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El maíz: Estímulo PISA como recurso didáctico para Ciencias

Este estímulo PISA analiza la información de un artículo sobre "El Maíz como combustible" desde el punto de vista medioambiental. Es uno de los ejemplos de estímulo para la construcción de pruebas del Programa para la Evaluación Internacional de Estudiantes, que está liberado y es de libre disposición para su uso como recurso didáctico. Las unidades PISA son el fruto de un trabajo de expertos desarrollado dentro de un elaborado proceso de propuesta, corrección y selección. En esas unidades se busca asegurar un adecuado marco conceptual, el cual se ubica mediante un apropiado estímulo (un texto, una tabla, un diagrama, etc.) al que le siguen cierto número de ejercicios y preguntas asociadas en las que se buscan activar las competencias que son objeto de medición. En la página web del INEE http://www.mecd.gob.es/inee se ofrece más información sobre estos estímulos para: Ciencias, Matemáticas y Comprensión lectora experiencias, ejercicios, actividades, recursos didácticos,

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EL MAÍZ
Lee el siguiente artículo de periódico

UN HOLANDÉS USA EL MAÍZ COMO COMBUSTIBLE

En la estufa de Auke Ferwerda arden suavemente unos cuantos troncos con
pequeñas llamas. Ferwerda coge un puñado de maíz de una bolsa de papel próxima
a la estufa y lo arroja a las llamas. Inmediatamente el fuego se aviva con fuerza.
“Mira esto,” dice Ferwerda, “la ventana de la estufa está limpia y transparente. La
combustión es completa.” Ferwerda habla sobre la utilización del maíz como
combustible y como pienso para el ganado. En su opinión, esta doble utilización es
el futuro.

Ferwerda señala que el maíz que se                 que se está dedicando al dióxido de
utiliza como pienso para el ganado es,             carbono. Se considera que el dióxido
en realidad, un tipo de combustible:               de carbono es la causa principal del
las vacas comen maíz para conseguir                aumento del efecto invernadero. Se
energía.    Pero,    según     explica             dice que el aumento del efecto
Ferwerda, la venta del maíz como                   invernadero es la causa del aumento
combustible en lugar de como pienso                de la temperatura media de la
podría ser mucho más rentable para                 atmósfera terrestre.
los granjeros.
                                                   Sin embargo, desde el punto de vista
Ferwerda está convencido de que, a                 de Ferwerda no existe ningún
largo plazo, el maíz se utilizará como             problema con el dióxido de carbono.
combustible de forma generalizada.                 Al contrario, él argumenta que las
Ferwerda     imagina    como      sería            plantas lo absorben y lo convierten en
cosechar, almacenar, secar y embalar               oxígeno para los seres humanos.
el grano en sacos para su venta
posterior.                                         Sin embargo, los planes de Ferwerda
                                                   pueden entrar en conflicto con los del
Actualmente, Ferwerda investiga si                 gobierno, que actualmente está
podría utilizarse como combustible la              tratando de reducir la emisión de
totalidad de la planta de maíz, pero               dióxido de carbono. Ferwerda afirma:
esta investigación aún no ha                       “Hay muchos científicos que dicen que
concluido.                                         el dióxido de carbono no es la causa
                                                   principal del efecto invernadero.”
Lo que Ferwerda también debe tener
en cuenta es toda la atención




S307MAÍZ_ESP.doc                         Más información y pruebas liberadas http://www.mecd.gob.es/inee
Pregunta 1: EL MAÍZ                                                                        S307Q01


En ciencia se distingue entre lo que son las observaciones y las conclusiones.

La tabla siguiente presenta dos afirmaciones de Ferwerda relacionadas con su
estufa.

Lee estas afirmaciones y marca con un círculo, para cada una de ellas, si es una
Observación o una Conclusión.

Afirmación                                                  ¿Observación o Conclusión?

La ventana de la estufa está limpia y transparente.            Observación / Conclusión


La combustión es completa.                                     Observación / Conclusión




Pregunta 2: EL MAÍZ                                                                        S307Q02


Ferwerda compara el uso del maíz que se quema como combustible con el maíz que
se usa como pienso.

La primera columna de la siguiente tabla contiene una lista de procesos que tienen
lugar cuando se quema maíz.

