Contaminación del Agua Subterránea de Valfrondoso Secuencia didáctica para la Educación Secundaria Obligatoria ÍNDICE 1.- Introducción 1 2.- Contenidos: hechos, conceptos y sistemas conceptuales 2 procedimientos 2 actitudes, valores y normas 3 3.- Objetivos 3 4.- Actividades de enseñanza / aprendizaje 4 5.- Criterios para la evaluación 4 6.- Temporización 5 7.- Bibliografía y otros recursos 5 1.- INTRODUCCIÓN La secuencia didáctica "Contaminación del agua subterránea de Valfrondoso" ha sido pensada para el primer/segundo ciclo de la Educación Secundaria Obligatoria (ESO) con un enfoque CTS, ya que interrelaciona contenidos de Ciencias Experimentales con temas medioambientales, tecnológicos y sociales. Plantea el aprendizaje de las ciencias a partir del estudio experimental y la discusión de temas de actualidad relacionados con los productos químicos. La secuencia didáctica "Contaminación del agua subterránea de Valfrondoso" utiliza el material del programa educativo APQUA (Aprendizaje de los Productos Químicos, sus Usos y Aplicaciones), homologado como material curricular para la ESO. Las actividades de "Contaminación del agua subterránea de Valfrondoso" están diseñadas con la finalidad que los alumnos recojan, analicen y procesen información sobre hechos científicos y aprendan a utilizarla para tomar decisiones sobre problemas sociales actuales, realizando así un aprendizaje significativo. No se dan pautas de conducta, sino que se facilitan los conocimientos y las destrezas necesarias. Así mismo, permiten a los alumnos relacionar los nuevos conocimientos que se proponen con los que ya tienen asumidos en sus estructuras cognitivas. Esto les permite realizar una asimilación eficaz de los nuevos contenidos. La realización de experiencias concretas y el proceso de toma de decisiones favorecen la transición del pensamiento concreto al abstracto, lo cual es importante para el desarrollo intelectual de los alumnos de estas edades. El planteamiento de preguntes abiertas y de situaciones simuladas sobre temas actuales motiva a los alumnos a conocer y experimentar qué es realmente la ciencia y a comprender su potencial y también sus limitaciones, al tiempo que les ayuda a integrar diversas disciplinas. En esta secuencia didáctica los alumnos se involucran e investigan el problema de una zona residencial imaginaria, Valfrondoso, en la que se ha detectado la presencia de un pesticida en el agua subterránea que la abastece. Examinan los factores que afectan al movimiento de dicha agua subterránea y aprenden a utilizar las unidades g/l, mg/l y µg/l para expresar la concentración de un contaminante. Posteriormente elaboran una estrategia de muestreo y realizan un análisis simulado del agua con el fin de localizar el foco de la contaminación y determinar la extensión de la zona en la que ésta supera un nivel considerado como seguro. Finalmente, simulan una asamblea pública en la que se proporciona información a los vecinos de Valfrondoso, con el fin de escoger un método de limpieza del suelo y el agua contaminados. Secuencia didáctica “Contaminación del agua subterránea de Valfrondoso" 1 2.- CONTENIDOS 2.1.- Hechos, conceptos y sistemas conceptuales 1. El agua subterránea. 2. La porosidad y la permeabilidad. 3. Acuífero. 4. Dilución y dilución sucesiva. 5. Concentración expresada en g/l, mg/l y µg/l. 6. Los productos químicos en disolución. 7. Focos de contaminación puntual y disperso. 8. Focos y distribución de la contaminación provocada por un pesticida simulado. 9. Factores que intervienen en la determinación de límites de seguridad en un problema de contaminación de aguas subterráneas. 10. Perfiles de contaminación. 11. La incertidumbre en la experimentación y en la interpretación de datos. 12. Métodos de limpieza del suelo y del agua subterránea contaminados: contención, bombeo, excavación e incineración. 2.2.- Procedimientos 1. Lectura e interpretación de textos y guiones de trabajo. 2. Utilización e interpretación de mapas y esquemas. