Distribución gratuita Prohibida su venta 2002-2003

Materia 1. Propiedades Programa y materiales de apoyo para el estudio

Licenciatura en Educación Secundaria

Programa y materiales de apoyo para el estudio

Materia 1 Propiedades

Especialidad: Química

Programa para la Transformación y el Fortalecimiento Académicos de las Escuelas Normales

er semestre

Materia I Propiedades Programa y materiales de apoyo para el estudio Licenciatura en Educación Secundaria Especialidad: Química Tercer semestre

Programa para la Transformación y el Fortalecimiento Académicos de las Escuelas Normales

México, 2002

Materia I. Propiedades. Programa y materiales de apoyo para el estudio. Licenciatura en Educación Secundaria. 3er semestre fue elaborado por el personal académico de la Subsecretaría de Educación Básica y Normal de la Secretaría de Educación Pública. La SEP agradece la participación de los profesores de las escuelas normales en el diseño del programa y en la selección de los materiales.

Coordinación editorial Esteban Manteca Aguirre Cuidado de la edición Sergio Peña Diseño Dirección Editorial de la DGMyME, SEP Formación Blanca Rodríguez Primera edición, 2000 Primera reimpresión, 2001 Segunda reimpresión, 2002

D. R. © Secretaría de Educación Pública, 2000 Argentina 28 Centro, C. P. 06020 México, D. F. ISBN 970-18-5107-2

Impreso en México DISTRIBUCIÓN GRATUITA-PROHIBIDA SU VENTA

Índice Presentación Materia I. Propiedades Programa Introducción Relación con otras asignaturas Orientaciones didácticas generales Sugerencias para la evaluación Organización por bloques Bloque I. La diversidad de la materia Bloque II. La enseñanza de algunas propiedades de la materia y las dificultades asociadas a su aprendizaje Bloque III. El estudio de los hidrocarburos como un ejercicio de integración

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Materiales de apoyo para el estudio Bloque I. La diversidad de la materia Algunas definiciones básicas La teoría cinético molecular de los gases La teoría cinético molecular de los líquidos y sólidos Raymond Chang

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Bloque II. La enseñanza de algunas propiedades de la materia y las dificultades asociadas a su aprendizaje Elementos frente a átomos. Raíces históricas e implicaciones didácticas Manuel Fernández González

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Naturaleza de la materia José Hierrezuelo y Antonio Montero

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El aprendizaje de la química J. I. Pozo y M. A. Gómez Crespo

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Presentación La Secretaría de Educación Pública, en coordinación con las autoridades educativas estatales, ha puesto en marcha el Programa para la Transformación y el Fortalecimiento Académicos de las Escuelas Normales. Una de las acciones de este programa es la aplicación de un nuevo Plan de Estudios para la Licenciatura en Educación Secundaria, que se inicia en el ciclo escolar 1999-2000. Este cuaderno está integrado por dos partes: el programa Materia I. Propiedades y los textos que constituyen los materiales de apoyo para el estudio de la asignatura. Estos últimos recursos son básicos para el análisis de los temas y se incluyen en este cuaderno debido a que no se encuentran en las bibliotecas o son de difícil acceso para estudiantes y maestros. Otros textos cuya consulta también es fundamental en el desarrollo del curso y que no están incluidos en este volumen son los propuestos en el apartado de bibliografía básica. Para ampliar la información sobre temas específicos en cada bloque se sugiere la revisión de algunas fuentes citadas en la bibliografía complementaria. Las obras incluidas en estos dos apartados están disponibles en las bibliotecas de las escuelas normales. Es importante que los maestros y los estudiantes sean usuarios constantes de estos servicios, con la finalidad de alcanzar los propósitos del curso. Este cuaderno se distribuye en forma gratuita a los profesores que atienden las asignaturas y a los estudiantes que cursan el tercer semestre de la Licenciatura en Educación Secundaria. Es importante conocer los resultados de las experiencias de trabajo de maestros y alumnos; sus opiniones y sugerencias serán revisadas con atención y consideradas para mejorar este material. La Secretaría de Educación Pública confía en que este documento, así como las obras que integran el acervo de las bibliotecas de las escuelas normales del país, contribuyan a la formación de los futuros maestros que México requiere.

Secretaría de Educación Pública

Materia I Propiedades Horas/semana: 4

Créditos: 7.0

Programa

Introducción Vivimos en un mundo material cuyos componentes son muy diversos y tienen distintas propiedades. Aunque toda la materia del universo está formada por átomos, y éstos constituidos por las mismas partículas elementales, no es lo mismo tratar de entender cómo está constituida la materia y cuáles son sus transformaciones en las estrellas que en nuestro planeta. En las estrellas las partículas elementales y algunos átomos aislados son los constituyentes fundamentales, mientras que en los planetas lo son los átomos enlazados, o sea, las moléculas. En el planeta Tierra dichas moléculas pueden ser tan sencillas como las del oxígeno o las del nitrógeno, constituyentes mayoritarios del aire, o tan complejas como las de las proteínas o el ADN. Todos los objetos que nos rodean son materiales y comprenderlos implica conocer sus propiedades con el fin de respondernos preguntas como: ¿por qué la madera se quema?, ¿por qué el agua apaga el fuego, es el disolvente universal y explica en gran medida la vida en nuestro planeta?, ¿por qué los plásticos están presentes en tantos objetos? Entender las propiedades nos permitirá conocer también las diversas manifestaciones de la materia en otros lugares del espacio, con lo que se satisfará la curiosidad natural del ser humano de entender el mundo en que vivimos y sus alrededores, por lejanos que se encuentren. El propósito de esta asignatura es que el alumno entienda las principales propiedades de la materia, especialmente en los materiales que lo rodean, lo que implica comprender, entre otras cosas, por qué se presentan en la naturaleza en diferentes estados de agregación. El interés fundamental del maestro normalista es entusiasmar al alumno de la escuela secundaria para que se responda preguntas como: ¿de qué están hechas las cosas?, ¿qué diferencia a unos materiales de otros?, ¿por qué unas sustancias son gases, sólidos o líquidos?, ¿por qué algunos materiales se encuentran en presentaciones difíciles de explicar como las gomas, las pastas, los geles o los cristales líquidos, incluyendo situaciones especiales en las que se tiene que hablar de otros estados de agregación como el plasma? En este curso se fomenta el desarrollo de las habilidades de observación, experimentación, búsqueda y discriminación de información. Asimismo, se ofrecen oportunidades para continuar desarrollando la capacidad de abstracción, ligada al estudio de la Química, especialmente al analizar el modelo cinético-molecular. La comprensión de este modelo permitirá al estudiante normalista entender algunos temas de los programas de Química de educación secundaria, aún cuando éste, en particular, no está en ellos. 9

El curso consta de tres bloques: la diversidad de la materia; la enseñanza de algunas propiedades de la materia y las dificultades asociadas a su aprendizaje; y el estudio de los hidrocarburos.

