INCIDENCIA DE UNA SECUENCIA DIDÁCTICA BASADA EN ALGUNOS ASPECTOS DEL COMPONENTE HISTÓRICO DE LA NdC (TABLA PERIÓDICA) EN LA EVOLUCIÓN DE LAS CONCEPCIONES DE NATURALEZA DE CIENCIA EN ESTUDIANTES DE GRADO OCTAVO

JUDY ESPERANZA VARGAS MOLANO

UNIVERSIDAD DEL TOLIMA FACULTAD DE EDUCACIÓN MAESTRÍA EN EDUCACIÓN IBAGUÉ - TOLIMA 2013 1

INCIDENCIA DE UNA SECUENCIA DIDÁCTICA BASADA EN ALGUNOS ASPECTOS DEL COMPONENTE HISTÓRICO DE LA NdC (TABLA PERIÓDICA) EN LA EVOLUCIÓN DE LAS CONCEPCIONES DE NATURALEZA DE CIENCIA EN ESTUDIANTES DE GRADO OCTAVO

JUDY ESPERANZA VARGAS MOLANO

Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de Magister en Educación

Directora EDNA ELIANA MORALES Magister En Educación

UNIVERSIDAD DEL TOLIMA FACULTAD DE EDUCACIÓN MAESTRÍA EN EDUCACIÓN IBAGUÉ- TOLIMA 2013 2

ADVERTENCIA “La Maestría en Ciencias de la Educación de la Universidad del Tolima, el director de grado y el jurado calificador no son responsables de las ideas expuestas por el autor del presente trabajo”. Artículo 17, Resolución 015 de diciembre 18 de 1978, reglamento de trabajos de grado.

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DEDICATORIA Dedico este trabajo de investigación: A Dios por haberme dado la dirección, la fortaleza y la perseverancia en este largo camino. A mis padres, Lastenia Molano y Jaime Vargas, por el inmenso amor y apoyo que me han brindado, el cual ha sido indispensable para el logro de mis metas. Judy Esperanza Vargas Molano

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AGRADECIMIENTOS Expreso mis más sinceros agradecimientos: A la Magister en educación e investigadora de la línea de didáctica de la ciencias de la universidad del Tolima Edna Eliana morales, Directora de mi trabajo de investigación. Agradezco infinitamente su gran apoyo, acompañamiento, confianza y dirección. Su exigencia y rigurosidad en el desarrollo de las etapas de este proceso. Su constante orientación; por ayudarme a explorar y explotar mis habilidades en el campo investigativo y especialmente por haber generado un espacio de diálogo horizontal en el que el respeto de las ideas siempre estuvo presente. A Norma García, Lina María Rengifo, por su amistad y acompañamiento en el desarrollo de las actividades de la maestría. Agradezco los espacios de diálogo y de reflexión generados entorno a nuestros trabajos de investigación; por exponer sus sinceras ideas y puntos de vista respecto a las actividades investigativas y especialmente a sus palabras de aliento.

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RESUMEN El presente trabajo de investigación tiene como intención reconocer la incidencia de una secuencia didáctica basada en algunos aspectos del componente histórico de la NdC (tabla periódica) en la evolución de las concepciones de naturaleza de ciencia en estudiantes del grado octavo de la institución educativa Camacho Angarita sede José María córdoba del municipio de Chaparral Tolima, zona rural. El problema de investigación se sustenta desde la perspectiva teórica de naturaleza de ciencia y las concepciones metadisciplinares que los estudiantes tienen sobre ésta. Se plantea un estudio de carácter educativo, bajo un enfoque cualitativo hermenéutico. Para el análisis de contenido del presente trabajo se adoptó como herramienta el programa Atlas Ti, como una técnica acorde y adecuada en la identificación del sentido explícito de las concepciones de NdC que tienen los estudiantes desde el campo histórico. El proceso de investigación estuvo regido por un sistema categorial que orientó el proceso, el cual se encuentra en el marco de los consensos de naturaleza de ciencia (Aduriz, 2001). En la sección de análisis, discusión de resultados y de conclusiones se presentan las concepciones que tienen los estudiantes sobre NdC desde el campo histórico y los hallazgos potenciales de la investigación a partir de la incidencia de la aplicación de la secuencia didáctica en la evolución conceptual. Palabras claves: concepciones, Naturaleza de ciencia, Historia de la ciencia.

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ABSTRACT The present research is intended to recognize the impact of a teaching sequence based on some aspects of the historical component of the NDC (periodic table) in the evolution of conceptions of nature of science in the eighth grade students of the educational institution Camacho Angarita, Jose Maria Cordoba headquarters of the municipality of Chaparral Tolima, rural area. The research question is supported from the theoretical perspective of science and nature metadisciplinares conceptions students have about it. We propose a study of educational under qualitative hermeneutic approach. For the content analysis of the present work was adopted as a tool to Atlas Ti, as a consistent and adequate technique in identifying the explicit meaning of the conceptions of NDC with students from the historical field. The research process was governed by a categorical system that guided the process, which is part of the consensus nature of science (Aduriz, 2001). In the analysis section, discussion of results and conclusions are presented conceptions students have about NDC from the historical field and potential research findings from the impact of the implementation of the teaching sequence in the conceptual evolution. Keywords: conceptions, Nature of science, History of science

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CONTENIDO Pág. PRESENTACIÓN

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1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

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2. OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 2.3 PREGUNTAS ORIENTADORAS

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3. JUSTIFICACIÓN

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4. ANTECEDENTES

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5. MARCO TEÓRICO 5.1 IMPORTANCIA DE LAS TEORIAS EN LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS 5.2 REFLEXIÓN DE ASPECTOS HISTÓRICOS DE LA REVOLUCIÓN DE LA QUÍMICA SEGÚN PLANTEAMIENTOS DE ANNA ESTANY 5.2.1 Teorías generales de la química y bases de la teoría del flogisto 5.3 STAHL Y LA QUÍMICA ORGÁNICA 5.4 LA QUÍMICA DEL OXÍGENO

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6. MÉTODO 6.1 INVESTIGACIÓN-ACCIÓN 6.2 UNIDADES DE TRABAJO 6.2.1 Atributos comunes 6.2.2 Atributos diferenciales 6.2.3 Descripción de las unidades de trabajo 6.3 UNIDADES DE ANÁLISIS 6.4 FASES DEL DISEÑO METODÓLOGICO 6.4.1 Fase 1. Determinación de las concepciones de NdC que tienen los estudiantes (Énfasis en la historia de la Tabla periódica) 6.4.2 Recolección de datos 6.4.3 Aplicación de instrumentos 6.5 FASE 2. ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN 6.5.1 Etapa 1. Proceso de análisis 6.5.2 Etapa 2. Documentos usados 6.5.3 Etapa 3. Categorización

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Pág. 6.5.4 Etapa 4. Software Atlas ti

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7. RESULTADOS 7.1 FASE 1. IDENTIFICACIÓN DE LAS CONCEPCIONES (I.C) DE NdC EN ESTUDIANTES A PARTIR DEL COMPONENTE HISTÓRICO A TRAVÉS DEL TEMA: TABLA PERIÓDICA. 7.1.1 Etapa 1. Identificación de las concepciones de naturaleza de ciencia (pre-test) en los estudiantes a partir del componente histórico a través del tema: tabla periódica. 7.1.2 Etapa 2. Valoración de las concepciones de NdC en estudiantes a partir del componente histórico a través del tema: tabla periódica. 7.1.3 Fase 2. Aplicación de la secuencia didáctica sobre concepciones de NdC en estudiantes a partir del componente histórico a través del tema: tabla periódica 7.1.4 Etapa 1. Identificación de las concepciones de naturaleza de ciencia en los estudiantes a partir del componente histórico de NdC a través del tema: tabla periódica. 7.1.5 Etapa 2. Valoración de las concepciones de naturaleza de ciencia en los estudiantes a partir del componente histórico a través del tema: tabla periódica a partir de la aplicación de la secuencia didáctica.

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8. FINALIZACIÓN DE LA SECUENCIA DIDÁCTICA- EXPERIENCIAS DE LABORATORIO

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9. CONCLUSIONES

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REFERENCIAS

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ANEXOS

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LISTA DE TABLAS Pág. Tabla 1. Diseño metodológico de la presente investigación Tabla 2. Sistema categorial para NdC construido a partir de los planteamientos de Adúriz (2001-2005) y propuesto en la tesis de grado de maestría por Morales, E. (2010). Tabla 3. Descripción de la actividad desarrollada en la fase 1 Tabla 4. Síntesis de las categorías y subcategorías identificadas en las concepciones de los estudiantes. Tabla 5. Descripción de la actividad desarrollada para la fase 2. Tabla 6. Síntesis de las categorías y subcategorías identificadas en las concepciones de los estudiantes luego de la aplicación de la secuencia didáctica. Tabla 7. Descripción de la actividad 11.

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LISTA DE FIGURAS Pág. Figura 1. Trabajo en clase 1 Figura 2. Trabajo en clase 2 Figura 3. Actividad para I.C 1. Figura 4. Actividad para I.C 2 Figura 5. Actividad para I.C 3 Figura 6. Actividad para I.C 4 Figura 7. Actividad para I.C 5 Figura 8. Red de identificación de la subcategoría innovación. Figura 9. Red de identificación de la subcategoría evolución Figura 10. Modelo inicial de tabla periódica (T.P) 1. Figura 11. Modelo inicial (T. P) 2 Figura 12. Modelo inicial (T. P) 3 Figura 13. Modelo inicial (T. P) 4 Figura 14. Red de identificación de la subcategoría juicio: ¿Qué rol juega el científico individual y la comunidad científica. Figura 15. Red de identificación de la subcategoría juicio: ¿Cómo hacen los científicos para decidir sobre los nuevos modelos? Figura 16. Red de identificación de la subcategoría lenguajes. Figura 17. Red de identificación de la subcategoría modelo científico Figura 18. Red de identificación de la subcategoría por qué no se producen las novedades en la ciencia. Figura 19. Red de identificación de la subcategoría por qué y para qué surge el desarrollo científico. Figura 20. Actividad secuencia didáctica (S.D) 1 Figura 21. Actividad (S.D) 2 Figura 22. Actividad (S.D) 3 Figura 23. Actividad (S.D) 4 Figura 24. Actividad (S.D) 5 Figura 25. Actividad (S.D) 6 Figura 26. Red para la subcategoría método: ¿Cómo se elabora la ciencia? Figura 27. Red para la subcategoría Método: ¿Qué pasos siguen los científicos para crear, validar, sistematizar, comunicar y consensuar un nuevo conocimiento? Figura 28. Red para la subcategoría Innovación: ¿Cómo se producen las novedades en la ciencia? Figura 29. Red para la subcategoría Innovación: ¿Cómo cambia el conocimiento científico?

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Pág. Figura 30. Red para la subcategoría Innovación: ¿Cuáles son las unidades de cambio? Figura 31. Segundo modelo de tabla periódica 2 Figura 32. Segundo modelo (T.P) 1 Figura 33. Red para la subcategoría juicio: ¿Qué rol juega el trabajo científico y la comunidad científica? Figura 34. Red para la subcategoría intervención: ¿Cómo incide el nuevo conocimiento científico en las formas de pensar, hablar, actuar sobre el mundo? Figura 35. Red para la subcategoría contextos: ¿En qué ámbitos sociales se desarrolla la ciencia? Figura 36. Red para la subcategoría lenguajes: ¿Cuál es el lenguaje propio de la ciencia? Figura 37. Red para la subcategoría cómo cambia la ciencia. Figura 38. Red para la subcategoría por qué y para qué surge el desarrollo científico. Figura 39. Red para la subcategoría descubrimiento de los elementos químicos. Figura 40. Red para la subcategoría época en la se creó la tabla periódica. Figura 41. Red para la subcategoría características de la tabla periódica. Figura 42. Red para la subcategoría características del modelo de tabla periódica del futuro. Figura 43. Modelo (T.P) del futuro 1 Figura 44. Modelo (T.P) del futuro 2 Figura 45. Modelo (T.P) del futuro 3 Figura 46. Modelo (T.P) del futuro 4 Figura 47. Red para la subcategoría inventos Vs descubrimientos: invento Figura 48. Red para la subcategoría inventos Vs descubrimientos: descubrimiento. Figura 49. Experiencia de laboratorio 1 Figura 50. Experiencia de laboratorio 2 Figura 51. Experiencia de laboratorio 3 Figura 52. Experiencia de laboratorio 4 Figura 53. Experiencia de laboratorio 5 Figura 54.Experiencia de laboratorio 6

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LISTA DE ANEXOS

Pág. Anexo A. Baterías aplicadas en las pruebas piloto. Anexo B. Batería para la identificación de las concepciones de NdC en estudiantes a partir del componente histórico a través del tema: tabla periódica Anexo C. Baterías aplicadas en la secuencia didáctica sobre concepciones de NdC en estudiantes a partir del componente histórico a través del tema: tabla periódica.

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PRESENTACIÓN El presente trabajo de investigación tiene como objetivo de estudio, reconocer la incidencia de una secuencia didáctica basada en algunos aspectos del componente histórico de la NdC (tabla periódica) en la evolución de las concepciones de naturaleza de ciencia en estudiantes del grado octavo. En los dos primeros capítulos se muestra la formulación y justificación del problema de investigación, teniendo como referente los estudios realizados respecto a concepciones a partir del componente histórico de NdC. El interés fundamental está en identificar y reconocer a profundidad estas por medio de un tema específico, que para el caso del presente trabajo de investigación se eligió: tabla periódica, puesto que juega un papel importante tanto en el proceso de enseñanza como de aprendizaje de la biología y de la química como disciplinas de las ciencias naturales. Según Estany (1990), Duschl, (1997), Bravo, (2005) y Vásquez (1999) se presenta en el capítulo tres el estado del arte, conformado luego por una revisión bibliográfica profunda y desarrollos investigativos. En los capítulos cuarto y quinto se presenta el marco teórico y metodológico del trabajo de investigación. En el cuarto capítulo se muestra la necesidad de renovación de la enseñanza de las ciencias, la importancia de las teorías, relacionado con los modelos de cambio científico y un análisis acerca aspectos históricos de la revolución de la química según planteamientos de Estany, (1990) en el capítulo quinto se establece el enfoque del trabajo de investigación, en el que se determina el estudio cualitativo, acompañado con un sistema categorial que lo rige y se realiza un análisis de contenido como método adecuado para el reconocimiento e identificación de las concepciones; también se presenta la secuencia didáctica a través de la cual se trabaja el componente histórico de NdC y se muestra la investigación-acción como instrumento de cambio educativo. En el sexto capítulo se describe la incidencia de la aplicación de la secuencia didáctica en la evolución conceptual de los estudiantes a partir del componente histórico y a su vez realiza el análisis del proceso llevado a cabo. Finalmente en el capítulo séptimo se determinan y exponen las conclusiones obtenidas del proceso de investigación.

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1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Estudios e investigaciones, han mostrado de forma consistente que los estudiantes poseen visiones ingenuas respecto al tema de NdC a esto se le suman diversos y numerosos estudios recientes que insisten en que la educación científica no ha conducido a una adecuada comprensión de NdC, no sólo entre los estudiantes sino incluso entre el profesorado Lederman, (1992); Acevedo, y Vázquez, (2001), y que la comprensión sobre este aspecto es muy pobre Acevedo, (2006). Por lo tanto se hace evidente la necesidad de la inclusión de contenidos basados en NdC. En consecuencia, esto sugiere la inclusión de NdC en el currículo para facilitar la realización de mejores análisis de las cuestiones tecno-científicas controvertidas con interés personal y social e informarse mejor sobre los asuntos que se abordan en estas cuestiones, así como contribuir a una mejora de las características y la calidad de las decisiones que se toman al respecto. Según Migue, (1965), Jungwirth, (1970), Meichtry, (1992), Trent, (1965), Welch y Walberg, (1972). Por tal motivo, la problemática que gira en torno a la ingenuidad por parte de los estudiantes respecto al tema de la NdC ha activado esfuerzos en la investigación por promover en los estudiantes la comprensión de NdC Durante los cambios ocurridos durante 1950 en didáctica y filosofía de la ciencia, también se dieron cambios en la investigación sobre “ el cerebro y la inteligencia artificial”, contribuyendo al inicio de un campo llamado ciencia cognitiva; a lo que Resnick, (1983) aporta concluyendo: “la capacidad de aprender tiene un límite, cada individuo construye significados influenciados por el conocimiento previo y que los individuos inventan procedimientos para ampliar su capacidad de aprender y construir significados” . Estas conclusiones repercuten en las concepciones sobre el proceso educativo; respecto a los puntos de vista sobre el aprendizaje significativo, este es visto como “un proceso de vinculación del nuevo conocimiento con el antiguo”. Continuamente se reconoce en los estudiantes opiniones ingenuas acerca del mundo y su funcionamiento, lo que permite que al querer modificar estas opiniones, se dé lugar a la evolución conceptual y en el mejor de los casos a la transformación de las concepciones que el estudiante posee que es el fin más importante de este estudio, el cual se realizará a partir del componente histórico de NdC. Por lo planteado anteriormente se reconoce la necesidad de profundizar en el campo histórico de la NdC y en la importancia de temas epistemológicos que se encargan de “la estructura y naturaleza del conocimiento”. Por tanto este proyecto apunta a establecer un proceso de formación mediante una secuencia didáctica sobre historia de la ciencia con el ánimo de determinar la incidencia de esta en las concepciones que los estudiantes poseen sobre la NdC. 16

Conforme a lo anterior, el presente estudio tiene como problema de investigación: ¿Es posible lograr una evolución conceptual sobre naturaleza de ciencia, a partir de la aplicación de una secuencia didáctica centrada en algunos aspectos históricos de la tabla periódica?

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2. OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL Analizar la evolución de las concepciones sobre naturaleza de ciencia de estudiantes de grado octavo, a partir de la aplicación de una secuencia didáctica centrada en algunos aspectos históricos de la tabla periódica. 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

Identificar y valorar las concepciones de NdC en estudiantes de grado octavo.



Diseñar y aplicar una secuencia didáctica sobre algunos relacionados con el proceso histórico de la tabla periódica.



Determinar mediante el método investigación-acción (IA), si se presentó evolución conceptual respecto a las concepciones de NdC en los estudiantes.



Analizar y concluir la eficiencia de la aplicación de la secuencia didáctica.

aspectos

2.3 PREGUNTAS ORIENTADORAS 

¿Cómo se lleva a cabo la incorporación explicita de historia de las ciencias específicamente en el tema tabla periódica, en el proceso de formación de estudiantes?



¿Cuál es la forma adecuada para evidenciar y sistematizar la evolución de las concepciones de NdC de los estudiantes a partir de la aplicación de la secuencia didáctica centrada en la historia de la ciencia?



¿Cuál sería la base teórica y actividades adecuadas sobre historia de las ciencias, que se puedan adaptar a la metodología investigación acción?