¿Tienen lugar también estos procesos cuando el maíz actúa como combustible en
un cuerpo animal?

Marca con un círculo, para cada uno de ellos, Sí o No.

                                       ¿Tienen lugar también estos procesos
Cuando se quema maíz:                cuando el maíz actúa como combustible en
                                                un cuerpo animal?

El oxígeno se consume.                                    Sí / No

Se produce dióxido de carbono.                            Sí / No

Se produce energía.                                       Sí / No




S307MAÍZ_ESP.doc                     Más información y pruebas liberadas http://www.mecd.gob.es/inee
Pregunta 3: EL MAÍZ                                                                        S307Q03


Ferwerda imagina como sería en el futuro “cosechar, almacenar, secar y embalar el
grano en sacos para su venta posterior.”

Si Ferwerda tuviera que hacer todas estas cosas, ¿cuál o cuáles de las siguientes
afirmaciones serían verdaderas?

Marca con un círculo, para cada una de ellas, Verdadero o Falso.

Afirmación                                                                       ¿Verdad?

Un kg de grano de maíz embalado contiene menor cantidad de agua
                                                                            Verdadero / Falso
que un kg de grano recién cosechado.

Un kg de grano de maíz embalado contiene menor cantidad de
                                                                            Verdadero / Falso
material combustible que un kg de grano recién cosechado.




Pregunta 4: EL MAÍZ                                                                        S307Q04


El artículo dice: “Actualmente, Ferwerda investiga si podría utilizarse como
combustible la totalidad de la planta de maíz, pero esta investigación aún no ha
concluido”.

¿Cuál o cuáles de las siguientes preguntas se podrían responder con una
investigación científica?

Marca con un círculo, para cada una de ellas, Sí o No.

                                                                       ¿Se podría
                                                                  responder con una
Pregunta
                                                                     investigación
                                                                       científica?

¿Qué substancias se forman al quemarse la totalidad de la
                                                                         Sí / No
planta de maíz?

¿Cuánto calor se desprende en la estufa de Ferwerda al
                                                                         Sí / No
quemarse la totalidad de la planta de maíz seca?




S307MAÍZ_ESP.doc                     Más información y pruebas liberadas http://www.mecd.gob.es/inee
Pregunta 5: EL MAÍZ                                                                  S307Q05 - 0 1 9


En el artículo se describe una transformación del dióxido de carbono: “[…] las
plantas lo absorben y lo convierten en oxígeno […]”.

Además del dióxido de carbono y del oxígeno, existen otras substancias implicadas
en esta transformación. Dicha transformación podría representarse de la siguiente
manera:

Dióxido de carbono + agua → oxígeno +

Escribe en el espacio en blanco el nombre de la substancia que falta.




Pregunta 6: EL MAÍZ                                                                          S307Q06


Supón que Jorge escribe la siguiente réplica al artículo anterior. Además, quiere
enviarla al director del periódico.

      “Leo sobre el temor del Sr. Ferwerda a las posibles objeciones
      gubernamentales sobre la emisión de dióxido de carbono procedente de
      las estufas que funcionen con maíz.

      Pienso que este temor es infundado. El gobierno debería estar contento
      con una iniciativa como la del Sr. Ferwerda.

      Desde el punto de vista medioambiental, el uso del carbón o del gas
      natural como combustibles es peor, en términos de concentración de
      dióxido de carbono en el aire, que el uso del maíz como combustible.

      A diferencia del carbón o el gas natural, el maíz es un recurso renovable.
      La cantidad de dióxido de carbono emitido en la combustión de las
      plantas de maíz será igual a la cantidad de dióxido de carbono
      previamente absorbida por dichas plantas durante su crecimiento.

      De modo que, ¡esperemos que el gobierno sea inteligente y aplauda los
      planes de Ferwerda!”

Antes de enviar este artículo al director del periódico, Jorge quiere un título
apropiado para el mismo.

De las siguientes frases, ¿cuál es el mejor título para el artículo de Jorge?

A El maíz arde mejor que el carbón o el gas natural.
B El dióxido de carbono no es la causa principal del efecto invernadero.
C El maíz absorbe más dióxido de carbono que el carbón o el gas natural.
D El crecimiento y la combustión del maíz no aumentan los niveles de dióxido de
  carbono en el aire.