Relación con otras asignaturas Este curso se relaciona de manera directa con la asignatura Introducción a la Enseñanza de: Química, del segundo semestre, así como con La Ciencia de las Transformaciones de la Materia, que se cursa en este tercer semestre. Estas tres asignaturas serán la base de las siguientes de la especialidad, en las cuales se estudiarán temas básicos de la Química, que se agrupan alrededor de sus conceptos fundamentales: materia, energía y cambio. Los conocimientos adquiridos en los cursos previos de Desarrollo de los Adolescentes permitirán a los estudiantes normalistas seguir profundizando en las características e intereses de los alumnos de la escuela secundaria. La comprensión de estas asignaturas favorecerá que el futuro profesor logre que los adolescentes entiendan la importancia de la Química. Las habilidades y conocimientos adquiridos en la asignatura Estrategias para el Estudio y la Comunicación I y II, del primero y segundo semestre, respectivamente, deberán aplicarse en todas las asignaturas, de tal manera que los alumnos consoliden formas adecuadas para estudiar y comunicar resultados en general y, en particular, en torno a la enseñanza de la Química en la escuela secundaria. Las actividades de Escuela y Contexto Social propiciaron una familiarización inicial con las conductas de los y las adolescentes en el ambiente escolar y con sus reacciones ante diversos tipos de propuestas didácticas. Con las asignaturas Observación del Proceso Escolar y Observación y Práctica Docente, del segundo y del tercer semestres, respectivamente, los estudiantes seguirán teniendo evidencias tanto de las formas de enseñanza de los maestros como de algunas de las dificultades de aprendizaje de los alumnos. Con el objeto de que tengan elementos vivenciales que les permitan comprender el enfoque de la enseñanza de la Química se propone, durante las prácticas, realizar el registro de una clase de esta asignatura y contrastar lo revisado en este curso con lo observado en la escuela secundaria. La elaboración de las guías de observación y los planes de clase referidos a los contenidos de Química, así como la valoración de los resultados de su aplicación en el aula, corresponden al profesor de la asignatura de Química, esto es, de Materia I. Propiedades. El profesor responsable del curso, en coordinación con el de Observación y Práctica Docente, deberán ofrecer a los estudiantes normalistas orientaciones y asesoría para el desempeño y la aplicación de las estrategias y para el trabajo con los adolescentes.

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Orientaciones didácticas generales En la descripción de los propósitos y los contenidos de los bloques que conforman este curso se han incluido algunas orientaciones básicas y más adelante, en el tratamiento detallado de cada bloque, se presentan numerosas sugerencias de actividades didácticas concretas; en principio, cada actividad está diseñada para ser cubierta en una sesión de dos horas. A continuación se enuncian algunas líneas de trabajo que sería conveniente desarrollar a lo largo del curso. 1. Lograr un conocimiento de los fines y del contenido de este programa que sea compartido por el maestro y los alumnos. Será provechoso que, al iniciarse el curso, el maestro y el grupo analicen conjuntamente el programa, para que queden claros sus propósitos formativos, la secuencia de sus componentes y el tipo de trabajo que se espera de cada quien. Durante el curso, cuando sea necesario, deberá regresarse a la lectura del programa para precisar por qué y para qué trabajar determinados contenidos y actividades. 2. Aprovechar los conocimientos y experiencias del alumno, iniciando cada sesión de trabajo con su clarificación y recuperación, pues se pretende lograr el acercamiento al conocimiento científico, tomando como base los conocimientos previamente adquiridos. 3. Asegurar una lectura comprensiva de la bibliografía básica y vincular las ideas que en ella se presentan con las actividades que se realicen en la clase y con las labores externas de los alumnos en la observación del proceso escolar. Debe evitarse el riesgo común de que el material de lectura sea visto como algo ajeno al trabajo aplicado, que se lee por obligación y está sujeto a formas poco eficaces de control. Debe asumirse que la mejor forma de demostrar una buena lectura es incorporar su contenido al análisis, la discusión y la actividad práctica. Si el maestro advierte que algunos alumnos muestran dificultades en el manejo de la bibliografía, puede promover la formación de círculos de estudio que funcionen temporal o continuamente, solicitando la colaboración de los alumnos más adelantados. 4. Incluir en el programa de trabajo del grupo actividades en las cuales los estudiantes lleven a la práctica las observaciones y la indagación que, en temas especialmente relevantes, los programas de educación secundaria, el libro para el maestro y los libros de texto proponen para los alumnos de secundaria. Ello permitirá que los futuros maestros experimenten situaciones que vivirán sus alumnos y puedan anticipar algunos de los retos y dificultades pedagógicas que enfrentarán en su vida profesional. 5. Promover sistemáticamente la observación y la interrelación de los estudiantes normalistas con los adolescentes en edad escolar, a propósito del conocimiento de la naturaleza y el aprendizaje de la Química. Una oportunidad de hacerlo la ofrece la asignatura Observación y Práctica Docente, sin embargo, se deberá alentar a los estudiantes para que busquen y aprovechen, con ese fin, todas las ocasiones informales

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posibles, sea con grupos escolares a los que tengan acceso o con adolescentes de su entorno familiar y de residencia. Familiarizarse con las formas de percepción y reflexión de los adolescentes y con sus reacciones ante estímulos cognitivos que poseen un propósito claro, permitirá que los estudiantes desarrollen su sensibilidad y su capacidad de empatía hacia la perspectiva desde la cual los adolescentes miran y tratan de dar sentido al mundo que les rodea. 6. Realizar actividades complementarias de estudio para fortalecer la formación disciplinaria básica de la Química. El maestro y los estudiantes deberán estar atentos a la detección oportuna de deficiencias y vacíos que pueden existir en la formación individual. En esos casos, el docente deberá orientarlos para el estudio y consulta de la bibliografía pertinente, tanto de la que se encuentra en el acervo de la biblioteca de la escuela como la que está en otras bibliotecas de instituciones de investigación o de educación superior. Asimismo, debe utilizarse el material videograbado y programas de informática educativa disponibles en la biblioteca de la escuela y accesibles en Centros de Maestros. En ocasiones puede ser de interés acudir a las bibliotecas, hemerotecas o centros de documentación de otras instituciones educativas. 7. Establecer un adecuado equilibrio entre el trabajo individual y el de equipo que realicen los alumnos. Es claro que numerosas actividades de aprendizaje deben realizarse individualmente, en tanto que otras se benefician del esfuerzo de un grupo de trabajo. En este último caso, habrán de observarse ciertas normas mínimas que aseguren la eficacia de esta modalidad de organización didáctica: la planeación clara del trabajo, la distribución equitativa de las tareas y el carácter realmente colectivo del análisis, la discusión y la elaboración del resultado final del trabajo. Estas normas son útiles porque evitarán una frecuente deformación del trabajo de equipo, que fracciona temas de aprendizaje, no permite que los estudiantes visualicen los contenidos en su conjunto y oculta desequilibrios injustos en el esfuerzo realizado por cada alumno. Se sugiere establecer como criterio que los equipos no se integren con más de cinco alumnos. 8. Propiciar la redacción de notas de lectura, registros de observación y de resultados de los experimentos, diseños de actividades didácticas para el trabajo en el aula de la escuela secundaria, entre otras. Es conveniente que cada alumno integre a lo largo del curso una carpeta personal con los productos del aprendizaje, la que le será útil para el ordenamiento y la clasificación de su trabajo, para consultarla durante los siguientes semestres en su futuro trabajo profesional y, eventualmente, como elemento para la evaluación. 9. Propiciar el análisis de los resultados de las jornadas de observación y práctica docente.