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3. JUSTIFICACIÓN Tanto la enseñanza como el aprendizaje de las ciencias, son temas de interés para muchos expertos, científicos entre otros, de tal manera que el progreso que se tiene se ha venido dando entre los últimos cuarenta años, ocupando un lugar importantísimo tanto en la educación científica como en la sociedad. En este proceso el docente es pieza clave en la toma de decisiones. Uno de los supuestos relevantes es el que alude al hecho de que cuando existe coherencia entre el procedimiento empleado en la instrucción y en lo que se le pide al estudiante que emplee en su aprendizaje, los procedimientos utilizados en la enseñanza y aprendizaje de las ciencias serán más productivos y provechosos para alcanzar este proceso satisfactoriamente; y para alcanzar esta congruencia se propone la aplicación de modelos epistemológicos que apunten a un “crecimiento del conocimiento”. Se propone que no es adecuado enseñar de todo un poco, si no tratar temas de ciencias en profundidad, es decir no cantidad de contenidos, si no profundización de los que se seleccionen, lo que permitirá una mejor comprensión de conceptos, desarrollo de procedimientos y habilidades en el aprendizaje que el estudiante pueda poner en práctica; relación de los conocimientos con los conceptos científicos. La enseñanza de las ciencias ha afrontado muchas crisis entre las que se destaca que el conocimiento generado por los científicos está quedando estancado por que las personas no tienen capacidad para seguirlos o superarlos, por lo que se plantea la importancia de que este abismo entre lo que conocen los científicos respecto a lo que conocen los profesores y estudiantes se acorte. Para que el panorama cambie, es necesario que se modifique el currículo cuando sea necesario y determinar los contenidos adecuados para enseñar y profundizar en ellos; además de que el currículo debe irse modificando de acuerdo a los necesidades investigativas y científicas de la época y el otro reto es el cómo encontrar estrategias que refuercen el conocimiento en el sentido de generar cambios. Historiadores y filósofos han desarrollado la idea de que el conocimiento científico se entiende como “cambios en las explicaciones básicas que dan los científicos de cómo y por qué funcionan las cosas”, actualmente estas explicaciones se reconocen como teorías científicas y los cambios como cambios conceptuales. Estos estudios realizados permitieron proponer 3 aspectos sobre la NdC, según Shapere, (1984) que son:

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1. La evaluación de las teorías y sus explicaciones pueden cambiar de generación a otra. 2. Los parámetros que se utilizan para juzgar una teoría no son mejores que otros, determinados y utilizados en otros momentos. 3. Las creencias evaluación.

de la comunidad científica está ligadas a los patrones de

Por otro lado, tanto en la biología como la educación ambiental se han mostrado como un compendio de “verdades y hechos cumplidos narrados históricamente” Stenhouse, (1987), lo que se considera como enseñanza inferior; comparada con aquella enseñanza que induce al estudiante al desarrollo de habilidades como la comprensión, argumentación y uso adecuado de las teorías. Por lo tanto es indispensable el uso de estrategias de enseñanza de las ciencias que permitan “la comprensión y aprendizaje de conceptos contextualizados, basados en modelos y en teorías que le dieron origen”; es decir que la explicación e interpretación de los fenómenos esté conforme a los modelos que propone y que están aceptados por la comunidad científica. Es por esto que se requiere del desarrollo de “ destrezas cognitivas y razonamientos” o “hacer ciencia escolar”, para posibilitar el surgimiento de habilidades en el estudiante que le permitan la resolución de problemas, el desarrollo del pensamiento crítico y la toma de decisiones. Para llevar a cabo este ideal es importante trazar objetivos, contenidos y actividades claras que aporten al desarrollo del tema y que permitan la resolución de problemas. Que el aula de clase se convierta en un espacio en donde el estudiante desarrolle habilidades en las que inicialmente se tenga en cuenta sus conocimientos previos, para de esta manera lograr un aprendizaje que integre los conceptos, los procedimientos y las actitudes entorno a un tema. Quintanilla, (2010) plantea que los avances en el campo de la didáctica de la ciencias invitan al replanteamiento de la actividad docente entorno a aspectos tales como: “1. Las maneras de diseñar, instruir y evaluar; 2. Tener en cuenta las habilidades cognitivo-lingüísticas; 3. Contemplar la inclusión de la filosofía, la epistemología y la historia de la disciplina; 4. La inclusión de las TICs y 5. La capacidad de los estudiantes para argumentar y comunicar sus conocimientos, maneje opiniones fundamentadas y participe en temas que se discuten en la sociedad”. Hay que anotar que el conocimiento científico es generado a partir del deseo de “saber, comprender e intervenir en el mundo, por medio del enfrentamiento y resolución de problemas”; es decir lo que plantea Quintanilla, (2010),es que para aprender sobre biología y educación ambiental se deben hacer problemáticas las 20

nociones para el caso de estas dos áreas; pretendiendo el favorecimiento de la diversidad de conocimientos nuevos entre los que se encuentran los conceptos, los procedimientos y los valores, con el propósito de que el estudiante desarrolle competencias de pensamiento científico; lo que se determina como habilidades cognoscitivas de “ alto vuelo”. Finalmente hay que tener en cuenta que el conocimiento se construye y no se imparte y para lograr esta reconstrucción es preciso favorecerlo a partir de la resolución de problemas usando métodos y actividades que apunten al desarrollo de habilidades en el estudiante, por medio de la organización de tareas de mayor complejidad. Así mismo serán las actividades que se desarrollaran entorno a la temática para generar “la metacognición”. Esto llevará a la reflexión del pensamiento propio en la que se incluyen dos dimensiones: la conciencia de las habilidades, estrategias y recursos necesarios para saber qué hacer y saber cómo hacer y cuando hacer las actividades que se proponen en un curso o área.

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4. ANTECEDENTES Investigaciones en torno a la NdC, han mostrado de forma consistente que los estudiantes poseen visiones ingenuas respecto al tema (Horner & Rubba, 1979). A esto se le suman diversos y numerosos estudios recientes que insisten en que la educación científica no ha conducido a una adecuada comprensión de la NdC, no sólo entre los estudiantes sino incluso entre el profesorado (Acevedo 2006). Por lo tanto es evidente la necesidad de la inclusión de contenidos basados en NdC, en los currículos escolares. Según Abad-El- Khalick, (2003), Acevedo, (2006) y Acevedo, (2004) se piensa que la inclusión de NdC en el currículo facilita la realización de mejores análisis sobre las cuestiones controvertidas de naturaleza tecnocientífica con interés personal y social e informarse mejor sobre los asuntos que se abordan en estas cuestiones, así como contribuir a una mejora de las características y la calidad de las decisiones que se toman al respecto. Actualmente, los avances tecno científicos son la base del que-hacer humano, de los comportamientos que se adoptan y de las relaciones sociales; estos avances permiten que el individuo conozca nuevas formas de ver y comprender el mundo siempre y cuando el conocimiento respecto al tema sea amplio, permitiendo que el estudiante adopte miradas críticas y reflexivas frente a los cambios que se dan en su entorno. Como lo plantean Migue, (1965); Jungwirth, (1970), Meichtry, (1992), Trent, (1965); Welch y Walberg, (1972) esta problemática que gira en torno a la ingenuidad por parte de los estudiantes con respecto al tema de la NdC ha activado esfuerzos de la investigación por promover en los estudiantes las comprensiones de NdC Entre las investigaciones que se han realizado respecto a la inclusión de la NdC en la enseñanza de las ciencias, se encuentra Cardozo, Chaparro, y Erazo, (2006) con, una revisión sobre la naturaleza de las concepciones de ciencia, en la que se le da una mirada a las concepciones que se tienen sobre la NdC, y en mayor cantidad de carácter internacional, teniendo en común y sugiriendo que la inclusión de la NdC en el currículo facilita la realización de mejores análisis de las cuestiones tecno-científicas controvertidas con interés personal y social e informarse mejor sobre los asuntos que se abordan en estas cuestiones, así como contribuir a una mejora de las características y la calidad de las decisiones que se toman al respecto. Es por esto que se pretende la transformación de las concepciones inadecuadas de NdC, mediante la aplicación de una secuencia didáctica sobre aspectos históricos de la tabla periódica, en 22

estudiantes; la secuencia didáctica estará adecuada a las necesidades cognitivas de los estudiantes; permitiendo una mayor comprensión de la NdC, con lo que se pretende mejorar su rendimiento en el aprendizaje de los demás contenidos científicos y facilitar así una evolución conceptual progresiva (Bell, 2005, p. 35). Investigadores en ciencias, se han venido preocupando en gran medida por el que hacer educativo y sobre todo por la incidencia que tiene el conocimiento e incorporación de lo que concierne al tema de la NdC, con el objetivo de optimizar el desarrollo del individuo. Es por esto que se han activado esfuerzos en la investigación por promover en los estudiantes las comprensiones de NdC. A través de los años se ha venido manifestando una revolución a nivel mundial por medio de reformas y cambios en la educación científica; pero desafortunadamente los escasos fundamentos teóricos para enfrentar esta gran revolución no han permitido la participación activa en ésta actividad, que ha marcado el sentir de la comunidad científica y que los está moviendo en pro de un desarrollo, un reconocimiento y de un nuevo actuar frente a las ciencias. Actualmente existe, en la comunidad de investigadores en didáctica de las ciencias naturales, consenso unánime acerca de que la alfabetización científicotecnológica involucra, además de saber ciencias y en forma no menos importante, saber sobre las ciencias: qué son y cómo se elaboran, qué características las diferencian de otras producciones y emprendimientos humanos, cómo cambian en el tiempo, cómo influencian y son influenciadas por la sociedad y la cultura Lederman, (1992), Matthews, (1994-2000), Driver, (1996), Jiménez, (1996), Duschl, (1997), y McComas, (1998). Son estas cuestiones las que se deben establecer como interrogantes y en conocimiento en el contexto escolar con el ánimo de dar inicio al cambio de concepciones que apunten a reconocer el papel que juega la NdC en la formación del estudiante. No se puede pretender que los estudiantes aprendan acerca de NdC automáticamente como resultado de estudiar la ciencia; tal cuestión permite discernir que en aula no basta con enseñarles acerca de las ciencias cuando estamos desconociendo la dimensión global que abarca, dirige y aporta la NdC al desarrollo cognitivo en la educación del estudiante. En este sentido Abd-El-Khalick y Lederman, (2000) recomendaron instrucción explícita de aspectos de NdC, incorporando los elementos de la historia y filosofía de ciencia. El aspecto histórico como componente de la NdC; es un aspecto de suma importancia en la comprensión de las actividades evolutivas, investigativas y de desarrollo de las ciencias; aspecto en el que se centrara este estudio. La importancia de la historia de las ciencias se inició con las propuestas de Thomas Kuhn, (1972), a partir de las cuales se instauró el convencimiento de que no era posible una aproximación epistemológica acerca de qué eran las ciencias de la 23

naturaleza y cómo se habían desarrollado y construido, por fuera de una revisión histórica documentada; en esta propuesta, Kuhn, (1972), hace alusión a la importancia de recurrir a los documentos originales que soportan las investigaciones. Lakatos, (1983) introdujo el planteamiento de que con respecto a la historia de las ciencias, era necesario plantearla en términos de reconstrucción. La reconstrucción es necesaria para conocer los aportes que se han realizado a través de tiempo, la evolución de los contenidos, la visión de ciencia que se ha tenido a través de la historia. Es por esto que la historia interna de las ciencias ha de ocuparse de las problemáticas que condujeron a la formulación de teorías, de paradigmas o de modelos científicos, de la estructura conceptual y metodológica de cada uno, que se admitió como respuesta a esas problemáticas; de los apoyos empíricos que contribuyeron a su admisión por parte de la correspondiente comunidad de especialistas (Badillo et al., 2004). Hay que tener en cuenta que para conocer la historia es importante procurar que las fuentes que lo soporten sean primarias. Haciendo un poco más de énfasis en la secuencia didáctica, se contempla desde la perspectiva constructivista de Gagné, (1971), en toda situación de aprendizaje, hay tres elementos: los resultados del aprendizaje o contenidos (que se aprende), los procesos ( como se aprende) y las condiciones del aprendizaje; por lo tanto la atención del docente se centrara en crear condiciones favorables para el cambio que se produce a nivel cognitivo del alumno, cambio que se produce entre la situación previa y posterior del aprendizaje, (Zapata, 2008, p. 139). La secuencia didáctica es una estrategia propicia para llevar a cabo un proceso de transformación de concepciones, ya que por medio de esta es posible centrar el objetivo de aprendizaje en un tema específico, de interés o con el objetivo que el investigador o el docente se plante. Es evidente que no podemos limitarnos a transmitir un conocimiento, como tradicionalmente se daba el proceso de enseñanza en la escuela, ya que gracias al desarrollo de las TIC (tecnologías de la información y la comunicación ), la información está al alcance tanto de los estudiantes como de los docentes; por el contrario se deben iniciar procesos de enseñanza que proporcionen herramientas para que el estudiante encuentre significado a toda esa información y logre ponerla en práctica e integrarla en el contexto en el que se desarrollan; es decir con el ánimo de que el aprendizaje sea significativo para ellos. Hay que resaltar que el proceso de aprendizaje significativo es dinámico, de modo que se modifica y reorganiza constantemente (Ausubel, 1973, p. 180). 24

En consecuencia con lo planteado acerca de las concepciones de NdC que manejan los estudiantes y de la importancia del aspecto histórico en el desarrollo de la ciencia, la idea es contribuir y establecer un proceso de formación mediante una secuencia didáctica sobre aspectos históricos de la tabla periódica y lograr de esta manera la transformación de las concepciones inadecuadas sobre NdC en estudiantes de grado octavo.

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5. MARCO TEÓRICO En el presente estudio se resalta la importancia tanto de las teorías en la enseñanza de las ciencias como aspectos históricos de la revolución de la química según planteamientos de Estany, (1990) por medio de los estudios que han realizado los historiadores y filósofos respecto a los cambios del conocimiento científico han determinado que el desarrollo de este es más comprensible si se conocen las teorías y su desarrollo. Existen dos procesos importantes en la actividad de la ciencia entre los que se encuentran procesos relacionados con la generación de hipótesis científicas situadas en el contexto de descubrimiento que hace referencia al origen y evolución de las ideas y el segundo proceso que tiene que ver con la justificación del conocimiento científico. Esto tiene que ver con la comprobación de las hipótesis y se sitúa en el contexto de justificación; en este contexto se prueban y se validan las hipótesis. Por lo tanto se establece que la ciencia tiene dos caras; una que son los productos de la ciencia constituida por hechos, leyes, teorías, base importante para el conocimiento y dos, los procesos de la ciencia: constituida por métodos adoptados en la recolección, análisis y evaluación de pruebas. Existe una problemática acerca de cómo se reflejan los procesos de las ciencias en libros de ciencias de primaria y secundaria ya que reflejan el interés específicamente por el contexto de comprobación de actividades, dejando de lado el contexto de descubrimiento, lo que hace que el estudiante desconozca el origen y evolución de esos conocimientos que se le están enseñando y por lo tanto se le está mostrando una visión incompleta de las ciencias. Es aquí importante identificar que posiblemente lo mismo sucede en los currículos y que no se tiene en cuenta como existen esos conocimientos, por lo que un currículo adecuado debe contemplar además del conocimiento científico, como se ha llegado a él. Por otro lado existen investigaciones sobre las concepciones que los alumnos tienen respecto a conceptos científicos básicos, encontrándose que en su gran mayoría manejan concepciones erróneas sobre el mundo, lo que se ha denominado como concepciones o teorías ingenuas caracterizadas por la gran diferencia que presentan respecto a las manejadas por los científicos. Investigadores han propuesto que cuando el desarrollo cognitivo, supondrá una evolución conceptual, por lo que nuevamente se reconoce la importancia de que los profesores diseñen estrategias adecuadas para generar una evolución conceptual que promueva la transformación de concepciones. Para que esto se dé, es importante que el estudiante no se sienta satisfecho con el punto de vista que está manejando, que la nueva idea tenga sentido para él y que sea aplicada en situaciones en que sea necesario, para reconocer que ese nuevo concepto es más adecuado que el anterior. 26

De esta manera el reto que se le plantea a los profesores es el uso de estrategias que propendan a la comprensión de la estructura de la ciencia, por lo que es importante que la enseñanza que los profesores guíen este bien planificada estructurada y acorde con los objetivos que se propongan al inicio del proceso. 5.1 IMPORTANCIA DE LAS TEORIAS EN LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS Las teorías científicas son consideradas como creencias razonadas sobre el mundo que nos rodea Duschl, (1997); son explicaciones de los hechos, objetivos y métodos de la ciencia. Hay que reconocer que cambian con el transcurso del tiempo pero que es necesario que ese cambio este muy bien fundamentado para la adopción de la misma, pues aquella que científicamente no esté bien fundamentada y establecida, posiblemente será rechazada. Una de las grandes cuestiones que surgen respecto a la construcción del currículo es la lucha que tienen los profesores en contra del tiempo, en donde lo importante es desarrollar diversas temáticas sin tener en cuenta que el estudiante comprenda cada uno de los temas vistos. Cuando se le pide al estudiante que analice y describa lo visto, no le quedará más que recitar lo que memorizó, pero no será capaz de analizar el qué y el cómo de los fenómenos trabajados en clase. Es por esto que el proceso de enseñanza-aprendizaje debe estar direccionado hacia el desarrollo de la “comprensión científica”, meta que se logra por medio del desarrollo de las teorías científicas encargadas de dar explicación a los fenómenos El conocimiento científico evoluciona frecuentemente debido a los estudios constantes que los expertos realizan. Por esto, es importante como docentes contribuir en el proceso de evolución del conocimiento científico de los estudiantes a través de la instrucción adecuada de los conocimientos que se trabajan curricularmente, con la intención de que no caiga en interpretaciones erróneas de la ciencia. Es necesario resaltar que las teorías científicas no se proponen fácilmente, si no que por el contrario, tienen todo un trabajo consiente y arduo que debe ser riguroso en todo el sentido de la palabra, por lo que es preciso darle a conocer al estudiante que la ciencia conlleva todo un proceso de revisión y sustitución del conocimiento lo que se da por medio de las teorías científicas que no se dan sin razón y que tampoco son una adición de nuevas ideas a las ya existentes. Por otro lado, en la ciencia los descubrimientos son casi que una regla, sin embargo cada vez que surge una idea, otra rivaliza con esta y así sucesivamente. Es decir para el caso de las teorías siempre que surge una nueva, generalmente surge otra que la contradice o con la que rivaliza por lo que por lo mismo las teorías deben tener bases sólidas y razones fundamentadas para que su 27

aceptación no sea transitoria, por lo que es importante tener en cuenta que el cambio científico es muy complejo y que no ocurre sin razón alguna. Se distinguen dos elementos en la estructura de las teorías que son: en primer lugar “no todas las cosas tiene el mismo status” es decir que la ciencia tiene preferencias tanto por las teorías como por los modelos teóricos y en segundo lugar “todas las cosas cambian con el tiempo” en ciencias y una muestra de ello son las teorías. Toda teoría tiene un principio y un desarrollo histórico, cabe reconocer que no todas las ideas que han surgido de los grandes pensadores hay sido útiles, pero hay que determinar que unas si más que otras y aquellas que son más útiles que otras son aquellas que logran alcanzar méritos científicos, es decir que son revisadas y aceptadas por la comunidad científica. Por tanto, es importante que los estudiantes logren distinguir aquellas ideas científicas verdaderamente de las que no han alcanzado este mérito. Laudan, (1977) describe dos tipos de problemas que son los empíricos y los conceptuales y dos tipos de actividades generadoras de teorías, las de investigación progresiva y las de investigación degenerativas. Los problemas empíricos son vistos como “conjunto de datos, hechos y relaciones empíricas que deben ser explicados por las teorías”; entre más relaciones empíricas explique, mas progresiva es la teoría. Los problemas conceptuales tienen que ver con los debates y la controversia que genera una teoría por lo que si dicha teoría presenta debates y los problemas conceptuales son constantes, se puede decir que esta es una teoría degenerativa. Las teorías también se clasifican según la capacidad de resolución de problemas empíricos, eliminación de problemas y predicción de hechos en tres niveles que son el nivel central, el nivel de frontera y el nivel marginal. Lakatos, (1970) y Duschl, (1982) presentan una idea similar respecto a los niveles clasificación de las teorías, pero difieren en el modelo de representación para la comprensión de estos niveles. Lakatos, (1970) emplea la “metáfora de la pelota para clasificar y jerarquizar las teorías científicas”; en esta representación se muestra una pelota con un núcleo interno llamado núcleo duro que es donde se ubican aquellas teorías centrales, es decir a aquellas que científicamente son más sólidas y aceptadas por la comunidad científica, es a ese núcleo duro en donde se espera que las demás teorías ingresen, es decir se espera un movimiento únicamente hacia adentro de él .Se presenta también un núcleo externo denominado núcleo blando en donde se ubican las teorías de frontera que son aquellas que aunque están muy confirmadas y respaldadas, aun presentan rivalidades pendientes o anomalías por resolver. finalmente por fuera de la pelota se encuentran las teorías marginales que se caracterizan por tener grandes 28

