DIRECCIÓN PROVINCIAL DE EDUCACIÓN PRIMARIA DIRECCIÓN PROVINCIAL DE EDUCACIÓN SECUNDARIA DIRECCIÓN PROVINCIAL DE EDUCACIÓN DE GESTIÓN PRIVADA Propuestas curriculares para el último trimestre de la educación Primaria y el primero de la educación Secundaria Proyecto articulación Ciencias Naturales “Una mezcla cotidiana: El agua potable” Continuando caminos desde 6° Año de EP hacia 1° año de ES Presentación de la propuesta Tal y como plantea el Diseño Curricular de Educación Primaria en el área de Ciencias Naturales: La comprensión del mundo actual requiere de miradas complejas, miradas que incluyan lo ambiental como lo tecnológico. El área de Ciencias Naturales brinda oportunidades para que los docentes articulen estas dimensiones en los proyectos de enseñanza siempre que su inclusión enriquezca la comprensión de los fenómenos en estudio. 1 Partiendo de esta premisa, el presente documento busca articular los niveles de educación Primaria y Secundaria, a través de un hilo conductor que lleve a complejizar, ampliar y profundizar los contenidos del área, manteniendo la continuidad en el enfoque de enseñanza. Para llevar adelante esta propuesta se eligió el contenido “Las mezclas” que se propone para ambos niveles. . La secuencia inicia con un problema general que se irá complejizando a medida que se vayan abordando los contenidos propuestos para 6to año, y se complementarán y profundizarán con los pautados para 1er año. De esta manera se establece una progresión desde el abordaje en 6to año de Primaria donde los materiales y las mezclas se presentan desde su conceptualización físico-química, focalizando en los métodos de separación, para posteriormente en 1er año de Secundaria recuperar esos saberes desde una mirada ambiental. De esta forma, tal como plantea el Diseño Curricular de Educación Secundaria en el área de Ciencias Naturales se presentan una serie de contenidos y situaciones de enseñanza con el propósito de: “…integrar especialmente la formación científica con la formación ciudadana y ambiental, imprescindibles para la formación básica de los alumnos/as.” 2 1 La enseñanza de las Ciencias Naturales en la Escuela Primaria. Diseño Curricular para la Educación Primaria. Dirección General de Cultura y Educación de la Provincia de Buenos Aires. Pág. 55. La Plata, 2008. 2 Diseño Curricular para la Educación Secundaria: 1º año ESB - La Plata: Dir. General de Cultura y Educación de la Provincia de Buenos Aires, 2006. Contenidos de los respectivos diseños curriculares 6°año de Educación Primaria Las mezclas y las soluciones Diferencias entre mezcla y solución en cuanto a las características visibles a simple vista, con lupa y con microscopio. Componentes de una solución: solvente y soluto. El agua como solvente universal. Los métodos de separación de las mezclas y de las soluciones. Separación de soluciones sólido-líquido y Líquido-líquido: Destilación. 1°año de Educación Secundaria Las mezclas Las mezclas. Clasificación: mezclas homogéneas (soluciones) y heterogéneas. Concepto de soluble – insoluble. Conceptos de fase y componente. Métodos de separación de fases y componentes. Clasificación de métodos. Diseño y utilización de dispositivos experimentales para la separación de fases y componentes, de acuerdo con las propiedades de las sustancias que los conforman. El agua El agua como sustancia. El agua corriente como mezcla. Fuentes de obtención de agua. Usos del agua: industriales, cotidianos, tecnológicos. Peligros y alcances de los procesos que causan su contaminación. El agua y la vida. Agua destilada, agua potable, agua corriente de red. Procesos de potabilización. Criterios de progresión entre niveles En 6to año del Nivel Primario, el Diseño Curricular (DC) propone acercar a los alumnos al contenido de mezclas presentando diversas situaciones de enseñanza mediante las cuales compararán y clasificarán las mezclas teniendo en cuenta dos variables: si se distinguen o no sus componentes, así como los métodos de separación. Algunas de las situaciones que propone el DC son: explorar sistemáticamente qué cambios se observan al mezclar los materiales; diseñar y desarrollar experiencias para separar las mezclas realizadas; comparar distintos métodos de separación; reflexionar acerca de la relación entre los métodos de separación y las características de los materiales que forman las mezclas. Dando continuidad a este contenido, y focalizando la mirada sobre el agua potable como mezcla (solución) específicamente, en primer año de la secundaria el DC propone la vinculación de las características del agua con los conceptos de sustancia y de mezcla. Ya no se limita simplemente a un estudio de los componentes de las mezclas y sus métodos de separación, sino, que avanza en la progresión del contenido ampliando e integrando aspectos tanto físico-químicos, como sus implicancias sociales. El DC en primer año pone el foco en comprender el agua como una solución, con lo cual es pertinente y necesario utilizar los conocimientos construidos sobre sistemas materiales y métodos de separación abordados en 6to año, para decidir con fundamento si, por ejemplo, el agua que consumimos es una sustancia o una mezcla, y poder entonces tratar los procesos de potabilización, la destilación del agua y los usos industriales, cotidianos, agropecuarios y tecnológicos. PROPÓSITO GENERAL Propiciar la articulación entre el nivel primario y el secundario, promoviendo la enseñanza de contenidos referidos a la disponibilidad y obtención de agua potable. PROPÓSITOS ESPECÍFICOS Ÿ Propiciar el reconocimiento de las diferencias entre agua pura y agua potable como una mezcla homogénea. Ÿ Reflexionar acerca de la relación entre los métodos de separación y las características de los materiales que Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ forman las mezclas. Diseñar e