Detalle de la propuesta “La materia se transforma”

Detalle de la propuesta “La materia se transforma”
Introducción
La química, una de las más problemáticas de las llamadas “ciencias duras”, puede ser una
aventura muy divertida. El acercamiento a la ciencia ocurre en los primeros años de vida,
durante los cuales el niño esquematiza el mundo que lo rodea. Según Jean Piaget, la
curiosidad surge cuando, luego de una etapa inicial en la que el niño percibe al universo
creyendo dirigirlo (inteligencia subjetiva), se llega a una etapa en la que se concibe un
mundo estable e independiente de la propia acción. La escuela tiene un lugar muy
importante en el desarrollo del afán del niño por entender la estructura del universo en el
que vive. Si no se fomenta el interés por el conocimiento científico en el ámbito escolar, el
niño dejará de cultivarlo. La población objetivo de la presente propuesta son en primer
lugar los maestros de educación primaria. A mediano plazo, se espera que la trasposición
de los conocimientos adquiridos permita alcanzar otro nivel objetivo, desarrollando el
interés por la ciencia y la tecnología en los niños.
El eje temático que se propone abordar en particular es la materia y su transformación,
sujeto de estudio de la química. Este eje temático está íntimamente relacionado con los
contenidos de ciencia y tecnología del programa de Enseñanza Primaria [1]. Las
transformaciones de la materia constituyen un eje temático de enorme relevancia sobre el
que se sustentan la mayor parte de los contenidos de la disciplina química a lo largo del
programa escolar. Sobre la base de la teoría corpuscular de la materia, se dará especial
relevancia a las ideas básicas del enlace químico. A pesar que el concepto y la naturaleza
del enlace químico no son objetos de enseñanza en sí mismos a nivel escolar, su
conocimiento por parte de los maestros les permitirá abordar la complejidad de los
contenidos disciplinares incluidos en el programa con una firme base conceptual. La
comprensión de la naturaleza de las interacciones entre las partículas (átomos, moléculas,
iones) resulta una herramienta imprescindible para racionalizar tanto las propiedades de
la materia como las transformaciones físicas y químicas que ésta sufre. [2-5]
Por ello se espera que el taller proyectado contribuya positivamente en la formación de
los participantes en el área de la química. Se propone un abordaje interactivo, en el que el
conocimiento surja de la construcción conceptual a partir de la discusión de los temas en
un lenguaje adecuado, así como de la vivencia directa de los experimentos para los que se
les brindarán los principios químicos involucrados. El empleo de modelos como recursos
didácticos será la base para la construcción del conocimiento.
El grupo de trabajo proponente está conformado por tres profesores de la Cátedra de
Química Inorgánica de la Facultad de Química de amplia trayectoria en investigación y
docencia, dos de ellos investigadores activos del área Química del PEDECIBA. El otro
integrante cuenta además con años de experiencia dirigiendo actividades de educación no
formal para escolares de todo el país mediante la creación y dirección del programa
Química d+. Los tres docentes del grupo proponente ya ha trabajado en conjunto en
varias actividades de formación docente, como por ejemplo en el proyecto financiado por
CSIC “Cuidemos las aguas naturales del Uruguay: un niño, un investigador”[6], el proyecto
financiado por la ANII “Química d+: llevando la ciencia a la sociedad”[7], el diseño y
elaboración de los materiales del curso Química I dictado en modalidad semipresencial
para alumnos de formación docente del Instituto de Profesores Artigas, o el dictado del
curso de posgrado en Didáctica de la Enseñanza Media “Sustancias y reacciones
químicas”, para docentes de Enseñanza Secundaria.
Objetivos
Objetivos generales
Contribuir a la formación en química de los maestros participantes mediante la
realización de un taller que promueva la aprehensión de esta disciplina desde la
discusión crítica, la observación y la experimentación
Generar las condiciones para la escritura académica a realizarse a posteriori, como
estrategia adicional para el mejoramiento de los procesos de enseñanza y
aprendizaje del colectivo educador
Objetivos específicos
Apoyar la labor docente en áreas científicas contenidas en el programa escolar
para nivel escolar
Generar en los maestros una profundización del conocimiento de las interacciones
y fuerzas químicas que gobiernan las transformaciones de la materia
Ahondar en el conocimiento de la transformación de la materia desde el nivel
corpuscular modélico y su relación con el nivel macroscópico experimental
Lograr, a mediano plazo, la transferencia de estos logros a los niños, para que ellos
tengan una mejor apreciación de la química y su relación con las observaciones de
la vida diaria
A partir de la tercera etapa, expandir esta experiencia a otros educadores,
multiplicando así el alcance de la misma
Plan de actividades
Se seguirán las tres etapas propuestas en las bases del llamado (convocatoria, taller,
elaboración de material académico).
