TRABAJO FIN DE ESTUDIOS MÁSTER UNIVERSITARIO EN PROFESORADO DE ESO, BACHILLERATO, FP Y ENSEÑANZA DE IDIOMAS FÍSICA Y QUÍMICA
Los esquemas conceptuales alternativos en Educación Secundaria
Luis Alberto Fernandez Bao
Tutor: Rodrigo Martínez Ruiz Facultad de Letras y de la Educación Curso 2010-2011
Los esquemas conceptuales alternativos en Educación Secundaria, trabajo final de estudios de Luis Alberto Fernandez Bao, dirigido por Rodrigo Martínez Ruiz (publicado por la Universidad de La Rioja), se difunde bajo una Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 3.0 Unported. Permisos que vayan más allá de lo cubierto por esta licencia pueden solicitarse a los titulares del copyright.
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Los esquemas conceptuales alternativos en Educación Secundaria
Luis Alberto Fernández Bao
Trabajo Fin de Máster Máster en Profesorado de Educación Secundaria Obligatoria y Bachillerato, Formación Profesional y Enseñanzas de Idiomas. Especialidad de Física y Química
Índice Introducción
1
Relación de materias del Máster de Profesorado
2
Aprendizaje y desarrollo de la personalidad
2
Sociedad, familia y educación
6
Procesos y contextos educativos
9
Innovación docente e introducción a la investigación educativa
12
Complementos de formación disciplinar
15
Aprendizaje y enseñanza de la Física y la Química
18
Periodo de prácticas
22
Características, equipamiento y funcionamiento del centro
22
Análisis de los grupos-‐aula y desarrollo de las unidades didácticas
4º de la E.S.O.
31
2º de Bachillerato
34
Unidad Didáctica 4º de la E.S.O.
38
Unidad Didáctica 2º de Bachillerato
55
Trabajo de investigación
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Introducción
En la Ley Orgánica 2/2006, de 3 de mayo, de Educación, concretamente en sus
artículos 94, 95 y 97, se conforma las profesiones de Profesor de Educación Secundaria Obligatoria y Bachillerato, Formación Profesional y Enseñanzas de Idiomas como profesiones reguladas, cuyo ejercicio requiere estar en posesión del correspondiente título oficial de Máster, cuyo fin es garantizar la adquisición de conocimientos, habilidades y la conformación de las actitudes precisas para ejercer como docente
En la ORDEN ECI/3858/2007, de 27 de diciembre, se regulan y establecen los
objetivos y condiciones de acceso al Máster y se planifican las enseñanzas mínimas del mismo. Así, se establece el plan de estudios en tres módulos: módulo genérico común a todos los estudiantes, módulo específico de cada especialidad y Practicum, donde será incluido un Trabajo Fin de Máster.
Este documento representa mi Trabajo Fin de Máster, que podríamos dividir a modo
de resumen en tres secciones principales. En la primera, realizo una breve justificación de las diferentes materias impartidas en el Máster, destacando los contenidos y actividades más relevantes llevadas a cabo, como también una atribución de las principales competencias adquiridas, en mi opinión, en cada una de ellas.
En la segunda parte hago un análisis de mi periodo de prácticas, incluyendo las
características y funcionamiento del centro, el estudio de los grupos-‐aula y los procesos de enseñanza-‐aprendizaje, y finalmente, las unidades didácticas diseñadas.
La última sección representa la investigación docente que realicé durante mi
periodo de prácticas, basada en el estudio de los esquemas conceptuales alternativos que en el alumnado de diferentes cursos tiene sobre el calor.
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Relación de materias del Máster de Profesorado Aprendizaje y desarrollo de la personalidad
El fundamento de esta materia se basa en la necesidad de conocer las características
intelectuales y personales del alumnado—destinatarios de los procesos de enseñanza y aprendizaje— por parte del profesorado de secundaria.
La Psicología nos indica que para optimizar dichos procesos y lograr una educación
de calidad es indispensable identificar y comprender las distintas etapas del desarrollo personal e intelectual del individuo, así como los factores que influyen en su proceso de aprendizaje, teniendo en cuenta la heterogeneidad presente en las aulas en cuanto a las diferentes capacidades, motivaciones y ritmos de aprendizaje.
Por otra parte, para alcanzar una respuesta educativa en aquellas situaciones en las
que está involucrado el alumnado con necesidades educativas específicas, es necesario conocer las variables que puedan influir en la dinámica del aula, así como la utilización adecuada de los recursos materiales y humanos disponibles en el ámbito educativo.
Como indica su nombre, la materia está dividida en dos grandes bloques de
contenidos: el desarrollo humano y el aprendizaje.
Tras una breve revisión de los principales supuestos teóricos y las actuales
perspectivas sobre el desarrollo humano, nos introducimos en el estudio de la adolescencia y sus características. En este tema me resultó interesante aprender a visualizar la etapa de la adolescencia como decisiva en el desarrollo del individuo, no sólo desde un aspecto meramente físico, sino también desde otros como el cognitivo, afectivo y social. Así, las visiones de autores como Erikson y Marcia, que consideran la adolescencia como la etapa vital donde el individuo busca su identidad y lugar en el mundo, me hicieron recapacitar sobre la vulnerabilidad y confusión general que rige la vida de los y las adolescentes, 2
desplazando ciertos prejuicios y concepciones estereotipadas que tenía al respecto. Sin duda, esta nueva visión influyó de forma decisiva en las posteriores relaciones con el alumnado durante mi periodo de prácticas. Para finalizar el bloque dedicado al desarrollo, estudiamos los factores que pueden facilitar o dificultarlo durante los periodos pre, peri y postnatal, así como el desarrollo diferencial motórico, sensitivo, psíquico y sociocultural y su relación con el aprendizaje. En este último tema empezamos a familiarizarnos con conceptos fundamentales como la atención a la diversidad, los alumnos con necesidades educativas específicas (A.C.N.E.E.S.), la adaptación curricular individualizada (A.C.I.), la superdotación, etc. En el segundo bloque comenzamos con una breve introducción sobre las aportaciones y aplicaciones en el proceso de aprendizaje de los diferentes modelos psicológicos (conductivismo, cognitivismo y constructivismo) y ya en los siguientes temas, profundizamos en el estudio de los procesos psicológicos (memoria, atención y estilos cognitivos) y factores (motivación, emoción y autoconcepto) que influyen en el aprendizaje. En la última parte de la materia, aprendimos los diferentes factores que influyen en el aprendizaje desde un punto de vista psicosocial. Me pareció especialmente interesante conocer las pautas para lograr un clima socio-‐relacional adecuado en el aula y las técnicas basadas en la comunicación para la resolución de conflictos en el ámbito educativo. Las actividades de enseñanza y aprendizaje de la materia constaron, además de las exposiciones teóricas, de lecturas críticas de textos y debates sobre diferentes documentos audiovisuales presentados en el aula. Con el fin de comprender y aplicar los contenidos más relevantes de la materia, resolvimos durante las sesiones prácticas de forma colectiva y en pequeños grupos numerosos ejercicios y problemas, trasladando a la práctica los principales conceptos y teorías aprendidos durante las sesiones de carácter teórico. En la 3
siguiente tabla señalo algunas de las actividades prácticas que me parecieron más interesantes, relacionándolas con los principales aprendizajes adquiridos. Actividades prácticas
Principales aprendizajes Existencia de aprendizajes no espontáneos que se Tarea del nivel del agua adquieren mediante la enseñanza reglada Influencia de la familiaridad de los contenidos en el Tarea de selección de Wason pensamiento y resolución de problemas El desarrollo moral según La evolución de la moral: preconvencional, moral y Kohlberg (dilema de Heinz) posconvencional Test sobre estilos de Identificación del estilo visual, auditivo y kinestésico aprendizaje Identificación del pensamiento formal, hipotético-‐ El problema del péndulo deductivo Características principales de la superdotación y Cuestionario sobre altas diferencias con otras altas capacidades. Intervención capacidades educativa Necesidades educativas especiales de un alumno con Caso práctico: alumno con déficit motor: propuestas metodológicas y adaptaciones déficit motor de los elementos de acceso al currículum Distinguir los elementos característicos que diferencian Atención a la diversidad un aula diversificada de un aula tradicional Caso práctico: alumno con Actuaciones a realizar en el aula con un alumno con TDAH trastorno por déficit de atención e hiperactividad Caso práctico: Utilización del condicionamiento operante en la condicionamiento operante modificación de la conducta Caso práctico: Moldeamiento de estrategias para la resolución de moldeamiento de estrategias problemas en el aula Teorías de la motivación y clasificación de la atención La pirámide de Maslow según Ballesteros Estructura social en el aula Realización de un sociograma Además, durante el desarrollo de la materia una compañera y yo realizamos un trabajo empírico sobre un tema a elegir, siguiendo la metodología y directrices de publicación de la American Psychological Association (A.P.A.) Nosotros decidimos para nuestro trabajo estudiar el estilo cognitivo de la reflexividad-‐impulsividad para evaluar los diferentes modos de procesamiento de la información por parte del alumnado de secundaria.
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Principales competencias adquiridas - Conocer las principales características evolutivas del alumnado y adaptar el proceso educativo a las mismas. - Comprender e identificar los factores que favorecen o dificultan el desarrollo humano. - Tener en cuenta la heterogeneidad en cuanto a las capacidades y ritmos de aprendizaje presentes en el aula y conocer la existencia de cursos alternativos de desarrollo para realizar una adecuada planificación educativa. - Analizar y comprender las bases psicológicas de los procesos de enseñanza y aprendizaje, así como los factores psicológicos y sociales que influyen en el aprendizaje del alumnado. - Conocer los procesos de interacción y comunicación en el aula. - Adquirir habilidades y destrezas para resolver conflictos y generar un clima positivo en el aula que fomente el aprendizaje y la convivencia. - Desarrollar la capacidad crítica en la realización de trabajos de individuales y colectivos.
Sociedad, familia y educación
El objetivo básico de esta materia es la de conocer los principales conceptos y
teorías que entienden la educación desde una perspectiva social, así como la de desarrollar habilidades y destrezas de actuación en la comunidad educativa, conjunto que engloba a los centros, a las familias e instituciones y, por extensión, a toda la sociedad en general.
La Sociología de la Educación tiene como objeto principal el estudio del ámbito
educativo como una realidad inmersa en la sociedad, desde la constitución histórica de los
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sistemas educativos a través de las causas que motivaron su origen, hasta los fines que cumplen en las sociedades contemporáneas. A pesar de ser una disciplina descriptiva y explicativa — ya que frente a otras como la Pedagogía y la Psicología no tiene como objetivo principal intervenir en el proceso educativo — el carácter crítico y orientador de sus resultados a menudo son el motor de cambios y transformaciones.
Los contenidos de la materia giran en torno a cuatro temas principales. En el primer
tema revisamos las diferentes funciones sociales que cumple la educación basándonos en la lectura de un capítulo del libro ‘La escuela a examen’ del sociólogo Fernández Enguita. Las conclusiones extraídas del texto me parecieron tan reveladoras y novedosas que me animaron a la lectura de todo el libro. Especialmente interesante me pareció la reflexión que hace el autor de cómo la intervención educativa es la fuente generadora de un consenso social donde se valora la ‘igualdad de oportunidades’ frente a la ‘igualdad de resultados’, lo cual desemboca necesariamente en la justificación de las desigualdades sociales existentes.