implementar dispositivos que impliquen el uso de técnicas de separación de fases y componentes de un sistema dado. Reconocer la importancia del agua como recurso no renovable con determinadas propiedades físicas y químicas. Reconocer los diferentes pasos en la potabilización del agua según los métodos que se emplean. Promover el debate y la confrontación de ideas a partir de situaciones problemáticas relativas a la disponibilidad del recurso agua. Promover el acuerdo sobre las formas de utilización del agua que ayuden a preservar el recurso. Primer recorrido: último trimestre de 6to año de EP La problemática general que atravesará toda la secuencia didáctica, comenzando en 6to año de Primaria y ampliando y profundizando en 1er año de Secundaria es: ¿Cómo podemos obtener agua potable? ¿Por qué es importante hacerlo? Estas serán las preguntas que guiarán nuestro recorrido, las cuales se irán ampliando y complejizando para sumar los contenidos propuestos en el diseño curricular para 6to año. A partir de estos interrogantes, se promueve un recorrido de diferentes situaciones para enseñar los contenidos de mezclas y soluciones de 6to año de Primaria y, posteriormente, en 1er año afrontar el contenido referido al agua potable como una problemática ambiental. Inicio Iniciamos la indagación de ideas Se partirá de una serie de preguntas que apunten a contextualizar a los alumnos en el tema a desarrollar. A partir de estas peguntas, se abrirá un intercambio de saberes donde cada uno podrá opinar, expresar, contraponer sus ideas con el resto de los compañeros, a fin de establecer las hipótesis que guiarán una primera investigación. Ÿ ¿De dónde proviene el agua que consumimos diariamente? Ÿ ¿Qué características tendrá para que podamos consumirla? Es probable que algunos alumnos respondan que el agua que tomamos proviene de algún río cercano a los lugares donde habitan, de un arroyo, incluso hasta podría aparecer alguna respuesta anticipando que el agua proviene del mar, en zonas costeras. También es esperable que no puedan explicar qué características tiene el agua para poder ser consumida. Las respuestas de los alumnos se irán registrando para poder ser contrastadas al finalizar la investigación. Luego, el docente les dirá que trabajarán con diversas fuentes de información para pensar sobre las ideas que estuvieron compartiendo. Desarrollo Iniciamos la búsqueda de información en un texto A continuación el docente propondrá que los alumnos lean un texto (o algunos párrafos según el grupo) que relata la importancia del consumo de agua potable segura y las dificultades para acceder al agua potable de muchas personas del mundo. La lectura del texto será en forma individual para luego hacer una lectura colectiva, de forma tal que el docente pueda volver sobre la interpretación del texto mediante diversas intervenciones, preguntando y/o aportando nueva información para aclarar y acordar el sentido de la lectura. 2100 millones de personas carecen de agua potable en el hogar y más del doble no disponen de saneamiento seguro. Disponible en: http://www.who.int/mediacentre/news/releases/2017/water-sanitation-hygiene/es/ (Texto de la página de la Organización Mundial de la Salud (OMS) 12/07/2017) A partir de la lectura conjunta, se busca conceptualizar qué es el agua potable, dónde se encuentra y que se trata de un recurso natural escaso. Una vez establecidos los acuerdos sobre la limitada disponibilidad del agua potable, se propondrá realizar una actividad experimental, donde los alumnos deberán diseñar un dispositivo “casero” para lograr obtener agua potable. Se planteará una nueva situación problemática, que buscará indagar sobre los conocimientos que poseen los niños no sólo sobre la potabilización del agua, sino sobre los posibles métodos de separación de mezclas heterogéneas y homogéneas en relación con sus características. Se les propondrá a los alumnos una situación que contextualice el problema que se quiere resolver: Imaginen que realizamos una visita a un camping de las afueras de nuestra ciudad. Todo iba muy bien hasta que uno de los niños encontró una canilla que estaba cercana a un arroyo que pasaba junto a la calle que delimitaba el camping. Como tenía sed, decidió abrir la canilla para tomar agua. Pero al hacerlo se encontró que el agua tenía un color muy extraño ¡era casi marrón! Decidió no tomarla y lo comentó con algunos compañeros. El comentario llegó a oídos de los docentes quienes, además de aclarar a todo el grupo que no tomaran agua de esa canilla, les propuso a sus alumnos investigar ¿Por qué será marrón? ¿De dónde vendrá el agua de esa canilla? ¿Será apta para consumo? A partir de la situación que se les plantea, se busca llevar adelante una investigación, poniendo en situación a los alumnos y pensando cuáles son las posibles vías que debemos recorrer para poder abordar dicho problema y resolver las preguntas propuestas. Se plantearán los siguientes interrogantes para resolver de forma grupal: Ÿ ¿Por qué creen Uds. que el agua es marrón? ¿De dónde vendría? ¿Qué harían para corroborar si es apta para el consumo? Ÿ ¿Cómo podemos resolver las preguntas que el docente plantea a los alumnos del relato? Una vez que cada grupo haya escrito sus respuestas y/ o nuevas preguntas, se plantea la puesta en común para escuchar los diferentes puntos de vista. Es posible que los niños planteen que el agua provenga del arroyo que estaba cercano al camping, y que estuviera contaminada. A través de la guía del docente, se buscará pensar junto con los alumnos cuál sería la mejor forma de poder corroborar lo que piensan al respecto. A través de diferentes intervenciones en plenario, el docente orientará la búsqueda de respuestas de este intercambio introductorio. Para esto buscará orientar la posibilidad de tomar muestras de la canilla del camping