Sugerencias para la evaluación Los criterios y procedimientos que se definen para evaluar los conocimientos, habilidades y actitudes que los estudiantes adquieren durante el estudio de los temas del curso, 12

deben ser congruentes con los propósitos y las orientaciones didácticas que se han señalado. Es necesario tener en cuenta que la evaluación, entendida como proceso permanente, permite identificar no sólo los avances y las dificultades en el aprendizaje de los estudiantes, sino que también aporta información que el maestro puede aprovechar para tomar decisiones que contribuyan a mejorar sus formas de enseñanza. Para que los estudiantes tomen conciencia de los compromisos y tareas que les corresponde asumir, es conveniente que al iniciar el curso acuerden con el maestro los criterios y procedimientos que se aplicarán para evaluar. De esta manera tendrán los elementos básicos para reconocer aquellos campos específicos en que requieren fortalecer su formación profesional. Las características de este curso y el tipo de actividades que se realizan requieren de prácticas de evaluación diversas que den evidencias no sólo de conocimientos que se adquieren, sino de las actitudes que los alumnos manifiestan ante el trabajo individual y de grupo, hacia los adolescentes y hacia la naturaleza. Para evaluar, deben aprovecharse la participación de los alumnos en la clase, los textos escritos y las indagaciones que realicen. En este caso, la evaluación no requiere de acciones ni productos distintos de los que se generan en el proceso mismo de enseñar y aprender. Cuando se considere necesario que los alumnos muestren sus niveles de logro por medio de un desempeño destinado específicamente a la evaluación, los instrumentos que se elijan deben plantear retos para que los estudiantes apliquen su capacidad de análisis, juicio crítico, comprensión, relación, síntesis y argumentación, y proporcionar información sobre rasgos como los que se enuncian enseguida. • El interés que muestran los estudiantes por acercarse al conocimiento científico. • La comprensión de las intenciones educativas de la enseñanza de la Química en la escuela secundaria, a partir del análisis de los contenidos propuestos en los programas de estudio de este nivel. • La habilidad para vincular las elaboraciones teóricas con el análisis de las situaciones educativas relacionadas con la enseñanza y el aprendizaje de la Química. • La capacidad para diseñar, mediante el conocimiento y uso eficaz de los libros de texto y otros recursos educativos y del medio, estrategias didácticas que estimulen en los adolescentes las habilidades y actitudes propias de la indagación y del pensamiento científicos. Para lograr lo anterior se sugiere tomar como base las recomendaciones de evaluación de los libros para el maestro de Biología, Física y Química. Una combinación de éstas podrá ayudar a utilizar los instrumentos adecuados para cada situación que se necesite evaluar.

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Organización por bloques Bloque I. La diversidad de la materia En este bloque se estudian las propiedades de la materia y la teoría que las explica, para analizar la diferencia entre mezclas y sustancias puras y, dentro de las primeras, distinguir entre disoluciones, coloides y suspensiones. En especial el alumno normalista debe reconocer que la mayoría de las sustancias que nos rodean son mezclas coloidales, lo que permite explicar su comportamiento. Lo anterior se propone con un enfoque experimental referido al contexto de los alumnos, o sea, a las sustancias que los rodean; es importante aprovechar los múltiples ejemplos de coloides como la mayonesa, los geles, la espuma o el humo para explicar sus características e importancia.

Propósitos Con el estudio de los contenidos y actividades que se realicen en este bloque, se pretende que los estudiantes normalistas: 1. Conozcan la diversidad de la materia e identifiquen diferentes formas de clasificarla según las propiedades más significativas de la misma. 2. Reconozcan la importancia de los modelos teóricos para la comprensión de las propiedades de sustancias tanto elementales como compuestas. 3. Profundicen en el reconocimiento de la importancia de la medición en la Química.

Temas 1. La ciencia de los materiales. 2. Mezclas y sustancias. Sustancias elementales y compuestas. 3. Disoluciones, coloides y suspensiones. 4. Propiedades de la materia. Estados físicos de la materia: sólidos, líquidos y gases. 5. El modelo cinético molecular.

Bibliografía básica Aguilar, G. (1988), “El misterio se despeja”, “La Química”, “Aleaciones con memoria de forma”, “Biomateriales” y “Los materiales en el espacio”, en El hombre y los materiales, México, FCE (La ciencia desde México, 69), pp. 43-57, 84-98 y 104-123.

American Chemical Society (1998), “Propiedades del agua” y “Metales: fuentes y sustitución” en QuimCom. Química en la Comunidad, Wilmington, EUA, Addison Wesley Iberoamericana, pp. 21-23 y 131-143. Barral, A. T. et al. (1988), “La Química de la alimentación”, en ¿Eso es Química?, México, Alhambra (Biblioteca de Recursos Didácticos Alhambra), pp. 33-60.

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Chamizo, J. A. (2000), “El decálogo del vidrio”, en SEP, Una mirada a la ciencia. Antología de la revista ¿cómo ves?, México, pp. 92-95. Chang, R. (1994) “Algunas definiciones básicas”, “La teoría cinético molecular de los gases” y “La teoría cinético molecular de líquidos y sólidos”, en Química, México, McGraw-Hill, pp. 710, 192-195 y 442-446. Garritz, A. y J. A. Chamizo (1994), “Materia: propiedades y medición”, “Disoluciones, coloides y suspensiones”, “El concepto moderno de elemento”, “Clasificación de elementos” y “El modelo cinético molecular de la materia”, en Química, Wilmington, EUA, Addison-Wesley Iberoamericana, pp. 74-92, 104-124, 140-143, 143-145 y 217-231. Hoffmann, R. (1997) “En elogio a la síntesis”, “La fuente de Aganipe”, “Natural/no natural” y “Estático/dinámico”, en Lo mismo y no lo mismo, México, FCE, pp. 107-112, 119-122, 123126 y 162-168. Kaku, M. (1998), “Más allá del 2020: los ordenadores ópticos”, “Memoria holográfica”, “Más allá del 2020: los ordenadores cuánticos” y “El ordenador definitivo”, en Visiones. Cómo la ciencia revolucionará la materia, la vida y la mente en el siglo XXI, Madrid, Debate (Temas de debate), pp. 139-140, 140-141, 145-147 y 147-149. Rangel, C.E. (1987), “¿Qué son los materiales?”, “La ciencia de los materiales”, “Los materiales poliméricos o plásticos”, “Los semiconductores” y “La influencia de los materiales en la perspectiva mundial”, en Los materiales de la civilización, México, FCE (La ciencia desde México, 29), México, pp. 7-23, 83-87, 95-100, 100-104 y 109-115.

Bibliografía complementaria AAAS (1997), “El mundo diseñado”, en Ciencia: conocimiento para todos, Oxford University Press/

Harla México/SEP (Biblioteca del normalista), México, pp. 111-131. Chamizo, J. A. (1999) “La nicotina del tabaco, algo de la química del siglo XIX”, en Estampas de la Ciencia, México, FCE (La ciencia para todos, 173), pp. 138-183. Sosa, P. (1997) “Humo, roca y agua”, en Bájate de mi nube electrónica, México, ADN editores, pp. 111-121.