Tras una revisión de las relaciones de parentesco, las funciones del matrimonio y la
familia, a través de su evolución en el contexto de la sociedad occidental actual, estudiamos las desigualdades educativas, entendidas como un reflejo de las desigualdades sociales tanto de clase, como de género y de etnia. A lo largo de estos temas consultamos numerosas investigaciones que desmitifican la creencia de que el proceso educativo ofrece una igualdad de oportunidades a todo el mundo. Aquí cabe que cite el estudio de Anyon (1981) donde se concluye la existencia de un currículo oculto por parte del profesorado, que se traduce en unas exigencias y expectativas diferentes, según la clase social de la que provenga el alumnado. Este aspecto se relaciona con el conocido “efecto Pigmalión", estudiado por Rosenthal y Jacobson, que afirma que las expectativas que el profesorado se hace sobre el alumnado terminan finalmente haciéndose realidad. 6
En cuanto a las desigualdades educativas debidas al género, analizamos entre otros
aspectos las principales causas del incremento de la escolarización femenina en los últimos años, el proceso de feminización de la profesión docente, la desigualdad salarial referida al género y la coeducación. En el siguiente tema estudiamos el fenómeno migratorio acontecido en los últimos años en nuestro entorno y las consecuencias del aumento de la interculturalidad en las aulas. Al respecto me parecieron especialmente interesantes las investigaciones consultadas sobre las concepciones y discursos del profesorado acerca de las relaciones interétnicas y la imagen que se proyecta de los inmigrantes en los libros de texto, que no siempre es alentadora. Ya en el último tema nos centramos en el origen y posición social del profesorado analizando a su vez la práctica y carrera docente. Las actividades prácticas propuestas en la asignatura consistieron, por una parte en debatir y analizar los aspectos teóricos vistos durante las clases magistrales en el grupo clase, y por otra, la realización colectiva en grupos medianos de cuatro actividades llevadas a cabo en el aula y fuera de ella. Actividad práctica 1: Estudio sociológico Análisis de datos y realización de gráficas a partir de series históricas recopiladas en diferentes fuentes (INE, OMS,…) que permitan reflexionar sobre los cambios demográficos y familiares acontecidos en los últimos años. Principales contenidos: - Evolución del índice de desarrollo humano (IDH). - Evolución demográfica: importancia de la inmigración en el saldo vegetativo, envejecimiento de la población, tasa de natalidad y esperanza de vida. - Los nuevos métodos de concepción: la fecundación asistida y sus consecuencias. La evolución de los matrimonios y hogares españoles. - Evolución de la política familiar estatal y de las prestaciones familiares.
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Actividad práctica 2: Movilización social Análisis y discusión conjunta de la movilización social, cambios observados en el nivel de estudios, categoría profesional, etc. a partir de un árbol genealógico que incluya las tres últimas generaciones de cada uno de los integrantes del grupo. Actividad práctica 3: Observación participante Realización de un documento común basado en la observación del alumnado de un centro educativo en cuanto a las diferentes nacionalidades o etnias Actividad práctica 4: Entrevista Entrevista a diferentes docentes en activo, analizando sus concepciones y planteamientos acerca de la creciente multiculturalidad en las aulas, los principales problemas observados en los centros relacionados con las desigualdades educativas según la nacionalidad o etnia, etc.
Principales competencias adquiridas - Comprender las funciones que cumple la educación y las relaciones existentes entre el ámbito educativo y la sociedad. - Conocer la evolución histórica de las familias y los cambios en la educación familiar. - Reconocer y analizar las desigualdades educativas a partir de las desigualdades sociales existentes en cuanto a la clase, al género y a la nacionalidad o etnia. - Familiarizarse con la investigación socioeducativa desarrollando la capacidad de análisis y crítica
Procesos y contextos educativos
En esta materia estudiamos los procesos de enseñanza y aprendizaje desde la
perspectiva que nos ofrece la Pedagogía, y más concretamente, la Didáctica. El fin principal que persigue esta disciplina es la de lograr una educación que garantice una formación integral de calidad que llegue a todo el alumnado, a través de la adquisición de los conocimientos teórico-‐prácticos y las estrategias metodológicas necesarias para optimizar los procesos de enseñanza-‐aprendizaje. 8
En las clases teóricas estudiamos primeramente los diferentes aspectos
organizativos, de gestión y planificación de los centros y las aulas. Especialmente interesante, ya que me sugirió ciertas pautas a seguir durante mi periodo de prácticas, fue todo el tema en el que analizamos las relaciones educativas entre el profesorado y el alumnado en el aula. Aquí vimos los factores que intervienen en el proceso educativo y en el clima social del aula, como por ejemplo, los principales rasgos personales que definen al profesorado y las estrategias o enfoques educativos que rigen su actuación docente. También me resultó muy útil conocer los procesos básicos a tener en cuenta para lograr una gestión eficaz del aula, estudiando diferentes aspectos como las fases de una clase, la curva de la fatiga, la variedad metodológica, los conocimientos previos y la motivación del alumnado, etc. Sin duda, esta primera parte de la materia me ayudó a adquirir ciertas nociones básicas que desconocía y que me serían útiles para gestionar y mejorar mi práctica docente en el periodo de prácticas en el instituto.
La segunda parte de la materia giró en torno a la planificación y evaluación de los
centros educativos, basándonos principalmente en las características y diseño de las programaciones didácticas, donde aprendimos en cómo organizar todas las variables que intervienen en el proceso de enseñanza-‐aprendizaje a partir de los objetivos educativos pretendidos.
En cuanto a la metodología seguida en las sesiones prácticas de esta materia,
aunque también tuvimos que realizar trabajos de forma individual, la mayoría de las actividades propuestas fueron realizadas de forma colectiva, en comisiones formadas por grupos de seis o siete integrantes. En algunas de estas sesiones prácticas todos los grupos exponíamos nuestros trabajos al resto de la clase sobre diferentes aspectos en torno a un mismo tema. Las principales actividades las resumo en la siguiente tabla. 9
Actividad 1: Retroalimentación Recabar información personal sobre la materia mediante la realización de un cuestionario para reflejar los aspectos más interesantes del programa, las expectativas y prioridades personales y las posibles sugerencias e iniciativas relativas a su aprendizaje. Actividad 2: Análisis del marco legal educativo actual Debate dirigido tras realizar una reflexión crítica e individual en torno a los principios y fines de la educación que se indican de forma general en la Ley Orgánica 2/2006, de 3 de mayo, de Educación, y de modo más concreto sobre aquellos a los que se refieren los reales decretos por los que se establecen las enseñanzas mínimas en el ámbito de la educación secundaria. Elaboración de un informe por grupos de trabajo. Actividad 3: Los procesos de enseñanza-‐aprendizaje y el currículum oculto Responder por grupos de trabajo a las siguientes preguntas: ¿siempre que se enseña se aprende?¿se puede aprender más de lo que el profesor conscientemente quiere enseñar?¿se puede hablar de un currículo oculto en el aula?. Analizar y discutir la siguiente analogía de Dewey: “La enseñanza es al aprendizaje lo que el vender es al comprar” Actividad 4: Organización y evaluación de los I.E.S. (trabajo en grupos y exposición) - Grupo 1: Elementos funcionales en la organización - Grupo 2: Órganos de gobierno (éste fue nuestro trabajo) - Grupo 3: Autonomía pedagógica - Grupo 4: Órganos de coordinación docente - Grupo 5: La evaluación de los centros educativos Actividad 5: Desarrollo de una sesión didáctica (trabajo en grupos y exposición) De acuerdo con el modelo de gestión de aula elaborar un ejemplo práctico de planificación estratégica y desarrollo de una sesión didáctica. Nuestra sesión didáctica fue sobre ‘La probabilidad’ (Matemáticas, 3º de la E.S.O.)
Principales competencias adquiridas - Optimizar los procesos de enseñanza y aprendizaje para lograr una educación integral y de calidad. - Conocer los procesos de interacción y comunicación en el aula y en el centro, dando una respuesta adecuada a los posibles conflictos y problemas. - Conocer la evolución histórica del sistema educativo estatal y analizar de forma crítica el actual marco legislativo.
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- Describir los diferentes niveles de planificación e intervención educativa en los centros. - Reconocer la importancia del proceso de evaluación en la planificación y mejora del sistema educativo. - Desarrollar habilidades para la investigación y la capacidad de llevar a cabo proyectos de forma individual o colectiva.
Innovación docente e introducción a la investigación educativa
La innovación e investigación educativa surgen de la necesidad de reflexionar sobre
la intervención educativa y los distintos factores que en ella influyen, con el fin de buscar una mejora constante y adecuación a los cambios incesantes que se producen en la sociedad. Su propósito principal es, por tanto, alterar la realidad vigente, modificando concepciones y actitudes, alterando métodos e intervenciones y mejorando o transformando, según los casos, los procesos de enseñanza y aprendizaje (Carbonell, 2002).
El objetivo y actividad práctica principal de esta materia es la realización de un
trabajo propio de innovación o investigación durante el periodo de prácticas en el centro educativo que expongo en el último capítulo de este trabajo.
La metodología seguida para adquirir los principales conocimientos teóricos y
prácticos se basó principalmente en la lectura y revisión crítica de artículos escritos por autores dedicados a la investigación sobre la didáctica de las Ciencias Experimentales y, sobre todo, en la realización de trabajos en grupo, cuya temática principal expongo más adelante en la tabla de actividades.
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Así, conocimos el desarrollo histórico de la investigación sobre la didáctica de la
Física y la Química en el ámbito educativo nacional e internacional y las innovaciones que dichas investigaciones generaron en la metodología educativa. Además, a través de las actividades prácticas, nos familiarizamos con los principales modelos y líneas de investigación, los autores más relevantes y las técnicas y metodologías básicas empleadas en la investigación educativa. Personalmente, además de adquirir una visión general del proceso y metodología de investigación e innovación docente, que facilitaron y guiaron la realización de mi proyecto de investigación en el centro educativo, me pareció interesante conocer y consultar las principales publicaciones y revistas nacionales e internacionales dedicadas a las Ciencias de la Educación y, concretamente, a la Didáctica de la Física y la Química, que sin duda serán un referente y una ayuda en mi futuro como docente. Actividad 1: Análisis de comunicaciones sobre Didáctica de las Ciencias Análisis en grupos la evolución de las comunicaciones publicadas en los congresos de 1985 y 1987 sobre Didáctica de las Ciencias, clasificándolas según la línea de investigación y distinguiendo los trabajos de investigación de los de innovación docente Realización de un mapa conceptual que recoja los colectivos y factores implicados en el desarrollo de la investigación sobre la Didáctica de las Ciencias Experimentales. Exposición en clase la biografía y obras más relevantes de un autor dedicado a la investigación/innovación docente (André Giordan). Actividad 2: Análisis de textos sobre Ciencia integrada Análisis de libros y proyectos redactando un informe posterior, sobre el modelo educativo por descubrimiento, también llamado modelo de la Ciencia integrada. Actividad 3: Metodología en investigación Lectura de tres artículos de investigación definiendo la metodología seguida y los diferentes apartados de los que consta la publicación Actividad 4: Errores y mapas conceptuales Selección de un trabajo de investigación sobre los errores conceptuales del alumnado de Física o Química y comentar la metodología empleada. Construcción de un mapa conceptual que resuma los aspectos más significativos de la investigación. 12
Actividad 5: Modos semióticos multimodales Presentación del ciclo del agua y los contenidos concretos recogidos en el modelo con tres niveles de complejidad (1º y 4º de E.S.O. y 1º de de Bachillerato). Lectura y resumen de un artículo de investigación sobre el carácter multimodal de la comunicación en el ámbito del aula. Actividad 6: La imagen en la Didáctica de las Ciencias Asistencia a la sesión de cine del ciclo FICMA “Solo un agua” y realización de un resumen del mensaje principal destacando las imágenes más interesantes, calidad, impacto… Lectura y resumen del artículo “La evidencia experimental a través de la imagen a partir de textos de Física y Química” (2002) de Jiménez y Perales. Actividad 7: Evaluación de unidades didácticas Análisis y cuantificación de los tipos de actividades, metodología y las formas de evaluación de dos unidades didácticas empleadas durante las clases de prácticas. Actividad 8: Evaluación del aprendizaje del alumnado y atención a la diversidad Análisis y resumen de dos artículos: “TIMSS y PISA. Dos proyectos internacionales de evaluación del aprendizaje escolar en Ciencias”(2005) de Acevedo “La atención a la diversidad en Ciencias a través de materiales curriculares adaptados” (2005) de Mateo. Actividad 9: Utilización de modelos Explicación de los mecanismos celulares implicados en la síntesis proteica a un grupo de la ‘Escuela de la experiencia’ mediante la utilización de un modelo
Principales competencias adquiridas - Conocer el desarrollo de la investigación e innovación docentes en el ámbito de la Física y Química. - Identificar y resolver los problemas relativos a la enseñanza y aprendizaje de las Ciencias en general - Conocer y aplicar las metodologías y las técnicas básicas de investigación, innovación y evaluación educativas -
Diseñar y desarrollar un proyecto de investigación o innovación en el ámbito de la Física o la Química durante la práctica docente 13
Complementos para la formación disciplinar
Como indica su nombre, el objetivo básico que persigue esta materia es la de ofrecer
al futuro profesorado un complemento en la formación respecto a la Física y a la Química y establecer una relación con el proceso docente en educación secundaria. De esta forma, la formación complementaria recibida podrá ser utilizada y aplicada en diferentes contextos o situaciones educativas con el fin de enriquecer los aspectos curriculares de estas materias.