y también del arroyo para poder compararlas y, de esta forma, descartar o corroborar las hipótesis que relacionan al río como fuente de agua de la canilla. Ÿ ¿Qué cuidados se deberían tener a la hora de tomar las muestras? ¿Cómo lo harían? El objetivo de este momento, es reflexionar con los alumnos acerca de algunos aspectos metodológicos básicos de la investigación, como son las condiciones necesarias para que una muestra pueda ser analizada. Concretamente nos referimos a los tipos de recipientes para recolectar la muestra, la cantidad de muestras necesarias, lugares de dónde tomarían la muestra, entre otras preguntas que puedan surgir. Luego de llegar a estos acuerdos referidos a la recolección, se vuelve sobre la pregunta si el agua encontrada sería apta para consumo y cómo harían para corroborarlo. Pensando en las características que los niños han acordado sobre el agua potable, deberán proponer formas de comprobar si el agua extraída de la canilla sería o no apta para consumo humano. Buscamos información a través de la exploración: diseño y organización La docente les comenta que les traerá muestras de agua como las que los niños encontraron en el relato para poder analizarlas en grupo. Para organizar las exploraciones que se llevarán a cabo, se guiará a los niños para diseñar la observación de la muestras, de forma directa y mediante el uso de materiales ópticos (lupas, microscopios) con los que cuentan en los equipamientos de laboratorios portátiles. El docente recupera las ideas preguntando: ¿Qué podríamos observar de las muestras de agua que nos ayuden a determinar si es o no potable? El docente puede guiar este momento con preguntas sobre los diferentes aspectos a observar, orientando la participación de todo el grupo: ¿Tendrá que ver su color? ¿Se observarán partículas flotando? ¿Qué sucederá si dejamos la muestra quieta por largo tiempo? ¿Tendrá algún olor en particular? ¿Afectará la temperatura a que el agua sea o no potable? Buscamos información a través de la exploración: análisis de las muestras Se llevará a cabo el análisis de diferentes muestras de agua marrón aportadas por el docente. Sugerencias para el docente para la elaboración de las muestras: El propósito de esta actividad es que los alumnos puedan llegar a diferenciar por medio de la observación directa y con instrumentos ópticos, las diferencias entre mezclas homogéneas y heterogéneas. Por lo tanto, la elaboración de las muestras debe permitir a los niños observar mezclas de ambos tipos. La actividad se llevará a cabo en grupos y se sugiere elaborar tres muestras para repartir a cada grupo de alumnos, que corresponderían al agua de la canilla cercana al arroyo (muestra 1), al agua del arroyo (muestra 2) y una tercera muestra que estaría tomada de una canilla que se encontraba en el quincho el camping (muestra 3). La muestra 1 debería presentar un color marrón, que podría ser dado por partículas de tierra que estarían en parte disueltas y en parte suspendidas en agua (mezcla heterogénea: se visualiza mediante instrumental óptico). La muestra 2 debería presentar el mismo color marrón o quizás un tono más intenso, partículas de tierra en suspensión y se podrían agregar partículas de arena y/o pequeños canto rodados que quedarían al fondo del frasco con agua (mezcla heterogénea: se visualiza a simple vista). La muestra 3 debería ser agua potable de la canilla, incolora, y sin ninguna partícula en suspensión (mezcla homogénea). Nos hacemos nuevas preguntas y buscamos respuestas en diferentes observaciones El docente presentará los tres frascos a todo el grupo y se anotarán las anticipaciones en el pizarrón acerca de cuál será potable y cómo lo determinaron. También será el momento de establecer acuerdos acerca de los cuidados que se deberán tener al manipular el material: las muestras no pueden ser ingeridas, los alumnos deben mantener un orden en el salón, en cada grupo habrá alumnos encargados de cumplir determinadas funciones, por ejemplo colocar determinada cantidad de agua del frasco en una cápsula de Petri para observarla bajo la lupa, o de rotular los frascos y los recipientes que utilicen para no confundir las muestras, o de volcar los resultados encontrados en una tabla o cuadro de registros. Una vez establecidos todos los acuerdos pertinentes para la actividad, el docente repartirá a cada grupo un juego de tres frascos cada uno con una muestra de agua diferente, y una serie de materiales (pertenecientes al equipamiento del laboratorio portátil) que ayudarán a la observación sistemática de las muestras: lupas, cápsulas de Petri, lupa monocular, microscopio (estos dos instrumentos los dispondrá y manipulará el docente), linterna, cartulina negra. La exploración se irá desarrollando conforme los alumnos vayan observando las muestras, en primer lugar a simple vista para poder establecer si se observan características distintivas de cada una: color, olor, partículas en el fondo del frasco, partículas en suspensión, u otra característica que puedan determinar. Para esto, el docente irá guiando la observación por medio de las mismas preguntas que se habían planteado anteriormente: ¿Tendrá que ver su color? ¿Se observarán partículas flotando? ¿Qué sucederá si dejamos la muestra quieta por largo tiempo? ¿Tendrá algún olor en particular? ¿Afectará la temperatura a que el agua sea o no potable? 