Actividades sugeridas Tema 1. La ciencia de los materiales 1. Como actividad previa, leer “Propiedades físicas del agua”, del libro de la American Chemical Society. Discutir en equipo: ¿qué es materia? Retomar lo estudiado en el tema 1 del bloque II de la asignatura Introducción a la Enseñanza: Química. En equipo, elaborar un mapa conceptual sobre las propiedades de la materia.Tomar como base la lectura previa. Consultar los libros para el maestro de Química, Física o Biología si existen dudas de cómo construir un mapa conceptual. Discutir en plenaria los mapas conceptuales.Tomar en cuenta posibles errores conceptuales frecuentes como: 15

•

Que mezclas y compuestos estén en el mismo nivel, o sea, considerarlos como dos variedades de la misma categoría. • Que “sustancias puras” y elementos estén en el mismo nivel, o sea, considerarlos como dos variedades de la misma categoría. • Que los elementos se encuentren debajo de los compuestos de la misma manera que las “sustancias puras” se encuentren debajo de las mezclas. Este paralelismo puede conducir a otro error conceptual: considerar que los compuestos están formados por varias sustancias (los elementos). Si es así, no se podrán distinguir las diferencias entre compuesto y mezcla. Consultar libros de Química de la biblioteca de la escuela normal para aclarar las dudas conceptuales o los errores frecuentes. Es importante resolver a satisfacción todas las dudas ya que éste es un tema que servirá de base para entender otros conceptos químicos. 2. Realizar en equipo las siguientes actividades extraclase: • Escoger un material e investigar qué es y para qué sirve; anotar sus conclusiones en una cuartilla como máximo. • Leer “¿Qué son los materiales?” y “La ciencia de los materiales”, de Rangel, así como “El misterio se despeja” y “La Química”, de Aguilar; elaborar un resumen de una cuartilla como máximo. • Distribuirse las siguientes lecturas y preparar un cartel para exponer su contenido y su relación con la ciencia de los materiales: “El decálogo del vidrio”, de Chamizo; “En elogio a la síntesis”, “La fuente de Aganipe”, “Natural/ no natural”, de Hoffmann; “Más allá del 2020: los ordenadores ópticos y Memoria holográfica”, “Más allá del 2020: los ordenadores cuánticos” y “El ordenador definitivo”, de Kaku; “Los materiales poliméricos o plásticos”, “Los semiconductores”, “La influencia de los materiales en la perspectiva mundial”, de Rangel; “Aleaciones con memoria de forma y Biomateriales”, “Los materiales en el espacio”, de Aguilar. Ver el programa “La Química en la Tierra” de la serie El mundo de la Química. Organizar la presentación de los dos escritos y del cartel; después, cerrar la clase con una discusión que retome las lecturas previas y la información del video, y que permita responder las siguientes preguntas: • ¿Qué estudia la ciencia de los materiales? • ¿Qué importancia tiene entender cómo están formados los materiales que nos rodean? • ¿Cuál es la importancia de los materiales sintéticos en el mundo contemporáneo? Tema 2. Mezclas y sustancias. Sustancias elementales y compuestas 3. Discutir en equipos: ¿qué es el agua de mar? ¿Hay algún material que contenga un solo componente? Realizar un ejercicio de asociación de palabras con los siguientes 16

conceptos: materia, elemento, sustancia, compuesto y mezcla. Identificar los problemas semánticos y los errores conceptuales. Consultar en los libros para el maestro de Biología o Física, en caso de tener dudas sobre cómo realizar la asociación de palabras. Leer “Algunas definiciones básicas”, de Chang; “El concepto moderno de elemento” y “Clasificación de elementos”, de Garritz, y Chamizo. Revisar las precisiones que de varios conceptos se presentan a continuación y elaborar una tabla con 10 ejemplos para cada uno de ellos, excepto para el primero. Discutir en plenaria cómo nombrar a cada cosa. Materia, como el término abstracto que se usa para designar la infinita variedad de materiales que hay en el universo. Materiales, como las formas concretas en que se presenta la materia. Es importante reconocer que materia es un concepto abstracto inventado por el ser humano y que lo que realmente existe son los materiales. Mezcla, como un sistema material formado por más de un componente. O, dicho de otro modo, una mezcla está formada por más de una sustancia. Sustancia, como un sistema material formado por un solo componente. Es importante reconocer que no es fácil encontrar estos materiales en la naturaleza ya que normalmente las sustancias se encuentran combinadas formando parte de alguna mezcla. También lo es valorar que se han podido identificar y aislar las sustancias gracias al trabajo de los científicos durante cientos de años y que aún hoy es difícil hacerlo; para ello se requieren la preparación y los conocimientos de los profesionistas químicos. Sustancias compuestas (o simplemente compuestos), como sustancias que, sin reaccionar con ninguna otra sustancia, pueden descomponerse mediante algún proceso químico para dar lugar a dos o más sustancias. Sustancias elementales (o simplemente elementos), como sustancias que no pueden descomponerse químicamente. Es decir, son las sustancias más simples que hay en la naturaleza. Moléculas, como las partículas de importancia química, es decir, las partículas que participan en los procesos químicos. Éstas pueden ser: • Moléculas monoatómicas neutras o simplemente átomos. • Moléculas poliatómicas neutras o simplemente moléculas. • Moléculas (monoatómicas o poliatómicas) con carga eléctrica o simplemente iones. Átomos, como los fragmentos que forman a las moléculas. Los alumnos tienen que reconocer que los átomos libres (excepto los de los gases nobles) no son estables y que para estabilizarse tienen que unirse a otros átomos. Iones, como moléculas o átomos cargados eléctricamente. Son las partículas que forman a las sales, es decir, a las sustancias iónicas. Los alumnos deben reconocer que, a diferencia de los átomos neutros, los iones son sumamente estables tanto formando parte del entramado cristalino de las sustancias iónicas como disueltos en el mar.

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4. Como actividad extraclase, en equipo, revisar en algunos libros de texto los conceptos de elemento, sustancia, compuesto y mezcla, para elaborar una tabla como la siguiente: Concepto: _______________

Libro

Tratamiento didáctico

Actividades

Observaciones*

*Semejanzas o diferencias con la información analizada en la actividad anterior, errores conceptuales detectados, si el enfoque es memorístico, propósitos educativos de las actividades sugeridas.

Diseñar un formato para evaluar en los libros de texto revisados: el tratamiento conceptual, el tratamiento didáctico, las actividades sugeridas, el trabajo con las ideas previas, la evaluación y la claridad de la redacción. Consultar para este efecto “Registro de experiencias de aprendizaje”, del Libro para el maestro de Química, pp. 132-133. Evaluar los libros. Presentar las tablas, los formatos y los resultados de la evaluación. Discutir en plenaria qué características debe tener un libro de texto. Tema 3. Disoluciones, coloides y suspensiones 5. Como actividades previas: leer “Disoluciones, coloides y suspensiones”, de Garritz y Chamizo; resolver los ejercicios y problemas (pp. 122-123). Dividir en equipos los cinco apartados del capítulo de Garritz y Chamizo, los ejercicios y problemas, así como las actividades complementarias (pp. 123-124). Discutir lo realizado individualmente, resolver lo que falte, preparar y realizar una presentación. 6. Antes de la clase: • Leer “Introducción”, “¿Cómo se presentan los alimentos?” y “Nutrientes”, en Barral. • Seleccionar entre todos, para cada equipo, uno de los experimentos que se presentan en “La Química de la alimentación”, del mismo libro. • Preparar el expermiento para una presentación ante el grupo a manera de exposición de cátedra. Diseñar una estrategia didáctica de acuerdo con el enfoque metodológico, que incluya saber la respuesta a las preguntas que se plantean y cómo plantearlas ante el grupo. Organizar la presentación de los experimentos. Aclarar en plenaria los conceptos del tema: disolución, coloide, suspensión, disolvente, soluto, fase dispersora y fase dispersada.