En nuestro caso, los contenidos del primer bloque de la materia nos aportaron una
visión general sobre la historia de la Física y la Química desde la prehistoria hasta el siglo XX, destacando las revoluciones científicas más relevantes y los aspectos claves del desarrollo científico-‐tecnológico en el tiempo. En mi opinión, creo que los aspectos históricos que motivaron el desarrollo de la Física y la Química y las estrechas relaciones existentes entre la Ciencia, la tecnología y la sociedad, tendrían que tener una mayor presencia en los contenidos curriculares de estas materias. En la mayor parte de las ocasiones, los contenidos de carácter científico aparecen de forma descontextualizada, sin apenas tomar en cuenta cuáles fueron los factores históricos que motivaron las investigaciones y los avances científicos de una determinada época, ni tampoco qué consecuencias sociales conllevaron. Por lo tanto, considero necesario que el profesorado de Física y Química adquiera conocimientos de la historia de la Ciencia ya que, por una parte es una fuente de numerosas curiosidades y anécdotas, útiles como recurso didáctico para despertar la motivación y curiosidad del alumnado, y por otra, dota de significación el aprendizaje de las materias de Física y Química a través de la relación y explicación del mundo que nos rodea.
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Otro aspecto que aprendimos es la evolución del sistema educativo estatal en los
últimos años y, concretamente, los cambios en los contenidos curriculares a lo largo de las diferentes reformas educativas respecto a las materias de Física y Química y su relación con los contenidos con otra materia.
Los siguientes temas estuvieron centrados en la dificultades de aprendizaje por
parte del alumnado para la construcción de un verdadero conocimiento científico y las principales estrategias para lograrlo, estudiando diversos aspectos como son los esquemas conceptuales alternativos—que sería el tema principal de mi proyecto de investigación—, la comunicación y el lenguaje científicos, el método científico en la resolución de problemas y la distinción entre Ciencia y pseudociencia. También estudiamos las ventajas e inconvenientes de los diferentes enfoques relacionados con la Didáctica de la Física y la Química, como son el modelo curricular y el modelo constructivista.
A continuación trabajamos sobre contenidos de las materias de Física y Química
relacionados con aspectos socio-‐medioambientales, como son las formas de obtención de energía en las sociedades actuales y sus implicaciones medioambientales, las energías renovables y el desarrollo sostenible. Relacionado con este tema realizamos una visita a una central hidroeléctrica.
Por último, nos familiarizamos con las técnicas y materiales instrumentales básicos
utilizados en la Didáctica de las Ciencias, sobre todo aquéllos basados en la experimentación en el ámbito del laboratorio: unidades de medida, cálculo de errores, normas de seguridad e higiene, etc.
A continuación expongo en la siguiente tabla las actividades prácticas más
importantes durante el desarrollo de esta materia. 15
Actividades 1, 2, 3 y 4: Adaptación de textos científicos a diferentes niveles educativos Lectura y comprensión de cuatro artículos científicos relacionados con la Física y la Química y realización de un resumen de los mismos y de un extracto para el alumnado, acorde a diferentes niveles educativos. Actividad 5: Exposición en el aula Exposición en parejas y con la ayuda de una presentación PowerPoint de un tema actual de interés científico. Nuestro tema fue la enfermedad de Creutzfeld-‐Jacob y la enfermedad de Alzheimer. Actividad 6: Premios Nobel Redacción de un informe sobre los aspectos y aportaciones más relevantes a la Ciencia, teniendo en cuenta el contexto histórico, de los premios Nobel de Física y Química. Actividad 7: Práctica de laboratorio Realización de dos prácticas de laboratorio: - Comparación del valor teórico y experimental de la resistencia de un conductor eléctrico a partir de la ley de Ohm. - Aplicación del principio de Arquímedes para calcular la densidad de un cuerpo Redacción de un informe de laboratorio donde se incluyen los materiales y procedimientos seguidos, los datos obtenidos y el cálculo de errores.
Principales competencias adquiridas - Comprender el valor formativo y cultural de las materias relacionadas con la enseñanza de la Física y la Química. - Conocer la evolución histórica de los planes educativos y los contenidos curriculares de la Física y la Química que se cursan en secundaria. - Conocer la historia y los desarrollos de la Física y la Química, así como sus perspectivas actuales para aplicarlas a los contenidos curriculares y poder transmitir una visión dinámica de las mismas. - Hacer referencias a contextos y situaciones en que se usan o aplican los diversos contenidos curriculares de la Física y la Química. - Comprender las dificultades de aprendizaje de las Ciencias por parte del alumnado y proponer estrategias eficaces para resolverlas.
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- Usar temas de actualidad que pongan de manifiesto la relevancia de la Física y la Química en el desarrollo social y en nuestras vidas cotidianas.
Aprendizaje y enseñanza de la Física y la Química Esta materia trata principalmente sobre la didáctica y planificación curricular de la Física y la Química en la educación secundaria. Numerosos estudios apuntan que a pesar de la necesidad de apostar por la formación de personas en el ámbito científico-‐tecnológico para dar respuesta a los cambios incesantes de las sociedades actuales, la educación en Ciencias sigue siendo, en general, una asignatura pendiente en nuestro sistema educativo. Sin duda, la enseñanza de las Ciencias nunca ha sido una tarea fácil y viene siendo un constante tema de debate, dando lugar a numerosas investigaciones sobre qué contenidos científicos deberían ser enseñados y cuáles son las metodologías más adecuadas para lograr una formación científica de calidad. Así, uno de los principales retos a los que se enfrenta el profesorado de Física y Química es que el alumnado se desprenda de su concepción estereotipada acerca de las Ciencias—que visualiza a menudo como un conjunto de fórmulas, conceptos y teorías que poco tienen que ver con su realidad cotidiana—, para fomentar la adquisición de un verdadero conocimiento científico, basado en la observación, análisis e investigación propios del método científico. Precisamente lo que pretende esta materia, entre otros aspectos, es aportar al futuro docente los conocimientos, recursos y estrategias necesarios para poder optimizar los procesos de enseñanza y aprendizaje en las materias relacionadas con la Física y la Química. Esto pasa primeramente por conocer y analizar de manera crítica la legislación educativa vigente y la presencia que estas materias tienen en el currículo actual de
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secundaria, los contenidos mínimos exigidos y criterios de evaluación de los diferentes cursos y etapas y su relación con otras materias. A esto nos dedicamos durante el primer bloque de esta asignatura, donde también analizamos los contenidos y resultados obtenidos en el último informe del Programa para la Evaluación Internacional de Alumnos (PISA, por sus siglas en inglés), donde se evalúan los aprendizajes y competencias adquiridos por el alumnado de secundaria de diferentes países. El segundo bloque de la asignatura se relaciona con las diferentes estrategias metodológicas aplicadas al aprendizaje de la Física y la Química. Repasamos los diferentes modelos educativos, centrándonos sobre todo en el modelo constructivista, donde volvimos a ver de una manera más profunda la importancia de tener en cuenta los conocimientos previos del alumnado y las estrategias más adecuadas para lograr un cambio conceptual en ellos. Sobre todo me pareció muy interesante y útil la última parte de este bloque dedicada a los materiales y recursos didácticos de los que disponemos en la actualidad y que podemos utilizar en nuestras clases. Aquí realizamos una visión general sobre la construcción de los mapas conceptuales y el uso de las Tecnologías de la Información y Comunicación (TICs): laboratorios asistidos por ordenador, páginas web, programas informáticos, etc. También aprendimos la clasificación y principales modelos de los problemas de Física y Química, así como las principales estrategias de resolución de éstos. En el tema dedicado al laboratorio escolar, participamos en las jornadas de Divulgaciencia 2011 a través de la elaboración de diversos talleres con experimentos sencillos de contenido científico, que mostramos y expusimos al alumnado de diferentes cursos de secundaria. Esta experiencia me pareció muy motivadora y gratificante, ya que me dio la oportunidad de relacionarme por primera vez con el alumnado y de experimentar por mí mismo los retos y dificultades que conllevan la práctica docente.
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El último bloque estuvo dedicado a la planificación y diseño de los distintos componentes de las programaciones didácticas, entre ellos la evaluación del proceso de aprendizaje del alumnado y de la propia programación y práctica educativa. Las principales actividades prácticas desarrollas en esta materia las resumo en la siguiente tabla. Actividad 1: Análisis de los contenidos de un libro de texto Relacionar los contenidos mínimos exigidos en la legislación educativa vigente para un determinado curso y la presencia de éstos en un libro de texto Actividad 2: Divulgaciencia 2011 Elaboración y exposición colectiva a grupos de alumnos y alumnas de secundaria de una serie de talleres experimentales relacionados con la Ciencia Actividad 3: Exposición oral Presentación y exposición oral de un tema relacionado con las ideas previas del alumnado sobre alguna cuestión de Física o Química. Mi tema fue la 3ª ley de Newton. Actividad 4: Resumen Elaboración de un resumen colectivo sobre el capítulo ‘La enseñanza y aprendizaje de la Física’ del libro ‘Enseñar Ciencias’ Ed. Graó. Actividad 5 y 6: Contextualización en el currículo de los contenidos de una conferencia Asistencia a las conferencias sobre energía fotovoltaica y rayos cósmicos en la Casa de las Ciencias de Logroño y posterior exposición oral en grupos, adaptando y contextualizando los contenidos de dichas conferencias al currículo de un curso de secundaria. Actividad 7, 8 y 9: Diseño y defensa de tres unidades didácticas - ‘La corriente eléctrica’ Física y Química de 1º de Bachillerato. - ‘Las fuerzas y el equilibrio de los líquidos’. Física y Química de 4º de la E.S.O. - ‘Las reacciones de transferencia de electrones’. Química de 2º de Bachillerato.
Principales competencias adquiridas
- Conocer los desarrollos teórico-‐prácticos de la enseñanza y el aprendizaje de la Física y Química y la legislación educativa vigente. - Transformar los currículos de Física y Química en actividades de enseñanza y aprendizaje.
