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UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento 1. Identificación Área: Ciencias de la Naturaleza SC 4: Los sistemas muscular, óseo y nervioso Resumen: Esta unidad tiene como objetivo que los y las estudiantes conozcan la forma en que el sistema nervioso capta el estímulo y elabora una respuesta motora en coordinación con los sistemas muscular y esquelético. Se presenta la relación evolutiva del sistema nervioso y se enfatizan las medidas que favorecen la salud del sistema nervioso. Para la enseñanza de esta unidad, se realizarán actividades que permitan recuperar los conocimientos previos de los y las estudiantes. Estos identificarán los elementos que componen el impulso nervioso, distinguirán entre movimientos voluntarios y reflejos, así como identificarán las acciones que podemos realizar para cuidar la salud de nuestro sistema nervioso. 1 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento 2. Descripción Recuerda Todos los seres vivos deben ser capaces de captar los cambios que ocurren en su entorno y dar una respuesta efectiva a estos. Esta es una función vital que garantiza la vida del organismo. En los animales, esta función es ejecutada por los órganos de los sentidos y el sistema nervioso. La complejidad y dimensiones del sistema nervioso van en aumento, desde los invertebrados más sencillos hasta los vertebrados, alcanzando su nivel máximo de complejidad en los seres humanos. En los seres humanos, los órganos encargados de la percepción y respuesta a estímulos se organizan formando el sistema nervioso. El sistema nervioso humano se subdivide en sistema nervioso central y sistema nervioso periférico. •• El sistema nervioso central está compuesto por el encéfalo y la médula espinal. El encéfalo está protegido en la cavidad craneal y se encuentra formado por el cerebro, el cerebelo y el bulbo raquídeo. La médula espinal recorre dorsalmente nuestro cuerpo y es la encargada de transmitir la información captada por las neuronas y los nervios sensitivos hasta el cerebro; también es la encargada de transmitir las órdenes ejecutadas por el encéfalo a los diferentes nervios y neuronas motoras. •• El sistema nervioso periférico está formado por los nervios sensitivos que captan la información y por los nervios motores que ejecutan las órdenes decididas por el sistema nervioso central. La información viaja a través de los diferentes componentes del sistema nervioso en forma de una descarga eléctrica llamada impulso nervioso. La transmisión del impulso nervioso es posible gracias a que las neuronas, las células del sistema nervioso encargadas de captar y procesar la información, poseen prolongaciones anteriores denominadas dentritas y una estructura terminal parecida a una cola, llamada axón. El impulso nervioso viaja desde el axón de una neurona hasta la dentrita de la neurona vecina, facilitando de este modo la comunicación entre los diferentes elementos del sistema nervioso. En las neuronas, el impulso eléctrico es generado gracias a la existencia de minerales cargados positiva y negativamente, los cuales reciben el nombre de iones. La carga eléctrica que genera el impulso nervioso se forma por un desbalance en estos iones entre el interior y el exterior de la neurona. Cuando la neurona se carga eléctricamente, libera a través de su axón sustancias llamadas neurotransmisores que, al tocar las dentritas de la neurona vecina, provocan a su vez que esta se cargue eléctricamente y libere también más neurotransmisores, que estimulan a la neurona más próxima. Este proceso se repite varias veces, y de esta forma la información fluye a través del sistema nervioso. 2 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento Llamamos acto reflejo al movimiento involuntario que realizamos ante un estímulo, por ejemplo, retirar rápidamente la mano de un objeto punzante al sentir un pinchazo. Los actos reflejos son coordinados por el sistema nervioso central. Durante un acto reflejo, el nervio sensitivo capta el estímulo (dolor), que es transmitido a la médula espinal, la cual elabora una respuesta: retirar el dedo. La respuesta viaja en forma de impulso nervioso por un nervio motor hasta la célula muscular que se contrae y tira del hueso generando el movimiento, es decir, retirando el dedo. Los actos reflejos o involuntarios ocurren en fracciones de segundo y su coordinación se realiza sin que estemos conscientes de ellos. Otros ejemplos de actos reflejos los son el estornudo y el hipo. Existen otros tipos de movimientos, denominados actos voluntarios. Estos los realizamos conscientemente, por ejemplo, caminar. Cuando decidimos