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Tema 4. Propiedades de la materia. Estados físicos de la materia: sólidos, líquidos y gases 7. Como actividades extraclase: leer “Materia: propiedades y medición”, de Garritz y Chamizo; y resolver los ejercicios y problemas (pp. 89-91); se sugiere que la mitad del grupo resuelva los números impares y la otra los pares. Dividir en equipos los ejercicios y problemas, y clasificar las sustancias del laboratorio según su estado físico. Presentar ante el grupo los ejercicios, problemas y la clasificación. 8. Ver el video “Estados de la materia”, del Mundo de la Química. Organizar un debate, para aclarar los siguientes puntos: • Principales propiedades de la materia. • ¿Qué significan los términos propiedades extensivas e intensivas? • ¿Cómo se caracterizan los estados sólido, líquido y gaseoso? • ¿Cuál es el paralelismo entre los “Principios (o elementos) de la materia” de Empédocles, y los estados físicos de la materia? • ¿Cuál es el estado físico del petróleo? • Concepto de “mol” e importancia de los cálculos químicos. Tema 5. El modelo cinético molecular 9. Como actividad extraclase investigar en libros de Química, en el acervo de CD-ROM y otras fuentes de la biblioteca, sobre el modelo cinético-molecular y elaborar fichas bibliográficas que lo expliquen. Seleccionar dos alumnos, quienes deberán permanecer fuera del salón de clase: se llama a uno, que será sentado en una silla y se le vendaran los ojos. Frente a él se coloca una mesa o escritorio sobre el cual se colocan dos objetos cualquiera, el alumno tendrá en sus manos una regla o un lápiz con el que podrá alcanzar, sin tocar con sus manos, los objetos por describir. Se le pide que describa lo que está sobre la mesa. Repetir las operaciones con el segundo alumno. En equipos, realizar la siguiente actividad experimental: • Medir cuidadosamente 50 ml de agua y 50 ml de etanol, mezclarlos y determinan el volumen de la mezcla. Tratar de explicar qué paso y apuntar sus conclusiones en su cuaderno. • Verter canicas sobre un vaso de precipitados hasta la marca de 100 ml y chochitos de dulce en otro vaso de precipitados. Después, verter los chochos en el recipiente que contiene las canicas y anotar hasta dónde llega la marca de volumen. Tratar de explicar de nuevo los resultados obtenidos y apuntar sus conclusiones. • Colocar, hasta la mitad de un vaso, agua con colorante. Luego, con ayuda de una jeringa agregar lentamente agua salada en el fondo del agua coloreada. Tapar el vaso y dejarlo así hasta la siguiente clase. En equipo tratar de describir lo sucedido en los experimentos con base en un modelo. Discutir qué son los modelos, su importancia en la Química, la diferencia entre 19

modelo y realidad. Retomar el programa de video observado en la actividad anterior. Reflexionar sobre cómo se explicarían temas como enlace químico, cinética química, sin los modelos de la estructura de la materia. Organizar la presentación de las conclusiones de cada equipo. 10. Leer, antes de la clase, “El modelo cinético molecular de la materia”, de Garritz y Chamizo; resolver en equipos los ejercicios y problemas de las pp. 230-231. Observar el vaso que se dejó tapado la clase pasada y tratar de explicar lo sucedido. Con base en la lectura, los ejercicios y problemas, así como las explicaciones de la actividad anterior, organizar una discusión que contemple: • El replanteamiento de las explicaciones con base en la teoría cinético molecular. • La identificación de los errores conceptuales que se tenían. • La revisión del texto principal del bloque 2, “Manifestaciones de la materia. Mezclas y su separación. Compuestos y elementos químicos”, del Libro para el maestro. Química, pp. 64-72, para aclararse, como futuros docentes, la importancia de entender la teoría cinético molecular en la explicación de estos temas y cómo se deberán abordar con los alumnos de la escuela secundaria. • Revisar algunos libros de texto para analizar cómo manejan estos temas.

Bloque II. La enseñanza de algunas propiedades de la materia y las dificultades asociadas a su aprendizaje Una vez que el marco teórico-experimental básico sobre las propiedades de los materiales está cubierto, se analizan las dificultades asociadas a la enseñanza y al aprendizaje de algunas de las principales propiedades de la materia. La necesidad de incorporar conceptos abstractos, relacionados con la naturaleza discreta de la materia, implica que el alumno normalista entienda las dificultades cognitivas que representa lo anterior para el alumno de la escuela secundaria. Con base en el análisis de los resultados de la investigación educativa en este campo, se discuten las dificultades asociadas a su enseñanza y a su aprendizaje, con el objeto de que el futuro maestro pueda planear las clases en que se revisen las propiedades de la materia, lo que implicará analizar los programas de estudio vigentes y los libros de texto.

Propósitos Con el estudio de los contenidos y actividades que se realicen en este bloque, se pretende que los estudiantes normalistas: 1. Conozcan las dificultades asociadas al aprendizaje de las propiedades de la materia. 2. Identifiquen las técnicas utilizadas por los investigadores educativos para indagar las ideas previas de los alumnos. 3. Reconozcan las estrategias utilizadas por los investigadores educativos para provocar el cambio conceptual en los alumnos.

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Temas 1. El concepto de partícula. 2. El modelo cinético molecular. 3. Densidad. 4. Las disoluciones.

Bibliografía básica. Bachelard, G. (1981), “La noción de obstáculo epistemológico: plan de la obra”, en La formación del espíritu científico, México, Siglo XXII, y en SEP (1995), La enseñanza de la química en la escuela secundaria. Lecturas, México, pp. 95-98. Driver, R. (1989), “Más allá de las apariencias: la conservación de la materia en las transformaciones físicas y químicas”, en Ideas científicas en la infancia y la adolescencia, Madrid, MEC/ Morata, pp. 225-258, y en SEP (1995), La enseñanza de la química en la escuela secundaria. Lecturas, México, pp. 197-215. Driver, R., A. Squires, P. Rushworth y V. Wood-Robinson (1999), “Introducción”, “Los materiales” y “Sólidos, líquidos y gases”, en Dando sentido a la ciencia en secundaria. Investigaciones sobre las ideas de los niños, Madrid, Visor (Aprendizaje), pp. 21-34 y 103-116. Fernández, M. (1999), “Elementos frente a átomos. Raíces históricas e implicaciones didácticas”, en Alambique. Didáctica de las ciencias experimentales, núm. 21, julio, pp. 59-66. Hierrezuelo, J. y A. Montero (1988), “Naturaleza de la materia”, en La ciencia de los alumnos. Su utilización en la didáctica de la Física y la Química, Barcelona, Laia/MEC, pp. 215-232. Nussbaum, J. (1989), “La constitución de la materia como conjunto de partículas en la fase gaseosa” en Ideas científicas en la infancia y la adolescencia, Madrid, MEC/Morata, pp. 196-224, y en SEP (1995), La enseñanza de la química en la escuela secundaria. Lecturas, México, pp. 181-196. Pozo, J. I. y M. A. Gómez (1998), “El aprendizaje de la química” en Aprender y enseñar ciencia. Del conocimiento cotidiano al conocimiento científico, Madrid, Morata (Pedagogía. Manuales), pp. 149-164, 175-182 y 191-204. Carretero, M. (1979),“¿Por qué flotan las cosas? El desarrollo del pensamiento hipotético-deductivo y la enseñanza de las ciencias”, en Infancia y aprendizaje, núm.8, pp. 7-22. Sosa, P. (1999) “De palabras, de conceptos y de orden”, en Educación Química, vol. 10, núm. 1, México, Facultad de Química-UNAM, pp. 57-60.