rivalidades teóricas por ser ideas excéntricas, de las que se espera que presenten movimientos únicamente hacia el núcleo duro del balón. Duschl, (1982) presenta también su modelo de jerarquización de las teorías pero a diferencia del modelo de Lakatos, le agrega “una cubierta de cuero al balón”, en donde las teorías centrales se ubican en el centro del balón o en el nucleó interno, las teorías nivel de frontera se ubican en el núcleo externo y en la cubierta las marginales. Estos modelos de jerarquización de las teorías permiten al profesor conocer las teorías que debe enseñar al estudiante; sin embargo se cree que todos los niveles de jerarquización de las teorías son válidas y deben ser mostradas a los estudiantes para que a partir de ideas tan descabelladas y poco fundamentadas como en el caso de las teorías marginales se logre captar la atención del estudiante y a partir de ellas se logre mostrar todo el proceso de jerarquización de las teorías para que conozcan y determinen qué nivel de teorías deben adoptar. Las teorías tienen gran importancia en la comunidad científica, sin embargo es indispensable evaluarlas poniéndolas aprueba mediante esquemas como el propuesto por Giere, (1984), en el que plantea que las teorías deben ser tratadas como hipótesis que hacen afirmaciones del mundo real denominada “hipótesis teórica” y luego tratada como afirmación contingente, es decir que puede ser verdadera o falsa y por ultimo como un argumento que por medio de indicios enuncia una conclusión. Dentro de los elementos básicos para la evaluación de las hipótesis se tienen: “la hipótesis (HTo): teoría que se está analizando, la predicción (P): predicción de un sistema real descrito por la teoría, las condiciones iniciales (CI): hechos conocidos, y el conocimiento básico (CB): enunciados teóricos existentes que la hipótesis no debe refutar. Por otro lado además de los elementos básicos para evaluar las teorías; se plantean cuatro criterios para juzgarlas entre los que se encuentran el criterio lógico, empírico, sociológico e histórico propuestos por Bernstein, (1984) los criterios lógicos son cuatro entre los que la teoría debe tener: “ideas unificadoras y sencillas, con coherencia lógica, teóricamente falsable, y limitada por condiciones explícitamente enunciadas en donde sea claro si los datos son relevantes o no para la falsación de la teoría”. Estos criterios permiten reconocer en la teoría la explicación directa de lo que pretende dar a conocer la teoría. Por otro lado se tienen los criterios lógicos indispensables para “el establecimiento de datos que permitan el desarrollo del conocimiento científico”, centrados en describir lo datos observables y medibles validos en la verificación de las pruebas teóricas. Entre los criterios empíricos se contempla que una teoría debe: “ser verificable empíricamente, predicciones o conclusiones verificables, realizar predicciones o conclusiones ya verificadas, proporcionar resultados reproducibles y proporcionar 29

criterios para la interpretación de los datos como hechos”. Seguidamente se sitúan los criterios sociológicos que plantean que una teoría debe: “resolver problemas reconocidos, anomalías irresolubles, plantea nuevos problemas sobre los que los científicos trabajen, proponer modelos de resolución de problemas y proporcionar definiciones de conceptos útiles para la resolución de problemas”. Por último se encuentran los criterios históricos que deja entrever el camino que el conocimiento científico ha recorrido estableciendo correcciones; estos establecen que la teoría debe: “superar criterios preestablecidos, capacidad de acrecentar el status epistemológico adquirido por teorías previas y coherencia con las teorías auxiliares preexistentes que hayan establecido validez científica.” A partir de los criterios de evaluación de las teorías surgen modelos de cambio en los procesos de las teorías entre los que se destacan la Red Tríadica de Laudan, (1984), en la que plantea que el cambio en las teorías, métodos y objetivos de la ciencia pueden ocurrir por separado y en periodos diferentes. También se ha minusvalorado la sustitución y remplazo de las teorías aun cuando se han manifestado anomalías en los datos de las mimas por los grandes desacuerdos entre los científicos y por último el pasar por alto el gran papel de los objetivos y la metodología en las anomalías que generaran el cambio conceptual. Laudan, (1977) hace referencia al papel que juegan los instrumentos, las estrategias y la tecnología en el acuerdo o desacuerdo de los métodos científicos ya que si la comunidad científica se encuentra en desacuerdo con alguno de estos tres aspectos, muy seguramente se dará paso al cambio en las teorías científicas. Recopilando lo mencionado la Red Tríadica de Laudan propone que “los objetivos (o) justifican la metodología (M) y deben armonizar con las teorías (T); que M justifica T y muestra su factibilidad en O y que T restringe a M Y armoniza con O”. La Red Tríadica de Laudan, (1977) se puede aplicar a la planificación y utilización de unidades didácticas de ciencias en donde inicialmente se realizarían sesiones sobre las teorías relevantes para el tema que se desarrollara resaltándose el (CB) conocimiento básico y las (CI) conocimiento inicial; se debe hacer énfasis en conceptos básicos sobre el tema como contenido central de la ciencia, ya que para alcanzar el cambio conceptual se debe establecer concepciones comunes entre los estudiantes. Por otro lado se tiene el Proceso tripartito de observación, propuesto por Shapere, (1984), que determina la importancia de examinar el papel de las teorías y la influencia de estas en el proceso de observación científica. Hanson, (1958) distinguió dos tipos de ver: “ver cómo” las observaciones se llevan cabo sin un conocimiento previo y las de “ver que” que se llevan cabo con un conocimiento previo; lo que se pretende en las unidades didácticas es llevar al estudiante de una forma de ver como a una forma de ver qué, es decir a ser 30

observadores bien informados respecto al tema que se está desarrollando, teniendo en cuenta que toda observación está precedida por una teoría. Shapere, (1982) representa la observación como un proceso dividido en: “emisión de información por una fuente, proceso de transmisión de la información y recepción de la información” dando a conocer que los científicos han construido teorías relacionadas con cada una de estas fases de la observación. En conclusión estas pautas para el desarrollo y evaluación de las teorías son de gran utilidad para los estudiantes ya que les permite mirar más allá de los productos finales de la ciencia, es decir conocer cómo los científicos han adquirido y desarrollado conocimientos tan importantes para el mundo, que han posibilitado muchas explicaciones acerca de los fenómenos naturales por medio del desarrollo del conocimiento científico. 5.2 REFLEXIÓN DE ASPECTOS HISTÓRICOS DE LA REVOLUCIÓN DE LA QUÍMICA SEGÚN PLANTEAMIENTOS DE ANNA ESTANY  La revolución química: de Stahl a Lavoisier. La llamada revolución química consistió en el “paso de la química del flogisto a la química del oxígeno; durante el siglo VIII”. En ella se distinguen dos grandes de la época que contribuyeron con sus estudios a esta gran revolución; como es el caso de Stahl, (1660-1735) con la sistematización de la química del flogisto y Laurent Lavoisier, (17431794) con la del oxígeno. Stahl, (1702) fue médico, filósofo y químico alemán que desarrolló en sus estudios la teoría del flogisto, siendo esta una de sus obras más nombradas y reconocidas a su favor; éste estudio estuvo enmarcado en lo que se denominó “química prelavoisiana” ya tuvo énfasis en los “fenómenos relacionados con la combustión” y fue precisamente este estudio el que le permitió a Lavoisier el descubrimiento del oxígeno. En sus estudios, estuvo presente el propósito del descubrimiento de “la composición de los materiales y clasificación de los diversos tipos de reacciones”; por lo tanto, trató de dar explicación a todos los fenómenos químicos que en su época desarrolló. Una evidencia de ello fue la teoría del flogisto fundamentada en que “las propiedades de los cuerpos están en función de su composición y de que el flogisto esta en mayor o menor medida en todos los reinos de la naturaleza”.

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5.2.1 Teorías generales de la química y bases de la teoría del flogisto  Teoría de la materia. Hay que tener en cuenta que en el pensamiento de Stahl, influyó tanto escuelas como doctrinas filosóficas que le permitieron proponer ideas sobre la materia, en la que contempla que “las masas materiales poseen propiedades específicas que permiten reconocerlas y prever sus reacciones”. Dichas masas materiales no podrán ser divididas. La teoría de la materia tiene como principios básicos primero, el hecho de que existen unas partículas elementales llamadas átomos y que son numéricamente restringidos; segundo, que estos no se encuentran puros si no combinados y que cuando dejan un cuerpo, forman parte de otro; tercero, que cuando se juntan forman cuerpos mixtos; cuarto, que las partículas que componen a los cuerpos mixtos son muy pequeñas al punto de no poder investigarlas experimentalmente. Stahl determina que sobre lo que se puede experimentar es sobre la masa de los agregados diferenciándolo de los cuerpos mixtos como “la forma a través de la cual se ve a los mixtos”. En la teoría de la materia se distinguen tres especies de átomos elementales que son tierra, agua y aire. Dentro del átomo terroso existe una subdivisión que permite la comunicación de los cuerpos mixtos o compuestos. Por lo tanto todo cuerpo está formado a partir de las tres especies de átomos mencionadas.  Teoría de la composición. Trata de explicar “la combinación entre los principios elementales, la descomposición y el desplazamiento de un cuerpo por otro”. En ésta teoría se da a conocer la “regla de las afinidades” que da cuenta de la atracción que hay entre los cuerpos mixtos y agregados que se asemejan.  Teoría de las sales. Las sales fueron tema de discusión y explicación entre los químicos de siglo XVII a partir de propiedades como la solubilidad en el agua y la cristalización; en la época se distinguían 3 tipos de ácidos que se obtenían de la mezcla de tierra vitrificable, flogística y mercurial con agua, produciendo de esta manera el ácido vitriólico, nitroso y marino, que eran volátiles cuando eran expuestos al fuego. Se contempló sales tanto a los ácidos minerales y orgánicos como a sustancias cristalinas, neutras y sal marina. Se propone el “tratado de las sales” que hace referencia a que la composición de las sales se da por la combinación de tierra subtil con agua; esta inferencia fue realizada a partir de un experimento que consistió en calentar aceite esencial volátil con aceite de vitriolo, dando como resultado un sólido brillante difícil de difundir; además constató como el ácido de vitriolo se convierte en vapor formándose agua, por lo que determinó que la composición del ácido vitriólico es agua y tierra.

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 Teoría del flogisto. Ésta teoría es una de las obras más reconocidas de Stahl (1702), por el hecho de estar asociada con “fenómenos de la combustión y por tanto con el descubrimiento del oxígeno”, aportando e impulsando la revolución química. El fundamento de esta teoría está en la palabra flogisto, que contempla como parte de todos los reinos de la naturaleza en cantidades diferentes según la sustancia; señalando que en el caso de la sal común, el ácido vitriólico, la arena y las rocas se encuentra en pequeñas cantidades.  Propiedades del flogisto. Hay que tener claridad sobre el significado de flogisto: “principio del combustibilidad, el fuego-principio”; lo que se diferencia de la palabra llama; es decir, este fuego-principio es visto como aquello que no se puede coger, indisoluble y que forma parte de los cuerpos combustibles. El tratado sobre el azufre centró su examen en: 1. Su propiedad relativa al fuego 2. La propiedad que tiene de colorear 3. Su combinación íntima con otras sustancias 4. La manera de comportarse en relación con el agua y la humedad 5. Su sorprendente división y atenuación 6. Donde se encuentra Dentro de las críticas que tuvo la teoría del flogisto se encuentra la discusión sobre las propiedades que se le atribuyeron, ya que estas fueron muy diversas pues fue considerado “terroso, acuoso, elástico, grasosa, azufrosa, inflamable, oleosa, viscosa etc.”; ya que para algunos su significado se acercaba al de energía lo que contrarió con Lavoisier ya que éste exponía que el termino flogisto era impreciso por tantas propiedades atribuidas. Stahl, (1702), en su estudio clasificó los compuestos según su estado de “flogisticación”; por lo que determinó que el ácido vitriólico, las cales metálicas, los productos obtenidos de la combustión, el nitro y aire puro eran compuestos desflogisticados. La clasificación de las sustancias y los cuerpos conociendo a su vez su composición permitió según Stahl la predicción de sus propiedades; por ejemplo en el caso del carbón, este tiene como propiedad el ser inflamable lo que conlleva a determinar que contiene flogisto. 33

Stahl, (1702), distinguió además reacciones según la presencia de flogisto por lo que señaló un tipo de reacción entre materiales ricos en flogisto y otro desflogisticado de lo que resultara una transferencia de flogisto al material desflogisticado; por ejemplo en el caso de la combustión, el material quemado transfiere el flogisto al aire y las reacciones entre dos materiales ricos en flogisto, de lo que resultara un material muy rico en flogisto; como en el caso del azufre y los metales ya que determinó la facilidad de combinación entre estos dos materiales. Consecutivamente realizó otro tipo de distinción entre las reacciones a las que denominó reacciones de descomposición y reacciones de combinación; la primera se observa fácilmente en la combustión del carbón ya que luego de este proceso, el carbón queda en cenizas liberando vapor de agua, cenizas y flogisto y la segunda reacción se evidencia cundo se funden cales para la obtención de metales.  La combustión. “Es la perdida de flogisto en el aire”; este proceso tuvo mucha importancia en la obra de Stahl, (1702), ya que por medio de este término pudo sustentar que cuando hay combustión las uniones existentes en los materiales se rompen liberando flogisto y que cuando hay pérdida de flogisto es decir cuando ocurre la combustión, el material ya no puede seguir ardiendo, pues es el flogisto “el principio de la combustibilidad”; por ejemplo en el caso de la madera, es un material que contiene flogisto pero que al arder produce cenizas que no pueden seguir ardiendo, por lo que el flogisto que tenía el material inicial fue liberado.  Calcinación. “Proceso por el cual el material se calienta a temperatura elevada pero inferior a su punto de fusión” y adicional según la teoría del flogisto con “pérdida del elemento volátil”; la calcinación también es reconocida como el enmohecimiento de los metales; unas de las diferencias de la calcinación respecto a la combustión es que en la segunda hay presencia de llama y que el flogisto es liberado rápidamente mientras que en el caso de la calcinación no hay llama y la pérdida del flogisto es lenta, es por esto es considerada como una “ calcinación lenta”.  Reducción de las cales metálicas. Este proceso consiste en de alguna manera devolverle el flogisto a los metales per medio de la reacción de las cales metálicas con otros materiales que sean ricos en flogisto. Este tipo de proceso se emplea continuamente en la metalurgia, especialmente en la fundición de menas minerales que son tierra en su mayor porcentaje pero que al ser fundidas se transforman en metales “por acción del flogisto”; en este proceso se evidencia una reacción de combinación ya que la mena pobre en 34

flogisto es calentada con carbón vegetal que es rica en flogisto dando como resultado un metal y cenizas; este proceso se basa en la ley “ si un mineral metálico se le añade flogisto se obtiene un metal”. 5.3 STAHL Y LA QUÍMICA ORGÁNICA Una de sus contribuciones estuvo sujeta a fenómenos como la fermentación y la putrefacción, definiendo la primera como la “descomposición de un cuerpo en sus constituyentes por la agitación interna de sus moléculas y la recomposición de sus constituyentes en su forma primitiva”; también determina que los cuerpos fermentables tienen como componentes sal, aceite y tierra los cuales son agitados por las moléculas presentes de agua y aceleradas por el fermento; no queda claro la definición de la putrefacción en la obra de Stahl, (1702) ya que como las relaciona entre sí, la putrefacción es considerada como “una forma particular de fermentación o viceversa”, una de las diferencias entre estas es la velocidad e intensidad con la que ocurren los cambios ya que en la fermentación la intensidad es menor y el cambio es más lento.  Intervención del flogisto en el crecimiento de las plantas. Uno de los productos de la combustión es el flogisto que al desprenderse es absorbido por las plantas contribuyendo a su crecimiento; respecto a los animales es evidente que al alimentarse de las plantas poseen un poco de flogisto y en el caso de los minerales el flogisto hace presencia después de la síntesis del azufre por medio de productos animales y vegetales; es decir que se obtiene un material inflamable de la reacción entre substancias orgánicas con substancias inorgánicas. Esta descripción permite reconocer la intervención del flogisto en todos los reinos de la naturaleza, lo que para Stahl es de suma importancia en su obra; la explicación de cómo el flogisto pasa de un de un reino a otro.  El flogisto conectado con el color, el olor y el carácter metálico. Aunque en su obra Stahl, (1702) trató de asociar tanto el color como el olor a los materiales que contenían flogisto como por ejemplo el color en el azufre, se evidenciaron diferentes contraejemplos ya que en el caso del color los ácidos nítrico y anhídrido no tienen color pero si poseen flogisto y en el caso del olor no todos los materiales que poseen olor contienen flogisto ya que para el caso del nitro contiene flogisto pero muy poco olor; respecto al carácter metálico, relaciona propiedades tales como la ductilidad, maleabilidad y brillo con el “principio azufroso o flogisto”; por lo que determina que cuando el flogisto es perdido, también se pierden sus propiedades metálicas.  Principales problemas de la teoría del flogisto. Esta teoría si bien es cierto fue objeto de discusión entre los expertos de la época; una de las discusiones se centró en la poca precisión que se le dio a la explicación de fenómenos 35

químicos ya que la caracterización de la naturaleza del flogisto no era clara para la explicación de dichos fenómenos, por ejemplo en el caso de la teoría de la materia Stahl, (1702) determinó que los átomos elementales no eran percibibles por los sentidos si no que eran manifestados por medio de la experiencia y esta precisión se vio cuestionada por los flogistonistas contemporáneos de Lavoisier ya que conocieron la definición de elemento que este había propuesto. Otra de las dificultades de esta teoría fue la explicación del por qué finaliza la combustión en un recipiente cerrado, pero explicaba que el fenómeno sucedía porque al darse la combustión se liberaba flogisto a tal punto de que el aire se saturaba de este, quedando flogísticado por lo que la combustión no puede continuar y por último la explicación del porqué “si las en la calcinación se libera flogisto, las cales resultantes pesan más que los metales ordinarios” , pero se logró comprobar que tanto los metales como el azufre y el fósforo aumentan de peso al ser sometidos a combustión ya que se producía un aumento de peso cuando se perdía masa. Hay que anotar que una de las más duras discusiones sobre la teoría del flogisto se dio a partir del surgimiento de la química del oxígeno. Priestley y Cavendish, (s.f.) estos dos químicos fueron autores importantes en la revolución química ya que en primer lugar siguieron de cerca la teoría del flogisto propuesta por Stahl, (1702) y además la compartían en el sentido de reconocerla como primordial para la explicación de fenómenos químicos y además conocían de cerca las obras de Lavoisier. En el caso de Joseph Priestley ( 1733-1804), su aporte contribuyó a la química de los gases, determinando que muchos de estos eran solubles en agua, estudió sobre la fotosíntesis, evidenciando que las plantas por medio de su crecimiento recuperan el aire que es tomado en la respiración de los animales; determinó que cuando se produce la combustión el aire no es respirable; además de esto realizó el experimento del Calne, (1774), descubriendo que cuando se calienta la cal del mercurio se evidencia un desprendimiento de un aire desconocido que activa y alimenta la combustión; a este aire lo llamo “ aire desflogisticado” sin saber que era el oxígeno este aire del que hablaba; este descubrimiento fue aprovechado por Lavoisier posteriormente. Para el caso de Cavendish, (1731-1810), sus aportes se relacionaron tanto con la física como con la química, aportando en el campo de la electricidad, distinguiendo electricidad de potencial; adicional a esto, aportó a la química de los gases y llamo al oxígeno aire desflogisticado y por último trabajo siempre con metodologías cuantitativas.

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5.4 LA QUÍMICA DEL OXÍGENO Uno de los químicos más importantes y de los más mencionados en la revolución química es Lavoisier, (1743-1794), destacado por sus obras y trayecto laboral tanto en la política como en las ciencias; Lavoisier aprovechó que en ese momento la comunidad química tenia acumulación de descubrimientos, había avanzado en instrumentación técnica y que la metodología adoptada era cuantitativa; prevaleciendo para la época la teoría del flogisto; estas problemáticas le permitieron trabajar en nuevos proyectos que lo llevaron a descubrir el oxígeno. Otro de los aportes de Lavoisier fue la definición que dio sobre elemento químico, además contempla que los elementos son sustancias que no pueden subdividirse más en esa época pero que posiblemente en el futuro aquellos elementos indivisibles podrán serlo a través de nuevos avances y descubrimientos químicos; de esta manera clasificó las sustancias en simples y compuestas. En las obras de Lavoisier, (1773-1774) domina la metodología cuantitativa a partir de esta metodología desarrolla la “ley de la conservación de la masa e instrumentos de medida como la balanza y el gasómetro”, Lavoisier también utilizó en sus experimentos otros instrumentos de medida tales como el barómetro, el termómetro, el calorímetro entre otros, pero fueron la balanza y el gasómetro los más importantes de la época. También da a conocer la teoría del calor, en la que contempla al clórico como “un fluido sutil y elástico que rodea todas las partes del planeta que habitamos” y que los cuerpos se encuentran en estado líquido, solido o gaseosos según el calórico que presentan, determinando que son los gases los que poseen mayor cantidad de calórico. Es Lavoisier, (1774) quien a partir de los experimentos realizados por Cavendish en los que descubrió los componentes del agua y los clasificó como una molécula simple quien replantea este descubrimiento demostrando que la molécula de agua está conformada por dos elementos que son el hidrogeno y el oxígeno, por lo que no es una molécula simple si no compuesta. Como se muestra en este recorrido de la revolución química, las teorías y descubrimientos realizados por unos, fueron base para el descubrimiento de otros. Se evidencia como a partir de las teorías y descubrimientos de Stahl, (1702) y sus seguidores, Lavoisier, (1774-1773) continuó trabajando en el análisis y comprobación de teorías, incluyendo el uso de herramientas especializadas en el desarrollo de sus descubrimientos; además por medio de este recorrido histórico de la revolución química del siglo XVIII, se muestra que la realidad de cada hecho lo sustentan las teorías y estudios realizados en torno a un tema, que es evaluado y aceptado por una comunidad, que en el caso de la ciencia, es la comunidad científica quien se encarga de su aprobación; pero que en la mayoría de los casos está sujeto a constantes discusiones y sobre todo a posibles cambios.