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- Adquirir criterios de selección y elaboración de materiales educativos para la enseñanza y aprendizaje de la Física y Química. - Conocer las características y principales dificultades del alumnado en el aprendizaje de la Física y la Química, y por extensión, a la Ciencia en general. - Integrar y utilizar los diferentes recursos disponibles, entre ellos la comunicación audiovisual y multimedia en el proceso de enseñanza-‐aprendizaje de la Física y Química. - Diseñar programaciones y unidades didácticas relacionadas con la Física y la Química. - Entender el proceso de evaluación del aprendizaje del alumnado, de la práctica docente y de las programaciones didácticas como un proceso indispensable para la optimización y mejora de los procesos de enseñanza y aprendizaje. - Conocer estrategias y técnicas de evaluación, y concebirla como un instrumento de regulación y estímulo al esfuerzo.
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Periodo de prácticas
Mi periodo de prácticas transcurrió desde el 1 de marzo hasta el 20 de abril del
presente año en el Instituto de Educación Secundaria ‘Inventor Cosme García’ en Logroño, bajo la tutoría de Antonio Villar Cañas, profesor del centro de Física y Química en 3º y 4º de la E.S.O. y de Química de 2º de Bachillerato y de Rodrigo Martínez Ruiz, profesor del Máster de Profesorado en la Universidad de La Rioja. Para resumir mi experiencia durante el desarrollo de las prácticas haré primeramente una breve reseña de las características, funcionamiento y equipamiento del centro, para pasar seguidamente al análisis de los grupos-‐clase en los que impartí las unidades didácticas (las cuales incluyo al final de este capítulo) y finalizar con una reflexión sobre la metodología seguida en los procesos de enseñanza y aprendizaje y sobre mi periodo de prácticas en general.
Características, funcionamiento y equipamiento del centro
El centro comienza su andadura en el año 1886 con la Escuela de Artes y Oficios
impartiéndose las primeras enseñanzas técnico-‐profesionales en la comunidad. Prácticamente un siglo después, la Ley General de Educación de 1970 promovida por Villar Palasí, convertía a este centro educativo en el primer Instituto Politécnico de La Rioja, con el propósito de dar respuesta a la creciente demanda social de una formación técnica acorde con los nuevos retos del desarrollo industrial. Ya en el año 1985, debido a la pujanza de las enseñanzas profesionales, el centro aumenta su oferta educativa dando origen a un nuevo Instituto Politécnico, bautizado con el nombre del inventor riojano
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Cosme García Sáenz. Finalmente, con la implantación de la LOGSE en el año 1990 el centro se convierte en el actual I.E.S. “Inventor Cosme García”.
El centro está ubicado en el número 68 de la avenida República Argentina de la
ciudad de Logroño. A pesar de estar ubicado en una zona periférica al sur de la ciudad, el entorno se caracteriza por ser urbano y es de señalar la abundancia de edificaciones de nueva construcción y de amplias zonas verdes, lo que da una idea del aumento demográfico y evolución de la población que ha experimentado la zona en los últimos años. El nivel socio-‐económico general se puede considerar como medio a medio-‐alto. Otra de las características a destacar con respecto a otros barrios o zonas de la ciudad, es la relativamente baja proporción de personas llegadas de otros países, lo que se constata también en la realidad del centro y de las aulas.
Conviene señalar aquí el devenir que el centro ha experimentado en los últimos
años. En el Instituto Politécnico en la década de los ‘80 se impartían exclusivamente enseñanzas de carácter profesional y no gozaba precisamente por aquel entonces de demasiada buena fama en la comunidad. Cuando con la llegada de la LOGSE se amplió la oferta educativa, implantándose la Educación Secundaria Obligatoria y el Bachillerato, gran parte de la población de la zona se negó a matricular a sus hijos en el centro. Esta situación desembocó finalmente en una reacción popular y numerosas manifestaciones en contra de la ampliación de estudios ofrecida por el centro.
Desde entonces han pasado más de veinte años y hoy, podríamos decir que la
situación es diametralmente la opuesta. El I.E.S. “Inventor Cosme García” se ha convertido a lo largo de su trayectoria en uno de los más completos y valorados centros del actual mapa educativo riojano, caracterizándose por su amplia oferta educativa, que relaciono a continuación: 22
Formación Profesional Ciclos formativos de Grado Medio
Ciclos de Grado Superior
Gestión administrativa
Administración y finanzas
Mecanizado
Instalaciones electrotécnicas
Electromecánica de vehículos autopropulsados
Programación de la producción en fabricación mecánica
Soldadura y Calderería
Mantenimiento de equipo industrial
Instalaciones eléctricas y automáticas
Sistemas de telecomunicación e informática
Equipos electrónicos de consumo
Diseño en fabricación mecánica Desarrollo de productos electrónicos
Instalaciones de telecomunicaciones
Prevención de riesgos profesionales
Curso preparatorio para las pruebas de acceso a los ciclos formativos de Grado Medio y de Grado Superior Programas de Cualificación Profesional Inicial (PCPI) Operario de Instalaciones Eléctricas y Comunicaciones Auxiliar de Mantenimiento Básico de Edificios Operario de Fabricación Mecánica, Construcciones Metálicas y de Aluminio Educación Secundaria Obligatoria 1er ciclo
2º ciclo Diversificación curricular Bachillerato
Modalidad de Ciencias y Tecnología. Opción bilingüe en Matemáticas y Dibujo Técnico
Modalidad de Humanidades y Ciencias Sociales
Además, el centro está involucrado en la actualidad en numerosos proyectos que,
entre otros aspectos, posibilitan el intercambio del alumnado con aquél procedente de otros países comunitarios, promueven la inserción laboral de los jóvenes entre los 16 y los
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20 años, amplían la formación sobre nuevas tecnologías, etc. Entre los proyectos en los que está inmerso el centro en la actualidad destaco los siguientes: - Escuela oficial de idiomas en tu escuela - Pizarra digital y nuevas tecnologías - Globe - Ecoauditorías - Punto de Información Juvenil - Reciclado
Sin duda uno de los proyectos más ambiciosos que ha acometido el centro desde el
curso 2001/2002 es el haber adoptado como referente para mejorar su gestión el Modelo Europeo de Gestión de la Calidad (EFQM). Así, el centro considera la calidad como parte fundamental de su política y de su estrategia, a partir de la cual se rigen todas las actuaciones llevadas a cabo en el centro. Durante el curso pasado el centro consiguió la Certificación de Excelencia EFQM con el reconocimiento de Plata.
Equipamiento del centro
En líneas generales, el edificio que conforma el I.E.S. “Inventor Cosme García” consta
de dos módulos conectados que delimitan un patio central. En uno de los módulos se imparten principalmente las enseñanzas propias de la E.S.O. y del Bachillerato, mientras que en el otro módulo aquéllas pertenecientes a la Formación Profesional. Entre sus dependencias el centro cuenta con:
8 aulas generales
11 aulas de E.S.O.
1 aula de Tecnología
1 aula de Música
1 aula de Plástica
2 aulas de Informática
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1 aula de Diseño
1 aula de Mecanizado
1 aula de Control Numérico
1 aula de Fabricación Flexible
1 aula de Iniciación Profesional
2 aulas de Mantenimiento Vehículos
3 aulas de Administrativo
2 laboratorios: Ciencias Naturales y Física y Química
4 aulas-‐taller de Mantenimiento de Vehículos Autopropulsados
5 aulas-‐taller de Electrónica
3 aulas-‐taller de Electricidad
2 aulas-‐taller de Mecanizado
1 aula-‐taller de Iniciación Profesional
También cuentan como dependencias del centro:
Biblioteca General
Salón de Usos Múltiples
Secretaría
2 Salas de Tutoría
Conserjería
7 Salas para Departamentos Didácticos
Despacho de Dirección
Despacho del Administrador
Despacho de Orientación
2 despachos de Jefatura de Estudios
Sala de Tutoría
Sala de Profesores
Gimnasio
Pistas Deportivas
Cafetería
En cuanto a la dotación material de las aulas a las que asistí como oyente y en las posteriormente impartí clase, además del material y los recursos habituales de los que suelen estar dotadas las aulas, todas ellas disponen de un ordenador así como de un proyector para la realización de presentaciones. A su vez, el laboratorio de Física y Química
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está dotado de abundante material que posibilita la realización de diferentes prácticas de laboratorio. Tanto la estructura organizativa del centro, como el funcionamiento y, en general, toda la vida del centro se rigen por los tres principios fundamentales que resumo a continuación: -
Pluralismo ideológico: se respetan todas las ideologías, exceptuando aquéllas que atenten contra la dignidad del ser humano.
-
Libertad: la convivencia en el centro se desarrolla dentro de un marco de respeto a la libertad de todos sus miembros. El profesorado puede desarrollar su labor con libertad, respetando siempre los derechos y libertades del alumnado y evitando cualquier tipo de adoctrinamiento.
-
Igualdad: el centro se compromete a orientar la educación hacia la igualdad, eliminando cualquier tipo de discriminación por razones de nacimiento, raza, sexo, religión, o cualquier otra circunstancia personal o social.
El centro propone los criterios metodológicos propios del modelo constructivista, en la que los procesos de enseñanza y aprendizaje se enfocan desde la perspectiva del alumnado. Se tienen por tanto en cuenta, tanto los conocimientos previos del alumnado como sus intereses y expectativas, a partir de los cuales ha de construir su propio conocimiento, actuando el docente como un guía en dicho proceso. Se destaca también la necesidad de dotar de significado al aprendizaje, aproximándolo siempre que sea posible a situaciones de la realidad cotidiana, así como la admisión de ritmos de aprendizaje diferentes, que hacen necesaria una adaptación de los procesos de enseñanza y aprendizaje a la realidad del aula.
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En el siguiente apartado hago una revisión resumida de cómo está estructurado el
centro.
Órganos colegiados El Consejo Escolar está formado por 20 miembros. El Director, Administrador, Jefe de Estudios Diurno y Jefe de Estudios Nocturno son miembros natos. Los demás integrantes son elegidos por cada uno de los estamentos a los que pertenecen: siete miembros en representación de los profesores, cuatro miembros en representación de los alumnos, tres miembros en representación de los padres (AMPA), uno en representación del Personal de Administración y Servicios, y por último, un Concejal nombrado por el Ayuntamiento de Logroño. El Claustro de Profesores es el órgano propio de participación de los profesores en el gobierno del centro y tiene la responsabilidad de planificar, coordinar, informar y, en su caso, decidir sobre todos los aspectos educativos del centro. El Claustro está presidido por el Director y formado por la totalidad de los profesores que presten servicio en el centro.
Órganos unipersonales de gobierno Los órganos unipersonales de gobierno existentes en el centro son: el Director, los Jefes de Estudios Diurno y Nocturno, los Jefes de Estudios Adjuntos de la E.S.O. el Bachillerato y F.P.-‐Ciclos Formativos, y el Administrador. El Director es nombrado por el Consejo Escolar con una periodicidad de cuatro años. El nombramiento del resto de los miembros del Equipo Directivo son aprobados por el Consejo Escolar a propuesta del Director, excepto el Administrador que tiene un carácter permanente.