desplazarnos, es el cerebro quien emite la orden, la cual viaja a través de la médula espinal, hacia los nervios motores, estos envían el mensaje a los músculos de nuestras piernas, los músculos se contraen tirando de los huesos. De esta forma se consigue una rutina que parece muy simple: caminar; pero que requiere la estrecha colaboración entre tres sistemas de nuestro cuerpo: el sistema nervioso, el sistema muscular y el sistema óseo. Orientaciones para el/la docente Haga notar a sus estudiantes que los sistemas nervioso, muscular y esquelético funcionan de forma coordinada durante el movimiento. El sistema nervioso coordina la respuesta motora, mientras que el sistema muscular es la parte activa del aparato locomotor, que tira del esqueleto, logrando el desplazamiento. Resalte que una afección en el sistema nervioso puede afectar la capacidad de movimiento, como ocurre en caso de lesiones graves. Aprendizajes esperados A través de esta Unidad Didáctica, los y las estudiantes serán capaces de: •• Identificar las diferentes partes del sistema nervioso humano y explicar su función. •• Describir qué es el impulso nervioso. •• Clasificar movimientos entre actos reflejos y actos voluntarios. •• Explicar las interacciones que ocurren entre los sistemas óseo, muscular y nervioso. •• Describir las características de las enfermedades del sistema nervioso. •• Identificar hábitos saludables para mantener la salud del sistema nervioso. 3 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento Mapa conceptual Sistema nervioso está formado por su función es trabaja en colaboración con sistema nervioso central: encéfalo y médula espinal recibir el estímulo órganos de los sentidos procesar una respuesta sistema nervioso periférico: nervios sensitivos y motores transmitir la decisión al sistema encargado de ejecutarlo sistema muscular sistema óseo coordina dos tipos de movimientos voluntarios involuntarios o reflejos Recursos didácticos digitales Para uso de la y del docente: •• Modela el sistema nervioso. Esta página sugiere actividades grupales y construcción de modelos para simular el funcionamiento del sistema nervioso. Disponible en: http://neurociencias.udea.edu.co/ neurokids/modelos.htm •• Libro de neurociencia para colorear. Este es un recurso PDF que contiene ilustraciones para colorear los principales componentes del sistema nervioso: http://faculty.washington.edu/chudler/pdf/colorbooksp. pdf 4 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento •• La sipnasis Un video que muestra cómo ocurre la comunicación entre las neuronas que componen una red neuronal. Disponible en: http://www.educ.ar/sitios/educar/recursos/ver?id=40766&referente=docentesl •• Las drogas y el cerebro Este recurso contiene un video que muestra los mecanismos de acción de las drogas sobre el cerebro. Disponible en: http://www.educaixa.com/-/las-drogas-y-elcerebro •• Sinapsis neuronal Este video explica los conceptos de impulso nervioso y sinapsis. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=zMM 4ywUutpgkPopUp?idContent=8333 •• El sistema muscular Video animado que muestra la comunicación entre el sistema nervioso y el sistema muscular durante el movimiento. Disponible en: https://www.youtube. com/watch?v=-63cZ9s2lNs •• Enfermedades del sistema nervioso En este enlace encontrará información útil sobre las principales enfermedades que afectan el sistema nervioso, así como ilustraciones y videos que le permitirán ampliar este tema. Disponible en: http:// www.catedu.es/biogeo3/75_enfermedades_del_sistema_nervioso.html Recursos didácticos digitales Para el uso en el aula •• ¿Qué es el sistema nervioso? En este enlace sus estudiantes encontrarán informaciones sobre las partes y funciones del sistema nervioso. Así como recomendaciones para mantener la buena salud de este sistema del cuerpo: http://213.0.8.18/ portal/educantabria/contenidoseducativosdigitales/primaria/Cono_3_ciclo/CONTENIDOS/CUERPO%20HUMANO/DEFINITIVO%20NERVIOSO/Publicar/page11.html Recursos materiales necesarios para las actividades •• Para la comprensión de este tema se necesitan láminas donde se muestren las diferentes partes del sistemas nervioso, así como cartulina, acuarela, hielo seco e hilo de lana para la construcción de los modelos. •• Un proyector, una computadora con bocinas y conexión a la Internet para proyectar los recursos digitales en el aula. Recursos didácticos que se aportan como anexo •• Imágenes para ser utilizadas en las actividades propuestas. 5 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento 3. Secuencia didáctica Tiempo total estimado para todas las actividades Las actividades propuestas conllevan, aproximadamente, una semana para su realización, equivalente a 5 sesiones de 45 minutos de clase. 