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6. MÉTODO El presente estudio investigativo, se realizó bajo un enfoque cualitativo de tipo interpretativo y fundamentado teóricamente en la investigación - acción participativa como base principal de acción para el cambio social, así como para el progreso hacia la igualdad con componentes básicos tales como :una estrategia, registro y análisis, implementación y desarrollo y comprensión de la realidad (Sandoval, 2002. p. 38). 6.1 INVESTIGACIÓN-ACCIÓN Estudios realizados por los expertos en formación científica han revelado la problemática que gira en torno a dicha formación determinando y denominando esta como “crisis de alfabetización científica” Mattews, (1994), por lo que por tal razón otros como Hodson, (s.f.) han sugerido que la educación científica tenga una orientación social y centrada en los estudiantes, esta tiene como objetivo la formación del ciudadano para la acción y considera al adolescente como tal en un futuro el cual hará parte de una sociedad; además tiene como compromiso primordial de esta educación la transformación de la sociedad en pro del mejoramiento de las condiciones sociales de la población. Es por esto que en el intento de lograr una educación científica se han usado varios modelos viables para el alcance de tal objetivo entre los que se encuentran los de “transmisión para el desarrollo curricular” los cuales no han sido óptimos en el alcance de las metas propuestas para el logro descrito en principio, por lo que para tales reformas se ha postulado la investigación-acción o “el modelo de profesor como investigador” Lytle y Cochran-smith, (1990) como un enfoque viable para el logro de los objetivos propuestos. 6.2 UNIDADES DE TRABAJO A la hora de realizar el muestreo se tuvo en cuenta que fueran todos estudiantes del grado octavo de una misma institución educativa con los cuales se realizó un pre-test acerca de las concepciones que tenían acerca de la naturaleza de la ciencia a partir del campo histórico sobre el tema tabla periódica, a través de una prueba piloto que consistió en una entrevista semi-estructurada acerca del tema y posteriormente se realizó una entrevista estructurada basada en el sistema categorial propuesto por Adúriz, (2001-2005) . Finalmente se llevó a cabo una depuración de estas dos pruebas piloto para realizar un pre-test teniendo en cuenta tanto la entrevista semi-.estrcturada inicial como en la entrevista 38

estructurada basada en el sistema categorial de Adúriz y se aplicó una entrevista estructurada con estos dos componentes descritos. Entre los atributos que se tuvieron en cuenta para el desarrollo de la investigación, se tienen tanto comunes como diferenciales los cuales se describirán a continuación: 6.2.1 Atributos comunes  Estudiantes del grado octavo  Estudiantes pertenecientes a la misma institución educativa 6.2.2 Atributos diferenciales  Estudiantes de edades diferentes  Estudiantes de ambos géneros  Estudiantes con diferente rendimiento académico 6.2.3 Descripción de las unidades de trabajo. Los atributos descritos anteriormente corresponden a las unidades de trabajo que para el caso de este estudio, corresponde a los estudiantes que hicieron parte de la investigación; esta corresponde a estudiantes de la institución educativa Camacho Angarita del municipio de Chaparral-Tolima, sede José María córdoba, zona rural. Se tuvo en cuenta primordialmente que los estudiantes hicieran parte del grado octavo de la misma institución educativa. En el estudio no se tuvo en cuenta una edad específica como requisito para hacer parte de la investigación ni el género. 6.3 UNIDADES DE ANÁLISIS De manera general se tuvo en cuenta en el diseño metodológico: 1) las concepciones del objeto de estudio de manera independiente y grupal; es decir de los estudiantes; 2) instrumentos categoriales como el propuesto por Adúriz, (20012005) para inferir y analizar estas concepciones; este sistema categorial se muestra en la tabla 2.

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Tabla 1. Diseño metodológico de la presente investigación TRABAJO

DIAGNÓSTICO Construcción de entrevista semiestructurada. Prueba Piloto

DIAGNÓSTICO Consolidación de instrumento (entrevista –semi estructurada)

ACTIVIDAD 1: Fase 1 Identificación de conocimientos previos

OBJETIVO

INSTRUMENTO

UNIVERSO DE DOCUMENTOS

Identificar las concepciones que tienen los estudiantes acerca de conceptos básicos como historia, ciencia, tabla periódica, entre otros.

Entrevista diagnóstico tomada como prueba piloto. Esta entrevista se realizó basada en preguntas respecto a conceptos genéricos sobre historia, ciencia, conceptos epistemológicos de la ciencia y en preguntas específicas relacionadas con el tema de tabla periódica.

Anexo No 01:

Identificar las concepciones que tienen los estudiantes acerca de conceptos relacionados con las dimensiones que hacen parte de la NdC, orientadas para la validación de la prueba piloto.

Entrevista diagnóstico basada en el sistema categorial propuesto por Bravo, (2001-2005) para la NdC (dimensión epistemológica, histórica y sociológica).

Identificar los conocimientos previos que manejan los estudiantes acerca de los fenómenos y hechos históricos que giraron en torno a los inicios y origen de la tabla periódica.

Para esta primera actividad se propuso un taller de 7 preguntas respecto a las siguientes categorías: contexto histórico de la época, necesidades de creación, nombre y representación gráfica.

Entrevista No 1 Sistematización No 01 del video sobre aplicación de entrevista. Video No 1

Anexo No 02: Entrevista No 2 Sistematización No 02 del video de II parte de la entrevista. Video No 2

Para el desarrollo de las actividades se propuso el registro de las mismas en un portafolio de trabajo en el que se desarrollaron una a una las actividades propuestas.

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Anexo No 03: Taller para desarrollo de actividad No 1

el la

-Sistematización No 03 -video No 3 de socialización del taller

TRABAJO

OBJETIVO

INSTRUMENTO

UNIVERSO DE DOCUMENTOS

ACTIVIDAD 2: Fase 2 Reconociendo el contexto histórico de la tabla periódica

Con base a los resultados de la actividad No 1 se determinó que los estudiantes no tienen claridad acerca de las características del contexto histórico de la época en la que la tabla periódica tuvo sus orígenes; por tanto es indispensable en la actividad No 2 trabajar específicamente en mostrar las dichas características, hechos, y sucesos que enmarcaron la época.

Actividad centrada fundamentalmente en las características del contexto histórico de la época en la que la tabla periódica tuvo sus orígenes, esta actividad se desarrolló por medio de la presentación de dos videos que daban cuenta de los fenómenos y hechos históricos más influyentes de la época tales como la revolución industrial, francesa, la ilustración y el descubrimiento de algunos elementos químicos que hoy en día hacen parte de la tabla periódica. A partir de ello los estudiantes contrastaban la repuesta dada en la actividad No 1 con lo visto en los videos.

Anexo No 04:

Como resultados de la actividad No 2 se tiene que los estudiantes no diferencian conceptos como descubrimiento e invento y desconocen los primeros elementos químicos descubiertos, por lo que se propone para la actividad No 3 trabajar en estas observaciones.

La actividad No 3 estuvo fundamentada concretamente en mostrar y establecer las diferencias entre invento y descubrimiento y en dar a conocer los primeros elementos químicos que fueron descubiertos; para ello se trabajó en la lectura titulada: Los fundadores de la química. Capitulo: Invenciones y descubrimientos trascendentes del siglo XVIII.

ACTIVIDAD 3 Fase 2 Diferenciando y reconociendo los descubrimientos e inventos del siglo XVIII

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Análisis de la actividad y contrastación con la respuesta de la pregunta No 2 de la actividad No 1. -video: contexto histórico de los siglos XVIII Y XIX. -video: tiempos modernos de Charles Chaplin -sistematización No 04 de la actividad -video No 4 de socialización Anexo No 05: Taller para desarrollo de actividad No 3

el la

-lectura: Invenciones y descubrimientos trascendentes del siglo XVIII -video No 5 socialización

de

-sistematización No 05 de la actividad

TRABAJO

OBJETIVO

INSTRUMENTO

UNIVERSO DE DOCUMENTOS

ACTIVIDAD 4 Fase 2

Observando el positivo impacto que tuvo en los estudiantes el clarificar conceptos y mostrar sucesos desconocidos, se hace indispensable ampliar y mostrar los eventos que dan cuenta del proceso de descubrimiento de los elementos químicos junto con los autores a quienes se les atribuye dichos logros.

Para el desarrollo de la actividad se muestra el video titulado Química: una historia volátil, conformado por tres episodios de los cuales se toma el primero “Descubriendo elementos” que muestra y recrea gran variedad de fenómenos y hechos sucedidos en torno al descubrimiento de los elementos químicos y da cuenta del contexto histórico de la época.

Anexo No 06:

El objetivo de esta actividad es realizar de manera sistemática e individual un proceso de contrastación sobre lo que pensaban los estudiantes respecto al contexto histórico de los orígenes de la tabla periódica con la información que se le facilitó para el desarrollo de las actividades 1, 2 y3.

En esta actividad los estudiantes debían dar nuevamente una mirada a las actividades 1, 2 y 3 y realizar una reflexión basada en las características del contexto histórico contrastando lo que habían respondido al respecto en la actividad No 1 con lo elaborado en las demás actividades.

Reconocimiento de los eventos históricos que giraron en torno al descubrimiento de los elementos químicos y al origen de la tabla periódica.

ACTIVIDAD 5 Fase 2 primer cierre de las actividades de la 1 a la 3

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taller para desarrollo de actividad No 4

el la

-video No descubriendo elementos

6

-sistematización No 06 de la actividad

Anexo No 07:

Taller para primer cierre de las actividades 1 a la 3. -Sistematización No 07 de la actividad.

TRABAJO

OBJETIVO

INSTRUMENTO

UNIVERSO DE DOCUMENTOS

ACTIVIDAD 6 Fase 2 Conociendo cómo se le dio orden a los elementos

En consecuencia con las preguntas directriz propuestas en la actividad No 1, se hace indispensable continuar trabajando entorno a éstas, por lo tanto en la actividad No 6 se tendrán en cuenta preguntas tales como: cuáles eran las características de esa primera tabla, por qué se dio la necesidad de construir la tabla periódica, qué nombre se le dio en sus principios y por qué se le llamó tabla periódica.

Esta actividad se fundamenta en el segundo episodio del video: Química una historia volátil. Episodio: El orden de los elementos. Es decir, por medio del mencionado video, se propone un taller con preguntas que giran en torno a los hechos y fenómenos históricos que se dieron en principio para lograr establecer un orden en los elementos químicos.

Anexo No 08:

Teniendo en cuenta que los estudiantes ya conocen fenómenos, hechos y sucesos históricos de descubrimiento y ordenamiento de los elementos químicos; se procede a reconocer el impacto que han tenido estos en la humanidad y como el hombre continúa en la constante búsqueda de la explicación de fenómenos y hechos aún desconocidos.

Esta actividad se elabora a partir del tercer episodio del video: Química una historia volátil. Episodio: El poder de los elementos. Partiendo de este video se propone un taller que profundiza en el impacto que ha tenido el descubrimiento y ordenamiento de los elementos químicos en la humanidad y en el ideal del hombre por realizar nuevos descubrimientos e, invenciones.

ACTIVIDAD 7 Fase 2 Determinando el poder de los elementos

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Taller para desarrollo de actividad No 6

el la

-video: El orden de los elementos -video No 7 de socialización de la actividad -sistematización No 08 de la actividad

Anexo No 09: Taller para desarrollo de actividad No 7

el la

-video El poder de los elementos -sistematización No 09 de la actividad. -video No 8 de socialización de la actividad.

TRABAJO

ACTIVIDAD 8 Fase 2 Visión futura de la tabla periódica

ACTIVIDAD 9 Fase 2 Contrastando modelos de tabla periódica

ACTIVIDAD 10 Fase 2 Segundo cierre de actividades 2 a la 9.

OBJETIVO

INSTRUMENTO

Dando continuidad al proceso desarrollado en las actividades y ya dados a conocer hechos y fenómenos históricos respecto a los orígenes de la creación de la tabla periódica, se procede a dar una mirada hacia la tabla periódica del futuro.

Los estudiantes deben plantear un modelo de tabla periódica del futuro teniendo en cuenta todo el proceso de construcción y cambio que la misma ha tenido históricamente proponiendo posibles cambios y/o nuevas distribuciones según la información que se ha facilitado por medio de los videos y lecturas trabajadas en las actividades.

Conocido el modelo de tabla periódica del futuro propuesto por los estudiantes con su respectiva explicación, se procede a reforzar esta visión futura.

Para reforzar esta visión futura que tienen los estudiantes acerca de la tabla periódica, se propone la lectura del documento titulado el pasado y futuro de la tabla periódica con el objetivo de que los estudiantes realizaran la correspondiente contrastación entre el modelo propuesto en la actividad No 8 con la información de la lectura y de esa manera aclararan si visión acerca de la tabla periódica del futuro. Para el reconocimiento de las concepciones que tienen los estudiantes sobre la dimensión histórica de NdC, en el tema: tabla periódica, se realiza un cierre que consiste en responder nuevamente las preguntas propuestas para la actividad No 1; esto con la ayuda del desarrollo de actividades tales como videos, talleres y socializaciones que se realizaron en cada una de las actividades que hicieron parte de la secuencia didáctica.

Teniendo en cuenta que se ha dado todo un proceso de afianzamiento, adquisición, replanteamientos y contraste de conocimientos, se hace indispensable realizar un cierre de actividades con el objetivo de conocer las concepciones que tienen los estudiantes como consecuencia de todo este proceso.

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UNIVERSO DE DOCUMENTOS Anexo No 10: -Taller para desarrollo de actividad No 8

el la

-Sistematización No 10 de la actividad -video No 9 de socialización de la actividad. Anexo No 11: -Taller para el desarrollo de la actividad No 9 -lectura: Pasado y futuro de la tabla periódica -sistematización No 11 de la actividad -Video No 10 de socialización Anexo 12: -Taller para el desarrollo de la actividad No 10 -video No 11 de socialización de la actividad -sistematización No 12.

TRABAJO

OBJETIVO

INSTRUMENTO

ACTIVIDAD 11 Finalización secuencia didáctica

En el desarrollo de actividades se hace indispensable realizar una experiencia de laboratorio por parte de los estudiantes.

Esta experiencia de laboratorio consistió en que los estudiantes buscaran fenómenos químicos que se pudieran mostrar en clase y los realizaran con el ánimo de que los demás compañeros de grupo observaran dichas experiencias con su respectiva explicación.

Experiencias de laboratorio

UNIVERSO DE DOCUMENTOS -video No 12 de la experiencia de laboratorio.

6.4 FASES DEL DISEÑO METODÓLOGICO 6.4.1 Fase 1. Determinación de las concepciones de NdC que tienen los estudiantes (Énfasis en la historia de la Tabla periódica)  Sistema categorial. Para inferir y realizar el análisis de las concepciones que los estudiantes manejan respecto a la NdC; se adoptó el sistema categorial para NdC, construido a partir de los planteamientos de Adúriz, (2001-2005) y propuesto en la tesis de grado de maestría por Morales, (2010) el cual se expone en la Tabla 2. Tabla 2. Sistema categorial para NdC construido a partir de los planteamientos de Adúriz, (2001-2005) y propuesto en la tesis de grado de maestría por Morales, (2010).

Fuente. Autor

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6.4.2 Recolección de datos. El instrumento utilizado en la recolección de datos durante el estudio en las pruebas piloto, fue la entrevista semi-estructurada para el caso de la entrevista No 1 y posteriormente la entrevista estructurada basada en el sistema categorial para NdC construido a partir de los planteamientos de Adúriz, (2001-2005) y propuesto en la tesis de grado de maestría por Morales, (2010), aplicada en la segunda entrevista. Se realizó una depuración de la información obtenida y seguidamente se trabajó una entrevista a profundidad por medio de un cuestionario conformado por siete cuestiones que apuntaban a reconocer las concepciones que tenían los estudiantes respecto a la NdC, a través del componente histórico por medio del tema tabla periódica y teniendo en cuenta el sistema categorial descrito anteriormente. 6.4.3 Aplicación de instrumentos. Durante el proceso de investigación se realizaron talleres a fines al desarrollo de la temática; los estudiantes consignaron toda la experiencia y el desarrollo de las actividades en un portafolio individual en el cual consignaron una a una las 10 actividades desarrolladas durante el proceso de estudio; finalizada cada actividad se realizó la socialización grupal en mesa redonda de cada una de éstas. Las actividades se desarrollaron en lapsos de tiempo diferentes conformados por máximo dos semanas entre cada una, pero hay que resaltar que el tiempo también estuvo sujeto a programaciones escolares ineludibles por lo que en algunos casos se extendió el tiempo para su desarrollo. Cada socialización difirió en su duración de tiempo ya que estaba sujeta a la participación activa de los estudiantes. Figura 1. Trabajo en clase 1

Figura 2. Trabajo en clase 2

Fuente. Autor

Fuente. Autor

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6.5 FASE 2. ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN Para el desarrollo de esta fase se plantean los procesos llevados a cabo para el análisis de la información recolectada en el presente estudio, anotando la importancia y el uso del software Atlas ti, como programa facilitador y clave en esta etapa de análisis. 6.5.1 Etapa 1. Proceso de análisis. La primera etapa se desarrolló a partir del sistema categorial propuesto y descrito anteriormente, por medio del cual se realizó una a una la consecuente descripción de las categorías que se reconocieron en el estudio y teniendo en cuenta las categorías emergentes presentes en algunas actividades trabajadas. Es entonces por medio de estas que se realiza el análisis de las características presentes en las concepciones que manejan los estudiantes. 6.5.2 Etapa 2. Documentos usados. Los documentos usados en el proceso de análisis fue la transcripción de cada una de las actividades desarrolladas por los estudiantes, que fueron consignadas en sus portafolios de trabajo; lo que permite respaldar la veracidad de la información tomada para el desarrollo de la etapa de análisis. 6.5.3 Etapa 3. Categorización. En esta etapa se tuvo en cuenta el sistema categorial para NdC construido a partir de los planteamientos de Adúriz, (20012005) y propuesto en la tesis de grado de maestría por Morales, (2010). Este sistema de categorización fue flexible ya que permitió la relación entre categorías y la determinación de categorías emergentes. 6.5.4 Etapa 4. Software Atlas ti. El Software Atlas ti, sirvió como herramienta en el proceso de análisis de la información; se agruparon las actividades en un textbank; del cual se desprendieron diez unidades hermenéuticas, una por cada actividad y en cada una de éstas se resaltaron las citas en las que se reconocían las categorías de interés; finalmente se realizaron las redes por cada categoría reconocida.

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7. RESULTADOS A continuación se presentan los resultados del estudio descritos en dos fases: Fase 1 y Fase 2, cada una de las cuales está conformada por dos etapas: etapa 1 y etapa 2. En la Fase 1: etapa 1 se muestra la identificación de las concepciones de NdC en estudiantes a partir del componente histórico a través del tema: tabla periódica. En la etapa 2, la valoración de las concepciones de NdC en estudiantes a partir del componente histórico a través del tema: tabla periódica. Para la Fase 2: etapa 1 se tiene la aplicación de la secuencia didáctica sobre concepciones de NdC en estudiantes a partir del componente histórico a través del tema: tabla periódica. En la etapa 2, la valoración de las concepciones de naturaleza de ciencia en los estudiantes a partir del componente histórico a través del tema: tabla periódica a partir de la aplicación de la secuencia didáctica 7.1 FASE 1. IDENTIFICACIÓN DE LAS CONCEPCIONES (I.C) DE NdC EN ESTUDIANTES A PARTIR DEL COMPONENTE HISTÓRICO A TRAVÉS DEL TEMA: TABLA PERIÓDICA. En esta fase se describen una a una las categorías identificadas durante el pretest realizado con el objetivo de identificar principalmente las concepciones que tienen los estudiantes acerca del tema de interés. El presente análisis se llevará a cabo así: 1) se establece el sistema categorial identificado en las concepciones de los estudiantes y se reconocen las subcategorías pertenecientes a cada una de éstas al igual que las subcategorías emergentes; 2) se describen las temáticas pertenecientes a cada una de las subcategorías;3) se realizan las redes de contenido para cada una de las subcategorías identificadas; 4) por último se discuten los resultados obtenidos respecto a la identificación de las concepciones de NdC que tienen los estudiantes.

