de cualquier tipo se puede subdividir en partículas que son demasiado pequeñas para ver, pero incluso entonces la materia todavía existe y puede ser detectada por otros medios. Un modelo que muestra que los gases están hechos de partículas de materia que son demasiado pequeñas para ver y se mueven libremente en el espacio puede explicar muchas observaciones, incluyendo el inflado y la forma de un globo y los efectos del aire en partículas u objetos más grandes. | Los gases de efecto invernadero son pequeñas moléculas en la atmósfera que mantienen la Tierra caliente y sostienen la vida. Su concentración está aumentando (lo sabemos a través de la observación de estas moléculas) calentando la Tierra aún más. Los aerosoles (ej. penachos de incendios forestales), son otras pequeñas partículas que interactúan con la atmósfera de la Tierra. Su presencia puede calentar y enfriar la Tierra, dependiendo de su origen y concentración. | CLP 2C, 2E, CLP 3B | |
| PS1.B: Reacciones químicas- No importa qué reacción o cambio en las propiedades se produzca, el peso total de las sustancias no cambia. | Cuando el hielo terrestre se derrite, el peso/masa no desaparece, por eso el nivel del mar se eleva cuando desaparecen las capas de hielo y los glaciares. Cuando el océano se calienta la masa no cambia a pesar de que el volumen se hace más grande (expansión térmica). Además, cuando el dióxido de carbono se libera de la quema de combustibles fósiles, la misma cantidad de carbono permanece en el sistema de la Tierra y simplemente cambia de estado sólido a gas | CLP 2D, CLP 4G, CLP 7A, 7G | |
| PS1.B: Reacciones químicas - Cuando se mezclan dos o más sustancias diferentes, se puede formar una nueva sustancia con propiedades diferentes. | El aumento de la concentración de gases de efecto invernadero cambia la composición de la atmósfera dándole propiedades ligeramente diferentes. La absorción de CO2 en el océano cambia la química del océano causando que sea más ácido. | CLP 6B, CLP 7D | ELF 1.6, ELF 4.3 |
| PS1.A: Estructura y propiedades de la materia- La cantidad (peso) de materia se conserva cuando cambia de forma, incluso en transiciones en las que parece desaparecer. | Cuando el hielo se derrite, el peso/masa no desaparece, por eso el nivel del mar se eleva cuando desaparecen las capas de hielo y los glaciares. Cuando el océano se calienta la masa no cambia a pesar de que el volumen se hace más grande (expansión térmica). Además, cuando se libera dióxido de carbono de la quema de combustibles fósiles, el estado de los cambios de carbono, pero el peso total de carbono en el sistema no cambia. | CLP 2D, CLP 4G, CLP 7A, 7G | |
| PS3.D: Energía en los procesos químicos y la vida cotidiana-La energía liberada [de] los alimentos fue una vez energía del sol que fue capturada por las plantas en el proceso químico que forma la materia vegetal (del aire y el agua). La comida proporciona a los animales los materiales que necesitan para la reparación y el crecimiento del cuerpo y la energía que necesitan para mantener el calor del cuerpo y para el movimiento |
La energía puede ser transferida del sol a otros sistemas, como la vida (materia vegetal, organismos, etc.). Los combustibles fósiles fueron formados por los restos fosilizados de plantas y animales que originalmente capturaron su energía del sol. La quema de estos restos fosilizados transfiere energía a otras fuentes que alimentan los automóviles, la electricidad, etc. | CLP 3A | ELF 1.1, ELF 4.3 |
| La comida proporciona a los animales los materiales que necesitan para la reparación y el crecimiento del cuerpo y la energía que necesitan para mantener el calor del cuerpo y para el movimiento | Los alimentos son un biocombustible utilizado por los organismos para adquirir energía para los procesos internos. El clima determina los materiales y recursos disponibles para que los animales crezcan y se reparen. Los cambios en el clima cambiarán los alimentos disponibles para los animales, afectando su capacidad de reparación y crecimiento. La temperatura en la que viven también puede cambiar la forma en que operan los procesos químicos internos, lo que a su vez afecta la capacidad de crecer y repararse. | CLP 3A, 3C | ELF 3.2 |
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LS1.C: Organización para el flujo de materia y energía en los organismos - Las plantas adquieren su material para el crecimiento principalmente del aire y el agua. |
Las plantas utilizan dióxido de carbono de la atmósfera para crecer (lo que ayuda a reducir la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera). El clima local determina el agua disponible en determinadas zonas. Los cambios en la disponibilidad de agua afectarán los tipos y la capacidad de las plantas que pueden vivir y crecer. | CLP 2D, CLP 3 | |