1. Actividad de inicio/Órganos del sistema nervioso Duración: 1 sesión de clase (45 minutos) El o la docente comenzará el tema, realizando preguntas que favorezcan la recuperación de experiencias previas, tales como: •• ¿Qué es un estímulo? •• ¿Cuáles órganos de nuestro cuerpo participan en la respuesta a los estímulos? Luego, comente que un estímulo es cualquier cambio en el ambiente capaz de provocar una respuesta en nuestro organismo, tal como un ruido, un roce, un cambio de temperatura o la sensación de dolor. Hágales notar que el sistema que participa en la percepción y elaboración de la respuesta ante los estímulos es el sistema nervioso. Puede preguntar: •• ¿Cuáles órganos del sistema nervioso conocen? ¿Cuál es su función? •• ¿Qué es una neurona? Lleve al aula una lámina donde se muestren los diferentes órganos del sistema nervioso y ayúdeles a identificar su función. Para finalizar, pida que copien en una hoja de papel su respuestas, y realice un ejercicio de coevaluación al pedir a cada estudiante que corrija el trabajo de un compañero o compañera. El Anexo 1 le será útil para esta actividad. 6 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento 2. Actividad/Actos reflejos y voluntarios Duración: 1 sesión de clase (45 minutos) Para explicar la relación entre el sistema nervioso, el sistema muscular y el sistema óseo, realice las siguientes preguntas de contextualización: •• ¿Alguna vez se han pinchado un dedo? ¿Cómo reaccionaron? •• ¿Qué es el estornudo? ¿Podríamos contener un estornudo, si así lo decidiéramos? •• ¿Qué es el hipo? ¿Podemos contener el hipo? •• ¿Qué sucede cuando alguien nos llama por nuestro nombre? •• ¿Cuáles partes del sistema nervioso participan en estos movimientos? •• ¿Cuáles otros sistemas del cuerpo participan en el movimiento? Dedique unos minutos a explicar las diferencias entre los movimientos voluntarios y los actos reflejos. En el Anexo 2 encontrará ilustraciones que le facilitarán esta labor. Luego, copie en la pizarra los siguientes movimientos y pídales que los clasifiquen en voluntarios o reflejos: caminar (voluntario), bailar (voluntario), estornudar (reflejo), saludar a alguien con la mano (voluntario), retirar el dedo de un objeto caliente (reflejo), toser (reflejo), correr del peligro (voluntario), entre otros. Dedique unos minutos para ayudarles a identificar sus aciertos y fallos. Pregunte: •• ¿Cuántos aciertos y fallos tuvieron? •• ¿Cuáles de estos movimientos les fueron más difíciles de identificar? 7 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento 3. Actividad/Impulso nervioso Duración: 2 sesiones de clase (90 minutos) Asigne como tarea la construcción de un modelo de neurona, utilizando cartulina, hilo de lana, hielo seco y acuarela. Para estos fines, puede utilizar el Anexo 3, donde se muestran ilustraciones de los diferentes tipos de neuronas. Asegúrese de asignar diversos tipos, es decir, que todos los tipos de neuronas queden representados. En la siguiente clase, puede utilizar los modelos construidos para recrear un circuito nervioso. Para tales fines, inicie con preguntas de recuperación, tales como: •• ¿Han escuchado alguna vez la palabra circuito? ¿En qué situación o contexto? Comente que un circuito está compuesto de varios elementos que trabajan de manera coordinada. Por ejemplo, un conjunto de neuronas que se comunican entre sí conforman un circuito. Entre las células que conforman un circuito, el impulso eléctrico viaja en forma de cascada desde una neurona sensitiva hasta una interneurona y, luego, al centro de control (cerebro o médula espinal), donde se procesa la información y transmite, a su vez, una respuesta que viaja de regreso, en forma de impulso eléctrico, a través de una neurona motora. Luego, pídales a sus estudiantes que coloquen los modelos de neuronas construidos de forma tal que el axón de una toque las dentridas de su compañera, formando una red. Pídales que identifiquen qué lugar en la red debe ser ocupado por el centro de control y cuál por la célula muscular. Pregúnteles: •• ¿Cómo se comunicaría este circuito con el sistema óseo? ¿En qué punto se vincularía con el sistema nervioso central? ¿Por qué? •• ¿Qué sucedería si se interrumpiera el vínculo entre la neurona sensitiva y el sistema nervioso central? •• ¿Qué pasaría si se interrumpiera el vínculo entre la interneurona y la neurona motora? Hágales notar que la interrupción de la comunicación entre una neurona sensitiva y el sistema nervioso central impediría recibir el estímulo, mientras que la ruptura de la comunicación entre la neurona motora y el músculo o el centro de control impediría que se ejecutase la respuesta, es decir, el movimiento. Pregunte: •• ¿Qué dificultades encontraron para completar esta actividad? •• ¿Cuáles estrategias utilizaron para construir el modelo? Evalúe los modelos de neuronas desde el punto de vista de fidelidad con la estructura que representan, así como de la creatividad y el esfuerzo empleados en su elaboración. Puede exponer todos los modelos y solicitar a sus estudiantes que voten por el que consideran el mejor. 