Bibliografía complementaria Driver, R., E. Guesne y A. Tiberghien (1996), “Las ideas de los niños y el aprendizaje de las ciencias”, en Ideas científicas en la infancia y la adolescencia, Madrid, MEC/Morata, pp. 19-30, y en SEP (1995), La enseñanza de la química en la escuela secundaria. Lecturas, México, pp. 173-180. De Posada, J. M. (1993), “Concepciones de los alumnos de 15-18 años sobre la estructura interna de la materia en el estado sólido”, en Enseñanza de las ciencias, 11 (1), pp. 12-19.

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Ferro, V. R., R. H. González-Jonte y Z. Cruz (1995), “Una reflexión curricular sobre la enseñanza de la estructura de la sustancia en la formación de profesores de química”, en Enseñanza de las ciencias, 13 (3), pp. 371-377. Harlen, W. (1998), Enseñanza y aprendizaje de las ciencias, Madrid, Morata. Pozo, J. I. y M. Carretero (1987), “Del pensamiento formal a las concepciones espontáneas: ¿qué cambia en la enseñanza de las ciencias?”, en Infancia y aprendizaje, pp. 35-52.

Actividades sugeridas Tema 1. El concepto de partícula 1. Leer, fuera de la clase, “Introducción”, “Los materiales” y “Sólidos, líquidos y gases” de Driver et al. y elaborar en equipos un cuadro que resuma las principales ideas de los alumnos sobre los temas desarrollados en estos dos capítulos. Discutir en equipo las ideas señaladas y compararlas con los conceptos científicos estudiados en el bloque I; completar el cuadro con otra columna que incluya esta comparación. Organizar la presentación de los cuadros y cerrar la clase con una discusión que permita tener presente, para el desarrollo de los temas de este bloque, las contradicciones entre los conceptos científicos y las ideas de los alumnos. 2. Como actividad previa, leer “Elementos frente a átomos. Raíces históricas e implicaciones didácticas”, de Fernández y “La noción de obstáculo epsitemológico: plan de la obra”, de Bachelard. Discutir en equipo: • ¿Qué origina la necesidad de postular el concepto de átomo en los primeros pensadores griegos? • ¿Por qué creen que la teoría Aristotélica de los cuatro elementos desbancó a la teoría atomista? • ¿En qué difiere el concepto aristotélico de elemento del actual? • ¿Qué relación tienen la síntesis y el análisis químicos con la definición moderna de elemento? • ¿Qué relación hay entre átomos y elementos? • ¿Qué relación hay entre compuestos y elementos? • ¿Qué preconcepciones y dificultades epistemológicas suelen aparecer en este tema? Revisar en el libro para el maestro de Química el texto corrido del Bloque 2,“Naturaleza de la materia” (pp. 39-40) y algunos libros de texto de “Introducción a la Física y a la Química” para elaborar un cuadro con las recomendaciones del primero, el tratamiento de los segundos y observaciones de acuerdo con las lecturas previas y el cuadro elaborado en la actividad anterior. 3. Como actividad previa leer “Naturaleza de la materia”, de Hierrezuelo y Montero, y “De palabras, de conceptos y de orden”, de Sosa. Comparar los conceptos de átomo, molécula, elemento y compuesto de estas lecturas con las desarrolladas por Fernández. 22

Realizar en equipo las siguientes actividades para tratar de responder ¿qué es el vacío?: a) Dibujar cómo se vería, antes y después, (suponiendo que se dispone de unos lentes mágicos) el interior de un frasco al que se le extrae algo de aire. b) Tratar de explicar por qué al mezclar 50 ml de agua con 50 ml de alcohol se obtiene un volumen menor de 100 ml. Discutir. • ¿Puede existir el vacío absoluto? • ¿Qué hay entre las partículas de un gas? • ¿Tiene el vacío capacidad de succión? • ¿Por qué no se caen al fondo del recipiente las partículas de un gas? • ¿Por qué se pueden comprimir los gases? Revisar el ejemplo núm. 6 de la pág. 128 del capítulo “Evaluación” en el Libro para el maestro. Química. Discutir en equipo por qué la mayoría de los alumnos no escogen la opción (c) y por qué es importante para el futuro profesor de Química en la escuela secundaria entender la propuesta de Sosa de hablar mejor de sustancias moleculares y reticulares, en vez de compuestos y elementos; tomar en cuenta lo revisado en las lecturas y en el cuadro de la actividad 1. Tema 2. El modelo cinético molecular 4. En equipo, tratar de explicar en términos del modelo cinético-molecular los siguientes experimentos: • Una tira de papel indicador de color naranja es sostenida sobre la boca de un frasco que contiene amoniaco concentrado. La tira se vuelve azul. Esa misma tira se sostiene sobre la boca de un segundo frasco que contiene ácido clorhídrico concentrado. La tira se torna roja. • Dos corchos con algodón (uno con una gota de amoniaco concentrado y el otro con una gota de ácido clorhídrico) se insertan simultáneamente en ambos extremos de un tubo de vidrio de 30 cm. Un minuto después se forma un pequeño anillo de humo blanco en el interior del tubo, más próximo a uno de los extremos. Tratar de contestar en términos del modelo cinético-molecular las siguientes preguntas: • ¿Por qué podemos percibir el olor de las sustancias? • ¿Por qué aumenta la presión de las llantas de un automóvil durante un viaje? • ¿Por qué se puede meter el humo al interior de un automóvil aunque las ventanillas estén cerradas? Discutir en equipos sus conclusiones para presentarlas ante el grupo. 5. Como actividad previa leer “La constitución de la materia como conjunto de partículas en la fase gaseosa”, de Nussbaum. A partir de la lectura, discutir en equipo: • ¿La comprensión de qué aspectos del modelo cinético-molecular investiga el autor? 23

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¿Qué técnicas usó para indagar las ideas de los alumnos sobre la naturaleza y el comportamiento de los gases? • ¿Qué estudios se realizaron para indagar cómo se transforman las concepciones de los alumnos a medida que crecen y adquieren mayor información y qué diferencias metodológicas hay entre ellos? • ¿Cuáles son las conclusiones del autor? • ¿Son convincentes los argumentos que fundamentan sus conclusiones? • ¿Qué estrategias propone el autor para propiciar el cambio conceptual en los alumnos? • ¿Cuál es la importancia de que el futuro maestro de educación secundaria estudie el modelo cinético-molecular aun cuando no está en los programas del Plan de Estudio de Educación Secundaria de Introducción a la Física y a la Química y de Química I y II? • ¿Qué temas de estos programas se comprenden con más profundidad al estudiar este modelo para poder enseñarlos mejor a los jóvenes? Revisar “Registro de experiencias de aprendizaje” y “Mapas conceptuales” del capítulo “Evaluación” del Libro para el maestro. Química (pp. 132-136). Discutir en equipo si estos instrumentos de evaluación son útiles para indagar las ideas de los alumnos. Revisar en equipos algunos libros de texto de Química I e identificar en los capítulos o unidades en que se desarrolle el tema “La naturaleza discontinua de la materia” si los autores consideran: • Las ideas de los alumnos. • Estrategias didácticas para propiciar el cambio conceptual. Organizar la presentación de las conclusiones de cada equipo ante el grupo y cerrar la clase con una recapitulación del tema. Tema 3. Densidad 6. Realizar las siguientes actividades extraclase: • Leer “Densidad”, de Driver et al. (pp.108-109) y “¿Por qué flotan las cosas? El desarrollo del pensamiento hipotético deductivo y la enseñanza de las ciencias”, de Pozo y Carretero; elaborar un resumen. • Investigar cuáles son las preconcepciones de la densidad que persisten en los adolescentes y adultos. Entreviste a un par de cada uno de ellos e investigue en la biblioteca. • Comparar y criticar cómo abordan el tema de densidad algunos libros de texto que hay en la biblioteca de la escuela normal. Discutir en equipos lo siguiente: • ¿Por qué flotan las cosas? • ¿Por qué se hunde en el agua una pequeña piedra pero no un barco?