| LS2.A: Relaciones interdependientes en los ecosistemas- La comida de casi cualquier tipo de animal se remonta a las plantas. Los organismos están relacionados en las redes alimenticias en las que algunos animales comen plantas para alimentarse y otros animales comen los animales que comen plantas. Algunos organismos, como hongos y bacterias, descomponen organismos muertos (tanto plantas como partes de plantas y animales) y por lo tanto operan como "descomponedores." La descomposición eventualmente restaura (recicla) algunos materiales de vuelta al suelo. Los organismos sólo pueden sobrevivir en entornos en los que se satisfacen sus necesidades particulares. Un ecosistema saludable es aquel en el que múltiples especies de diferentes tipos son capaces de satisfacer sus necesidades en una red de vida relativamente estable. Las especies recién introducidas pueden dañar el equilibrio de un ecosistema. | La interconexión de los alimentos sugiere que cuando un animal o planta se ve afectada toda la red alimentaria se ve afectada a través de una reacción en cadena. Por lo tanto, aquellos animales y plantas directamente afectados por el cambio climático también afectarán indirectamente a otros organismos que dependen de ellos o de los que dependen. | CLP 2F, CLP 3, 3C | ELF 3.1-3.4 |
| LS2.B: Ciclos de transferencia de materia y energía en los ecosistemas- La materia se cicla entre el aire y el suelo y entre las plantas, los animales y los microbios a medida que estos organismos viven y mueren. Los organismos obtienen gases y agua del medio ambiente, y liberan materia de desecho (gas, líquido o sólido) al medio ambiente. | A medida que la materia circula entre el aire, la tierra, las plantas, los animales y los microbios, el clima afecta y es afectado por estas cosas. La vida basada en el carbono es uno de los principales impulsores del ciclo mundial del carbono, en el que el carbono se transporta a través del sistema terrestre y se libera de nuevo al medio ambiente en forma de gases de efecto invernadero. | CLP 2D, CLP 3C | ELF 2.5, ELF 3.4 |
| ESS1.B: La Tierra y el sistema solar- Las órbitas de la Tierra alrededor del sol y de la luna alrededor de la Tierra, junto con la rotación de la Tierra sobre un eje entre sus polos Norte y Sur, causan patrones observables. Estos incluyen el día y la noche; cambios diarios en la longitud y dirección de las sombras; y diferentes posiciones del sol, la luna y las estrellas en diferentes momentos del día, mes y año. |
El movimiento y los patrones del sol y la luna en relación con la tierra ayudan a explicar las diferencias que observamos entre las estaciones y las latitudes. En escalas de tiempo más largas, estos patrones pueden explicar los ciclos de calentamiento y enfriamiento de la Tierra debido al posicionamiento planetario (ciclos de Milankovich) que han resultado en periodos glaciales e interglaciales. | CLP 1D | |
| ESS2.A: Materiales y sistemas terrestres- Los principales sistemas de la Tierra son la geosfera (roca sólida y fundida, tierra y sedimentos), la hidrosfera (agua y hielo), la atmósfera (aire) y la biosfera (seres vivos, incluidos los humanos). Estos sistemas interactúan de múltiples maneras para afectar los materiales y procesos de la superficie de la Tierra. El océano soporta una variedad de ecosistemas y organismos, da figura a las formaciones terrestres e influye en el clima. Los vientos y las nubes en la atmósfera interactúan con las formas del terreno para determinar los patrones del clima. | Los sistemas de la Tierra están todos interconectados; cuando un sistema es alterado, otros sistemas también pueden cambiar. El cambio climático puede afectar a todos estos sistemas y cómo interactúan entre sí. |
CLP 2, 2F | ELF 2.1, 2.7 |
| ESS2.C: El papel del agua en los procesos de superficie de la Tierra- Casi toda el agua disponible en la Tierra está en el océano. La mayor parte del agua dulce se encuentra en glaciares o bajo tierra; solo una pequeña fracción se encuentra en arroyos, lagos, humedales y la atmósfera. (5- ESS2-2) | La distribución del agua de la Tierra desempeña un papel importante en el presupuesto de energía, el ciclo del agua y el ciclo del carbono de la Tierra, desempeñando así también un papel importante en el clima de la Tierra. Además de ser un gran impulsor de las condiciones atmosféricas a través de la transferencia de calor y agua a través del planeta, los océanos son un importante sumidero de dióxido de carbono (eliminar el carbono de la atmósfera). El agua puede absorber el calor del sol, o en su forma solidificada de glaciares y capas de hielo, reflejarlo. El vapor de agua es un importante gas de efecto invernadero. Los cambios climáticos alteran la disponibilidad de agua dulce en todo el planeta. |
CLP 2B, CLP 7B | |
| ESS3.C: Impactos Humanos en los Sistemas de la Tierra - Las actividades humanas en la agricultura, la industria y la vida cotidiana han tenido efectos importantes en la tierra, la vegetación, los arroyos, el océano, el aire e incluso en el espacio ultraterrestre. Pero los individuos y las comunidades están haciendo cosas para ayudar a proteger los recursos y el medio ambiente de la Tierra. | Las actividades humanas afectan a su medio ambiente y a los sistemas de la Tierra. Esas actividades han dado lugar al cambio climático. Los seres humanos pueden tomar medidas para cambiar su comportamiento para ayudar al medio ambiente y mitigar el cambio climático. | CLP 2D, CLP 4, CLP 6, CLP GP D-G |
ELF 3.6, ELF4.3, 4.6, 4.7, ELF 5.1, 5.6, ELF 6.1-6.8, ELF 7.3 |