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Órganos de coordinación docente La Comisión de Coordinación Pedagógica está integrada por el Director, que será su presidente, los Jefes de Estudio, los Jefes de Estudio Adjuntos y los Jefes de Departamento. Actúa como Secretario el Jefe de Departamento de menor edad. Su función principal es la de supervisar la elaboración y redacción del Proyecto Curricular para cada una de las etapas educativas, de acuerdo con el currículo oficial y los criterios establecidos en el Claustro. Además, a lo largo del curso vela para que se cumpla lo establecido en dicho Proyecto. Los Departamentos Didácticos son los órganos básicos encargados de organizar y desarrollar las enseñanzas propias de las áreas, materias o módulos que tengan asignados, así como las actividades que se les encomienden dentro del ámbito de sus competencias. Los profesores del centro, de acuerdo con las asignaturas que imparten, están distribuidos en los siguientes departamentos:
Artes Plásticas
Ciencias Naturales
Economía
Ciencias Sociales, Geografía e Historia
Educación Física
Formación y Orientación Laboral
Francés
Física y Química.
Inglés
Lengua Castellana y Literatura.
Matemáticas
Música.
Tecnología
Griego y Latín
Filosofía
Administrativo
Electricidad-‐Electrónica
Fabricación Mecánica
Vehículos Autopropulsados
Además, en el centro existe un Departamento de Orientación tanto en régimen
matutino como vespertino. Dirigido por una psicopedagoga, también lo conforman dos profesores de ámbito, uno del área práctica y otro de la científico-‐técnica y cuatro profesores de Formación y Orientación Laboral (FOL). Por último, el Departamento de
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Actividades Extraescolares y Complementarias se encarga de promover, organizar y facilitar este tipo de actividades. Cada grupo de alumnos tiene un profesor que actúa como tutor. Es elegido por los profesores del grupo y designado por el Director a propuesta del Jefe de Estudios. La Junta de Profesores está constituida por todos los profesores que imparten docencia a un grupo de alumnos y su coordinación es responsabilidad del profesor tutor de dicho grupo. La Junta de Profesores se reúne según lo establecido por la normativa de evaluación y siempre que sea convocada por el Jefe de Estudios a propuesta del tutor de grupo.
Plan de convivencia y normas de comportamiento Para favorecer las relaciones entre los distintos sectores que conforman la Comunidad Educativa que permitan el buen funcionamiento del centro y la consecución de las metas educativas previstas, el centro dicta una serie de normas generales de convivencia que todos los miembros de la comunidad tienen que cumplir. Resumiendo, entre las normas de convivencia que afectan a todo el centro, se prima el trato respetuoso y el cuidado tanto de los bienes muebles e instalaciones del centro como las pertenencias de otros miembros de la comunidad educativa. También se dictan una serie de normas básicas que afectan a los recreos e intervalos entre clases, así como a las salidas y entradas del centro, el uso de la cafetería y de vehículos en el recinto del centro. También se reflejan una serie de normas que son de aplicación directa en las aulas. En ellas se fijan unas pautas básicas de comportamiento dentro de las aulas, talleres y laboratorios, así como las normas de puntualidad y los criterios de absentismo escolar del centro. Durante la realización de las prácticas en el I.E.S. “Inventor Cosme García” y tras el pertinente periodo de observación de los diferentes grupos, impartí dos unidades
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didácticas: una en la materia de Química en el único grupo de 2º de bachillerato y parte de otra en la materia de Física y Química en dos grupos de 4º de la E.S.O.
Análisis de los grupos-‐aula y desarrollo de las unidades didácticas A continuación explico de manera resumida, tanto las características psicoevolutivas y socioculturales más notables del alumnado de cada uno de los cursos, así como los procedimientos de enseñanza y aprendizaje llevados a cabo.
4º de la E.S.O. El alumnado que cursa el último curso de Educación Secundaria obligatoria presenta una edad que oscila entre los 15 y 16 años y se encuentra en la etapa de la adolescencia llamada adolescencia mediana o intermedia. A pesar de que ya antes de la pubertad se puedan apreciar en los niños muchos rasgos y características que configuran una forma de ser bastante definida, en palabras de Erikson es en la adolescencia donde se produce el afianzamiento de la personalidad y la búsqueda de la propia identidad. El adolescente tendrá así que perfilar la imagen que tiene de sí mismo, adoptar compromisos de carácter ideológico, elegir una profesión, optar por un estilo de vida y de relaciones, asumir valores de tipo moral, etc. A nivel de los contenidos, en la adolescencia media van abandonando paulatinamente las alusiones constantes a sus características corporales por aquellos rasgos referidos a su sistema de creencias, su filosofía de vida o sus expectativas de futuro. A nivel estructural, debido a que los adolescentes se relacionan cada vez más en contextos sociales diferentes (familia, amigos, relaciones de pareja,…), los diferentes elementos contradictorios que
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conforman el autoconcepto entran en conflicto y es común que adopten roles diferentes en función de las situaciones. En esta etapa se produce el cuestionamiento de las normas familiares que anteriormente se seguían. Los adolescentes se caracterizan por rebatir estas normas con argumentos propios, se hacen más autónomos y más asertivos, pasan más tiempo fuera de casa disminuyendo el número de interacciones positivas con los padres. En definitiva, se produce un distanciamiento del ámbito familiar y cobra una importancia especial el grupo de amigos o iguales que se refleja en la homofilia conductual. También en esta etapa se producen un distanciamiento y desinterés por las cuestiones académicas. En cuanto al desarrollo cognitivo, esta edad se caracteriza por la adquisición y consolidación del pensamiento formal, o capacidad de pensar en abstracto, en el que el pensamiento tendrá un carácter hipotético-‐deductivo y será conducido por ideas que no se reducen a datos concretos e inmediatos.
Desarrollo de la Unidad Didáctica Hay dos grupos de Física y Química en 4º de la E.S.O. El grupo A/B está formado por 19 alumnos: 9 chicos y 10 chicas y el grupo B/C por 20: 12 chicos y 8 chicas. Teniendo en cuenta la corta duración de mi práctica docente, considero que ambos grupos son muy similares tanto en sus características psicopedagógicas como socioculturales. Tal vez, uno de los primeros aspectos que me llamaron la atención es que en ambas aulas los chicos y las chicas se sientan en pupitres separados. A pesar de esta aparente “segregación por sexos” del aula, la relación existente entre los alumnos y alumnas es normal. En cuanto al alumnado procedente de otros países, sólo hay dos alumnos de ascendencia latino-‐americana que considero bien integrados en el grupo-‐clase. Aunque el alumnado presente obviamente un rendimiento académico diferente, forman un grupo 31
bastante homogéneo en cuanto a los niveles de conocimiento e instrucción, que por lo general es bueno. No hay ningún repetidor. Después de haber asistido a todas las clases como oyente y finalizada la Unidad Didáctica en 2º de bachillerato, empecé a impartir la Unidad Didáctica ‘Estructura atómica y reacciones químicas’ en ambos grupos. Dicha unidad se podría dividir en 3 sesiones. La primera, impartida por mi tutor, versó sobre formulación inorgánica. La segunda parte, la que impartí, sobre la estructura atómica y el concepto de mol y la última, sobre reacciones químicas y cálculos estequiométricos en general. Para mi parte dispuse finalmente de cinco sesiones en el aula. La metodología que empleé y las consideraciones didácticas están a su vez reflejadas en el correspondiente apartado de la Unidad Didáctica. Intenté, ante todo y en la medida de lo posible, seguir una metodología constructivista y participativa en el aula, fomentando el debate y utilizando recursos materiales didácticos variados, como la proyección de presentaciones, la construcción de un mapa conceptual, etc. Los ejercicios y problemas propuestos en el aula se realizaron en pequeños grupos, ya que considero que el trabajo en colectivo además de promover actitudes sociales positivas, es una metodología adecuada para que se complementen los diferentes estilos de aprendizaje y conocimientos que posee el alumnado. Atendiendo a la diversidad presente en el aula, cada vez que algún grupo mostraba dificultades en la resolución de algún ejercicio o problema, les indicaba las pautas para que consiguieran resolverlos por ellos mismos. Finalmente, los problemas eran resueltos por mí mismo o por algún alumno o alumna, remarcando en todo momento por mi parte los contenidos más relevantes. En cada una de las sesiones consideré importante comenzar con un breve repaso y aclaración de dudas sobre los contenidos vistos en la sesión anterior, con el fin de afianzar el aprendizaje y recabar información sobre la consecución de los objetivos propuestos. 32
Tal vez lo más complicado con grupos de estas edades es conseguir que presten la debida atención, ya que es sumamente fácil que se distraigan o atiendan a otro asunto diferente. Así, otro de los aspectos que tuve en cuenta es la de presentar los contenidos de forma que le fuese lo más familiar posible y atractiva al alumnado. En mi opinión, presentar los contenidos de manera que le permita dotar de significado propio aquello que está aprendiendo ayuda a despertar el interés y la motivación por aprender. Así, es recomendable indicarle al alumnado para qué aprenden, relacionando los contenidos con su realidad cotidiana y mostrándolos de una manera atractiva e interesante, en vez de hacerlo como si formasen un bloque de conocimientos descontextualizado y abstracto. La actitud de los alumnos y alumnas fue, desde mi punto de vista, muy positiva. Sin duda, el que yo fuese una novedad y representase una forma más de salir de la rutina diaria, hizo que se mostraran más motivados por el aprendizaje. Ambos grupos participaron en las actividades propuestas de manera activa, haciéndome frecuentemente preguntas y planteándome sus dudas. Así, aparte de lo normal, que fue el pedirles que se callaran o que atendiesen en algunas ocasiones, el clima de trabajo en el aula fue muy satisfactorio. Finalmente, debido a la falta de tiempo, no pude cumplir las previsiones que planteé en un principio, que era la de dar una Unidad Didáctica completa. Entre otras causas, la principal fue no prever que ambos grupos tendrían un intercambio interescolar con otro instituto en Inglaterra de más de una semana de duración. Todo ello hizo que me diese cuenta de la distancia que existe entre las expectativas iniciales referentes a la planificación teórica del aula y la realidad cotidiana de la práctica docente. 33
2º de Bachillerato El alumnado de segundo de bachillerato tiene una edad comprendida entre los 17 y 18 años, por lo que ya entraron en la etapa tardía de la adolescencia. Durante esta etapa se produce la integración de los diferentes aspectos y elementos contradictorios que conforman el autoconcepto. Así, los atributos de los adolescentes de estas edades se refieren frecuentemente a valores y creencias personales, así como a convicciones morales. Las normas que han regulado el comportamiento social y moral hasta el momento, serán evaluados en función de principios morales autónomos e independientes de la autoridad. Para entonces, los adolescentes ya habrán construido su propia escala de valores. Este avance requiere de importantes logros cognitivos relacionados con la capacidad de abstracción y el pensamiento dialéctico. Los adolescentes empiezan a verse a sí mismo como uno más y aprenden a conciliar y a entender diferentes puntos de vista. Al alumnado perteneciente al último curso de bachillerato se le presupone una mayor motivación intrínseca hacia el aprendizaje de la materia, así como un nivel de conocimientos básicos adquiridos en cursos anteriores que facilitan la adquisición y comprensión de contenidos más complejos y elaborados. Durante esta etapa educativa se presupone según la teoría piagetiana del desarrollo cognoscitivo, la consecución definitiva de un pensamiento formal de carácter hipotético-‐deductivo, cualitativamente superior y característico de las Ciencias Experimentales. Esto no es siempre así, ya que para el logro de un pensamiento formal hipotético-‐deductivo, intervienen también numerosos factores de carácter cultural y socioeconómico. Por tanto, no siempre nos encontraremos con alumnos que hayan alcanzado una forma de pensar propia de las operaciones formales.