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¿Por qué es difícil que los alumnos de la escuela secundaria comprendan el concepto de densidad? • ¿Se considera que con el desarrollo propuesto en los libros de texto revisados el alumno de la escuela secundaria entenderá dicho concepto? Explique su respuesta. 7. Diseñar en equipo una estrategia didáctica para averiguar las ideas previas de los alumnos acerca de la densidad; incluir algún experimento que contradiga la idea de que es el peso lo que determina que un objeto flote o no. Escribir un pequeño ensayo acerca de la enseñanza del concepto de densidad que incluya las principales conclusiones de las actividades realizadas en este tema. Retomar lo planteado por Driver, Pozo y Carretero. Realizar una presentación que muestre la estrategia didáctica y el ensayo. Tema 4. Las disoluciones 8. Como actividad previa, leer “Más allá de las apariencias: la conservación de la materia en las transformaciones físicas y químicas”, de Driver et al. Hacer una lista de las ideas erróneas que menciona la autora respecto al fenómeno de la disolución. Con base en la lectura y el cuadro de comparación de la actividad 1, elaborar en equipo un escrito que considere: • El fenómeno de disolución en términos del modelo cinético molecular. • La conservación de la materia en el fenómeno de disolución. • Las definiciones de mezcla homogénea y mezcla heterogénea. • Las diferencias y semejanzas entre disolución, coloide y suspensión. • Las formas de expresar cuánto soluto está presente en una disolución. Diseñar en equipo una estrategia didáctica para propiciar el cambio conceptual en los alumnos de la escuela secundaria. Presentar el escrito y la estrategia didáctica. 9. Como actividad previa leer “El aprendizaje de la Química”, de Pozo y Gómez (1998). Escribir un resumen donde se señalen los siguientes aspectos: • Las dificultades más habituales en el aprendizaje de la Química. • El cambio conceptual en el aprendizaje de la Química. • Las dificultades específicas para comprender la conservación de la materia. • Las dificultades más frecuentes en las relaciones cuantitativas de la Química. • Los procedimientos sugeridos para el aprendizaje de la Química. Preparar en equipos una disolución 0.1 molar (concentración aproximada) de agua con azúcar. La fórmula química condensada del azúcar (sacarosa) es C-12-H-22-O-11; si no se dispone de balanza considerar que la masa de una cucharada de azúcar es de 12 gramos. Responder ¿qué pudo suceder mientras se disolvía el azúcar en el agua? En términos del modelo cinético-molecular.

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Agregar a la disolución un saborizante y describir las propiedades de ésta mediante conceptos como soluto, disolvente y mezcla homogénea o heterogénea. Preparar en el laboratorio las siguientes soluciones: • Disolución al 0.1 % (masa/volumen) de colorante vegetal. • A partir de la disolución (A), una disolución al 0.07 % (masa/volumen) de colorante vegetal. • Disolución 0.1 M de sulfato de cobre pentahidratado. • A partir de la disolución (C), una disolución 0.07 M de sulfato de cobre pentahidratado. Analizar en equipo las actividades experimentales anteriores y revisar el Libro para el maestro. Química, para discutir posteriormente con todo el grupo cómo las utilizaría en la enseñanza del tema de disoluciones. Considerar en el análisis y la discusión los resúmenes de la lectura de Pozo y Gómez.

Bloque III. El estudio de los hidrocarburos como un ejercicio de integración En este bloque se integrarán tanto el análisis de los conceptos químicos, revisados en el bloque I, como el aspecto didáctico, analizado en el bloque II, a partir del estudio de los hidrocarburos, con el cual se retoma el tema integrador de la combustión, mismo que se analizó al inicio de la asignatura paralela de este semestre y que será recurrente en las demás asignaturas. Además, el tema de los hidrocarburos permite recuperar la unidad de materia, energía y cambio, e incorporar elementos valorales y actitudinales al analizar las repercusiones sociales asociadas al uso indiscriminado de este recurso, en especial las relativas a la contaminación y al problema de encontrar otras fuentes de energía.

Propósitos Con el estudio de los contenidos y actividades que se realicen en este bloque, se pretende que los estudiantes normalistas: 1. Conozcan el ámbito de estudio de la Química Orgánica a través del estudio de los hidrocarburos. 2. Reconozcan la relación entre las propiedades macroscópicas asociadas a los estados de agregación de la materia y la estructura molecular. 3. Identifiquen la importancia de la industria petroquímica en el desarrollo del país. 4. A través de ejemplos de contaminación profundicen en el reconocimiento de la importancia de la medición en la Química. 5. Evalúen los riesgos y beneficios del uso del petróleo como combustible, además de las otras fuentes de energía disponibles.

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Temas 1. 2.

Características del petróleo. Bases de la química orgánica. Beneficios y riesgos del petróleo como combustible. Alternativas energéticas. Petróleo y energía. Transformación e industria. Contaminación.

Bibliografía básica AAAS (1997), “El mundo diseñado”, en Ciencia: conocimiento para todos, Oxford University Press/ SEP (Biblioteca del normalista), México, pp. 111-131.

American Chemical Society (1998), “Introducción”, “El petróleo en nuestras vidas”, “Petróleo: ¿construir o quemar?” y “El petróleo como fuente de energía”, en QuimCom. Química en la Comunidad, Wilmington, EUA, Addison Wesley Iberoamericana, pp. 150-195. Chamizo, J. A. y A. Garritz (1991), “Contaminación del aire”, en Química terrestre, México, SEP/ Conacyt/FCE, (La ciencia desde México, 97), pp. 123-160. Chow, S. (1987),“Historia del petróleo”, “El origen y composición del petróleo”, “Separación del petróleo en sus fracciones”, “Motores de Combustión interna y octanajes de gasolina”, “Fabricación de la gasolina comercial”, “Los petroquímicos y las necesidades del hombre”, en Petroquímica y sociedad, México, SEP/Conacyt/FCE, (La ciencia desde México, 39), pp. 21-55, 134-167. Garritz, A. y J. A. Chamizo (1989), “Macromoléculas”, en Del tequesquite al ADN, México, SEP/ Conacyt/FCE, (La ciencia desde México, 72), pp. 91-144. — (1994),“Hidrocarburos. Los tres estados en el petróleo”, en Química, Wilmington, EUA, AddisonWesley Iberoamericana, pp. 232-249. Hoffmann, R. (1997),“Isomerismo”, “La responsabilidad social de los científicos”, “La química y la industria” y “Una respuesta a las preocupaciones acerca del medio ambiente”, en Lo mismo y no lo mismo, México, FCE, pp. 37-42, 150, 214-218 y 233-237.