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Tabla 3. Descripción de la actividad desarrollada en la fase 1

ACTIVIDAD 1: Fase 1 Identificación de concepciones de NdC

Identificar los conocimientos previos que manejan los estudiantes acerca de los fenómenos y hechos históricos que giraron en torno a los inicios y origen de la tabla periódica.

Para esta primera actividad se propuso un taller de 7 preguntas: 1. ¿En qué época cree usted que se originó o se creó la primera tabla periódica? 2. ¿Cuáles eran las características de la época en la que se creó la primera tabla periódica? 3. ¿Cuáles fueron las características de esta primera tabla periódica? 4. ¿Cree usted que en esa época se le llamo tabla periódica o que otro nombre se le dio? 5. ¿Por qué cree usted que se le dio el nombre de tabla periódica? 6. ¿Por qué cree que se dio la necesidad de crear una tabla periódica? 7. Construya un modelo de cómo se imagina la primer tabla periódica y explíquelo

Fuente. Autor

Para el desarrollo de las actividades se propuso el registro de las mismas en un portafolio de trabajo en el que se desarrollaron una a una las actividades propuestas.

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-Anexo No 03: Taller para el desarrollo de la actividad No 1 -Sistematización No 03 -video No 3 de socialización del taller

Figura 3. Actividad para I.C 1.

Figura 4. Actividad para I.C 2

Fuente. Autor

Fuente. Autor

Figura 5. Actividad para I.C 3

Figura 6. Actividad para I.C 4

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Fuente. Autor

Figura 7. Actividad para I.C 5

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7.1.1 Etapa 1. Identificación de las concepciones de naturaleza de ciencia (pre-test) en los estudiantes a partir del componente histórico a través del tema: tabla periódica.  Categoría: Histórica  Subcategoría: innovación. En la etapa de identificación, se reconoció la subcategoría innovación, específicamente con la pregunta ¿cómo se producen las novedades en la ciencia? , de la cual emergieron subtemáticas como: a) interés por el descubrimiento y b) desarrollo de la labor científica.  Temática. producción de la novedad en la ciencia. Respecto a la producción de la novedad en la ciencia, los estudiantes consideran que los descubrimientos hacen parte fundamental de la novedad ya que es a través de éstos que se hace posible y evidenciable y por otro lado se resalta la importancia de la labor científica para el logro de la novedad. Figura 8. Red de identificación de la subcategoría innovación.

Fuente. Autor

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Las novedades en la ciencia se dan gracias a los descubrimientos que se realizan, los cuales se dan a través del tiempo; en cuanto más descubrimientos se den, más novedad en la ciencia habrá; lo anterior se ve reflejado en el caso del descubrimientos de los elementos químicos. Para que estos descubrimientos se den, es indispensable contar con personas especializadas para ello por lo que según los estudiantes, los científicos son las personas más idóneas para el desarrollo de esta labor, la cual puede ser realizada tanto individual como grupalmente.  Subcategoría: evolución. Se logró el reconocimiento de ésta subcategoría a través de la pregunta ¿Cuáles son las unidades de cambio?; de la cual surgieron subtemáticas cómo: a) Cambio de los conceptos (elemento químico) y b) Cambio de los sistemas de representación de un proceso de clasificación (tabla periódica).  Temática: Qué es lo que cambia en la ciencia. Los estudiantes consideran respecto a ésta temática, que los cambios se dan tanto en los conceptos como en los sistemas de representación de los modelos; lo que se ilustra detalladamente en la figura 9. Figura 9. Red de identificación de la subcategoría evolución

Fuente. Autor

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Los estudiantes consideran que una de las unidades que cambia en la ciencia son los modelos de representación, en este caso la clasificación de los elementos químicos y disposición en la tabla periódica. Por ejemplo determinan que el modelo de tabla periódica inicial no tuvo estructura definida como el modelo actual. Otra unidad de cambio son los conceptos, para el caso de elemento químico; esto se debe a las características que a través del tiempo se fueron conociendo acerca de los elementos químicos, lo cual conllevó a la reformulación del concepto. Figura 10. Modelo inicial de tabla periódica (T.P) 1.

Figura 11. Modelo inicial (T. P) 2

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Fuente. Autor

Figura 12. Modelo inicial (T. P) 3

Figura 13. Modelo inicial (T. P) 4

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Fuente. Autor

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 Subcategoría. Juicio. Para el caso la subcategoría juicio se tuvieron en cuenta las siguientes preguntas: 1. ¿Qué rol juega el científico individual y la comunidad científica? y 2. ¿Cómo hacen los científicos para decidir sobre los nuevos modelos?; a partir de la cual surgieron dos subtemáticas: a) orden y b) formas de clasificación.  Temática. Criterios de selección. Los criterios de selección se desarrollan dentro de la labor científica y son el sello propio de los científicos; éste permite además de la selección, la clasificación de los hechos y fenómenos en estudio. Figura 14. Red de identificación de la subcategoría juicio: ¿Qué rol juega el científico individual y la comunidad científica.

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El científico juega un papel primordial en el desarrollo de la ciencia tanto individual como grupalmente ya que es este el encargado de desarrollar y llevar acabo los inventos, experimentos y avances científicos. Individualmente realiza un trabajo aplicando técnicas propias y dejando su sello en cada uno de sus avances y grupalmente comparte sus avances y los refuerza a través del intercambio y socialización de estos; hay que resaltar que los estudiantes reconocen el hecho de que también existe una comunidad científica encargada de dar aceptación a los trabajos realizados por los científicos.

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Figura 15. Red de identificación de la subcategoría juicio: ¿Cómo hacen los científicos para decidir sobre los nuevos modelos?

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Ante la pregunta ¿Por qué cree usted que se le dio el nombre de tabla periódica? los estudiantes respondieron que el criterio de clasificación se asociaba a la idea de orden. El orden, corresponde a criterios de clasificación de los elementos químicos tales como: periodos, triadas y grupos, al igual que a las características físicas de los elementos (Metales y No metales). En este sentido, los criterios de decisión estaban ligados a un fin común que era la clasificación de los elementos químicos.  Categoría: Sociológica  Subcategoría: Lenguajes. Respecto a ésta subcategoría se trabajó con la siguiente cuestión ¿Cuál es el lenguaje propio de las ciencias?, de la que se 55

desprendieron dos subtemáticas que se relacionan con: a) la clasificación científica y b) denominación de un hecho o fenómeno científico.  Temática: Naturaleza de la ciencia como producto humano. Si bien es cierto el lenguaje es primordial a la hora de dar a conocer una idea o a la hora de expresarse, pero respecto a la ciencia ¿Cuál es el lenguaje propio? ; es claro que hay que reconocer que el lenguaje propio de las ciencias difiere al cotidiano ya que en él se manejan una serie de conceptos más fundamentados y propios de la disciplina; a su vez este permite que el estudiante se apropie de este lenguaje y logre tanto comprenderlo como expresar a través de éste sus ideas a partir de la retroalimentación y reformulación de las concepciones. Figura 16. Red de identificación de la subcategoría lenguajes.

Fuente. Autor

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El lenguaje propio de las ciencias, ha permitido a los estudiantes como primera medida establecer patrones de clasificación científica; esto específicamente en el caso en el que los estudiantes determinaron los patrones por medio de los cuales se realizó la clasificación de los elementos químicos en la tabla periódica tales como los periodos y los grupos. Por otro lado se tiene que el lenguaje propio de las ciencias también permitió a los estudiantes denominar un hecho científico; para este caso se tiene que a partir de un hecho como fue la creación y origen de la tabla periódica, lograron determinar el posible nombre que se le dio inicialmente a la tabla periódica, gracias a los hechos y sucesos que conocieron que giraron en torno a tal evento.  Subcategorías emergentes  Subcategoría: Modelo científico. Ésta subcategoría emergente se trabajó a partir de la cuestión ¿Qué características presenta el modelo de tabla periódica?, a partir de la cual surgieron dos subtemáticas que son: a) componentes sujetos a clasificación y b) sujeto a la época en la que se realiza el modelo.  Temática: Características del modelo de tabla periódica. Respecto a ésta temática, los estudiantes consideran a partir de sus conocimientos previos que el modelo de tabla periódica no ha lucido siempre de la misma manera ya que hay factores que inciden en la representación de la misma. Figura 17. Red de identificación de la subcategoría modelo científico

Fuente. Autor

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Los estudiantes tomaron como modelo científico la representación del modelo de tabla periódica; esta con características muy particulares que describieron y plasmaron a la hora de representarla gráficamente. Las características tienen que ver primero con que el modelo está sujeto a la época en el que se realice; es decir que la época incide en la representación de los modelos y este varía según ella, como en el caso de la tabla periódica que en sus inicios estaba representada por medio de un modelo diferente al que conocen los estudiantes actualmente. Segundo, con que sus componentes están sujetos a la clasificación; es decir cada componente del modelo será clasificado de tal manera que encaje de forma precisa.  Subcategoría: por qué no se producen las novedades en la ciencia. Ésta subcategoría se trabajó bajo la cuestión ¿por qué no se producen las novedades en la ciencia?, a través de tres subtemáticas: a) falta de herramientas; b) por las técnicas de clasificación usadas y c) por los descubrimientos.  Temática: Factores influyentes en la no producción de novedades en la ciencia. Esta subcategoría surge a partir de la identificación de algunos factores que según los estudiantes no permiten que se produzcan las novedades en la ciencia tales como a falta de herramientas, las técnicas usadas y los descubrimientos. Dichos criterios se muestran en la figura 7. Figura 18. Red de identificación de la subcategoría por qué no se producen las novedades en la ciencia.

Fuente. Autor

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En este caso surge una subcategoría derivada de la categoría Novedad. Los estudiantes al responder la pregunta previa en la que debían proponer un modelo de tabla periódica y dar la respectiva explicación, establecen como criterio para que no se dé la novedad, tres aspectos. Uno relacionado con la sofisticación de las herramientas asociadas al avance tecnológico de la época. Dos al conocimiento de técnicas para procesos de experimentación y tres al valor del descubrimiento. Sobre el primer aspecto, las herramientas de laboratorio como se conocen actualmente son necesarias e indispensables en la identificación de las sustancias químicas. También juegan un papel importante en pro de la experimentación, pero para esa época (Siglos XVIII Y XIX), estaban poco desarrolladas. En este sentido, el avance tecnológico permite el avance de la ciencia. Sobre el segundo aspecto, Los científicos al no tener herramientas como las actuales para la validación del conocimiento, usaban técnicas más complejas para lograr el desarrollo de nuevos inventos; técnicas como la creación de dibujos y símbolos. Sobre el tercer aspecto se determina que el descubrimiento es un factor incidente en la no producción de la novedad asociado con la falta de actividad científica.  Subcategoría: Por qué y para qué surge el desarrollo científico. La cuestión por medio de la cual se trabajó esta subcategoría es ¿Cuál es el por qué y el para qué del desarrollo científico? , relacionada con subtemáticas como: a) el interés por el conocimiento; b) interés por ordenar y clasificar.  Temática: Características del desarrollo científico. Éstas características se relacionan con intereses de quienes se encargan de desarrollar la labor científica según lo expresan los estudiantes; tales intereses se relacionan en la figura 19.

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Figura 19. Red de identificación de la subcategoría por qué y para qué surge el desarrollo científico.

Fuente. Autor

7.1.2 Etapa 2. Valoración de las concepciones de NdC en estudiantes a partir del componente histórico a través del tema: tabla periódica. Esta actividad permitió determinar que los estudiantes desconocen mucho acerca del componente histórico en el desarrollo de los temas curriculares relacionados con las ciencias y que lo poco que han visto, tal vez lo han olvidado; específicamente para el caso de interés que es el tema: la tabla periódica a partir del componente histórico de NdC. Por lo tanto se establece que los estudiantes tienen muy poco conocimiento acerca de la historia, de cómo se desarrolló y creó la tabla periódica, de los sucesos y hechos que giraron en torno a su construcción, de los personajes que con sus aportes hicieron posible este gran aporte a la química etc. Se infiere lo anterior ya que en las subcategorías identificadas entre las que se encuentran: de la categoría histórica: innovación, evolución y juicio; de la categoría sociológica: lenguajes y las categorías emergentes: modelo científico, por qué no se producen las novedades en la ciencia y por qué y para qué el desarrollo científico. Se reconocieron concepciones empiropositivistas; los estudiantes no 60

lograron la comprensión de muchos conceptos por lo que tuvieron que hacer uso de analogías para su comprensión que en su gran mayoría no fueron adecuadas, por lo que la comprensión y diferenciación de conceptos no se logró como en el caso de invento y descubrimiento el cual asociaban directamente al campo tecnológico. Es importante destacar que si bien es cierto, este estudio pretendió una evolución conceptual sobre NdC a partir del componente histórico a partir del tema tabla periódica en estudiantes y realizar el correspondiente análisis por medio del sistema categorial descrito en la parte metodológica, se evidenció en la primer etapa subcategorías correspondientes a otra categoría de la NdC como fue el caso de la categoría sociológica a través de la subcategoría lenguaje, por lo que se determina que muy seguramente las demás categorías de la NdC ( epistemológica y sociológica) estarán presentes en el proceso de identificación y análisis de las concepciones. Por lo anterior, fue necesario para la continuación del proceso de investigación, el desarrollo de actividades que permitieran que los estudiantes conocieran, se apropiaran y reformularan sus concepciones por medio de una secuencia didáctica en la que se trabajaron los temas correspondientes que apuntaron al desarrollo de la temática de interés; estas se trabajaron por medio de textos, videos, debates grupales y entrevistas. Los estudiantes tuvieron que trabajar grupal e individualmente analizando el material que se les facilitó adicional al que utilizaron para complementar del desarrollo de las actividades que fueron propuestas. Respecto a las características de los hechos históricos que enmarcaron los siglos XVIII Y XIX; fue necesario trabajar actividades que apuntaran al reconocimiento éstos hechos y fenómenos, ya que se notó con gran preocupación que los estudiantes no tenían conocimiento, no recordaban o tal vez habían conocido a groso modo sobre el tema. Durante el proceso, los estudiantes manifestaron en diversas ocasiones no tener la oportunidad de haber trabajado sobre la parte histórica de la NdC a través del tema tabla periódica, además de manifestar preocupación por los conceptos manejados dentro de la etapa de diagnóstico e identificación de concepciones ya que para ellos eran totalmente desconocidos. A lo descrito, se le suma la falta de familiarización de los estudiantes con textos e información científica; se muestran ajenos a la realización de lecturas de corte científico, por lo que se infiere que al no estar familiarizados con estos, muy seguramente la interpretación de los mismos será dificultosa. Es necesario señalar que algunos estudiantes presentan mayor facilidad y destreza interpretativa y de análisis que otros, por factores como la concentración, la disposición, la dedicación entre otros.

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Respecto a lo expuesto anteriormente, se pretende además incentivar las habilidades tanto de interpretación, análisis y exposición de ideas en los estudiantes a través de este proceso de investigación. A continuación se presenta en la tabla 3, la síntesis de las categorías y subcategorías identificadas en esta primera etapa de este estudio en la concepción de los estudiantes. Tabla 4. Síntesis de las categorías y subcategorías identificadas en las concepciones de los estudiantes. Categoría HISTÓRICA

Subcategoría Innovación Evolución Juicio

SOCIOLÓGICA

EMERGENTES

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Lenguajes Modelo científico

Por qué no se producen las novedades en la ciencia. Por qué y para qué surge el desarrollo científico

Temática producción de la novedad en la ciencia Qué es lo que cambia en la ciencia Criterios de selección Naturaleza de la ciencia como producto humano Características modelo de periódica.

del tabla

Factores influyentes en la no producción de novedades en la ciencia Características del desarrollo científico

7.1.3 Fase 2. Aplicación de la secuencia didáctica sobre concepciones de NdC en estudiantes a partir del componente histórico a través del tema: tabla periódica. En ésta segunda fase se aplicó la secuencia didáctica compuesta por diez actividades además de la actividad No 1 o pre-test, por medio de las cuales se afianzaron, reformularon, reconocieron y transformaron las concepciones de NdC.

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Tabla 5. Descripción de la actividad desarrollada para la fase 2. ACTIVIDAD 10 Fase 2 Segundo cierre de actividades de la 2 a la 9.

Fuente. Autor

Teniendo en cuenta que se ha dado todo un proceso de afianzamiento, adquisición, replanteamiento y contraste conceptual, se hace indispensable realizar un cierre de actividades con el objetivo de conocer las concepciones que tienen los estudiantes luego del proceso llevado a cabo en la secuencia didáctica.

Para el reconocimiento de las concepciones que tienen los estudiantes a partir de la secuencia didáctica sobre la dimensión histórica de NdC, en el tema: tabla periódica, se realiza un cierre que consiste en responder nuevamente las preguntas propuestas para la actividad No 1; esto con la ayuda del desarrollo de actividades tales como videos, talleres y socializaciones que se realizaron en cada una de las actividades que hicieron parte de la secuencia didáctica.

Anexo 12: -Taller para el desarrollo de la actividad No 10 -video No 11 de socialización de la actividad -sistematización No 12.

Figura 20. Actividad secuencia didáctica (S.D) 1 Figura 21. Actividad (S.D) 2

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Fuente. Autor

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Figura 22. Actividad (S.D) 3

Figura 23. Actividad (S.D) 4

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Figura 24. Actividad (S.D) 5

Figura 25. Actividad (S.D) 6

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Fuente. Autor

7.1.4 Etapa 1. Identificación de las concepciones de naturaleza de ciencia en los estudiantes a partir del componente histórico de NdC a través del tema: tabla periódica.  Categoría: Epistemológica  Subcategoría: Método. La subcategoría método se trabajó a partir de las siguientes cuestiones: 1. ¿Cómo se elabora la ciencia? , relacionada con subtemáticas como: a) motivación personal; b) inventando; c) descubriendo; y d) creando patrones de ordenamiento y clasificación; 2. ¿Qué pasos siguen los científicos para crear, validar, sistematizar, comunicar y consensuar un nuevo

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conocimiento?; de la que subyacen las siguientes subtemáticas: a) creación de patrones de ordenamiento; b) establecimiento de patrones de clasificación.  Temática: Cómo se elabora conocimiento en la ciencia. Los estudiantes consideran importante la existencia de parámetros o características que posibiliten y hagan viable la elaboración de la ciencia; éstas características se exponen a continuación en la figura 26. Es preciso reconocer que existen pasos establecidos para llevar a cabo un estudio de carácter científico, los cuales deben ser aplicados para la creación, validación, sistematización y comunicación de un nuevo conocimiento. Según los estudiantes, los pasos en la actividad pueden estar establecidos por una comunidad científica que rige la labor o que los mismos científicos hayan establecido durante un proceso de estudio; dentro de la investigación realizada en el presente trabajo, los estudiantes reconocieron los siguientes en la figura 26. Figura 26. Red para la subcategoría método: ¿Cómo se elabora la ciencia?

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En la figura 26 se describen los métodos usados tanto por los expertos como por los científicos a la hora de elaborar ciencia; esto depende tanto del individuo como de sus intereses e ideales. Por tal motivo se trabajó con la cuestión: ¿Cómo se elabora la ciencia? De ésta subyacen cuatro subtemáticas que tienen que ver con algunas características de cómo se elabora la ciencia entre las que se tienen: motivaciones personales, inventando, descubriendo y creando patrones de ordenamiento La primer subtemática se relaciona con motivaciones personales; los estudiantes identificaron que para que se dé inicio a la elaboración de la ciencia es indispensable que el científico tenga una motivación que puede ser inspirada tanto por la familia como por el trabajo desarrollado por otros. Un ejemplo claro es el de Mendeleiev quién inicialmente tuvo como inspiración el ideal de su madre por verlo convertido en un gran científico y en segundo lugar, inspirado en el trabajo de otros científicos a la hora de trabajar en la organización de los elementos químicos en la tabla periódica. En la segunda subtemática se tiene que la ciencia se elabora: Inventando; esto hace referencia al producto de la labor científica. Luego de la inspiración que hace parte fundamental del trabajo científico, se tiene la posibilidad de lograr a través de dicha actividad los inventos; ejemplos claros de lo mencionado son los laboratorios e instrumentos de precisión creados por los científicos para el desarrollo de su labor. Como tercer subtemática se tienen: Los descubrimientos que al igual que los inventos son producto de la incansable actividad científica; para tal caso se tienen el descubrimiento de los elementos químicos que hoy en día reconocemos en la tabla periódica de los elementos. Por último se tiene: La creación de patrones de ordenamiento; esta subtemática hace referencia a que luego de que se obtiene un producto científico que para el caso puede ser tanto un invento como un descubrimiento; es necesario para los científicos y expertos, la creación de patrones de clasificación de dichos hechos y fenómenos. Uno de los ejemplos más conocidos son la clasificación y ordenamiento de los elementos químicos dispuestos en la tabla periódica con patrones como las triadas, el número atómico, las filas, los grupos etc.