S307MAÍZ_ESP.doc                       Más información y pruebas liberadas http://www.mecd.gob.es/inee
Pregunta 7: EL MAÍZ                                                                          S307Q07


Al final del artículo, Ferwerda se refiere a los científicos que dicen que el dióxido de
carbono no constituye la causa principal del efecto invernadero.

Carolina encuentra la siguiente tabla en la que se muestra el efecto invernadero
relativo causado por los cuatro gases principales:

           Efecto invernadero relativo por molécula de gas

 Dióxido de carbono      Metano     Óxido nitroso      Clorofluorocarbonos

          1                30            160                   17.000


Sólo con esta tabla, Carolina no puede determinar qué gas constituye la causa
principal del efecto invernadero. Estos datos deben ser comparados con otros datos
para que Carolina deduzca qué gas constituye la causa principal del aumento del
efecto invernadero.

¿Qué otros datos debe conseguir Carolina?

A   Datos sobre el origen de los cuatro gases.
B   Datos sobre la absorción que realizan las plantas de los cuatro gases.
C   Datos sobre el tamaño de cada una de las cuatro moléculas.
D   Datos sobre la cantidad de cada uno de los cuatro gases en la atmósfera.




S307MAÍZ_ESP.doc                       Más información y pruebas liberadas http://www.mecd.gob.es/inee
EL MAÍZ. PUNTUACIÓN DE LA PREGUNTA 1                                                    S307Q01




Máxima puntuación

Código 1:    Observación, Conclusión; en este orden.

Ninguna puntuación

Código 0:    Otras respuestas.

Código 9:    Sin respuesta.




EL MAÍZ. PUNTUACIÓN DE LA PREGUNTA 2                                                    S307Q02




Máxima puntuación

Código 1:    Sí, Sí, Sí.

Ninguna puntuación

Código 0:    Otras respuestas.

Código 9:    Sin respuesta.




EL MAÍZ. PUNTUACIÓN DE LA PREGUNTA 3                                                    S307Q03




Máxima puntuación

Código 1:    Verdadero y Falso; en este orden.

Ninguna puntuación

Código 0:    Otras respuestas.

Código 9:    Sin respuesta.




S307MAÍZ_ESP.doc                  Más información y pruebas liberadas http://www.mecd.gob.es/inee
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El maíz: Estímulo PISA como recurso didáctico para Ciencias