3 Con la ayuda de la linterna y la cartulina negra, se podrá observar si la muestra posee partículas en suspensión, utilizando la cartulina de fondo y haciendo atravesar el haz de luz por el líquido dentro del frasco inclinado (tapado para que no se derrame). Posteriormente, por medio de la utilización de una pipeta, se tomará un pequeño volumen de la muestra (utilizando el dedo índice para tapar la parte superior de la pipeta luego de introducirla en el líquido y así retener parte de su contenido) y se la colocará en la cápsula de Petri para poder observarla con la lupa de mano y 3 Esta última pregunta se puede resolver utilizando los mecheros de alcohol y los recipientes de vidrio borosilicatado (resistentes al calor del mechero) que traen los equipamientos de laboratorio portátiles que recientemente fueran entregados en muchas escuelas de la Provincia. posteriormente en la lupa monocular (con la supervisión del docente). Para observar las muestras bajo el microscopio, el docente, tendrá listo y enfocado en tres portaobjetos, una pequeña muestra de cada frasco (una en cada microscopio). Los niños irán pasando por cada uno para realizar la observación y establecer comparaciones en función de lo observado con las lupas. Al finalizar las observaciones, cada grupo deberá tener un registro de los resultados obtenidos y se abrirá un espacio de socialización e intercambio para sistematizar lo hallado. Se espera poder establecer acuerdos acerca de las observaciones realizadas y llegar a la conclusión de que las muestras 1 y 2 no serían, a priori, potables, ya que ambas tenían partículas suspendidas y se debería hacer algún estudio sobre las mismas para determinar si serían aptas para el consumo a o no. Además el docente deberá guiar la discusión para llegar a concluir que se trataba de mezclas heterogéneas por poder observar más de un componente en cada una (en un caso se observaban a simple vista y en el otro lo pudieron observar gracias al uso del instrumental óptico). En el caso de la muestra 3, se espera llegar a la conclusión que se trata de una mezcla homogénea, por no poder observar dos o más componentes diferentes en la misma, ni a simple vista ni por medio de ninguno de los instrumentos ópticos, pero faltaría información para determinar si es o no una muestra de agua potable. Cabe aclarar, que posiblemente los términos homogéneo y heterogéneo sean nuevos para los alumnos. Es importante pensar el camino que se realizó para introducirlos, dado que ambos si bien serán aportados por el docente, surgen de la observación directa de las muestras, con lo cual la construcción del concepto pudo ser realizada por los mismos alumnos. Continuando con la problemática planteada inicialmente, se intentará llevar a los alumnos a la reflexión acerca de la posibilidad de potabilizar el agua de las muestras observadas (muestras 1 y 2 de la exploración). Esto permitirá que se propicie la discusión acerca de los métodos de separación de mezclas, profundizando y ampliando la situación inicial para integrar nuevos contenidos. Nos hacemos nuevas preguntas sobre los métodos de separación de las mezclas Se planteará una nueva pregunta que permita recuperar el problema inicial: Ÿ ¿Podríamos realizar de forma casera algún procedimiento para potabilizar el agua de la muestra? La finalidad de la propuesta es poder comenzar a pensar junto con los alumnos, en los diversos métodos de separación de mezclas, y si es factible por medio de alguno de ellos, potabilizar el agua para que sea apta para consumo. Una vez establecido este objetivo el docente plantea interrogantes para guiar los posibles métodos que se utilizarán: ¿Qué habían encontrado en la muestra? ¿Habrá alguna manera de separar esos materiales del agua? ¿Qué se les ocurre que podríamos utilizar? Se registrarán las ideas de los alumnos para poder ponerlas a prueba y contrastar posteriormente los resultados. Se pondrá a disposición de los alumnos filtros, imanes, balones de decantación, vasos de precipitado, varillas de vidrio 4. Mediante preguntas orientadoras que irá realizando el docente, se espera que los alumnos puedan ir probando diferentes formas de separar las mezclas mediante distintos métodos de separación. Orientación para el docente: Para obtener mayor información acerca del uso del material de laboratorio, se sugiere ingresar al siguiente link que brinda información e imágenes sobre el uso de diversos materiales que forman parte del equipamiento de laboratorio que se encuentra en las escuelas primarias: http://repositorio.educacion.gov.ar/dspace/bitstream/handle/123456789/110191/fichas%20web.pdf?sequence=1 El docente podría orientar este momento, a través de preguntas que involucren a los alumnos desde lo que saben: ¿Qué sucede si dejamos las muestras en reposo un largo rato? ¿Qué observan en el fondo de los recipientes? ¿Cómo podríamos separar esto que observamos? ¿Qué pasaría si utilizáramos un filtro? ¿Será posible separar alguno de los materiales por medio de un imán? Luego de haber probado con los diversos métodos, el docente volverá a intervenir guiando a los alumnos hacía el análisis de lo observado: ¿De qué color quedó la muestra luego de ser filtrada? ¿Qué observaron luego de utilizar el balón de decantación? ¿Sucedió algo con la muestra al acercar los imanes? ¿Modificó el aspecto de la misma? ¿Qué conclusiones podemos sacar sobre esto? ¿Habremos obtenido agua potable luego de probar con los diferentes métodos? ¿Qué otro procedimiento podríamos realizar? Luego de realizar las separaciones por medio de los diversos métodos, se hará una sistematización de las acciones realizadas, a través de la guía del docente. Se espera que, al poner en común lo observado en las diferentes muestras, plantear la discusión en torno a cuál es la particularidad de cada método utilizado, nombrarlo y dejar registro de los resultados obtenidos con cada uno. También se espera concluir que los métodos de filtración, imantación y decantación no lograron modificar el color marrón del agua. Aquí el docente intervendrá por medio de preguntas para poder llegar a anticipar de qué se trata. Esto abrirá la posibilidad de abordar un nuevo contenido: las soluciones, como un tipo particular de mezclas homogéneas. 