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Figura 27. Red para la subcategoría Método: ¿Qué pasos siguen los científicos para crear, validar, sistematizar, comunicar y consensuar un nuevo conocimiento?

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Los científicos en el desarrollo de su labor deben cumplir con pasos específicos viables y aceptados por una comunidad científica que los rige y que acepta finalmente el producto científico, es por esto que se trabajó la cuestión: ¿Qué pasos siguen los científicos para crear, validar, sistematizar, comunicar y consensuar un nuevo conocimiento? A partir de ésta surgen dos subtemáticas que se relacionan con: creación de patrones de ordenamiento y establecimiento de patrones de clasificación. En el caso de la primer subtemática: creación de patrones de ordenamiento, se tiene como ejemplo el ordenamiento que se le ha dado a los elementos químicos. Científicos como Newlands, usó la observación y experimentación para determinar que la ley de las octavas posibilitaba el ordenamiento de los elementos químicos. Para la segunda subtemática: Establecimiento de patrones de clasificación se tiene como ejemplo la clasificación de los elementos en triadas y la clasificación de los elementos según su número atómico. 67

 Categoría: Histórica  Subcategoría: Innovación. Esta subcategoría se trabajó bajo la siguiente cuestión: ¿Cómo se producen las novedades en la ciencia?; a partir de la cual se relacionan las siguientes subtemáticas: a) a través de los descubrimientos y b) a través de los inventos;  Temática: La producción de la novedad en la ciencia. Uno de los más esperados productos de la ciencia según los estudiantes, es la novedad ya que ésta se asocia además al campo tecnológico, lo que es llamativo e imprescindible en esta nueva era tecnológica en la que estamos; sin embrago la novedad no tiene que ver únicamente con la tecnología si no con otros factores que para el caso de la tabla periódica varían y se relacionan en la figura 28. Figura 28. Red para la subcategoría Innovación: ¿Cómo se producen las novedades en la ciencia?

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Las grandes revoluciones han permitido o han dado paso a nuevos descubrimientos e inventos; estos a su vez producen novedades en la ciencia que hacen que esté sometida a constantes cambios. Por tanto se trabajó esta categoría de la cual subyacen dos subtemáticas: la primera tiene que ver con que estas novedades se producen " a través de los descubrimientos" y la segunda con que de la misma forma las novedades se producen "a través de los inventos". Para la primera subtemática, los estudiantes determinaron que las novedades están dadas a través de descubrimientos tales como la de los elementos químicos y vacunas como por ejemplo la de la viruela. En el caso de la segunda subcategoría se tiene que las novedades también se dan a través de los inventos; uno de los ejemplos más importantes para la química es el de la tabla periódica y otros como las máquinas industriales, el ferrocarril, los automóviles etc.  Subcategoría: Evolución. La presente subcategoría se trabajó bajo las siguientes cuestiones: 1. ¿Cómo cambia el conocimiento científico?, acompañada de la subtemática: a) a través de las revoluciones industrial y francesa, 2. ¿Cuáles son las unidades de cambio (conceptos modelos teorías y paradigmas?; acompañada de las subtemáticas: a) modelos y b) conceptos.  Temática: Características del cambio del conocimiento científico. Es preciso resaltar los factores que influyen en el cómo cambia el conocimiento científico; según el desarrollo histórico de la tabla periódica, se reconoce que los siglos XVIII Y XIX, estuvieron influenciados por grandes revoluciones las cuales dieron pié al desarrollo de los campos económico, social, político, y fundamentalmente al campo de la ciencia; esta inferencia se ilustra en la figura 29 y se explica con más detalle a continuación. Además de lo descrito es necesario reconocer cuáles son las unidades de cambio. Dentro del proceso de identificación de las unidades de cambio, los estudiantes reconocieron dos, las cuales están relacionadas en la figura 30 con su respectivo análisis.

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Figura 29. Red para la subcategoría Innovación: ¿Cómo cambia el conocimiento científico?

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Los estudiantes plantean que los cambios en la ciencia se producen por revoluciones que necesariamente no son científicas. Para el caso de las actividades que se desarrollaron, identificaron la revolución industrial y la revolución francesa. El orden de los cambios recoge varios ámbitos: el social, político y por supuesto el científico. Respecto a lo social, las revoluciones reorganizan las estructuras clásicas de la sociedad inglesa y debido a los desarrollos tecnológicos, las actividades usuales de las personas. En términos político, la idea de poder se reconfigura, según los estudiantes, deslocalizando a la iglesia como institución gobernadora y los derechos como elementos de civiles de los individuos. En el plan de lo científico, los indicadores de cambio se resumen en los siguientes aspectos: descubrimientos e invenciones basadas en el desarrollo de lo tecnológico. Según los estudiantes, en la ciencia, se van haciendo descubrimientos secuenciados, logrando de esta manera el avance. Es decir, se plantea que la ciencia cambia en función de la acumulación de novedades. Junto con lo anterior, la idea de invención se asocia a lo tecnológico, la aparición del carro, del ferrocarril, de la máquina de coser, etc. Se configuran en la fundamental concreción de la transformación del cambio de lo científico. Desde las disciplinas científicas, en especial de la química, aparecen nuevos elementos junto y en específico, el estudio de varias de sus propiedades, por ejemplo, número atómico y densidad de los elementos. Como consecuencia de estos tipos de revoluciones, se hace visible el impacto de la ciencia en campos como la medicina y la industria. Se originan las vacunas, se reconfigura la idea de enfermo mental y se desarrolla la idea de fábrica basada en los avances tecnológicos antes reportados. Figura 30. Red para la subcategoría Innovación: ¿Cuáles son las unidades de cambio?

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Durante el proceso llevado a cabo en la secuencia didáctica se reconoce que la ciencia no es estática si no por el contrario mantiene en constante cambio, pero una de las. Dentro de esta cuestión se identifican dos subtemáticas que son: Los modelos y los conceptos. Para el caso de la primera subtemática se tiene que una de las unidades de cambio son los modelos de representación; como ejemplo claro del cambio de los modelos se tiene el de la tabla periódica; pues cabe recordar que los estudiantes durante el proceso reconocieron que el modelo de tabla periódica no ha sido el mismo siempre si no que se ha venido modificando a través del tiempo y que se espera que éste siga cambiando en el futuro; esto es evidenciable a través de los modelos de representación de tabla periódica que han realizado durante el proceso de investigación en el pre-test con los que se presentan a continuación. Figura 31. Segundo modelo de tabla periódica Figura 32. Segundo modelo (T.P) 2 1

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La segunda subtemática se relaciona con que otra de las unidades de cambio son los conceptos; este hace referencia a la designación de conceptos que en algunos casos varía al realizar u obtener un nuevo logro ya sea un nuevo descubrimiento o invento en el que se hace indispensable dar un concepto a los hechos y fenómenos encontrados.  Subcategoría: Juicio. La subcategoría en mención se trabajó bajo la cuestión: ¿Qué rol juega el científico individual y la comunidad científica?; de la cual se desprenden subtemáticas como: a) trabajo investigativo individual y b) trabajo investigativo grupal.

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 Temática: Toma de decisiones en la ciencia. La toma de decisiones es un paso muy importante en el desarrollo de la labor científica; respecto a quiénes descubren, los estudiantes consideran que la posibilidad de descubrimiento es propia de los científicos que son personas especializadas y capacitadas para tal labor. El trabajo científico fortalece y posibilita la obtención de mayores logros para el avance de la ciencia. Figura 33. Red para la subcategoría juicio: ¿Qué rol juega el trabajo científico y la comunidad científica?

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El científico es el autor del desarrollo de la ciencia y una de las formas de mostrarlo es por medio de los descubrimientos e inventos que realiza; por tal motivo se trabaja en esta actividad la cuestión: ¿Qué rol juega el científico individual y la comunidad científica?, de la que subyacen dos subtemáticas que se relacionan con: el trabajo investigativo individual y el trabajo investigativo grupal. Para el caso de la primer subtemática que tiene que ver con el trabajo investigativo individual se tiene como ejemplo todo el trabajo realizado por científicos como Mendeleiev desarrolló individualmente la idea de ordenar los elementos químicos y realizó diversas pruebas e intentos para lograrlo. En el caso de la subtemática: Trabajo investigativo individual, se reconoce el trabajo realizado por varios científicos a la hora de descubrir los elementos químicos ya que hay que resaltar que el descubrimiento de éstos no fue realizado por uno ni por dos personas si no por muchas. Finalmente se determina que tienen igual importancia tanto el trabajo individual como el grupal, al igual que la aceptación de los avances por parte en la comunidad científica.  Subcategoría: Intervención. Para la subcategoría intervención se trabajó con la siguiente cuestión: ¿Cómo incide el nuevo conocimiento científico en las formas de pensar, hablar, actuar sobre el mundo? Las subtemáticas relacionadas son: a) desarrollando la capacidad de contrastación; b) desarrollando la capacidad de análisis y c) desarrollando la capacidad de proposición.  Temática: Formas de intervención en la ciencia. La intervención en la ciencia permiten un cambio en las formas de pensar, actuar, hablar entre otras en el individuo. Para el caso de los estudiantes, se realiza un análisis de cómo ha influido el conocimiento científico en ellos. Lo anterior se ilustra en la figura 34, con su respectiva explicación.

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Figura 34. Red para la subcategoría intervención: ¿Cómo incide el nuevo conocimiento científico en las formas de pensar, hablar, actuar sobre el mundo?

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Durante el proceso desarrollado durante el estudio, han sido notorios los cambios que se han dado en los estudiantes respecto a su forma de pensar, hablar y actuar respecto a los hechos y fenómenos históricos que se han mostrado en cada una de las actividades. Esto les ha permitido el desarrollo de capacidades que en 75

algunos casos se encontraban más desarrolladas que en otros; tales capacidades están divididas en tres específicas y relevantes dentro de las que se tienen: a) La capacidad de contrastar. A partir del nuevo conocimiento adquirido, los estudiantes contrastaron sus conocimientos iniciales antes del desarrollo de una actividad, con sus conocimientos luego del desarrollo de la misma, logrando determinar parámetros diferenciales antes y después, respecto a los conocimientos que tenían iniciales con los adquiridos luego. b) Se tiene la capacidad de análisis en la que se notó cómo los estudiantes a través de las diferentes lecturas propuestas lograron adquirir y/o reforzar sus conocimientos, reconociendo las lecturas como una base importante en el desarrollo del proceso. c) Por último se desarrolló la capacidad de proponer en los estudiantes la cual permitió que estos replantearan sus modelos iniciales de tal periódica y con base a las lecturas y videos, propusieran nuevos modelos con tanta propiedad que sus explicaciones fueron claras a la hora de dar un por qué a los nuevos modelos propuestos. 

Categoría: Sociológica

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Subcategoría: Contextos. La subcategoría contexto se relacionó con la cuestión: ¿En qué ámbitos sociales se desarrolla la ciencia?; con las siguientes subtemáticas: a) época en la que se creó la tabla periódica; b) revoluciones y c) influencia política y social.



Temática: Contextos de desarrollo de la ciencia. Para el caso del contexto histórico de desarrollo de la tabla periódica, se tiene la influencia de factores determinantes de la época tales como el poder político, la influencia de la sociedad, las revoluciones que se dieron entre otras. La descripción se presenta detalladamente en la figura 35.

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Figura 35. Red para la subcategoría contextos: ¿En qué ámbitos sociales se desarrolla la ciencia?

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Una de las características importantes de la ciencia es el ámbito social en el que se desarrolla; por lo anterior se trabaja para este caso la cuestión: ¿En qué ámbitos? se desarrolla la ciencia; a partir de esta surgen tres subtemáticas entre las que se tienen: época en que se creó la tabla periódica, las revoluciones de la época y la influencia política y social. Para el caso de la primer subtemática que trata sobre la época en la que se creó la tabla periódica, luego de mostrar un poco de confusión, los estudiantes finalmente lograron determinar que esta se creó entre finales del siglo XVIII y principios del siglo XIX. Entre las características más importantes que

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reconocieron fue que en sus inicios constaba de 66 elementos y que fue publicada por Mendeleiev en el año 1869. Otra de las características relevantes y que se trabaja en la segunda subtemática, son las revoluciones. Es necesario reconocer que durante los siglos XVIII Y XIX se dieron grandes revoluciones entre las cuales se tienen la revolución francesa y la revolución industrial; estas permitieron grandes cambios en campos como la política, la economía y la ciencia. Finalmente se tiene en tercer lugar la subtemática: Influencia social y política de la época; ésta hace referencia al hecho de que la labor científica no se podía desarrollar sin restricción y que por el contrario los científicos debían esconderse para realizar sus trabajos científicos ya que las políticas establecidas no permitían el desarrollo de la ciencia y los científicos eran rechazados por la sociedad.  Subcategoría: Lenguajes. Ésta subcategoría se trabajó mediante la cuestión: ¿Cuál es el lenguaje propio de la ciencia?; relacionada con las siguientes subtemáticas: a) tipos de lenguaje y b) funciones del lenguaje.  Temática: Naturaleza de la ciencia como producto humano. Para el caso del lenguaje propio de la ciencia se tiene el lenguaje escrito, matemático y simbólico; el cual tiene como función tanto nominar como clasificar los hallazgos de hechos y fenómenos relacionados con la ciencia.

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Figura 36. Red para la subcategoría lenguajes: ¿Cuál es el lenguaje propio de la ciencia?

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Para el caso del a cuestión: ¿Cuál es el lenguaje propio de la ciencia? , como se mencionó anteriormente, se relacionó con dos subtemáticas a) tipos de lenguaje y b) funciones del lenguaje. a) Para el caso de los tipos de lenguaje, se identifican dentro de éste el simbólico, el matemático y el escrito. Para ilustrar cada uno de éstos se tiene como ejemplo la clasificación de los elementos químicos, los cuales presentan un símbolo que los representa; un número atómico que los hace únicos entre los demás y unas características tanto físicas como químicas que revelan su comportamiento. b) Entre las funciones del lenguaje se tiene tanto nominar como clasificar; esto se refiere a la capacidad que se desarrollaron los científicos y expertos a la hora de darle nombre a la tabla periódica de los elementos y la destreza que mostraron para darles una clasificación acertada. 

Categorías: Emergentes



Subcategoría: Cómo cambia la ciencia. Para ésta subcategoría se cuestiona ¿cómo cambia la ciencia? , dentro de la que se describe específicamente las subtemáticas: a) con el transcurso del tiempo cambian los descubrimientos y b) qué cambia.



Temática. Componentes que cambian en la ciencia. para ésta subtemática, los estudiantes reconocen qué cambia en la ciencia determinando que son los descubrimientos, las denominaciones y los modelos. Ésta inferencia se ilustra en la figura 37.

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Figura 37. Red para la subcategoría cómo cambia la ciencia.

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En el proceso llevado a cabo durante el desarrollo de la secuencia didáctica, los estudiantes determinaron que la ciencia permanece en constante evolución; es por esto que se trabajó para este caso con la subcategoría: cómo cambia la ciencia, de la cual surgieron dos subtemáticas. La primera se relaciona con que con el transcurso del tiempo cambian los descubrimientos y la segunda con qué es lo que cambia, que en este caso son las denominaciones que se le dan a los

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diversos hechos y fenómenos y que lo que cambia además de esto son los modelos. Para el caso de la primer subtemática, los estudiantes determinaron que la ciencia cambia a través del tiempo y a medida de que este pasa, cambian a su vez los descubrimientos; como ejemplo se tiene según los estudiantes el descubrimiento de nuevos elementos químicos que harán parte de la tabla periódica en el futuro. Además de los nuevos descubrimientos se tiene en la segunda subtemática que lo que cambia son los modelos de representación, específicamente en el caso de la tabla periódica que es el principal ejemplo con el que lo asocian los estudiantes ya que consideran que el modelo actual de tabla periódica cambiará en el futuro. De la misma manera cambian las denominaciones; cuando se habla de las denominaciones, se hace referencia a que algunos nombres de los hechos y fenómenos cambiaran como consecuencia del cambio de los modelos. Para este caso se tiene como ejemplo que al cambiar el modelo de tabla periódica para el futuro, cambiara su nombre. Algunos estudiantes consideran que su nombre en el futuro será " Tabla de los principales elementos del mundo".  Subcategoría: Por qué y para qué surge el desarrollo científico. Para ésta subcategoría se tienen dos subtemáticas que son a) surge por el desarrollo de nuevos descubrimientos y avances y b) surge para crear patrones de ordenamiento y clasificación.  Temática. Características del por qué y el para qué el desarrollo científico. Ésta temática es una de las de mayor interés de los estudiantes ya que durante el proceso de estudio se notó inicialmente confusión respecto a éstas características; ya que no se tenía claridad respecto a los aspectos que giraban en torno al desarrollo científico y se tenían concepciones un poco limitadas respecto a la temática. A continuación se presentan las unidades de contenido relacionadas con la anterior inferencia en la figura 38.

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Figura 38. Red para la subcategoría por qué y para qué surge el desarrollo científico.

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La ciencia a través del tiempo ha venido presentando grandes avances en su desarrollo; pero una de las preguntas más frecuentes es ¿por qué y para qué surge el desarrollo científico? De esta subcategoría surgen dos subtemáticas que tratan de dar respuesta a tal cuestión; estas son: surge por el descubrimiento de nuevos descubrimientos y avances y que surge para crear patrones de ordenamiento y clasificación. Para el caso de la primer subtemática, los estudiantes consideran que el desarrollo científico surge por los nuevos descubrimientos y avances que se han dado; como ejemplo de esto se tiene el descubrimiento de los elementos químicos. Los estudiantes consideran que en el caso de la segunda subtemática, el desarrollo científico surge para la creación de patrones de ordenamiento y clasificación; es decir que a través de su desarrollo, los científicos han logrado establecer orden y clasificaciones a los descubrimientos que han realizado; como 83

ejemplo claro se tiene la clasificación y ordenamiento que se le ha dado a los elementos químicos en la tabla periódica.  Subcategoría: Descubrimiento de los elementos químicos. Como parte de ésta subcategoría, se tienen las siguientes subtemáticas: a) técnicas para identificar los elementos en la historia y b) elementos químicos del siglo XVIII Y XIX.  Temática: características del descubrimiento de los elementos químicos. Los estudiantes lograron identificar algunas técnicas usadas e implementadas en la historia, para reconocer los elementos químicos y determinaron qué elementos fueron descubiertos a partir de éstas técnicas, que a simple vista fueron consideradas de gran utilidad para el desarrollo de la ciencia en la época. Figura 39. Red para la subcategoría descubrimiento de los elementos químicos.

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El descubrimiento de los elementos químicos inició hace muchos siglos atrás por medio de diversas técnicas empleadas por los expertos según la época. A su vez estas técnicas permitieron el descubrimiento de algunos elementos químicos en épocas determinadas; para este caso se describe por medio de la subcategoría: descubrimiento de los elementos químicos, las técnicas usadas para la identificación de dichos elementos y los elementos que por medio de estas técnicas se reconocieron entre los siglos XVIII Y XIX. Para el caso de las técnicas que se usaron para la identificación de los elementos en la historia, los estudiantes consideran las siguientes: el fuego, la electricidad, la fermentación y el agua. Según los estudiantes estas técnicas fueron indispensables y claves en el momento de descubrir elementos en la historia; como ejemplo se tiene el uso de la electricidad para aislar el potasio de la potasa. A través de estas técnicas se logró el descubrimiento de muchos de los elementos químicos que hoy en día conocemos; pero para el caso de los siglos XVIII Y XIX se tienen el potasio, oxígeno, hidrógeno, oro, cobre, plata, hierro, plomo, estaño, azufre, fósforo, zinc, helio, litio, carbono, arsénico, carbono , yodo, calcio, molibdeno entre otros. Subcategoría: Época en la que se crea la tabla periódica. Esta se relaciona con la siguiente subtemática: a) principios del siglo XVIII y finales del siglo XIX.  Temática: Época de creación de la tabla periódica. En principio los estudiantes no tenían claridad acerca de la época en que se había creado la tabla periódica de los elementos, pero luego de haber realizado el proceso de profundización temática, lograron establecer lo que se presenta en la figura 40.