8 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento 4. Actividad de cierre/Salud del sistema nervioso Duración: 1 sesión de clase (45 minutos) El o la docente pedirá a sus estudiantes que investiguen la causa de los siguientes padecimientos del sistema nervioso: Parkinson, cefalea, esclerosis múltiple, Alzeihemer, aneurisma y meningitis, entre otros. Luego, realizará una puesta en común con los resultados obtenidos. Pregunte: ¿Cuáles fuentes consultaron para completar esta actividad? ¿Cuáles conceptos estudiados en esta unidad les facilitaron la comprensión de las fuentes consultadas? ¿Tienen todas las enfermedades estudiadas su causa en un mal funcionamiento del sistema nervioso central? ¿Pueden prevenirse algunas de estas enfermedades? ¿De qué forma? Luego, motive una conversación sobre los hábitos que promueven el buen funcionamiento del sistema nervioso. En el Anexo 4 encontrará ilustraciones y explicaciones sencillas sobre los principales trastornos del sistema nervioso. Realice con ellos un ejercicio de lectura de imágenes, al pedir que identifiquen las diferencias entre un cerebro sano y un cerebro afectado por una isquemia o trombosis, así como entre una neurona sana y una neurona afectada por un desorden autoinmune o esclerosis múltiple. Por último, observe con sus estudiantes el recurso Las drogas y el cerebro aquí sugerido y promueva una conversación sobre el efecto negativo de las drogas en el sistema nervioso. Resalte que las drogas incluyen el cigarrillo y el alcohol y no tan solo las sustancias prohibidas por ley. Advierta a sus estudiantes sobre el peligro de iniciarse en el consumo de drogas legales a temprana edad a través del uso del cigarrillo, la hokka o el alcohol. 4. Si observas, trata… Si observas Trata Alguna dificultad para identificar las diferencias entre movimientos voluntarios e involuntarios. De reforzar los contenidos estudiados, utilizando los recursos audiovisuales aquí suministrados. También puede resaltar que los movimientos voluntarios están bajo el control del cerebro, que realiza el mandato y los planifica; mientras que los movimientos involuntarios son reacciones inmediatas como respuesta a un estímulo, no son planificados. Dificultad para comprender las interacciones entre los sistemas nervioso, muscular y óseo. Resaltar que el movimiento posee dos etapas: coordinación y ejecución. Que el sistema nervioso coordina el movimiento, mientras que los sistemas muscular y óseo participan en la ejecución del mismo. 9 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento 5. Recursos didácticos para el docente y el estudiante ANEXO 1| Imagen para la actividad 1 Corteza cerebral Lóbulo frontal Cuerpo calloso Tálamo Hipotálamo Cerebro medio Puente tronco encefálico Cerebelo Médula Médula espinal 10 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento Cerebro Médula espinal Nervio mediano Nervio radial Nervios toráxicos Nervios lumbares Nervio pudental Nervio ulnar Nervio sacral Nervio ciático Nervio tibial Nervio safeno 11 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento ANEXO 2| Imagen para la actividad No. 2 Cerebro Fibra nerviosa sensitiva Fibra nerviosa motora Receptor sensitivo Músculo Receptor Arco reflejo monosináptico Arco reflejo polisinápsitco Médula espinal Estímulo Receptor Neurona sensitiva Neurona sensitiva Interneurona Efector Efector Neurona motora 12 Neurona motora UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento ANEXO 3| Imagen para la actividad No. 3 Dendritas Axón Axón Axón Neurona motora Interneurona Interneurona Neurona sensitiva 13 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento ANEXO 4| Imagen para la actividad No. 4 Célula de plasma Capa de mielina Anticuerpo Células T Axón Macrofago Neurona sana Esclerosis múltiple Capa de mielina destruida Nódulo de Ranvier Fibra expuesta Célula de Schwann Fibra nerviosa 14 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento Hematoma intercerebral Arteria cerebral Arteria cerebral rota 15 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento Arteria cerebral Área del cerebro afectada, por falta de irrigación sanguínea Colesterol Trombo 16