4 Elementos que también se encuentran disponibles en el equipamiento de laboratorio portátil. Profundizamos en el estudio de las mezclas homogéneas El docente retomará lo realizado previamente e intentará guiar con preguntas hacia un nuevo desafío: “Vimos la clase anterior que no se lograron separar todos los componentes de la muestra con los métodos utilizados (filtración, imantación, decantación), se les ocurre alguna propuesta para poder hacerlo? ¿Qué deberíamos hacer para poder separarlos?” El docente guiará el intercambio intentando acercar a los alumnos a la idea de realizar una destilación. Les propone pensar en una situación hipotética: Si colocáramos el frasco con el agua de la muestra sobre una fuente, luego de decantarla y filtrarla, luego lo tapamos con otro frasco de vidrio de mayor tamaño invertido y lo dejamos al sol por un tiempo prolongado ¿Qué creen que sucederá con el agua de la muestra? ¿Se depositará agua en la fuente? ¿Por qué? ¿Qué función cumple el frasco invertido? ¿Y el sol? ¿Cómo creen que sería el agua que se deposite en la fuente? ¿Qué diferencia existirá entre el agua filtrada y/o decantada y el agua que encontraremos en la fuente? ¿Por qué? ¿Podremos ponerlo a prueba en clase? ¿Qué tendríamos que tener en cuenta? Si no hubiera días soleados, o si quisiéramos obtener rápidamente un resultado, ¿podríamos reemplazar el efecto del Sol por otro elemento? Se hace registro de las diferentes respuestas a ser retomadas luego de hacer la separación. El docente armará un dispositivo con los elementos del laboratorio móvil para poder realizar una destilación. Utilizará el mechero de alcohol, una pinza de madera, un tubo de ensayo, un tapón de goma con agujero, que calce en el tubo, un tubo de plástico flexible que se insertará en el tapón y permitirá hacer la conexión entre el tubo y otro recipiente (un erlenmeyer también con tapa) donde se recibirá el líquido destilado. Una vez armado el dispositivo, se pondrá la muestra filtrada en el tubo de ensayo y se calentará. Es importante hablar de los cuidados a tener en cuenta ya que se trabajará con materiales de vidrio y con fuego. Luego, se invitará al análisis de lo observado, guiando con preguntas las intervenciones: ¿Qué sucedió con el agua de la muestra? ¿Qué quedó en el tubo de ensayo? ¿Qué obtuvimos en el otro recipiente? ¿Qué características tiene el líquido recolectado en el recipiente? ¿Qué diferencias hay entre la muestra original, la muestra filtrada/decantada y el líquido encontrado finalmente? ¿Llegamos a obtener agua potable? ¿Por qué? ¿Qué veríamos si lo observáramos con lupa y microscopio? Se puede proponer nuevamente una observación por medio del material óptico para corroborar que se trata de una mezcla homogénea. Se realizará una puesta en común donde se incorpore el nombre de destilación para este método de separación en particular. Se establecerán acuerdos acerca de las condiciones de partida y de los resultados y se introducirá la terminología específica para construir los conceptos. Se explicará que la muestra filtrada/decantada era una solución y que por medio de la destilación (que sería otro método de separación de mezclas) se pudieron separar los componentes de la muestra. También se discutirá si el agua destilada es o no apta para consumo, dejando las certezas y las dudas que surjan registradas, para realizar posteriormente una nueva búsqueda bibliográfica. Para sistematizar lo trabajado, se propone la realización individual de un esquema que describa los pasos que se realizaron desde el inicio de la investigación, y un texto que acompañe y explique el esquema realizado. Cierre Para realizar una evaluación sumativa de la secuencia se propone una nueva situación problemática que englobe y sistematice los contenidos abordados. Imaginen que se encuentran a la deriva en una lancha en el océano y se les ha acabado el agua potable. Sólo tienen disponible agua de mar para tomar (¡con todo lo que el agua de mar contiene!). ¿Cómo podrían potabilizar ese agua para beberla? A partir de esta situación planteada, deberán proponer posibles soluciones acordes a los conocimientos construidos a lo largo de la secuencia, y diseñar una experiencia que permita ponerlas a prueba. Se sugiere realizar esta actividad en pequeños grupos como en la actividad de inicio. Cada grupo tiene que escribir los pasos que seguirían para poder realizarlo y justificar por qué lo harían de esa manera. También deberán explicar por qué será potable el agua que obtienen al final del proceso. Una vez presentados los diferentes dispositivos de potabilización, según los tiempos con que dispone, el docente puede destinar una clase a que cada grupo exponga sus dispositivos y realicen el proceso de potabilización del agua de mar. Indicadores de avance Ÿ Distinguir las soluciones como un tipo particular de mezclas, de acuerdo a las características observables y a los Ÿ métodos con que se pueden separar sus componentes. Diseñar y realizar experiencias para preparar y separar diferentes tipos de mezclas y soluciones. Criterios de evaluación Entendemos la evaluación como un proceso continuo que se lleva a cabo durante todo el desarrollo de la secuencia didáctica. Para facilitar y evidenciar, tanto para el docente como para cada estudiante, este proceso de aprendizaje, se propone el armado de rúbricas que responderán a los indicadores de avance especificados para el contenido abordado. Indicadores Muy bien logrado Logrado parcialmente Aún no logrado Distinguir mezclas homogéneas y heterogéneas. Pudo diferenciar y caracterizar claramente los tipos de mezclas presentados. Pudo diferenciar y caracterizarlos, pero con dificultades. No logró diferenciar ni caracterizar los tipos de mezclas. Identificar posibles métodos de separación de las mezclas propuestas. Pudo reconocer, diversos métodos de separación para las mezclas propuestas. Pudo reconocer con