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Desarrollo de la Unidad Didáctica Prácticamente tras llevar poco más de una semana de prácticas en el centro asistiendo a las clases de Química de 2º de bachillerato como oyente, empecé a impartir la Unidad Didáctica de ‘Reacciones de transferencia de electrones’, la cual me llevó más de tres semanas. A clase asisten 20 estudiantes: 20 alumnas y 9 alumnos. Hay dos chicos, uno de ascendencia magrebí y otro latinoamericana, que están totalmente integrados en el aula y cuyos rendimientos académicos son equiparables a la media de la clase. Cabe destacar también la conformación del aula según el rendimiento académico. En general el nivel de conocimientos y rendimiento académico es medio, pero existe un grupo sentado a la derecha del aula que presenta una gran desmotivación por el aprendizaje de la materia, adoptando a menudo una actitud de pasotismo y desinterés. Entre el alumnado no hay ningún repetidor o repetidora de la materia. Sin duda, uno de los aspectos que más influyeron en el planteamiento de los procesos de enseñanza y aprendizaje es el carácter propedéutico de 2º de bachillerato y la proximidad de la Prueba de Acceso a la Universidad (P.A.U). A estas alturas del curso, es la mayor preocupación que presenta el alumnado y las preguntas más habituales giran en torno a dicha prueba. Así, antes de empezar con la Unidad Didáctica en el aula, hice una recopilación de las cuestiones y problemas sobre reacciones redo de los últimos diez años de la P.A.U. De esta forma pude familiarizarme con los contenidos exigidos y con las cuestiones y problemas planteados más habitualmente. En clase, para repasar los contenidos más importante propuse aquellos problemas-‐tipo de la P.A.U. que, en mi opinión, presentaban una mayor dificultad para el alumnado. Todos los ejercicios propuestos fueron corregidos y explicados por mí en la pizarra. A mitad de la unidad y para comprobar el nivel de logro de los objetivos propuestos realicé una evaluación de carácter formativo, proponiendo seis ejercicios sobre los 35
contenidos vistos hasta el momento. Los resultados fueron peores de lo que esperaba ya que llevábamos prácticamente dos semanas con la Unidad Didáctica y, aunque bastantes alumnos y alumnas superaron la prueba, hubo algunos que prácticamente no realizaron correctamente ninguno de los ejercicios propuestos. El día siguiente procedí a la corrección de los ejercicios, resaltando los errores más habituales que cometieron y repasando los contenidos más valiosos e importantes de la Unidad Didáctica. Para finalizar la unidad, realizamos el montaje de una pila Daniell en el laboratorio y completamos los contenidos con la explicación y realización de ejercicios sobre la electrolisis. Durante el desarrollo de la Unidad Didáctica que impartí, el alumnado se mostró en todo momento respetuoso conmigo. Cabría señalar, de todas formas, que sólo algunos alumnos y alumnos intervienen de forma habitual en clase, ya sea a través del planteamiento de dudas o respondiendo a las preguntas realizadas. La participación, es por tanto, mejorable. El periodo de prácticas en el I.E.S. “Inventor Cosme García”, representó mi primer contacto con la realidad docente y con la práctica en las aulas en un centro de enseñanza reglada, y también el espacio donde pude poner en práctica los aprendizajes adquiridos durante el Máster de Profesorado. Sin duda este periodo conforma un punto de inflexión, en el cual se adquieren las nociones e indicios necesarios para despertar o no el interés por la práctica docente. En mi caso, llegué al centro lleno de incertidumbres, pero poco a poco y conforme avanzaban los días fueron desapareciendo. Hoy, tengo más claro mi deseo de dedicarme a la docencia. Tengo que agradecer el trato siempre respetuoso y cordial recibido por mi tutor en el centro, Antonio Villar Caña. Dada la responsabilidad de impartir clase en 2º de Bachillerato casi tan pronto llegué, reconozco que los primeros días me sentí un poco ansioso, pero 36
gracias al apoyo y confianza de mi tutor y al buen ambiente en el aula, conseguí poco a poco vencer el estado de nerviosismo inicial. Tal vez, uno de los aspectos que más me sorprendió durante mi intervención en las aulas fue la actitud del alumnado, tanto del Bachillerato como de la E.S.O. que fue siempre muy positiva, distando enormemente de las preconcepciones y prejuicios con los que llegué. En definitiva, estoy muy satisfecho con mi periodo de prácticas que recordaré siempre con un especial cariño.
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Unidad Didáctica ‘Estructura del átomo y reacciones químicas’ Física y Química 4º E.S.O. Curso 2010/2011
1. Introducción Esta Unidad Didáctica (UD) llamada ‘Estructura del átomo y reacciones químicas’ está dirigida al alumnado de edades comprendidas entre los 15 y 16 años que cursen la materia optativa de Física y Química de 4º de la E.S.O. Forma parte del Bloque 4. ‘Estructura y propiedades de las sustancias’. Para su elaboración se han tenido en cuenta, además de las características del alumnado: a) los aspectos curriculares recogidos en el Decreto 23/2007, de 27 de abril, por el que se establece el Currículo de la Educación Secundaria Obligatoria de la Comunidad Autónoma de La Rioja, b) los principios metodológicos y organizativos del Proyecto Educativo de nuestro centro y del Proyecto Curricular, c) las competencias básicas a desarrollar por el alumnado según el Anexo I del Real Decreto 1631/2006, de 29 de diciembre, por el que se establecen las enseñanzas mínimas correspondientes a la Educación Secundaria Obligatoria. Los alumnos de esta etapa educativa se encuentran en un periodo evolutivo en el que atraviesan un momento decisivo en la configuración de su propia identidad, pasando de una estructura centrada en la familia a una mayor integración en un sistema de iguales. En este periodo progresivo de afianzamiento de la identidad individual frente a los demás tienden a adoptar compromisos ideológicos o culturales y a tomar decisiones de forma
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autónoma sobre cuestiones personales y morales. En cuanto al desarrollo cognitivo, es especialmente en esta edad cuando se produce el tránsito del pensamiento concreto al pensamiento formal, más abstracto y de carácter hipotético-‐deductivo. La presente UD tiene como tema central la estructura atómica y las reacciones químicas, que guarda relación con otros bloques de materias de esta etapa educativa (Tabla I). Asimismo, se relaciona estrechamente con los contenidos que se verán con un mayor nivel de profundidad en diversas materias de la etapa postobligatoria. Tabla I. Relación con otros contenidos de la etapa. Materia
Curso
Bloque
Contenidos
Ciencias de la Naturaleza
1º
Bloque 2 La Tierra y el Universo
-‐ Átomos y moléculas: símbolos y fórmulas
Ciencias de la Naturaleza
2º
Bloque 2 Materia y Energía
-‐ Composición de la materia -‐ Átomos y moléculas -‐ Elementos y compuestos
Bloque 3 Diversidad y unidad de estructura de la materia Física y Química
3º Bloque 4. Cambios químicos y sus aplicaciones
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- Estructura atómica: partículas constituyentes. - Utilización de modelos. - Número atómico - Introducción al concepto de elemento químico - Masas atómicas y moleculares - Isótopos: concepto y aplicaciones - Las reacciones químicas - Perspectivas macroscópica y atómico-‐molecular de los procesos químicos - Representación simbólica - Concepto de mol - Ecuaciones químicas y su ajuste - Conservación de la masa - Cálculos de masa en reacciones químicas sencillas
2. Objetivos Objetivos generales -
Comprender el método científico para el planteamiento y resolución de problemáticas reales, inscritas tanto en el ámbito de las Ciencias como en el de la vida cotidiana.
-
Buscar, seleccionar e interpretar información científica a partir de diversas fuentes (libros, revistas, material audiovisual, Internet, etc.) y elaborar y expresar dicha información de manera adecuada.
-
Interpretar la tabla periódica y las fórmulas químicas, así como las reglas de formulación y nomenclatura de compuestos
-
Conocer el concepto de cambio químico o reacción química
-
Profundizar en el estudio de la ecuación química y del uso de las relaciones de estequiometría en cálculos
Objetivos específicos - Identificar las partículas constituyentes del átomo y sus características - Caracterizar los átomos mediante su número atómico y su número másico - Definir el concepto de isótopo - Determinar la masa atómica de un elemento a partir de la abundancia relativa de sus isótopos - Formular y nombrar compuestos inorgánicos según el método tradicional, sistemático o de Stock - Realizar ajustes por tanteo de reacciones químicas sencillas - Resolver cálculos estequiométricos con masas, moles y volúmenes - Identificar el reactivo limitante en una reacción química 40
- Determinar la fórmula empírica y molecular de un compuesto - Valorar el carácter tentativo, experimental y provisional de la Ciencia a través de la sucesión de los modelos atómicos - Mostrar interés por el conocimiento científico para comprender el mundo que nos rodea.
3. Contenidos Conceptuales -
Evolución histórica de los modelos atómicos hasta el modelo de Rutherford
-
El átomo y las partículas subatómicas
-
Caracterización de los átomos: número atómico y número másico
-
Isótopos de un elemento: abundancia relativa en la naturaleza
-
Concepto de unidad de masa atómica y mol. Hipótesis de Avogadro
-
Leyes ponderales: Ley de conservación de la masa de Lavoisier y Ley de las proporciones definidas de Proust
-
Reactivo limitante en una reacción química
-
Ley de los gases ideales
-
Fórmula empírica y molecular de los compuestos químicos
Procedimentales -
Formulación y nombramiento de compuestos inorgánicos según el método tradicional, sistemático y de Stock
-
Cálculo de la masa atómica de un elemento mediante la abundancia relativa de sus isótopos y viceversa
-
Realización de ajustes por tanteo de reacciones químicas sencillas 41
-
Resolución de cálculos estequiométricos de reacciones químicas sencillas con masa, mol y volumen.
-
Identificación del reactivo limitante en una reacción química.
-
Determinación de la fórmula empírica y molecular de un compuesto
Actitudinales -
Valoración del carácter tentativo, experimental y provisional de la Ciencia.
-
Interés por el conocimiento científico para comprender el mundo que nos rodea.
4. Actividades de enseñanza y aprendizaje En cuanto a la temporalización y secuenciación de las actividades propuestas en esta UD, creemos conveniente comenzar con un repaso general de la formulación de los compuestos inorgánicos. Trataremos los tres métodos aceptados en la actualidad por la IUPAC: el método tradicional, el sistemático y el de Stock. A este respecto, los contenidos serán iguales a los de Física y Química de 3º de la E.S.O., con la excepción de la inclusión en este curso de la formulación de las sales ácidas. Seguiremos con una introducción histórica a los modelos atómicos hasta el modelo nuclear o planetario propuesto por Rutherford y la explicación de los constituyentes del átomo y los isótopos. Después nos centraremos en cómo realizar ajustes de reacciones químicas sencillas por tanteo con el fin de realizar cálculos estequiométricos. Para ello, será necesario explicar convenientemente el concepto de mol, número de Avogadro y la ley de los gases ideales. Finalizaremos la UD mostrando el procedimiento para calcular la fórmula empírica y molecular de diferentes compuestos.
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Los recursos materiales que utilizaremos en el aula, además de los habitualmente disponibles, serán: -
el proyector, para una presentación en la que hacemos un breve recorrido histórico desde la concepción de la materia en la Antigua Grecia hasta el modelo atómico nuclear o planetario de Rutherford. Mostramos el famoso experimento de la “lámina de oro” y explicamos las características de las partículas subatómicas constituyentes del átomo. La presentación finaliza con la representación simbólica de los elementos, el concepto de isótopo y el cálculo de la masa atómica de un elemento a partir de la abundancia relativa de sus isótopos.
-
el libro de texto (Física y Química de 4º E.S.O., Editorial SM): tema 11 y tema 12.