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Utilización de material experimental de APQUA. Predicción y descripción de resultados experimentales. Investigación de los factores que afectan al movimiento del agua subterránea. Comparación de proporciones. Identificación de la información clave para formular y utilizar hipótesis sencillas. Planificación de estrategias para investigar un problema. Simulación de un procedimiento de análisis para determinar la concentración de contaminantes en unas muestras de agua. 10. Cumplimentación de tablas con los datos de los experimentos. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 2 Análisis e interpretación de los datos de los experimentos. Revisión de hipótesis sencillas en base a la nueva información. Investigación de los factores de los que depende el resultado de un experimento. Dibujos de perfiles de concentración de contaminantes utilizando la interpolación de datos. Comparación de los resultados de un experimento con los de otros. Utilización de la evidencia en la toma de decisiones y análisis de este proceso. Representación de un personaje dentro de un contexto. Debate sobre las ventajas e inconvenientes de los diferentes métodos de limpieza del suelo y del agua contaminados. Secuencia didáctica “Contaminación del agua subterránea de Valfrondoso" 19. Realización de definiciones operacionales de conceptos. 20. Adquisición y/o perfeccionamiento de la habilidad para hablar en público y hacer preguntas. 2.3.- Actitudes, valores y normas 1. Sistematización en la observación y el razonamiento. 2. Adquisición de hábitos y sistematización en la extracción de conclusiones. 3. Adquisición del hábito de sistematizar una técnica procedimental. 4. Adquisición del hábito de relacionar conceptos. 5. Actitud crítica razonada y discusión científica hacia temas controvertidos en los que se relacionen ciencia, tecnología y sociedad. 6. 7. 8. 9. Toma de decisiones sistemática basada en la evidencia. Manifestación educada de las opiniones propias. Aceptación de opiniones diferentes a las propias. Actitud favorable al trabajo en grupo. 10. Consenso en la toma de decisiones del grupo. 11. Toma de conciencia de la importancia del agua para nuestras vidas. 12. Toma de conciencia de los problemas ambientales: contaminación de las aguas subterráneas. 13. Valoración de las posibilidades y limitaciones de los diferentes métodos de limpieza de un suelo y un agua contaminados. 14. Corrección en la realización de los experimentos. 15. Cuidado en el mantenimiento del material experimental: limpieza y buen uso. 3.- OBJETIVOS Al realizar esta secuencia didáctica, el alumno ha de ser capaz de: 1. Identificar los factores que afectan al movimiento del agua subterránea. 2. Comprender operacionalmente los conceptos de porosidad, permeabilidad, acuífero, foco puntual y foco disperso. 3. Reconocer el agua como recurso limitado y esencial para la vida. 4. Determinar, en una simulación, el origen y el alcance de la contaminación del agua subterránea de un acuífero. 5. Evaluar las limitaciones, ventajas e inconvenientes y la efectividad de los diversos métodos de limpieza de un suelo y un agua contaminados. 6. Registrar de forma ordenada y precisa datos cuantitativos obtenidos en una observación directa y experimental. 7. Discutir la incertidumbre y los límites de precisión en la recogida y el análisis de los datos. 8. Utilizar la información clave y los conocimientos aprendidos para formular y revisar hipótesis sencillas. Secuencia didáctica “Contaminación del agua subterránea de Valfrondoso" 3 9. Extraer conclusiones y tomar decisiones relacionando las evidencias visuales, escritas y orales. 10. Utilizar el material adecuado para llevar a cabo los experimentos. 11. Ser consciente de la dificultad de descontaminar un recurso natural y un hábitat determinado. 12. Respetar las opiniones de los otros en temas ambientales y socio-científicos. 13. Participar eficazmente en las decisiones de la vida escolar y pública cuando se trate del medio ambiente, teniendo en cuenta datos objetivos y buscando la máxima información. 