dificultades los métodos de separación de mezclas. No logró reconocer los métodos de separación de mezclas. Diseñar y realizar experiencias para separar mezclas y soluciones. Logró diseñar y llevar a cabo experiencias para separar mezclas y soluciones. Logró con dificultad diseñar y llevar a cabo experiencias para separar mezclas y soluciones. No logró diseñar y llevar a cabo experiencias para separar mezclas y soluciones. Continuación de la secuencia didáctica Segundo recorrido: primer trimestre de 1er año de ES Actividad: Claro como el agua Introducción Tal como propone el Diseño Curricular para 6to año de la escuela primaria en el área de las Ciencias Naturales, se espera que los estudiantes, que ya han experimentado con diversos materiales en la escuela y en su vida cotidiana, estén en condiciones de distinguir las distintas interacciones que se producen entre los materiales cuando se mezclan. En particular en la secuencia propuesta se abordará el tema del agua a partir de sus propiedades observables, retomando su carácter de solvente universal, para continuar en primer año de la escuela secundaria pensándola como recurso, problematizando su uso responsable y los riesgos asociados a la contaminación. Objetivos generales Que los alumnos comprendan la importancia del agua como sustancia indispensable para la vida en nuestro planeta. Que los alumnos comprendan que el agua apta/potencialmente apta para el consumo humano es un recurso escaso y a partir de ello la valoren y tomen conciencia de su cuidado. Que puedan aproximarse a la idea de que la ciencia trabaja con modelos que sirven para poder entender el mundo que nos rodea. Objetivos específicos Que puedan aproximarse a explicar las diferencias entre una sustancia y una mezcla, en especial las soluciones acuosas Que puedan describir las características que hacen al agua como sustancia pura y como solución. Que puedan aproximarse a interpretar a las soluciones desde un sencillo modelo particulado de la materia. Actividad 1. Indagación de ideas previas Consigna para los alumnos (individual y por escrito) ¿Por qué cuando agrego una cucharada de azúcar en mi taza de té o café, misteriosamente desaparece? ¿O será que desaparece a nuestra vista y en realidad sigue estando de alguna forma? ¿Cómo te parece que podrías darte cuenta si es que desapareció? Se espera que los alumnos digan que de alguna manera el azúcar permanece oculta en el agua, pues pueden probar la solución y constatar que está dulce. Probablemente postulen que los granos de azúcar se volvieron mucho más pequeños y que por eso no se ven, pero que siguen estando ahí. Quizás algunos alumnos aventuren que entonces, para poder verlos habría que usar un microscopio. Es probable que en algún caso digan que se ´combinó´´ el agua con el azúcar para formar una nueva sustancia. Hay que recordar que todavía los alumnos no han tenido una aproximación al modelo de partículas, con lo cual se podría realizar una primera aproximación tentativa, sin intención de profundización, ya que la modelización será abordada con mayor profundidad en segundo año. (Más adelante en esta propuesta, se presenta una actividad que apunta a un primer acercamiento con el modelo particulado de la materia, a partir de una analogía.). En relación con las ideas erróneas que puedan surgir acerca de que cuando se produce la mezcla homogénea, las sustancias intervinientes dejan de ser lo que son para transformarse en una sustancia diferente, puede ser muy productivo derivar el problema a la conformación de una solución de agua salada, preguntándoles a los alumnos cómo se les ocurriría hacer para encontrar evidencias de que la sal ´sigue ahí´. Algunos dirán que, como en el caso del azúcar, al probar la solución ésta tendría gusto salado 5. Otros quizás postulen, por conocimiento previo, que sí se deja evaporar el agua se podría restablecer la cantidad de sal originalmente agregada, lo cual puede derivar en un sencillo experimento que ponga a prueba dicha hipótesis. (es conveniente hacerlo con la solución salada y no la azucarada, ya que con esta última se corre el riesgo de la caramelización del azúcar). En esta instancia, el docente agrupa las respuestas de los alumnos a la indagación realizada en función de sus semejanzas en términos explicativos. Seguidamente hace una puesta en común de las principales representaciones relevadas, que los alumnos registrarán en sus carpetas, ya que se les aclara que serán retomadas más adelante 5 Nota importante: El docente deberá advertir a los alumnos que nunca se debe probar el gusto de las sustancias con las cuales se está trabajando porque puede ser muy riesgoso si las desconocemos. Que en este caso tienen la autorización del profesor, que ya sabe de antemano que se está trabajando con sustancias inocuas. Actividad 2. ¿Qué sabemos sobre el agua? a) Consigna para los alumnos (en grupos de 4 estudiantes) Le preguntaron a un chico de primer año de otra escuela sí podía mencionar algunas cualidades del agua y él respondió: ¨Sí! El agua pura no tiene color (es transparente), no tiene olor y no tiene sabor¨. Si te preguntaran a vos, ¿qué más dirías? En grupos de cuatro estudiantes realicen una lista de todas las características y propiedades del agua que recuerden o conozcan. En esta ocasión, se trata de que los alumnos recuperen saberes aprendidos en años anteriores o bien de su experiencia cotidiana, ya que serán utilizados en las actividades posteriores. Es probable que recuerden el ciclo del agua y la distinción entre el agua dulce y el agua salada en nuestro planeta. Es posible que recuerden incluso el punto de ebullición y el de fusión y otras propiedades intensivas. El profesor realiza una puesta en común atendiendo a las aportaciones que surjan. Los alumnos van completando aquellas que no habían señalado originalmente. b) Consigna