El taller está diseñado para aproximadamente 25 maestros. Previamente se realizará la
preparación del mismo. Debido al alto componente práctico de esta actividad, que implica
la preparación de materiales de laboratorio, compra de reactivos, preparación de
soluciones, etc. así como la elaboración de los protocolos de trabajo para cada actividad,
se prevé la contratación de personal técnico, así como la financiación para la compra de
los reactivos y materiales necesarios.
El taller se realizará en modalidad presencial en 3 jornadas de 8 horas de duración en el
período de las vacaciones de setiembre de 2011. Durante el taller se propondrán distintos
tipos de actividades a desarrollar sobre el eje temático “La materia se transforma”.
Durante los tres días de taller se discutirán aspectos teóricos de las temáticas abordadas,
pero se realizarán sobre todo actividades tipo taller interactivo y un conjunto de
experimentos para ejemplificar los conceptos químicos involucrados. Asimismo se prevé
entrenar a los maestros en la realización de algunos experimentos sencillos que puedan
ser realizados posteriormente en el aula.
Se definen los siguientes tipos de actividades, que serán desarrollados cada día de manera
de completar cada núcleo temático diario (día 1, la materia y el enlace químico; día 2, las
transformaciones físicas; día 3, las transformaciones químicas):
Tipos de actividades propuestas
Tipo 1. Presentación del tema: Al inicio de cada día se presentarán los temas en una clase
expositiva de dos horas que será dictada por los docentes del grupo de trabajo. El dictado
de la clase partirá del conocimiento ya existente de la temática por parte de los
participantes, reforzando y profundizando los distintos aspectos teóricos involucrados. Se
empleará un lenguaje riguroso pero sencillo y se adecuará el ritmo de la exposición al
nivel del grupo.
Tipo 2. Taller de discusión: Luego de las clases expositivas se realizarán instancias en las
que los maestros formarán por ejemplo 5 subgrupos de 5 compañeros para discutir sobre
temas o preguntas disparadoras que se les brindarán en forma escrita. Estas preguntas
serán diferentes para cada subgrupo aunque versarán sobre los mismos contenidos
temáticos de la clase expositiva anterior y forzarán la discusión entre pares con la acción
moderadora de los docentes del grupo proponente. Sobre el final se realizará una breve
puesta en común de los aspectos discutidos en cada subgrupo y se enfatizarán los
conceptos más importantes trabajados durante la actividad.
Tipo 3. Aprendizaje experimental: A continuación se realizarán experimentos en
modalidad exploratoria o demostrativa, con la participación activa de los maestros. Los
experimentos les permitirán observar los diferentes fenómenos, promoviendo la
conceptualización de las ideas previas a partir de la experiencia. La comparación de las
ideas o conceptos trabajados con estas observaciones permitirán verificar si esas ideas se
ajustan a lo que se observa o si hace falta mejorar nuestra concepción. La elaboración de
un breve informe con los resultados observados y las conclusiones desprendidas permitirá
afirmar los conocimientos, relacionando los niveles corpuscular y macroscópico.
Tipo 4. Experimentos para escolares: Se dará a los maestros los materiales y las técnicas
necesarias para hacer experimentos que han sido diseñados para niños por el grupo
Química d+, especialmente para tratar estas temáticas a nivel escolar [8]. Se mostrarán
además los recursos didácticos que comúnmente emplea nuestro grupo para dichas
presentaciones.
Tipo 5. Reflexión crítica conjunta: Se solicitará la elaboración de una breve devolución de
lo vivido en el día, socializando así las ideas fundamentales. En esta etapa se espera que
los docentes participantes realicen una prospección de la trasposición didáctica de los
conceptos adquiridos durante el taller. Este tipo de actividad tiene la doble función de
afirmar los conocimientos del día a la vez que enriquecer la discusión con los aportes
pedagógicos y didácticos aportados por los maestros.
Todos los materiales necesarios se diagramarán previamente en un librillo que se
entregará a los participantes. Este contendrá el material de apoyo para el seguimiento de
las presentaciones de los temas, los tópicos a discutir en subgrupos en los talleres y los
protocolos y detalles prácticos de los experimentos a realizar. Allí los participantes podrán
además incluir sus observaciones y conclusiones así como las distintas ideas que surjan de
la discusión conjunta. Este material será el punto de partida para la elaboración posterior
del trabajo académico por parte de los maestros seleccionados para la etapa 3.