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Temporalización y secuenciación
Sesión
Actividad
Sesión 1
Nº1
Introducción a la formulación inorgánica
Nº 2
Nº3
Sesión 2
Nº5
Objetivos
Contenidos
Lugar/Agrup/Recu
15’
Presentar los objetivos y criterios de evaluación respecto a formulación de compuestos inorgánicos
- Objetivos y criterios de evaluación - Introducción a las diferentes nomenclaturas aceptadas por la IUPAC
Aula/Grupo clase
Formulación inorgánica (repaso)
35’
Formular y nombrar compuestos inorgánicos según la nomenclatura tradicional, sistemática y de Stock
- Hidruros metálicos y no metálicos (nombre tradicionales) - Óxidos metálicos y no metálicos (anhídridos)
Formulación inorgánica (repaso)
30’
Formular y nombrar compuestos inorgánicos según la nomenclatura tradicional, sistemática y de Stock
- Ácidos hidrácidos y oxácidos - Sales de ácidos hidrácidos - Sales neutras de ácidos oxácidos - Hidróxidos
Aula/Grupo clase
- Formulación de compuestos inorgánicos vistos hasta el momento
Aula/Grupo pequeño
- Sales ácidas de ácidos oxácidos
Aula/Grupo clase
Ejercicios formulación
T
de
20’
Sesión 3
Nº6
20’ -
Formulación sales ácidas Ejercicios formulación
Sesión 4
Nº7
Evaluación
de
Formular y nombrar compuestos inorgánicos según la nomenclatura tradicional, sistemática y de Stock
30’ 50’ -
Comprobar consecución de objetivos
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- Formulación de compuestos inorgánicos
Aula/Grupo pequeño
- Formulación de compuestos inorgánicos con cualquier nomenclatura aceptada por la IUPAC
Aula/Trabajo individual/Prueba escrita
Sesión Sesión 5
Sesión 6
Actividad
T
Objetivos
Nº8
Mapa conceptual
10’
Conocer los conocimientos alumnado sobre el átomo
del
Nº9
Proyección presentación Explicación contenidos
30’
Valorar el carácter tentativo, experimental y provisional de la Ciencia a través de la sucesión de los modelos atómicos
Contenidos
Lugar/Agrup/Rec
- El átomo: características, partículas subatómicas…
Aula/ Grupo clase/ Proyector y Libro de texto
Mostrar interés por el conocimiento científico para comprender el mundo que nos rodea Identificar las partículas del átomo y sus características Caracterizar los átomos mediante su número atómico y su número másico Definir el concepto de isótopo
- Evolución histórica de los modelos atómicos hasta el modelo de Rutherford - El átomo y sus partículas subatómicas - Caracterización de los átomos: número atómico y número másico - Isótopos de un elemento: abundancia relativa en la naturaleza
Nº10
Ejercicio
10’
Determinar la masa atómica media de un elemento
- Cálculo de la masa atómica de un elemento mediante la abundancia relativa de sus isótopos y viceversa
Aula/ Grupo pequeño
Nº11
Explicación contenidos
30’
Realizar ajustes por tanteo de reacciones químicas sencillas Resolver cálculos estequiométricos con masas y moles
- Concepto de unidad de masa atómica y mol. - Hipótesis de Avogadro - Leyes ponderales: Ley de conservación de la masa de Lavoisier y Ley de las proporciones definidas de Proust
Aula/ Grupo clase
- Realización de ajustes por tanteo de reacciones químicas sencillas
Aula/ Grupo pequeño/ Libro de texto
Nº 12 Resolución de ejercicios
20’
- Resolución de cálculos estequiométricos reacciones químicas sencillas con masas y mol
45
de
Sesión Sesión 7
Actividad Nº13 Explicación de contenidos
T 30’
Nº14 Ejercicios
20’
Sesión 8
Nº15 Repaso y dudas Resolución de cuestiones, ejercicios y problemas
50’ -
Sesión 9
Nº16 Evaluación
50’ -
Objetivos
Contenidos
Lugar/Agrup/Rec
Realizar ajustes por tanteno de reacciones químicas sencillas Resolver cálculos estequiométricos con volúmenes de gases Determinar la fórmula empírica y molecular de un compuesto Identificar el reactivo limitante en una reacción química
- Ley de los gases ideales
Aula/ Grupo clase/ Proyector Libro de texto
- Determinación de la fórmula empírica y molecular de un compuesto - Identificación del reactivo limitante en una reacción química
Aula/ Grupo pequeño/ Libro de texto
Objetivos propios de la UD
- Contenidos propios de la UD
Aula/ Grupo clase/ Libro de texto
Comprobar consecución de los objetivos propuestos en la UD
- La prueba versará sobre los contenidos propios de la UD
Aula/ Trabajo individual/ Prueba escrita
46
- Reactivo limitante en una reacción química - Fórmula empírica y molecular de los compuestos químicos
5. Metodología La metodología adoptada a lo largo del desarrollo de esta UD estará en consonancia con la propuesta en la programación didáctica de la materia de Física y Química de 4º de la E.S.O. La intervención educativa a través de la ayuda específica por parte del profesorado se justifica porque existen aspectos del desarrollo personal de cada individuo que éste no puede adquirir de forma autónoma. Sin embargo, siguiendo el modelo constructivista, creemos que es el alumnado quien debe elaborar sus propios conocimientos, y es por lo tanto, sujeto de su propio aprendizaje, actuando el profesorado como guía o facilitador de dicho proceso. Para ello es necesario averiguar previamente los intereses y conocimientos del alumnado y, a partir de ahí, presentar la nueva información de forma secuenciada y estructurada a través de un proceso dialógico-‐constructivista, teniendo en cuenta la capacidad comprensiva del alumnado, para que reorganice y reestructure su conocimiento, integre la nueva información y le permita transferirla a otras situaciones. En nuestro caso, para poner de manifiesto tanto los conocimientos que el alumnado ya posee como sus intereses, proponemos en esta Unidad Didáctica la elaboración colectiva de un mapa conceptual sobre el átomo y sus principales características. Esta actividad es, a su vez, un primer paso para despertar la motivación en el alumnado, imprescindible si queremos lograr la adquisición de un aprendizaje significativo. Para que el alumnado construya de manera activa los significados y no perciba el aprendizaje como una mera adquisición pasiva de la información, es necesario establecer relaciones entre lo que aprenden y la realidad cotidiana que les rodea. Por lo tanto, es preciso que el alumnado dote de significado a su proceso de aprendizaje, 47
ayudándole a descubrir a lo largo del desarrollo de la Unidad Didáctica para qué aprende. Precisamente, para despertar la motivación del alumnado, pensamos que es indispensable que participe de manera activa, planteando preguntas generadoras con el fin de mostrar por qué y para qué se ha creado el cuerpo de conocimiento al respecto, cómo fueron los diferentes contextos históricos e investigaciones que lo posibilitaron y, sobre todo, cuáles fueron los avances científicos y tecnológicos que desencadenaron. También creemos fundamental, la realización de una breve síntesis de los contenidos, tanto al comenzar como al finalizar cada una de las sesiones, con el propósito de repasar e interrelacionar los contenidos más valiosos de la Unidad Didáctica. Así, volveremos de forma constante sobre los diferentes contenidos para comprobar su correcta comprensión y la adquisición de aprendizajes significativos por parte del alumnado. Finalmente, la participación activa y el aprendizaje cooperativo son otros de los aspectos metodológicos que contemplamos en el desarrollo de las actividades propuestas en esta Unidad Didáctica. Asumimos la organización cooperativa de las actividades, porque creemos que frente a una más individualista o competitiva, contempla las diferencias de aprendizaje de cada alumno y alumna creando un clima positivo de trabajo en el aula. Con el aprendizaje entre iguales pretendemos además, favorecer actitudes sociales positivas, como son la consideración de las diferentes opiniones y puntos de vista de los demás.
Consideraciones didácticas Número másico y masa atómica relativa Es importante hacer notar que tanto el número atómico (el “carnet de identidad de un elemento”), como el número másico son números enteros, ya que en un caso es el
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número de protones y en el otro la suma del número de protones y neutrones presentes en el núcleo. Aquí, conviene resaltar mediante ejemplos que, entre otros aspectos, la existencia de isótopos y sus abundancias relativas son el motivo del porqué no coinciden el valor del número másico y de la masa atómica de los elementos. Unidad de masa atómica (u) Se define la unidad de masa atómica como la doceava parte de la masa de un átomo de carbono 12. Es importante que el alumnado comprenda que estamos ante una medida de masa a escala microscópica, adecuada para expresar la masa de un solo átomo (o una única molécula) pero inadecuada para poder trabajar a una escala macroscópica o humana. El concepto de “cantidad de sustancia” y mol La “cantidad de sustancia” y su unidad el mol es una de las siete magnitudes Físicas fundamentales del Sistema Internacional de Unidades. El mol de una sustancia se define como “la cantidad de esa sustancia que contiene tantas entidades elementales del tipo considerado, como átomos hay en 12 gramos de carbono-12. Tal vez estemos ante uno de los conceptos que entrañan una mayor dificultad de comprensión por parte del alumnado. Conviene resaltar que el mol no es “un número” ni “una masa”, si no una manera de “contar” partículas elementales de una sustancia a escala humana o macroscópica. Así, un mol de moléculas de H2O contiene un número de moléculas de H2O igual al número de Avogadro, cuya masa es igual a la masa molecular expresada en gramos, es decir, 18 gramos. Número de Avogadro
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Aunque el alumnado percibe el número de Avogadro como un número muy grande, su verdadera dimensión se puede poner de manifiesto mediante el siguiente ejercicio. ¿Cuánto tardaría la población mundial (6·109 habitantes) en contar las moléculas de agua que hay en un mol de agua, si cada habitante contase a una velocidad de 100 moléculas de agua por segundo? La respuesta es sin duda sorprendente: tardaríamos más de 30000 años.
6. Competencias básicas La Ley Orgánica 2/2006, de 3 de mayo, de Educación, en su artículo 6 integra las competencias básicas en el currículo y en el artículo 26.1 en el que se establecen los principios pedagógicos de la E.S.O., determina que en esta etapa se prestará especial atención a la adquisición y desarrollo de las competencias básicas. Estas serán referentes de los procesos de enseñanza-‐aprendizaje y de evaluación. Todo ello implica que las enseñanzas que se establecen en el currículo oficial y su concreción en los centros han de garantizar el desarrollo de las competencias básicas por los alumnos. Las competencias básicas que se trabajan en esta Unidad Didáctica son las siguientes:
Competencia en comunicación lingüística - Manejar de manera rigurosa y concreta la terminología relacionada con el átomo, los elementos y los compuestos. - Comprender y resumir textos científicos. Las lecturas específicas de este área, permiten, así mismo, la familiarización con el lenguaje científico. - Expresar por escrito ideas científicas y explicar mediante ellas distintos fenómenos.
Competencia matemática - Realizar cálculos sencillos utilizando los parámetros atómicos estudiados. 50
- Realizar cálculos estequiométricos en la reacciones químicas utilizando proporciones. - Calcular masas moleculares a partir de la fórmula química utilizando la tabla periódica de los elementos. - Calcular la masa relativa de un elemento a partir de la abundancia relativa de los isótopos en la naturaleza.
Competencia en el conocimiento y la interacción con el mundo físico - Comprender cómo es la estructura de la materia a nivel atómico - Distinguir entre elementos y compuestos. - Valorar la importancia de las reacciones químicas en el desarrollo de la sociedad.
Tratamiento de la información y competencia digital - Comprender y utilizar la información contenida en la tabla periódica. - Buscar y seleccionar información existente en fuentes bibliográficas y en la red sobre el átomo, los elementos y compuestos.
Competencia para aprender a aprender - Obtener conclusiones de forma autónoma, a partir de la búsqueda de información o de los datos suministrados, sobre modelos atómicos, elementos, compuestos y reacciones químicas.