para los alumnos (En grupos de 4 estudiantes) ¿Cómo te imaginás al mundo que todos conocemos sí de un día para el otro desapareciese toda el agua de nuestro planeta? Qué cosas cambiarían y por qué. Se espera que los estudiantes relacionen la presencia de agua con la posibilidad de existencia de la vida. Probablemente aparezcan expresiones como ¨si desaparece el agua nos morimos¨, ¨se morirían los peces y todos lo que vive en el agua¨, ¨se morirían las plantas y los animales¨. Pero al tratar de profundizar en que expliquen los por qué, seguramente aparecerán respuestas de corte tautológico o circulares como ¨porque el agua hace falta para vivir¨, sin poder dar razones de lo mismo, considerando al agua como algo inherente a la vida, sin más. En las actividades posteriores, el docente apuntará a romper esa estructura pseudoargumentativa tautológica, tendiendo a que los estudiantes puedan explicar, en grados de complejidad creciente, por qué el agua es imprescindible para la vida, en relación con varias de las propiedades que se relevaron, en especial su capacidad disolvente, su potencial regulador de la temperatura, entre otras. Actividad 3. Volviendo al agua azucarada...y al agua mineral!! El docente brinda la siguiente introducción, en forma escrita, a los estudiantes: Cuando el azúcar se disuelve en agua se forma una solución. Una solución está formada por un solvente, que es una sustancia que puede disolver a otras (en nuestro caso el agua) y al menos un soluto, que es la sustancia que se disuelve (en nuestro ejemplo, el azúcar). Una solución es una mezcla de solutos y solvente, en la cual, a simple vista, no se se pueden distinguir partes diferentes. A este tipo de mezclas en las que no se le distinguen partes diferentes se las llama mezclas homogéneas. Entonces, resumiendo, una solución es una mezcla homogénea. a) Consigna a los alumnos (puede ser individual o en grupos pequeños): Propone ejemplos de la vida cotidiana de soluciones, indicando el soluto y el solvente. Ejemplo (solución) Soluto Solvente b) Consigna a los alumnos Muchas veces, en las publicidades de venta de agua mineral, se suele decir que es ´agua pura´. Les pedimos que miren la etiqueta que está pegada en la botella, para identificar qué es lo que tiene el agua que está contenida en el envase. Ahora que sabemos lo que hemos aprendido, ¿Está bien o está mal que en la publicidad hablen de ´agua pura¨. ¿Por qué? Y el agua que llega a las canillas de nuestras casas? Cómo podrías averiguar esa información? La intención de esta actividad es que los estudiantes puedan llegar a explicar que ni el agua mineral ni el agua potable que llega a la red domiciliaria es agua pura. Allí se puede introducir la noción de destilación y de agua destilada. Incluso, sí los saberes previos lo permiten, introducir la noción de que toda el agua no destilada (esto es, como solución) conduce la corriente eléctrica y de ahí las prevenciones que hay que tomar en ese sentido. Actividad 4. ¿Cómo nos podemos imaginar que podría ser una solución sí la viésemos con unos lentes maravillosos que nos permitiesen ver lo muy, muy pequeño? Vamos a hacer un sencillo modelo a fin de trabajar el concepto de la disolución. Orientaciones para el docente: Colocar en una tapa de caja de zapatos varias bolitas de telgopor de color rojo, por ejemplo, y agregar algunas otras (menor cantidad) de color azul. Cuando las ubicamos en la superficie de la tapa, si no hay movimiento, las bolitas permanecerán sectorizadas en el lugar en que se las colocó. Si empezamos suavemente a mover la tapa, las bolitas se mezclarán distribuyéndose homogéneamente. Este modelo puede servir también para trabajar posteriormente la influencia de la temperatura en la solubilidad, agitando con mayor o menor fuerza la tapa, las bolitas se mezclarán más rápidamente. Identifica en el modelo qué representan las bolitas de los distintos colores. Une con flechas Soluto bolitas rojas Solvente bolitas rojas y azules Solución bolitas azules El poder disolver sustancias presentes en el suelo le permite a los vegetales integrar a su sistema minerales presentes en el suelo disueltos en agua. Su importancia no es menor para los animales a quienes les facilita la circulación por la sangre de los nutrientes y desechos, también puede transportar oxígeno disuelto lo que posibilita la vida acuática. Actividad 5. Huella hídrica El docente realizará la siguiente pregunta a los estudiantes y les pedirá que registren su respuesta por escrito y luego hará una puesta en común. ¿Cuánta agua necesitas para prepararte un café? …………………………………………………………………………………………………. Se espera que las respuestas sean muy similares rondando los 200 ml. A continuación para introducir el tema les propone a los estudiantes leer el siguiente texto: Seguramente habrás contestado una taza de agua o 200 ml, sin embargo, esto no es tan sencillo de responder. Para calcularla deberías considerar el agua utilizada para el riego de la semilla y luego de la planta de café de donde fue obtenido el grano, el agua invertida para su embalaje y posterior transporte desde el lugar de cultivo hasta el lugar donde fue comercializado. Si haces esta cuenta verás que para tomar un pocillo de café se han empleado 140 litros de agua. A este cálculo se lo denomina huella hídrica, y es el volumen de agua dulce utilizado para producir ese producto. Este indicador es sumamente importante porque durante toda nuestra vida consumimos de bienes y utilizamos servicios, los cuales aparentemente no tienen relación con el agua, tienen que ser pensados considerando la utilización de ese recurso. La huella hídrica considera el agua utilizada, evaporada o contaminada involucrada en la producción de cada producto. Dentro de la huella hídrica, se clasifica al agua como azul, verde o gris. Con la azul se refiere