4.- ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA / APRENDIZAJE Contaminación del agua subterránea de Valfrondoso. 1. Lectura de la historia que explica el problema de contaminación del agua subterránea de una zona residencial ficticia llamada Valfrondoso. 2. Investigación del movimiento del agua subterránea cuando atraviesa el subsuelo. 3. Dilución sucesiva de un colorante alimentario. 4. Diseño de un plan para identificar el foco y el alcance de la contaminación del agua subterránea de Valfrondoso. 5. Simulación del análisis del agua de unos pozos para investigar la contaminación del agua subterránea de Valfrondoso. 6. Representación de la distribución de la zona contaminada en un mapa de Valfrondoso utilizando los datos obtenidos en el análisis del agua de los pozos. 7. Representación de los personajes y toma de decisiones en un debate llevado a cabo en la escuela. 8. Simulación de una asamblea pública para debatir el plan de limpieza del suelo y del agua subterránea de Valfrondoso. 5.- CRITERIOS PARA LA EVALUACIÓN La evaluación de la secuencia didáctica tiene en cuenta los tres aspectos siguientes: la evaluación inicial, la evaluación formativa y la evaluación sumativa. La evaluación inicial se puede realizar tanto para detectar los conceptos previos del alumno al iniciar la secuencia didáctica, como para disponer de un punto de referencia en la evolución cognitiva del mismo. La actividad de enseñanza/aprendizaje 1 se puede utilizar para esta tarea ya que permite identificar los conocimientos iniciales de los alumnos sobre el agua subterránea y los acuíferos. También se puede utilizar la actividad de enseñanza/aprendizaje 6 para conocer sus niveles de destreza al hablar en público y al hacer preguntas. La evaluación formativa es aquella que se hace con la idea explícita de detectar el grado en que se ha asumido un aprendizaje y así poder adecuar la estrategia docente a lo largo 4 Secuencia didáctica “Contaminación del agua subterránea de Valfrondoso" de la secuencia didáctica. La mayoría de las actividades de enseñanza/aprendizaje que se presentan se pueden utilizar como actividades de evaluación. Se trata de hacer una evaluación continua de los alumnos a través de una observación sistemática, sin que se necesite establecer una actividad que sea explícitamente de evaluación. La evaluación sumativa permitirá comprobar el grado en que se han asumido los objetivos de la secuencia didáctica. Se puede utilizar la actividad de enseñanza/aprendizaje 7 (asamblea pública para debatir el plan de limpieza del suelo y del agua subterránea de Valfrondoso) y el test de evaluación incluidos al final de la guía del profesor. 6.- TEMPORIZACION El tiempo previsto para llevar a cabo la secuencia didáctica "Contaminación del agua subterránea de Valfrondoso" es el siguiente: - De 8 a 10 unidades lectivas de clase para realizar las actividades de enseñanzaaprendizaje. - 1 o 2 unidades lectivas de clase para las actividades de evaluación. 7.- BIBLIOGRAFÍA Y OTROS RECURSOS - Guía del profesor del módulo "Contaminación del agua subterránea de Valfrondoso" del programa APQUA, que contiene el desarrollo de las actividades y las orientaciones didácticas oportunas. - Guía del alumno del módulo "Contaminación del agua subterránea de Valfrondoso" del programa APQUA, que contiene las hojas de trabajo del alumno. - Equipo de material experimental del módulo "Contaminación del agua subterránea de Valfrondoso" del programa APQUA, formado por el material y los productos químicos siguientes: 16 16 16 1 1 1 bandejas de APQUA cuentagotas agitadores bote de arcilla bote de grava bote de arena 4 4 4 40 botellas cuentagotas de 30 ml de indicador universal tubos de plástico de 25 x 3,2 cm ø bases para los tubos de plástico botellas cuentagotas de 30 ml con muestras de agua numeradas del 1 al 40 4 botellas cuentagotas de 30 ml de disolución de colorante alimentario de 100g/l Secuencia didáctica “Contaminación del agua subterránea de Valfrondoso" 5