  • 1. EL MAÍZ Lee el siguiente artículo de periódico UN HOLANDÉS USA EL MAÍZ COMO COMBUSTIBLE En la estufa de Auke Ferwerda arden suavemente unos cuantos troncos con pequeñas llamas. Ferwerda coge un puñado de maíz de una bolsa de papel próxima a la estufa y lo arroja a las llamas. Inmediatamente el fuego se aviva con fuerza. “Mira esto,” dice Ferwerda, “la ventana de la estufa está limpia y transparente. La combustión es completa.” Ferwerda habla sobre la utilización del maíz como combustible y como pienso para el ganado. En su opinión, esta doble utilización es el futuro. Ferwerda señala que el maíz que se que se está dedicando al dióxido de utiliza como pienso para el ganado es, carbono. Se considera que el dióxido en realidad, un tipo de combustible: de carbono es la causa principal del las vacas comen maíz para conseguir aumento del efecto invernadero. Se energía. Pero, según explica dice que el aumento del efecto Ferwerda, la venta del maíz como invernadero es la causa del aumento combustible en lugar de como pienso de la temperatura media de la podría ser mucho más rentable para atmósfera terrestre. los granjeros. Sin embargo, desde el punto de vista Ferwerda está convencido de que, a de Ferwerda no existe ningún largo plazo, el maíz se utilizará como problema con el dióxido de carbono. combustible de forma generalizada. Al contrario, él argumenta que las Ferwerda imagina como sería plantas lo absorben y lo convierten en cosechar, almacenar, secar y embalar oxígeno para los seres humanos. el grano en sacos para su venta posterior. Sin embargo, los planes de Ferwerda pueden entrar en conflicto con los del Actualmente, Ferwerda investiga si gobierno, que actualmente está podría utilizarse como combustible la tratando de reducir la emisión de totalidad de la planta de maíz, pero dióxido de carbono. Ferwerda afirma: esta investigación aún no ha “Hay muchos científicos que dicen que concluido. el dióxido de carbono no es la causa principal del efecto invernadero.” Lo que Ferwerda también debe tener en cuenta es toda la atención S307MAÍZ_ESP.doc Más información y pruebas liberadas http://www.mecd.gob.es/inee
  • 2. Pregunta 1: EL MAÍZ S307Q01 En ciencia se distingue entre lo que son las observaciones y las conclusiones. La tabla siguiente presenta dos afirmaciones de Ferwerda relacionadas con su estufa. Lee estas afirmaciones y marca con un círculo, para cada una de ellas, si es una Observación o una Conclusión. Afirmación ¿Observación o Conclusión? La ventana de la estufa está limpia y transparente. Observación / Conclusión La combustión es completa. Observación / Conclusión Pregunta 2: EL MAÍZ S307Q02 Ferwerda compara el uso del maíz que se quema como combustible con el maíz que se usa como pienso. La primera columna de la siguiente tabla contiene una lista de procesos que tienen lugar cuando se quema maíz. ¿Tienen lugar también estos procesos cuando el maíz actúa como combustible en un cuerpo animal? Marca con un círculo, para cada uno de ellos, Sí o No. ¿Tienen lugar también estos procesos Cuando se quema maíz: cuando el maíz actúa como combustible en un cuerpo animal? El oxígeno se consume. Sí / No Se produce dióxido de carbono. Sí / No Se produce energía. Sí / No S307MAÍZ_ESP.doc Más información y pruebas liberadas http://www.mecd.gob.es/inee
  • 3. Pregunta 3: EL MAÍZ S307Q03 Ferwerda imagina como sería en el futuro “cosechar, almacenar, secar y embalar el grano en sacos para su venta posterior.” Si Ferwerda tuviera que hacer todas estas cosas, ¿cuál o cuáles de las siguientes afirmaciones serían verdaderas? Marca con un círculo, para cada una de ellas, Verdadero o Falso. Afirmación ¿Verdad? Un kg de grano de maíz embalado contiene menor cantidad de agua Verdadero / Falso que un kg de grano recién cosechado. Un kg de grano de maíz embalado contiene menor cantidad de Verdadero / Falso material combustible que un kg de grano recién cosechado. Pregunta 4: EL MAÍZ S307Q04 El artículo dice: “Actualmente, Ferwerda investiga si podría utilizarse como combustible la totalidad de la planta de maíz, pero esta investigación aún no ha concluido”. ¿Cuál o cuáles de las siguientes preguntas se podrían responder con una investigación científica? Marca con un círculo, para cada una de ellas, Sí o No. ¿Se podría responder con una Pregunta investigación científica? ¿Qué substancias se forman al quemarse la totalidad de la Sí / No planta de maíz? ¿Cuánto calor se desprende en la estufa de Ferwerda al Sí / No quemarse la totalidad de la planta de maíz seca? S307MAÍZ_ESP.doc Más información y pruebas liberadas http://www.mecd.gob.es/inee