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Figura 40. Red para la subcategoría época en la se creó la tabla periódica.

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En las diversas actividades desarrolladas respecto a la historia de la creación de la tabla periódica se notó que ésta tuvo sus inicios haces siglos atrás y los aportes que se dieron para su creación se dieron en diversas épocas, por lo que es un poco complejo determinar con exactitud la fecha de su creación; sin embargo a través de las actividades desarrolladas en la secuencia didáctica, se muestra claramente que la creación de esta se dio gracias al aporte de los expertos de la época, por lo que los estudiantes determinaron que la tabla periódica tuvo sus

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orígenes entre principios del siglo XVIII y finales del siglo XIX. Cabe resaltar que los estudiantes en su gran mayoría concordaron con esta idea.  Subcategoría: Características de la tabla periódica. Esta categoría se trabajó bajo la cuestión; ¿Qué características presentaba la tabla periódica en sus inicios?; relacionada con las siguientes subtemáticas: a) cantidad de elementos y b) organización de los elementos.  Temática: Características dela tabla periódica en sus inicios. Los estudiantes reconocieron características tales como la cantidad de elementos descubiertos, clasificación y orden que se les dio; este reconocimiento se logró gracias a la revisión documental proporcionada por el investigador más los documentos anexos y consultados por los mismos estudiantes. Figura 41. Red para la subcategoría características de la tabla periódica.

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Se trabaja en este caso con la subcategoría: Características de la tabla periódica. A partir de esta categoría se desprenden dos subtemáticas que tienen que ver, la primera con la cantidad de elementos que la tabla periódica tenía en sus inicios, y la segunda que se relaciona con la organización de estos en la tabla. En el caso de la primer subtemática que tiene que ver con la cantidad de elementos que hacían parte de la tabla periódica, los estudiantes consideraron que una de las características importantes y relevantes, es que la tabla periódica en sus inicios, contaba con pocos elementos comparada con la tabla periódica actual; esto debido a los pocos descubrimientos que habían realizado hasta el momento de los elementos químicos. Para el caso de la segunda subtemática que se relaciona con la organización de los elementos, los estudiantes determinaron que la tabla periódica en sus inicios, estaba compuesta por 66 elementos, distribuidos y organizados en ocho grupos y siete filas; esta distribución se le atribuye a Mendeleiev.  Subcategoría: Características del modelo de tabla periódica del futuro. Esta subcategoría se trabajó bajo la cuestión: ¿Qué características presenta el modelo de tabla periódica del futuro? y se relaciona con las siguientes subtemáticas: a) basado en el modelo que actualmente se conoce de tabla periódica; b) nueva distribución de los elementos químicos y c) nuevas familias de elementos.  Temática: Qué características presenta el modelo del futuro. Para abordar ésta temática fue necesario una revisión documental basada en los modelos de tabla periódica propuestos por científicos expertos en el tema que muestran a través de sus estudios y experiencias, modelos futuros de tabla periódica sustentados en los logros y avances de la ciencia. luego de realizar la mencionada revisión temática, los estudiantes establecieron tres características fundamentales que según ellos estarán presentes en el modelo futuro. a continuación se relacionan en la figura 23.

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Figura 42. Red para la subcategoría características del modelo de tabla periódica del futuro.

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La tabla periódica del futuro se caracterizará por tres aspectos fundamentales, reconocidos por los estudiantes entre los que se tienen: a) El modelo futuro estará fundamentado en el modelo actual que se conoce de tabla periódica; esto hace referencia a la idea de que no se suprimirán elementos de la tabla y que por el contrario se mantendrán los existentes; además, que se mantendrán parámetros de clasificación como los grupos y las filas. b) Se hace referencia a que se realizará una nueva distribución de los elementos; esto alude al hecho de que el modelo puede cambiar respecto a su forma; es decir que si actualmente los elementos se encuentran distribuidos en una tabla, en el futuro podrían distribuirse en forma de espiral o tal vez en forma de una galaxia, obviamente conservando patrones de orden. 89

c) Por último se tiene como característica, el hecho de que se agreguen nuevas familias de elementos a la tabla periódica del futuro. Figura 43. Modelo (T.P) del futuro 1

Figura 44. Modelo (T.P) del futuro 2

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Figura 45. Modelo (T.P) del futuro 3

Figura 46. Modelo (T.P) del futuro 4

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 Subcategoría: Inventos Vs descubrimientos. Subcategoría relacionada con las subtemáticas: a) invento y b) descubrimiento. Hay que aclarar que cada una de las subtemáticas se complementas de la definición y características de cada ítem y que por la cantidad de citas relacionadas se presentas dos figuras; una para cada ítem.  Temática: Definición y características de invento y descubrimiento. Luego de determinar la confusión conceptual que presentan los estudiantes respecto a estos dos ítems, se establece una revisión temática en la que se profundiza acerca tanto de la definición de invento y descubrimiento, como de las 90

características de cada uno. La mencionada inferencia se relaciona en las figuras 47 y 48 respectivamente. Figura 47. Red para la subcategoría inventos Vs descubrimientos: invento

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Figura 48. Red descubrimiento.

para

la

subcategoría

inventos

Vs

descubrimientos:

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El objetivo de la actividad fue establecer la definición y las características de los descubrimientos que tenían los estudiantes. Respecto a las definiciones se establecieron tres aspectos: el primero, se relaciona con el estatus de la observación en el proceso de descubrimiento. Un segundo, relacionado con la idea de la existencia de los objetos que se descubren y un último aspecto, conexo a la idea del lugar donde se realizan los descubrimientos. Ahora bien, respecto a las características de las definiciones se establecen dos elementos fundamentales. Qué objetos son susceptibles a ser descubiertos y quienes los descubren. En el anterior orden de ideas, los estudiantes conciben que el descubrimiento se supedita sobre algo que no se ve y a través de los procesos científicos se hace visible. En este sentido, el ser observado no juega un papel importante en su 92

definición. Así pues, los estudiantes le asignan un estatus al hecho de la observación como un principio básico de descubrir. Junto con ello, otro grupo de estudiantes, plantean la idea de la existencia en el mundo natural de lo que se descubre. Al parecer lo que hace el científico es develar de lo oculto algo que existe pero que no se ve, propio de una idea realista de ciencia. En otras palabras, se valora la "Existencia de cosas que no se ven" ya que según los estudiantes, además de que los descubrimientos tienen que ver con cosas que no se han visto antes; estas cosas ya existen. Expresiones tales como: “Cosas que existen en la naturaleza" especifican, que lo que se descubren existen en un contexto estrictamente natural. En términos de características de los descubrimientos, éstos surgen a partir de la propia labor científica; es decir que son los científicos los principales autores de dichos descubrimientos y corresponden estrictamente a eventos, fenómenos y objetos de la naturaleza. Para el caso de la definición de invento se establecieron tres aspectos relevantes: el primero, se relaciona con la idea que tienen los estudiantes de que son nuevas creaciones. Un segundo que tiene que ver con el hecho de que esas creaciones son propias de la imaginación del individuo y una tercera que se relaciona con el beneficio que estos traen a la humanidad. Por lo anterior, se hace notoria la idea que tienen los estudiantes respecto a que los inventos están dados según el grado de imaginación que tiene el individuo. Además se concibe que estas creaciones están ligadas al desarrollo de la tecnología; es decir que las creaciones que están estrictamente asociadas con la parte tecnológica, con un fin específico que es el de proporcionar un beneficio para el hombre. Como características propias de los inventos se tiene estos que están desarrollados principalmente por los científicos y se relacionan con inventos tales como las máquinas, los autos, el ferrocarril, el computador entre otros. 7.1.5 Etapa 2. Valoración de las concepciones de naturaleza de ciencia en los estudiantes a partir del componente histórico a través del tema: tabla periódica a partir de la aplicación de la secuencia didáctica. En esta segunda actividad se logró identificar que para los estudiantes fue muy llamativo el hecho de conocer nuevos hechos y fenómenos de los que no tenían conocimiento, de los que tal vez no se acordaban o que tal vez habían visto a groso modo, por lo tanto se determina que la aplicación de la secuencia didáctica fue muy positiva respecto al desarrollo de la temática propuesta.

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Durante el proceso se observaron diversas reacciones en los estudiantes, entre estas de asombro, admiración, descontento, entre otras; a través de los hechos históricos que se mostraba. Fue para los estudiantes muy asombroso ver las reacciones químicas que ocurrían, conocer los hechos que enmarcaron el descubrimiento de los elementos, el esfuerzo que tuvieron que realizar los científicos y las persecuciones a las que estuvieron expuestos. Para los estudiantes fue de gran satisfacción conocer tantas situaciones que no imaginaban que sucedieron alrededor del desarrollo de la ciencia y sobre todo la gran astucia, imaginación, dedicación, trabajo y esfuerzo que realizaron los científicos por sacar adelante sus inventos y descubrimientos acosta de sus propias vidas. Lo anterior se hizo favorable para el desarrollo de la actividad porque por medio de los hechos vistos los estudiantes empezaron a discutir lo que más les llamo la atención, a analizar los experimentos e inventos que se realizaron, lo que facilitó el análisis y el trabajo grupal para el desarrollo de las cuestiones propuestas. A su vez, los estudiantes empezaron a imaginar el hecho de poder realizar por sí mismos los experimentos que observaron, realizaban conjeturas sobre posibles mezclas que podrían realizar con diferentes elementos; es decir empezaron a darse cuenta y a aceptar que ellos mismos también podían realizar inventos, descubrimientos y experimentos como los científicos de los siglos XVIII Y XIX. Este estudio da cuenta de cómo los estudiantes se apropiaron de las nuevas ideas, información y base teórica por medio del desarrollo de las actividades, lo que les ha permitido una mayor capacidad de análisis, mayor coherencia en el desarrollo de sus ideas y la solución de sus confusiones tal como la que se evidenció respecto a los conceptos, invento y descubrimiento. luego de la aplicación de la secuencia didáctica, los estudiantes usan con propiedad y con acierto conceptos, conocen significados y están en la capacidad de implementarlos en sus labores escolares ; además de estos avances se muestra que a pesar de hubo un poco de dificultad para la lectura de textos científicos; están en toda la capacidad de realizarlos y de analizar un texto de tal rigor, lo que se necesita es la creación de la necesidad de lectura de dichos textos y de una mayor familiarización de los estudiantes hacia estos temas para que estos no sean ajenos a los mismos. Hay que tener en cuenta que este es un proceso lento, que demanda bastante tiempo ya que la trasformación de una concepción no se obtiene en lapsos de tiempo cortos; además es importantes resaltar que el presente estudio de investigación se ha realizado con el mayor rigor posible en el sentido de ser fiel 94

al sistematizar los resultados de los cambios, avances y desempeño obtenido en cada una de las actividades por parte de los estudiantes. Lo que respecta a las categorías de análisis se determina que luego de la aplicación de la secuencia didáctica; el estudio estuvo regido por categorías pertenecientes a los tres campos de NdC (epistemológico, histórico y sociológico), por lo que se logra inferir que a pesar de que el estudio se enfocó en el campo histórico; los demás campos estuvieron presentes en el análisis de las categorías durante el estudio. Por otro lado se reconoce que las concepciones de NdC que tienen los estudiantes dejan de ser empiropositivistas y se fundamentan en el desarrollo temático relacionado con el interés del estudio. De lo anterior se infiere que hubo una ruptura entre lo que conocían los estudiantes y pensaban, respecto al nuevo conocimiento, esto se ve reflejado en las concepciones que tenían los estudiantes respecto a los cambios y avances en los diferentes aspectos (social, político, económico, científico) que giraron en torno al origen y creación de la tabla periódica, lo que conllevó a reconocer nuevas etapas de cambio y de avance que fueron básicas para el desarrollo de los avances en la ciencia, que aportan tanto al desarrollo de la vida cotidiana como a la formación individual e integral de los estudiantes para el caso de éste estudio. Tabla 6. Síntesis de las categorías y subcategorías identificadas en las concepciones de los estudiantes luego de la aplicación de la secuencia didáctica. Categoría

Subcategorías

EPISTEMOLOGIA Metodología

HISTÓRICA

Temática Cómo se elabora conocimiento en la ciencia

Innovación

La producción de novedad en la ciencia

Evolución

Características del cambio conocimiento científico

Juicio

Toma de decisiones en la ciencia

Intervención

Formas de intervención en la ciencia

95

del

Categoría SICIOLÓGICA

EMERGENTES

Fuente. Autor

Subcategorías Contextos Lenguajes

Contexto ciencia

Temática de desarrollo

de

la

Naturaleza de la ciencia como producto humano Cómo cambia la Componentes que cambian en la ciencia ciencia Por qué y para qué Características del por qué y para surge el desarrollo qué el desarrollo científico científico Descubrimiento de los características de descubrimiento elementos químicos de los elementos químicos Época en la que se Época de descubrimiento de la creó la tabla periódica tabla periódica Características de la Características de la tabla tabla periódica periódica en sus inicios Características del Qué características presenta el modelo de tabla modelo de tabla periódica del periódica del futuro futuro Inventos Vs Definición y características de descubrimientos invento y descubrimiento

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8. FINALIZACIÓN DELA SECUENCIA DIDÁCTICA- EXPERIENCIAS DE LABORATORIO Tabla 7. Descripción de la actividad 11. ACTIVIDAD 11

En el desarrollo de actividades se hace Experiencias de indispensable laboratorio realizar una experiencia de laboratorio por parte de los estudiantes.

Fuente. Autor

Esta experiencia de laboratorio consistió en que los estudiantes buscaran fenómenos -video No 12 de químicos que se la experiencia pudieran mostrar en de laboratorio. clase y con los que lograran relacionar lo visto durante las actividades desarrolladas en la secuencia didáctica.

Luego del proceso llevado a cabo durante las actividades uno a la diez; finaliza la secuencia didáctica con un ejercicio que consistió en experiencias de laboratorio desarrolladas por los estudiantes. En esta actividad, los estudiantes debían aplicar los conocimientos adquiridos durante la secuencia didáctica a tales experiencias y establecer a través de los hechos y fenómenos reconocidos durante las actividades, relación con los mismos. Las experiencias fueron expuestas a sus compañeros de clase. De esta actividad hay que resaltar la recursividad de los estudiantes frente al desarrollo del ejercicio ya que en la institución no se cuenta con una laboratorio de química y ni con un espacio adecuado para llevar a cabo tales experiencias; es por esto que los estudiantes hicieron uso de materiales caseros al alcance de sus manos tales como botellas, globos, ollas, velas, frutas entre otros. Por último se reconoce a partir de esta experiencia el desarrollo de habilidades como la creatividad, recursividad y el ingenio que emplearon los estudiantes para mostrar sus experiencias con el propósito de lograr que sus compañeros comprendieran los fenómenos químicos que estaban relacionados a sus experiencias.

97

Figura 49. Experiencia de laboratorio 1

Figura 50. Experiencia de laboratorio 2

Fuente. Autor

Fuente. Autor

Figura 51. Experiencia de laboratorio 3

Figura 52. Experiencia de laboratorio 4

Fuente. Autor

Figura 53. Experiencia de laboratorio 5

Fuente. Autor

Figura 54.Experiencia de laboratorio 6

Fuente. Autor

Fuente. Autor

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9. CONCLUSIONES El presente trabajo investigativo da cuenta de todo un proceso de seguimiento consensuado y riguroso en el que se trabajó un parámetro de interés básico como fue el caso de la NdC a partir del campo histórico por medio del tema tabla periódica, del cual se desprendieron temáticas importantes que hicieron parte fundamental del proceso tales como: contexto histórico en el que se creó la tabla periódica , características de la época, descripción de hechos y fenómenos, descubrimiento de los elementos químicos entre otros. Respecto a la síntesis de categorías identificadas en fase 1. Identificación de las concepciones de NdC en estudiantes a partir del componente histórico a través del tema: tabla periódica con la fase 2. Aplicación de la secuencia didáctica sobre concepciones de NdC en estudiantes a partir del componente histórico a través del tema: tabla periódica, se infiere que para el caso de la primer fase, la categoría epistemología no se identificó pero que para la segunda fase, estuvo presente con la subcategoría metodología. Por otro lado se determinó, cómo se mencionó inicialmente, que aunque este estudio pretendía hacer énfasis en el campo histórico, es evidente que los demás campos de la NdC también estuvieron presentes durante el proceso con sus respectivas categorías, por lo que se precisa la relación existente entre éstos y se evidencia que los campos de NdC (epistemológico, histórico y sociológico), no se pueden desligar de entre sí ya que muy seguramente todos emergerán y harán parte del estudio como sucedió para este caso. Es importante resaltar que la categoría histórica de NdC con la subcategoría innovación, estuvo presente tanto en la Fase 1 como en la fase 2. Respecto a esta, los estudiantes consideraron que entre las unidades de cambio se tienen los modelos y los conceptos. Esta subcategoría es de suma importancia ya que permitió evidenciar claramente la evolución conceptual que se dio en los estudiantes a través de la secuencia didáctica, ya que en la Fase 1 los estudiantes plasmaron modelos básicos de lo que creían que era el modelo de tabla periódica inicialmente; pero en la Fase 2 y luego del desarrollo de las actividades propuestas en la secuencia didáctica; reconocen que el modelo no era a acorde con lo que realmente se había propuesto en principio por los científicos y expertos, proponiendo un nuevo modelo que remplazó el propuesto inicialmente. Luego de evidenciar que los modelos son unidades de cambio, proponen en la categoría emergente: Características del modelo de tabla periódica del futuro, modelos de tabla periódica diferentes a los de la tabla periódica actual, determinando que en el futuro el modelo de tabla periódica tendrá como 99

características fundamentales el aumento de elementos químicos y cambios en la distribución de los mismos. Respecto a las categorías emergentes se logró identificar la presencia de más categorías emergentes en la fase 2 que en la fase uno; esto debido al desarrollo de las actividades trabajadas en la secuencia didáctica, que en su mayoría apuntaron al desarrollo de hechos y fenómenos relacionados con el origen y creación de la tabla periódica. También se evidencian claramente las subcategorías importantes como innovación y evolución que dan cuenta de los cambios en las representaciones de los modelos. Para el caso de la subcategoría innovación se tiene la propuesta de nuevos modelos de tabla periódica del futuro. Para la subcategoría evolución, se evidencia en el hecho de cómo cambiará el conocimiento científico, lo que permitirá el descubrimiento de nuevos elementos químicos. A simple vista se notó que los estudiantes tienen claro que la ciencia está en constante cambio; lo que se deduce del hecho de que consideran que la tabla periódica continuará presentando cambios tanto en el modelo de representación como en la cantidad de elementos. Creen en el hecho de que los científicos con el paso del tiempo desarrollaran posteriores trabajos que les permitirá el descubrimiento de nuevos elementos químicos que harán parte de la tabla periódica del futuro. Por otro lado se muestra cómo los estudiantes se apropiaron de información y base teórica por medio del desarrollo de las actividades aplicadas en la secuencia didáctica, lo que les permitió una mayor capacidad de análisis, mayor capacidad de comprensión; coherencia en el desarrollo y exposición de sus ideas y la solución de sus confusiones tales como la que se evidenció en la primera actividad en donde no se diferenciaba entre invento y descubrimiento y que finalmente se nota el logro de esta diferenciación. Se evidencia cómo usan con propiedad y con acierto nuevos conceptos, saben su significado y están en la capacidad de implementarlos a la hora de dar a conocer sus ideas. Además de estos avances se muestra que a pesar de hubo un poco de dificultad para la lectura de textos científicos; están en toda la capacidad de leerlos y de analizar un texto de tal rigor. Es por esto que se hace necesario relacionarlos con textos de corte científico creando una necesidad y una conciencia de lectura, de tal manera que se dé mayor familiarización de los estudiantes hacia temas de tal corte, de tal manera que no se sientan ajenos a los mismos. Hay que resaltar que no todos los estudiantes presentaron el mismo grado de análisis y de capacidad de desarrollo de cada una de las actividades, sin embargo se observó que en general trabajaron y manejaron de manera satisfactoria los 100