al agua dulce consumida de las aguas superficiales y subterráneas. La verde es el agua evaporada de los recursos hídricos, o sea el agua de lluvia. Y la gris es el volumen de agua contaminada que se asocia a la producción de bienes y servicios. El docente les solicita que ingresen al link que figura a continuación a fin de calcular su propia huella hídrica. Para calcular tu propia huella hídrica puedes entrar en el siguiente sitio: https://redargentinadehuellahidrica.wordpress.com/ El Diseño Curricular para la Educación Secundaria de 1er año establece que las ciencias naturales aportan su resultado a la comprensión actual de los fenómenos y constituyen una de las formas de construcción de conocimiento que impregnan la cultura. Por esta razón, en los procesos educativos actuales es preciso considerar una etapa necesaria dedicada a lo que ha dado en llamarse alfabetización científica1 (Fourez, 1988), como un proceso importante de formación para ciudadanos que han de vivir y desarrollar su potencial en este mundo signado por los resultados de la ciencia y sus aplicaciones tecnológicas. La intención de esta actividad es instalar el concepto de huella hídrica y llamar la atención sobre la demanda de agua dulce para poder llevar a cabo todas las acciones de nuestra vida cotidiana. Actividad 6. Acuífero Guaraní Con la actividad que se plantea a continuación se propone profundizar el concepto de recurso natural analizando las fuentes de dicho recurso. A partir de las actividades propuestas, las Ciencias Naturales entran en diálogo con las Ciencias Sociales para llevar adelante un abordaje interareal. Se plantea a los estudiantes la siguiente situación: Habrás escuchado en los medios de comunicación que el agua es un recurso natural muy valioso. Sin embargo, el 70 por ciento de nuestro planeta está cubierto de agua. ¿Cómo podrías explicar esta aparente contradicción? Se espera que la respuesta sea que prácticamente todo ese volumen de agua es salada y por lo tanto, no apta para las demandas de las personas, industrias y servicios. Se continúa brindando la siguiente información y planteando las preguntas propuestas al final La respuesta es que sólo el 3 por ciento del agua es dulce. Se denomina así al agua natural con una baja concentración de sales disueltas en solución, generalmente considerada adecuada para producir agua potable, previo tratamiento. Nuestro país es privilegiado con respecto a este recurso ya que se encuentra sobre el Acuífero Guaraní. El Acuífero Guaraní es un enorme reservorio subterráneo natural de agua dulce que se extiende debajo de la superficie Argentina, Brasil, Paraguay y Uruguay, siendo una de las mayores reservas de agua dulce de nuestro planeta. Su extensión aproximada es de 1200000 km² y con una explotación adecuada podría abastecer a millones de personas. a) ¿Porqué se dice que el agua dulce es un recurso estratégico? b) En algunos medios de comunicación se denomina al agua como “el nuevo petróleo” ¿Podrías explicar el sentido de esta expresión? c) ¿Existen acuerdos internacionales que regulan el uso del acuífero? Averigua cuáles son. ¿Te parece que estos acuerdos son necesarios? ¿Porqué?. Orientaciones para el docente: una vez que se haya discutido en el pequeño grupo hacer una puesta en común a fin de socializar y discutir las distintas respuestas. Actividad 7. Me pongo en tus zapatos Llevar adelante un juego de roles basado en la siguiente pregunta: ¿Necesitamos más plantas potabilizadoras o necesitamos cuidar el agua disponible? a) El docente formará grupos de no más de cuatro alumnos y les otorgará un rol para el que buscarán información con la finalidad de participar del debate. El docente funcionará como moderador garantizando que cada una de las voces sea escuchada. Se planteará una controversia simulada. Algunos roles podrán ser: Ÿ Ingeniero de Aysa Ÿ Dueño de un lavadero de autos Ÿ Obrero de una fábrica de plásticos (averiguar para qué usan el agua)* Ÿ Vecino de la ciudad (con problemas de suministro de agua) Ÿ Diputado de la Pcia . de Buenos Aires. Ÿ Intendente de su ciudad Ÿ Biólogo marino (en defensa de la vida en las aguas) Ÿ Cocinera de un comedor escolar. Con este tipo de actividad de debate se trabajará un de los lineamientos de Diseño Curricular, la argumentación. (*) La elección de este actor involucrado en la situación problemática permite regionalizar el tratamiento tomando problemas reales o hipotéticos que resulten cercanos a la comunidad a la que pertenece la escuela. Por último se plantea a los estudiantes la siguiente actividad b) En grupo, teniendo en cuenta todo lo trabajado anteriormente, discutan, reflexionen, y diseñen acciones que podríamos hacer como sociedad para favorecer y tomar conciencia del uso del agua en nuestro planeta. Bibliografía Chang, Ramond. (2017). Química. EE.UU. McGrow Hill. Fernandez Cirelli , Alicia. (2013). EL AGUA COMO FACTOR DE VIDA Y DESARROLLO. I Seminario: aspectos económicos y financieros de los riesgos asociados con el agua: su gobernanza y regulación. Ganem, Javier Peinado, Guillermo. (2012). ESTRUCTURA PRODUCTIVA, COMERCIO INTERNACIONAL Y AMBIENTE. INDICADORES BIOFÍSICOS DE LA ECONOMÍA ARGENTINA DESDE LA PERSPECTIVA DEL INTERCAMBIO ECOLÓGICAMENTE DESIGUAL. Decimoséptimas Jornadas "Investigaciones en la Facultad" de Ciencias Económicas y Estadística. Instituto de Investigaciones Económicas, Escuela de Economía. Gestión ambiental de recursos hídricos. Instituto Correntino del Agua y del Ambiente. http://icaa.gov.ar/sistema-acuifero-guarani/ Llamas Madruga, M. Ramón. (2005). LOS COLORES DEL AGUA, EL AGUA VIRTUAL Y LOS CONFLICTOS HÍDRICOS Rev.R.Acad.Cienc.Exact.Fís.Nat. (Esp) Vol. 99 Nº. 2, pp 369-389. Vives, L. et al., (2001). Modelación del acuífero Guaraní. Boletín Geológico y Minero, Vol. 112, Núm. especial, pp. 51-64, 2001 ISSN: 0366-0176 51