Bibliografía complementaria Bonfil, M. (1997), La dosis hace el veneno, México, Somedicyt/Semarnap (Colección básica del medio ambiente). Chang, R. (1992), “Química Orgánica” y “La Química en acción: La industria del petróleo”, en Química, México, McGraw-Hill, pp. 993-1021, 1014-1016. Sánchez A. M., M.Trigueros y J.Tagüeña (1999), Energía. Historias de la ciencia y la tecnología, México, DGDC-UNAM.

Actividades sugeridas Tema 1. Características del petróleo. Bases de la Química Orgánica. Beneficios y riesgos del petróleo como combustible. Alternativas energéticas 1. Como actividades previas: leer “Hidrocarburos. Los tres estados en el petróleo”, del libro de Química de Garritz y Chamizo; resolver los ejercicios y problemas así como las 27

actividades complementarias (pp. 248-251). Discutir en equipo lo realizado individualmente, resolver lo que falte y preparar una presentación de uno de los ejercicios y una actividad complementaria (distribuirlas al inicio de la sesión). Posteriormente: • Construir un mapa conceptual sobre las características del petróleo. • Revisar el programa de Química de educación secundaria e identificar los temas relacionados con el petróleo. • Plantear cinco preguntas que podrían ser de interés para los alumnos de la escuela secundaria. Escoger una de las preguntas. • Diseñar una estrategia didáctica de acuerdo al enfoque metodológico que responda a la pregunta seleccionada. Organizar la presentación con todo el grupo. 2. Leer, como actividad extraclase, “Introducción” (pp. 152-153) y las secciones B.1, B.2 y B.4 (pp.158-159 y 164-165) de la Unidad 3 del libro QuimCom. Química en la Comunidad y responder las preguntas de la pág. 164. Realizar en equipo los experimentos de la sección B.4 de la Unidad 3 del libro QuimCom. Química en la Comunidad (pp.160-162), en los que se estudian las propiedades físicas de algunos derivados del petróleo. Responder las preguntas de la pág. 162. Diseñar una estrategia didáctica para explicar la relación entre las propiedades macroscópicas asociadas a los estados de agregación de la materia y la estructura molecular. Por ejemplo, la diferencia en los puntos de ebullición de los diferentes isómeros del pentano. Organizar la presentación de las respuestas a las preguntas, de las estrategias didácticas y comentar si los experimentos realizados pueden utilizarse en la escuela secundaria o cómo habría que adaptarlos. 3. Realizar en equipo las siguientes actividades extraclase: • Escoger un material que proceda de un hidrocarburo e investigar qué es y para qué sirve; anotar sus resultados en una cuartilla como máximo. • Distribuirse las siguientes lecturas y preparar un cartel para exponer su contenido y su relación con el petróleo: “Isomerismo”, “En elogio a la síntesis”, de Hoffman; “Historia del petróleo”, “El origen y composición del petróleo”, “Separación del petróleo en sus fracciones”, de Chow; y “Macromoléculas”, de Garritz y Chamizo, en Del tequesquite al ADN (hasta la pág. 125). Ver el programa “La era de los polímeros”, de la serie El mundo de la química. Organizar la presentación de los dos escritos y del cartel; después, cerrar la clase con una discusión que permita responder las siguientes preguntas: • ¿Qué es el petróleo? • ¿Qué estudia la Química Orgánica? • ¿Cómo está constituida la industria petroquímica en nuestro país? • ¿Cuál es la importancia de los materiales sintéticos obtenidos del petróleo en el mundo contemporáneo?

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4. Como actividad extraclase, revisar en equipo los capítulos donde se desarrollan los temas “Combustibles químicos” y “Productos derivados del petróleo”, en algunos libros de texto. Elaborar una tabla como la siguiente: Capítulo, unidad o sección_________________

Libro

Tratamiento didáctico

Actividades

Observaciones*

*Semejanzas o diferencias con la información analizada en las actividades anteriores, errores conceptuales detectados, si el enfoque es memorístico, propósitos educativos de las actividades sugeridas.

Diseñar un formato para evaluar de los libros de texto revisados: tratamiento conceptual, tratamiento didáctico, actividades sugeridas, trabajo con las ideas previas, evaluación y claridad de la redacción. Consultar para este efecto “Registro de experiencias de aprendizaje”, del Libro para el maestro. Química, pp. 132-133. Comentar la evaluación de los libros. Presentar las tablas, los formatos y los resultados de la evaluación. Discutir en plenaria qué características debe tener un libro de texto. Tema 2. Petróleo y energía.Transformación e industria. Contaminación 5. Antes de la clase: • Leer las secciones A.1, A.2, A.3, C.1, C.2 y C.3 del libro QuimCom. Química en la Comunidad y construir un mapa conceptual sobre el petróleo como fuente de energía. • Buscar una noticia de periódico relacionada con el petróleo, la industria química o la contaminación de origen químico y escribir un comentario sobre la misma noticia. Posteriormente, en equipo, compartir los mapas conceptuales, sus noticias y los comentarios. De esta forma se puede ir construyendo un archivo de noticias sobre el impacto de la Química, en particular lo referente al petróleo en diferentes países y comunidades. Para finalizar la sesión, construir una escala equivalente a la del Imeca, identificando la concentración de contaminantes (en partes por millón), que corresponde a cada unidad de este índice. Investigar en qué ciudades del país se emplea. Revisar libros de Química de la biblioteca de la escuela normal y el Libro para el maestro. Química. 6. Realizar en equipo las siguientes actividades extraclase: • Distribuirse las siguientes lecturas y elaborar un ensayo para exponer la contribución de la Química a los problemas ambientales y a su solución: “La responsa29

bilidad social de los científicos”, “La química y la industria”, “Una respuesta a las preocupaciones acerca del medio ambiente”, de Hoffman; “Motores de combustión interna y octanajes de gasolina”, “Fabricación de la gasolina comercial” y “Los petroquímicos y las necesidades del hombre”, de Chow; “Contaminación del aire”, de Chamizo y Garritz; “El mundo diseñado”, de AAAS. • Contestar las preguntas de la pág. 195 del libro QuimCom. Química en la Comunidad. Observar el programa “La Química y el ambiente,” de la serie El mundo de la Química. Analizar el video, los ensayos y las respuestas, para organizar la presentación de conclusiones. Cerrar el curso con una recapitulación de lo estudiado en esta asignatura, en especial, resaltar el tema de las combustiones y su relación con el enfoque propuesto para la enseñanza de la Química en la escuela secundaria.

Materiales de trabajo SEP (1995), Libro para el maestro. Educación Secundaria. Física, México.

— (1994), Libro para el maestro. Educación Secundaria. Química, México. — (1994), Libro para el maestro. Educación Secundaria. Biología, México. — (1995), La enseñanza de la química en la escuela secundaria, audiocintas, México. — (1997), Cómo se enseña hoy química en la escuela secundaria, videocinta, México. — (1993), Plan y programas de estudio. Educación Básica. Secundaria, México. — (1996), El mundo de la química, México. — (1995), La enseñanza de la Química en la escuela secundaria. Guía, PRONAP, México. — (1996), La enseñanza de la Química en la escuela secundaria. Lecturas, PRONAP, México.

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