temas propuestos en las actividades y lo más importante; incorporaron en su discurso muchos de los conceptos vistos durante el desarrollo de la secuencia didáctica. También es importante comentar que a pesar de carecer de tecnologías de la información y la comunicación y de pocas ayudas audiovisuales; se llevó a cabo todo el proceso de secuenciación didáctica con las pocas herramientas que estaban al alcance del investigador. Para el desarrollo de las actividades propuestas en la secuencia didáctica, se realizaron en algunos casos, preguntas de carácter disciplinar según la actividad; como por ejemplo en los casos en los que se describían hechos y fenómenos ocurridos durante el descubrimiento, clasificación y divulgación de los elementos de la tabla periódica. Es decir en los casos en los se muestra un poco más detallado cada uno de los hechos sucedidos en torno al deseo de organización de los elementos junto con el autor al que se le atribuyó dicho avance por lo que las cuestiones propuestas para el desarrollo de las actividades fueron más puntuales respecto a la información contenida en los textos para el desarrollo de las mismas. Es importante resaltar que los estudiantes adquirieron mayor autonomía en el desarrollo de las actividades, en la descripción y exposición de ideas, habilidad para argumentar sus posturas cognoscitivas, sus cuestiones eran coherentes y específicas relacionadas con la temática de interés, obtuvieron mayor autonomía en el desarrollo de los procesos ya que decidían sus métodos de trabajo y participaban con mayor propiedad respecto a sus conocimientos. Una de las partes curiosas dentro del estudio y que es necesario resaltar es el asombro, curiosidad y e interés que causó en los estudiantes todos los fenómenos y hechos históricos mostrados en las actividades; pues la gran mayoría no consideraba el desarrollo de todos estos sucesos juntos tras la creación de la tabla periódica. Esto despertó además, sentimientos de tristeza, alegría frente a los hechos observados durante el proceso; pero a su vez ánimo de continuar familiarizándose con el desarrollo de la labor científica. Para los estudiantes, los expertos y científicos autores de los hechos y fenómenos históricos relacionados con el origen de la tabla periódica, se convirtieron en sus modelos a seguir en un futuro profesional y lo más importante es que continúan impresionándose al conocer hechos de carácter científico. Esto despertó más la curiosidad y el ánimo por conocer más acerca del tema. Sencillamente el tema les agradó, les impactó, le despertó emociones, curiosidad, los hizo soñar con ser como uno de los científicos reconocidos en la historia. Se reconoce una mayor comprensión de los textos de carácter científico, se determinó la falta de conocimiento que tenían respecto al campo histórico de NdC, específicamente en el tema de la tabla periódica y se manifiesta el agrado y 101

agradecimiento al darse este tipo de recorrido histórico ya que contribuyó en su desarrollo congnitivo, permitiéndoles alcanzar una evolución conceptual respecto a sus concepciones sobre NdC. Lo anterior se tradujo en una nueva mirada al mundo, les permitió imaginar y recrear todas las situaciones y hechos ocurridos durante las épocas trabajadas en las actividades y lo más importante les permitió darse cuenta de que también pueden hacer parte de esta historia si así lo desean. Es importante comentar que es satisfactorio notar que a los estudiantes aún les interesa este tipo de contenidos y de actividades ya que despiertan en ellos la curiosidad, la capacidad de análisis, el deseo de soñar; lo que permite que el desarrollo de las actividades que aunque son rigurosas, no se vuelvan monótonas ni agotadoras para ellos; es decir que a pesar de que la dinámica de trabajo en ocasiones fue un poco exigente, el desempeño no decayó ya que la información o los contenidos eran diferentes y lo más importante, interesante para ellos. Se debe exaltar la capacidad que los estudiantes desarrollaron de proponer, defender y explicar sus ideas y propuestas; considero que esto ha sido posible gracias a todo el proceso desarrollado en las actividades, a los videos, lecturas, discusiones, y trabajo grupal que se ha desarrollado que les ha permitido tener mayor claridad y manejo del tema, posibilitando un mejor desenvolvimiento en el desarrollo de las mismas. Por último hay que aclarar que este es un proceso lento, que demanda bastante tiempo, pero que debe ser constante y de mucho compromiso tanto en el desempeño del papel del maestro como en el del estudiante en el proceso de enseñanza-aprendizaje. De la misma manera es importantes resaltar que este trabajo de investigación se realizó con el mayor rigor posible en el sentido de ser fiel al sistematizar los resultados de los cambios, avances y desempeño obtenido en cada una de las actividades por parte de los estudiantes y que los resultados y conclusiones dispuestas en el presente estudio son fieles a todo un proceso de investigación llevado a cabo a conciencia.

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REFERENCIAS Abd-El-Khalick, F. & Lederman, N. (1998). The nature of science and instructional practice: making the Unnatural Natural. En Science Education. Abd-El-Khalick, F. & Lederman, N. (2000). Improving science teachers’ conceptions of nature of science: a critical review of the literature. En International Journal of Science Education. Abd-El- Khalick, F., & Akerson, V. (2004). Learning as conceptual change:Factor Mediating the Development of Preservice Elementary Teachers´Views of Nature of Science. Science Teacher Education. Akerson, V., & Abd-El-Khalick, F. (2003). Teaching Elements of Nature Of Science: A Yearlong Case Study of a Fourth-Grade Teacher. Journal of Research in Science Teaching. Acevedo, J. (2008). El Estado actual de la Naturaleza de la Ciencia en la didáctica de las ciencias. En Revista eureka enseñanza y divulgación de las ciencias. Acevedo, J, Vázquez, A, Manassero, M, & Acevedo, P. (2007). Consensos sobre Naturaleza de la ciencia: fundamentos de una investigación empírica. En Revista Eureka sobre enseñanza y divulgación de las ciencias. Acevedo, J. (2009). Enfoques explícitos versus implícitos en la enseñanza de la Naturaleza de la ciencia. En Revista eureka enseñanza y divulgación de las ciencias. Adúriz, B. (2005). Una introducción a la naturaleza de la ciencia. La epistemología en la enseñanza de las ciencias naturales. Buenos Aires Fondo de Cultura Económica. Aduriz, B. (2001). Integración de la epistemología en la formación del profesorado en ciencias. Universidad autónoma de Barcelona. Asimov, I. (1975). Breve historia de la química. El libro de bolsillo Ciencia y técnica Alianza Editorial. Cardoso, N., Chaparro, N., & Erazo, D. (2006). Una revisión sobre la naturaleza de las concepciones de Ciencia. Popayán: Itinerantes. Charlmers, A. (1984). ¿Qué es esa cosa llamada ciencia? Madrid: siglo XXI. 103

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Quintanilla, M, Daza, S, & Merino, C. (2010). Unidades didácticas en biología y educación ambiental. Rodríguez, J. (2008). Algunas teorías para el diseño instructivo de unidades didácticas. Unidad didáctica “El alfabeto griego”. RED. Revista de Educación a Distancia. Rómulo, G. (2007). Historia, epistemología y didáctica de las ciencias: unas relaciones necesarias. Ciencia y educación. Scerri, E. (2008). El pasado y el futuro de la tabla periódica. American Scientist. Serres, M. (1998). Historia de las ciencias. Madrid. Vázquez, A, & Manassero, M. (1999). Características del conocimiento científico: creencias de los estudiantes. En Enseñanza de las ciencias. Vázquez, B., Jiménez, R & Mellado, V. (2008). ¿Cómo podemos llevar a cabo una investigación-acción para mejorar la práctica en el aula de ciencias? Investigações em Ensino de Ciências.

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ANEXOS

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Anexo A. Baterías aplicadas en las pruebas piloto. ENTREVISTA NO 1. 1. Defina ciencia 2. Qué es para usted hacer ciencia 3. Defina historia 4. Cree usted que la ciencia y la historia están relacionadas entre sí?, si es de esa manera como se relaciona la ciencia con la historia? 5. Por qué es importante conocer acerca de la historia de las ciencias 6. Que es lo que más se les dificulta cuando se desarrolla el tema tabla periódica, en que es lo que más tiene dificultad cuando se trata sobre este. 7. Por qué considera que tiene entenderlo

esa dificultad,

por qué se le hace difícil

8. Cree usted que la forma de enseñar acerca del tema tabla periódica es adecuada para su aprendizaje 9. Qué aprendió acerca del tema tabla periódica y porqué es importante conocer sobre ella 10. Qué hechos históricos ustedes conoce acerca de la tabla periódica 11. Se le dificulta relacionar ciencia con historia. por qué 12. Cómo lo ha ayudado el conocimiento científico en la vida diaria 13. Cree usted que las clases de ciencias naturales le han ayudado a resolver situaciones o a decidir si un concepto es verdadero o falso.  Sistematización No 01.

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TALLER No 2. SEGUNDA ENTREVISTA-GRUPO FOCAL COMPONENTES DE LA NDC. (DIMENSIÓN EPISTEMOLÓGICA, HISTÓRICA Y SOCIOLÓGICA) 1. ¿Qué características tiene el conocimiento científico? 2. ¿Qué distingue el conocimiento científico de otro tipo de conocimiento? 3. ¿Cuál es la forma típica de una expresión científica? 4. ¿Dice algo la ciencia del mundo natural? 5. ¿Qué relaciones se establecen entre las preposiciones de la ciencia (teorías, modelos y leyes) y la realidad que ellas pretenden hablar? 6. Cómo se elabora la ciencia 7. ¿Qué pasos siguen los científicos para crear, validar, sistematizar, comunicar y consensuar un nuevo conocimiento? 8. ¿cómo se garantiza la validez del conocimiento científico? 9. ¿Cómo se producen las novedades en la ciencia? 10. ¿Cómo cambia el conocimiento científico? 11. ¿Cómo hacen los científicos para decidir sobre los nuevos modelos? 12. ¿Qué rol juega el científico individual y la comunidad científica? 13. ¿Cómo incide el nuevo conocimiento científico en las formas de pensar, hablar, actuar sobre el mundo? 14. ¿En qué ámbitos sociales se desarrolla la ciencia? 15. ¿Dónde se desarrolla, valida, acepta, formaliza, aplica, comunica y enseña el conocimiento científico? 16. ¿Qué comunidades intervienen? 17. ¿Qué normas y valores guían a las ciencias? 18. ¿Cuáles son las posibles relaciones entre ciencia y ética? 108

19. ¿Qué características tiene la ciencia como producto cultural? 20. ¿Cuál es el lenguaje propio de las ciencias? 

Sistematización No 02.

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Anexo B. Batería para la identificación de las concepciones de NdC en estudiantes a partir del componente histórico a través del tema: tabla periódica ACTIVIDAD 1. TALLER-PRETEST PARA CONOCER LAS CONCEPCIONES DE NATURALEZA DE CIENCIA A TRAVÉS DEL COMPONENTE HISTÓRICO EN EL TEMA: TABLA PERIÓDICA 1. ¿En qué época cree usted que se originó o se creó la primera tabla periódica? 2. ¿Cuáles eran las características de la época en la que se creó la primera tabla periódica? 3. ¿Cuáles fueron las características de esta primera tabla periódica? 4. ¿Cree usted que en esa época se le llamo tabla periódica o que otro nombre se le dio? 5. ¿Por qué cree usted que se le dio el nombre de tabla periódica? 6. ¿Por qué cree que se dio la necesidad de crear una tabla periódica? 7. Construya un modelo de cómo se imagina la primer tabla periódica y explíquelo  Sistematización No 03

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Anexo C. Baterías aplicadas en la secuencia didáctica sobre concepciones de NdC en estudiantes a partir del componente histórico a través del tema: tabla periódica. ACTIVIDAD 2. CARACTERIZACIÓN Y RECONOCIMIENTO HISTÓRICO DE LOS SIGLOS XVIII Y XIX. Esta actividad se propuso con el objetivo de que los estudiantes conocieran las características de la época en la que se dieron un gran número de revoluciones y sucesos que fueron claves para generar cambios en campos como la política, la sociedad, la economía, la ciencia y que fueron base fuerte para el descubrimiento nuevos fenómenos e invención de aparatos. Esta actividad tuvo como base los videos titulados: 1. contexto histórico de los siglos XVIII Y XIX 2. El filme de charles Chaplin: Tiempos Modernos El primero muestra los sucesos históricos que se dieron en estos dos siglos, junto con los avances y cambios en los diferentes campos (político, económico, social. Científico etc.). El segundo filme muestra de manera jocosa la realidad de los hechos que giraron en torno a la tan trascendental revolución industrial y realiza una crítica respecto a las problemáticas y desventajas que trajo la misma. A partir de estos videos los estudiantes debían reevaluar y complementar la respuesta de la pregunta número dos de la actividad uno que preguntaba ¿Cuáles eran las características de la época en la que se creó la primera tabla periódica?  Sistematización No 04.

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ACTIVIDAD N° 3: LECTURA INVENCIONES Y DESCUBRIMIENTOS TRASCENDENTES DEL SIGLO XVIII- ARTICULO: LOS FUNDADORES DE LA QUÍMICA Leer del texto titulado “INVENCIONES Y DESCUBRIMIENTOS TRASCENDENTES DEL SIGLO XVIII” artículo “LOS FUNDADORES DE LA QUIMICA” y a partir de la información que contiene responder las siguientes cuestiones. 1. Tache del modelo inicial de tabla periódica propuesto por usted en la actividad n°1 los elementos que no se habían descubierto en la época según la lectura. 2. Realice una línea de tiempo con los elementos químicos descubiertos en esa época, con su respectivo autor y clasificación correspondiente. 3. A partir de la línea de tiempo construida con los elementos químicos, proponga un nuevo modelo de tabla periódica y organice los elementos en dicha tabla y explique el por qué la propuesta de esa nueva distribución. ¡Analice y reflexione!: 4. Consideraba usted que en los siglos XVIII Y XIX existían pocos elementos químicos descubiertos? Qué lo llevo a pensar eso? Porque razón? Y ahora qué piensa? 5. Qué inventos reconoce en la lectura que se dieron en los siglos XVIII Y XIX. 6. Determina a partir del ejercicio la diferencia entre invento y descubrimiento? Si se es de esta manera plasme con palabras dicha diferencia claramente de tal forma que se evidencie en su reflexión. 

Sistematización No 05.

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ACTIVIDAD N° 4: QUÍMICA UNA HISTORIA VOLÁTIL PRIMERA PARTE: DESCUBRIENDO ELEMENTOS A partir de del video QUÍMICA: UNA HISTORIA VOLÁTIL “descubriendo elementos” conteste las siguientes cuestiones: 1. Resalte las palabras desconocidas y busque su significado 2. Determine los momentos en los que se fueron descubriendo los elementos químicos y de cada uno de ellos describa las características del contexto en el que se dieron dichos descubrimientos. 3. Cite algunas técnicas que sirvieron en diferentes momentos históricos para aislar e identificar nuevos elementos. 4. Comente por qué metales como el oro, la plata o el hierro ya eran conocidos en la antigüedad aunque no se consideraban elementos. 5. Busque información sobre los «cuatro elementos» aristotélicos y clarificar por qué actualmente no se les considera elementos. 6. Realice una lista con los elementos que el video va mostrando 7. Escriba los nombres de los científicos más influyentes en el descubrimiento de los elementos químicos y determine las características de cada uno. 8. De los científicos mencionados por usted en la anterior pregunta, ¿Cuál le llamó más y por qué? 9. Qué piensa respecto al desarrollo de la ciencia de la época. ¿Estaba poco desarrollada o más bien mostraba pasos agigantados en su desarrollo? Explique su idea. 10.Realice una reflexión sobre qué y cómo le aporta el video a su formación escolar 11. Cómo influyó el contexto socio-político en el desarrollo de la ciencia  Sistematización No 06

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ACTIVIDAD No 5. PRIMER CIERRE DE LAS ACTIVIDADES DE LA 1 A LA 3 A partir de las actividades desarrolladas No 1, 2, 3 y del recorrido histórico que se ha realizado dentro del proceso llevado a cabo en el portafolio, realice una reflexión basada en la información y hechos mostrados en cada una de las actividades respondiendo nuevamente las cuestiones propuestas en la actividad No 1 relacionadas con el contexto histórico. A continuación se relacionan las cuestiones propuestas y trabajadas en la actividad No 1 relacionadas con el contexto histórico. 1. En que época cree usted que se originó la tabla periódica 2. cuales era las características de esa época  Sistematización No 07.

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ACTIVIDAD No 6. VIDEO DESCUBRIENDO ELEMENTOS SEGUNDA PARTE: EL ORDEN DE LOS ELEMENTOS De la segunda parte del video DESCUBRIENDO ELEMENTOS, titulado EL ORDEN DE LOS ELEMENTOS; conteste las siguientes cuestiones: 1. Cómo contribuyo Dalton en la organización de los elementos químicos 2. Describa la contribución que hizo Berzelius en la búsqueda de los elementos 3. Qué patrón de clasificación de los elementos propuso Dobereiner y en qué consistió. 4. Quién fue Mendeleiev 5. Quién fue la inspiración de Mendeleiev en la idea de clasificar los elementos químicos y por que 6. Por quien fue propuesta y en qué consistió la ley de las octavas 7. Cómo fue que Mendeleiev empezó a darle orden a los elementos químicos 8. ¿La tabla periódica siempre ha lucido como la conocemos hoy en día? Por qué? 9. Quienes y como contribuyeron en el descubrimiento de los elementos faltantes en la tabla 10.

Cómo fue la historia del descubrimiento de la nueva familia de elementos

11.

En qué consistió la propuesta de Rutherford

12.

En qué consistió el descubrimiento realizado por Moseley

13. Realice una reflexión personal acerca del video observado, respecto a los hechos que giraron en torno al ordenamiento de los elementos en la tabla periódica  Sistematización No 08.

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ACTIVIDAD No 7. VIDEO DESCUBRIENDO ELEMENTOS TERCERA PARTE: EL PODER DE LOS ELEMENTOS De la tercera parte del video DESCUBRIENDO ELEMENTOS, titulado EL PODER DE LOS ELEMENTOS; conteste las siguientes cuestiones: 1. De qué trata el video a manera general 2. Describa el aporte de realizó Diesbash al mundo de la pintura 3. En qué consistió el pleito entre Liebig y wohler 4. Cuál fue la idea desarrollada por Couper respecto a los enlaces entre átomos y a quien se le atribuyó finalmente el crédito de este descubrimiento y por que 5. Determine los inicios e importancia del plomo 6. Describa como fue el descubrimiento de la radiactividad 7. Describa el aporte que realizo Rutherford respecto a los secreto del átomo 8. Cómo contribuyó Fermi en la búsqueda de más elementos y cuales fueron estos 9. Cómo fueron los inicios de la era nuclear y por quienes estuvo liderada 10. Cuál es la forma para crear un nuevo elemento y cuales fueron creados por el hombre 11. Realice un breve recuento seguido una reflexión acerca de los tres videos analizando los sucesos, hechos y fenómenos mostrados en los mismos y describa como han contribuido en su proceso de formación escolar. 

Sistematización No 09.

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ACTIVIDAD No 8. TABLA PERIÓDICA DEL FUTURO Imagine, dibuje y explique la tabla periódica del futuro, teniendo en cuenta la información vista en el transcurso del desarrollo de las actividades.  Sistematización No 10.

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ACTIVIDAD No 9. CONTRASTE ENTRE EL MODELO DE TABLA PERIÓDICA DEL FUTURO PROPUESTO POR EL ESTUDIANTE Y LOS PROPUESTOS POR EL DOCUMENTO EL PASADO Y FUTURO DE LA TABLA PERIÓDICA Para el desarrollo de dicho contraste, los estudiantes propusieron en la actividad No 8 un modelo de tabla periódica del futuro el cual debía ser contrastado con los modelos de tabla periódica del futuro que el documento “Pasado y futuro de la tabla periódica” muestra, por medio de las siguientes cuestiones: 1. Realice un análisis y reflexión respecto a la tabla periódica que usted imaginó para el futuro con la información y lo modelos de tabla periódica del futuro que el documento presenta. 2. Qué piensa acerca de la tabla periódica del futuro? Considera que su nombre será el mismo? Por qué. 3. Con sus propias palabras explique el modelo de tabla periódica del futuro que el documento presenta.  Sistematización No 11.

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ACTIVIDAD 10. SEGUNDA APLICACIÓN DE LAS CUESTIONES PROPUESTAS PARA LA ACTIVIDAD 1. TALLER-PRETEST PARA CONOCER LO QUE SABEN LOS ESTUDIANTES ACERCA DEL COMPONENTE HISTÓRICO EN EL TEMA: TABLA PERIÓDICA. 1. ¿En qué época cree usted que se originó o se creó la primera tabla periódica? 2. ¿Cuáles eran las características de la época en la que se creó la primera tabla periódica? 3. ¿Cuáles fueron las características de esta primera tabla periódica? 4. ¿Cree usted que en esa época se le llamo tabla periódica o que otro nombre se le dio? 5. ¿Por qué cree usted que se le dio el nombre de tabla periódica? 6. ¿Por qué cree que se dio la necesidad de crear una tabla periódica?  Sistematización No 12.

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