Cronograma detallado del taller
Se trata de horarios tentativos que se adecuarán a las necesidades de los participantes y
del lugar en el que se desarrollará el taller.
Día 1: La materia y Día
2:
Las Día
3:
Las
el enlace químico
transformaciones físicas transformaciones
químicas
Tipo 1.
Concepto y tipos de Las
transformaciones Las transformaciones
de enlaces químicos. físicas. Cambios de químicas. La energía en
Presentación Átomos, moléculas, estado. ¿Gas o vapor? las
transformaciones
del tema
redes, iones.
¿Evaporación
o químicas: enlaces rotos
Enlaces de baja ebullición?
y formados. Ejemplos
8.30-10.30
energía.
Solubilidad.
Algunas de aplicación: los ácidos
Propiedades
propiedades de las y las bases, reacciones
macroscópicas de la mezclas.
redox, etc.
materia
y
su
relación con el
enlace.
Pausa 10.30-10.45
Tipo 2.
Aplicación de los Conceptualización
de Conceptualización de
Taller
de conceptos de enlace fenómenos
físicos fenómenos
químicos
discusión
químico, para la macroscópicos
macroscópicos,
explicación
de descriptos mediante las interpretación de los
10.45-12.00
fenómenos
transformaciones a nivel enlaces que se forman
macroscópicos.
corpuscular.
y
se
rompen.
Evaluación de la Interpretación desde el Transformaciones
importancia
de punto de vista de los químicas
vs.
definir el sistema en enlaces químicos.
transformaciones
estudio.
físicas.
Almuerzo 12.00-13.00
Tipo 3.
Observación
y Observación de los Observación de los
clasificación
de
Aprendizaje
diferentes muestras.
experimental Evaluación
de
algunas propiedades
13.00-15.00
de
la
materia.
Elucidación de los
aspectos esenciales
de la temática.
Pausa 15.00-15.15
Tipo 4.
Modelo corpuscular
de
la
materia
Experimentos realizado con niños
para niños
como recurso lúdico
didáctico.
15.15-16.30
Experimentos sobre
propiedades de la
materia: densidad.
Tipo 5
Reflexión
crítica
16.30-18.00
distintos estados de la
materia y de los cambios
de fase. Trabajo con
nitrógeno
líquido.
Solubilidad
y
temperatura.
cambios
químicos,
reacciones
que
absorben o desprenden
calor, indicadores y
reacciones ácido base.
Juego
de
imanes:
clasificación
de
los
estados de la materia y
de los cambios de
estado.
Fusión
y
solidificación
de
chocolate. El oráculo
químico (revelado con
iodo gas). Mezclas.
Ósmosis y capilaridad.
Discusión abierta y Discusión abierta y
puesta en común.
puesta en común.
Transformaciones
químicas: ejemplos. La
reacción
de
descomposición
del
peróxido de hidrógeno.
Los ácidos y las bases,
indicadores,
neutralización.
Electrólisis del agua.
Discusión abierta
puesta en común.
y
Luego de la realización del taller presencial, se procederá a la siguiente etapa en la que un
subgrupo de maestros elaborará un material de apoyo para sus pares. Esta etapa se
considera de enorme importancia para que este taller trascienda el grupo de
participantes, llegando a un mayor número de docentes. Se prevén instancias presenciales
así como de comunicación por medios disponibles para la concreción del trabajo.
Bibliografía
[1] http://www.cep.edu.uy/archivos/programaescolar/Programa_Escolar.pdf
[2] El enlace químico, F. Ibáñez Walker, Ediciones Universidad Católica de Chile (1995)
[3] Química, Curso Universitario, B.M.Mahan, R.J.Myers, Addison-Wesley Iberoamericana,
4ta edición
[4] Química, La Ciencia Central, T.L.Brown, H.E.Le Mey Jr., B.E.Bursten; Prentice-Hall
Hispanoamericana, 9ma edición
[5] Química, R.Chang, McGraw Hill, 6ta edición
[6] Informe final de ejecución “Cuidemos las aguas naturales del Uruguay: un niño, un
investigador”, un año de duración, dirigido por Julia Torres
[7] Informe final de ejecución “Química d+: llevando la ciencia a la sociedad” financiado
por la ANII, un año de duración, dirigido por Marcelo Queirolo y Julia Torres
[8] ¡La Química está d+!, libro de divulgación para escolares y maestros. Autores: Julia
Torres y Marcelo Queirolo.