  • 4. Pregunta 5: EL MAÍZ S307Q05 - 0 1 9 En el artículo se describe una transformación del dióxido de carbono: “[…] las plantas lo absorben y lo convierten en oxígeno […]”. Además del dióxido de carbono y del oxígeno, existen otras substancias implicadas en esta transformación. Dicha transformación podría representarse de la siguiente manera: Dióxido de carbono + agua → oxígeno + Escribe en el espacio en blanco el nombre de la substancia que falta. Pregunta 6: EL MAÍZ S307Q06 Supón que Jorge escribe la siguiente réplica al artículo anterior. Además, quiere enviarla al director del periódico. “Leo sobre el temor del Sr. Ferwerda a las posibles objeciones gubernamentales sobre la emisión de dióxido de carbono procedente de las estufas que funcionen con maíz. Pienso que este temor es infundado. El gobierno debería estar contento con una iniciativa como la del Sr. Ferwerda. Desde el punto de vista medioambiental, el uso del carbón o del gas natural como combustibles es peor, en términos de concentración de dióxido de carbono en el aire, que el uso del maíz como combustible. A diferencia del carbón o el gas natural, el maíz es un recurso renovable. La cantidad de dióxido de carbono emitido en la combustión de las plantas de maíz será igual a la cantidad de dióxido de carbono previamente absorbida por dichas plantas durante su crecimiento. De modo que, ¡esperemos que el gobierno sea inteligente y aplauda los planes de Ferwerda!” Antes de enviar este artículo al director del periódico, Jorge quiere un título apropiado para el mismo. De las siguientes frases, ¿cuál es el mejor título para el artículo de Jorge? A El maíz arde mejor que el carbón o el gas natural. B El dióxido de carbono no es la causa principal del efecto invernadero. C El maíz absorbe más dióxido de carbono que el carbón o el gas natural. D El crecimiento y la combustión del maíz no aumentan los niveles de dióxido de carbono en el aire. S307MAÍZ_ESP.doc Más información y pruebas liberadas http://www.mecd.gob.es/inee
  • 5. Pregunta 7: EL MAÍZ S307Q07 Al final del artículo, Ferwerda se refiere a los científicos que dicen que el dióxido de carbono no constituye la causa principal del efecto invernadero. Carolina encuentra la siguiente tabla en la que se muestra el efecto invernadero relativo causado por los cuatro gases principales: Efecto invernadero relativo por molécula de gas Dióxido de carbono Metano Óxido nitroso Clorofluorocarbonos 1 30 160 17.000 Sólo con esta tabla, Carolina no puede determinar qué gas constituye la causa principal del efecto invernadero. Estos datos deben ser comparados con otros datos para que Carolina deduzca qué gas constituye la causa principal del aumento del efecto invernadero. ¿Qué otros datos debe conseguir Carolina? A Datos sobre el origen de los cuatro gases. B Datos sobre la absorción que realizan las plantas de los cuatro gases. C Datos sobre el tamaño de cada una de las cuatro moléculas. D Datos sobre la cantidad de cada uno de los cuatro gases en la atmósfera. S307MAÍZ_ESP.doc Más información y pruebas liberadas http://www.mecd.gob.es/inee
  • 6. EL MAÍZ. PUNTUACIÓN DE LA PREGUNTA 1 S307Q01 Máxima puntuación Código 1: Observación, Conclusión; en este orden. Ninguna puntuación Código 0: Otras respuestas. Código 9: Sin respuesta. EL MAÍZ. PUNTUACIÓN DE LA PREGUNTA 2 S307Q02 Máxima puntuación Código 1: Sí, Sí, Sí. Ninguna puntuación Código 0: Otras respuestas. Código 9: Sin respuesta. EL MAÍZ. PUNTUACIÓN DE LA PREGUNTA 3 S307Q03 Máxima puntuación Código 1: Verdadero y Falso; en este orden. Ninguna puntuación Código 0: Otras respuestas. Código 9: Sin respuesta. S307MAÍZ_ESP.doc Más información y pruebas liberadas http://www.mecd.gob.es/inee
  • 7. EL MAÍZ. PUNTUACIÓN DE LA PREGUNTA 4 S307Q04 Máxima puntuación Código 1: Sí, Sí. Ninguna puntuación Código 0: Otras respuestas. Código 9: Sin respuesta. EL MAÍZ. PUNTUACIÓN DE LA PREGUNTA 5 S307Q05 Máxima puntuación Código 1: Cualquiera de las siguientes palabras: • glucosa • azúcar/es • hidrato/s de carbono • sacárido/s • almidón Ninguna puntuación Código 0: Otras respuestas. Código 9: Sin respuesta. EL MAÍZ. PUNTUACIÓN DE LA PREGUNTA 6 S307Q06 Máxima puntuación Código 1: D. El crecimiento y la combustión del maíz no aumentan los niveles de dióxido de carbono en el aire. Ninguna puntuación Código 0: Otras respuestas. Código 9: Sin respuesta. S307MAÍZ_ESP.doc Más información y pruebas liberadas http://www.mecd.gob.es/inee
  • 8. EL MAÍZ. PUNTUACIÓN DE LA PREGUNTA 7 S307Q07 Máxima puntuación Código 1: D. Datos sobre la cantidad de cada uno de los cuatro gases en la atmósfera. Ninguna puntuación Código 0: Otras respuestas. Código 9: Sin respuesta. S307MAÍZ_ESP.doc Más información y pruebas liberadas http://www.mecd.gob.es/inee