Competencia cultural y artística -‐ Conocer el devenir histórico del desarrollo de los sucesivos modelos atómicos y valorar la provisionalidad del conocimiento científico.
51
7. Atención a la diversidad El carácter optativo de la materia de Física y Química de 4º de la E.S.O. es en sí misma una medida de atención a la diversidad. Aunque debido a ello, el alumnado presente, por lo general, un mayor interés y motivación por el aprendizaje de esta materia, habrá que tener en cuenta la diversidad presente en el aula. Con ello, atendiendo a la diversidad en cuanto a las capacidades personales y ritmos de aprendizaje, se tratará de conseguir que cada uno de las alumnas y alumnos propuestas en la presente UD serán lo suficientemente abiertas y flexibles, adaptándolas a los intereses y motivaciones del alumnado. Realizaremos un seguimiento de todo el alumnado, especialmente de aquellos alumnos y alumnas que presenten un ritmo de aprendizaje diferente, proponiéndose tanto actividades de refuerzo como de ampliación. Para ello, tendremos en cuenta los recursos humanos y materiales propios de nuestro centro y de la comunidad. Llegados al caso de ser necesaria una adaptación curricular no significativa, los objetivos específicos mínimos serán: -
Identificar las partículas constituyentes del átomo y sus características
-
Caracterizar los átomos mediante su número atómico y su número másico
-
Definir el concepto de isótopo
-
Formular y nombrar compuestos inorgánicos según el método tradicional, sistemático o de Stock
-
Realizar ajustes por tanteo de reacciones químicas sencillas
-
Resolver cálculos estequiométricos con masas, moles y volúmenes
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8. Evaluación Criterios de evaluación -
Formula y nombra compuestos inorgánicos según el método tradicional, sistemático o de Stock
-
Identifica las partículas constituyentes del átomo y sus características
-
Caracteriza los átomos mediante su número atómico y su número másico
-
Define correctamente el concepto de isótopo
-
Determina la masa atómica de un elemento a partir de la abundancia relativa de sus isótopos
-
Realiza ajustes por tanteo de reacciones químicas sencillas
-
Resuelve cálculos estequiométricos utilizando masas, moles y volúmenes
-
Resuelve cálculos teniendo en cuenta el reactivo limitante en una reacción química
-
Determinar la fórmula empírica y molecular de un compuesto
Como recoge la Programación Didáctica, la evaluación se realizará de forma continuada y global, a través de todo el proceso educativo, recogiendo información para proporcionar una atención individualizada en cada momento. Así, los procedimientos de evaluación del aprendizaje se llevará a cabo utilizando los siguientes instrumentos de evaluación: -
Observación sistemática del proceso de clase: en el que se valorará tanto la asistencia y puntualidad, como el interés por la materia. También se tendrá en cuenta las intervenciones y la participación en el aula
-
Expresión oral y escrita
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-
Actividades propuestas durante el desarrollo de la unidad: el alumnado tendrá que entregar un cuaderno de actividades que se revisará con una periocidad mínima de un mes. Se valorará la correcta pulcritud y presentación, así como la adecuada resolución de los ejercicios propuestos.
-
Pruebas escritas: durante el desarrollo de la presente UD se realizarán dos pruebas escritas con carácter de evaluación sumativa. Una de las pruebas versará sobre formulación inorgánica, donde se podrá formular y nombrar los distintos compuestos en cualquiera de las nomenclaturas aceptadas por la IUPAC (tradicional, sistemática o de Stockes). La segunda prueba planteada se realizará una vez finalizada la UD, donde se evaluará la consecución de los objetivos propuestos. El 80% de la nota final de la evaluación se corresponderá a la media aritmética de
todas las pruebas escritas propuestas en las diferentes unidades didácticas. Así, el 20% de la nota final se corresponderá a la evaluación del aprendizaje a través de los instrumentos de evaluación restantes
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Unidad Didáctica Reacciones de transferencia de electrones Química 2º Bachillerato Curso 2010/2011 1. Introducción La siguiente Unidad Didáctica (UD) llamada ‘Reacciones de transferencia de electrones’ está dirigida al alumnado de edades comprendidas entre los 17 y 18 años de 2º de bachillerato de la modalidad de Ciencias y Tecnología que cursen la materia de Química. Para la elaboración de esta única UD perteneciente al 8º bloque de contenidos ‘Introducción a la electroquímica’ reflejado en el Decreto 45/2008, de 27 de junio, por el que se establece el currículo de bachillerato de la Comunidad Autónoma de La Rioja, se han tenido en cuenta tanto los contenidos y los criterios de evaluación recogidos en dicho decreto, como los principios psicológicos, metodológicos y organizativos establecidos en el Proyecto Educativo y el Proyecto Curricular de Etapa. Al alumnado perteneciente al último curso de bachillerato se le presupone una mayor motivación intrínseca hacia el aprendizaje de la materia, así como un nivel de conocimientos básicos adquiridos en cursos anteriores. La adquisición durante esta etapa educativa de un pensamiento formal de carácter hipotético-‐deductivo cualitativamente superior y característico de la Ciencia, exige una cuidadosa programación de las actividades propuestas, tanto desde el punto de vista metodológico como científico. En esta UD el alumnado aprenderá cómo en una celda electroquímica o pila, a partir de reacciones químicas espontáneas que impliquen transferencia de electrones se obtiene una corriente eléctrica, y cómo en una cuba electrolítica tiene lugar el proceso inverso: con la aplicación de una corriente eléctrica se provoca una reacción química. 55
Aprenderá a reconocer las numerosas aplicaciones de las reacciones redox, como son la obtención de metales y otras sustancias, la obtención de energía eléctrica, la protección de los metales frente a la corrosión mediante el proceso llamado galvanoplastia, etc. así como las consecuencias medioambientales que conllevan un incorrecto reciclaje de las pilas. Los contenidos de esta UD están estrechamente relacionados con los contenidos de otros bloques de la materia de Química de 2º de bachillerato (Tabla I) y con los contenidos de otras materias impartidas durante la etapa (Tabla II):
Tabla I. Relación con otros contenidos de la materia de Química Bloque
Contenidos relacionados
Bloque 1 Contenidos comunes
-‐ Método científico
Bloque 2 Introducción a la Química
-‐ Revisión de la formulación y nomenclatura de compuestos inorgánicos según las normas IUPAC -‐ Mol -‐ Preparación de disoluciones y formas de expresar su concentración -‐ Estequiometría de las reacciones químicas
Bloque 3 Estructura atómica y clasificación
-‐ Reglas que rigen la estructura electrónica de un elemento
Bloque 5 Transformaciones energéticas en las reacciones químicas
-‐ Espontaneidad de las reacciones químicas -‐ Condiciones que determinan el sentido de evolución de un proceso químico
Bloque 7 Ácidos y bases
-‐ Volumetrías ácido-‐base
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Tabla II. Relación con contenidos de otras materias de la etapa Materia Ciencias para el mundo contemporáneo
Curso
Bloque
Contenidos
Bloque 5 1º
Nuevas necesidades, nuevos materiales. Bloque 5
-‐ Los metales, riesgos a causa de su corrosión -‐ Análisis medioambiental y energético del uso de los materiales -‐ Generadores de corriente
Electricidad Física y Química
1º
Bloque 8 Estudio de las transformaciones químicas
Tecnología Industrial I
1º
Biología
2º
Ciencias de la Tierra y medio ambientales
2º
Electrotecnia
2º
Tecnología Industrial II
2º
-‐ Estequiometría y valoración de reacciones químicas
-‐ Obtención, transformación, transporte y distribución de Bloque 5. las principales fuentes de energía Recursos energéticos -‐ Repercusiones medioambientales Bloque 2 -‐ Procesos metabólicos, la respiración celular y la Morfología, estructura fotosíntesis del carbono y funciones celulares Bloque 2 -‐ La contaminación hídrica: detección, corrección y Los sistemas fluidos externos y su prevención dinámica -‐ Circuito eléctrico de Bloque 3 corriente continua -‐ Generadores: pilas y Circuitos eléctricos acumuladores Bloque 1
-‐ Oxidación y corrosión -‐ Tratamientos superficiales
Materiales
57
2. Objetivos Objetivos generales -
Explicar los conceptos y leyes más importantes relacionados con la electroquímica
-
Resolver con autonomía cuestiones y problemas sobre reacciones de oxidación y reducción
-
Realizar una experiencia de laboratorio en la que intervengan reacciones con intercambio de electrones
-
Comprender el papel de la electroquímica en la vida cotidiana y su contribución a la mejora de la calidad de vida
-
Valorar los posibles problemas asociados a las aplicaciones tecnológicas de los procesos electroquímicos
Objetivos específicos -
Identificar reacciones redox a través del cambio en el número de oxidación
-
Realizar el ajuste de reacciones redox en medio ácido y básico
-
Realizar cálculos estequiométricos y valoraciones redox
-
Señalar las aplicaciones de reacciones de intercambio de electrones y sus componentes: pila galvánica y cuba electrolítica
-
Resolver problemas mediante el potencial estándar de los electrodos en pilas galvánicas y cubas electrolíticas
-
Aplicar las leyes de Faraday para cálculos en procesos electrolíticos
-
Confeccionar una pila galvánica en el laboratorio y redactar un informe
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3. Contenidos
Conceptuales -
Concepto de oxidación y reducción. Agentes oxidantes y reductores.
-
Número de oxidación.
-
Concentración de una disolución oxidante o reductora: normalidad.
-
Celda o pila galvánica. Pila Daniell. Nombre y signo de los electrodos. Puente salino.
-
Fuerza electromotriz estándar y notación de una pila.
-
Electrodo estándar de hidrógeno.
-
Potencial estándar de reducción de un electrodo. Escala de potenciales de reducción.
-
Predicción de los procesos redox en una pila galvánica.
-
Electrólisis. Electrólisis de una sal fundida y de sustancias disueltas.
-
Leyes de Faraday.
-
Corrosión de metales: mecanismo y prevención. Galvanoplastia.
-
Reciclaje selectivo de pilas
Procedimentales -
Identificación de un proceso redox en términos de transferencia electrónico o de cambio en el número de oxidación.
-
Aplicación del método del ión-‐electrón en el ajuste de reacciones redox, tanto en medio ácido como en medio básico.
-
Realización de cálculos estequiométricos con la normalidad de las disoluciones.
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-
Determinación de la diferencia de potencial estándar de una pila (fem) y de la predicción de la reacción redox a partir de potenciales estándar de los electrodos.
-
Identificación de las especies químicas obtenidas en la electrólisis de una sal fundida y de sustancias disueltas a partir de los potenciales estándar de reducción.
-
Aplicación de las leyes de Faraday para cálculos electrolíticos como son la masa depositada en un proceso electrolítico, intensidad de la corriente, duración del proceso, etc.
-
Construcción de una pila Daniell en el laboratorio y redacción de un informe.
Actitudinales -
Valoración de la importancia de las aplicaciones tecnológicas de la electroquímica en la vida cotidiana.
-
Sensibilización ante la recogida selectiva de pilas valorando la capacidad que tienen para producir alteraciones en el medio ambiente.
4. Actividades de enseñanza y aprendizaje En cuanto a la temporalización, las actividades de la UD se llevarán a cabo a lo largo de 11 sesiones más 1 sesión adicional para la evaluación sumativa final del trimestre, lo que equivale a tres semanas de periodo lectivo. El motivo principal del mayor número de sesiones que otras unidades didácticas de la programación, es que el alumnado se enfrentará a numerosos conceptos nuevos que son necesarios que aprenda para que pueda resolver con autonomía las cuestiones y problemas propios de la unidad.
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Por este motivo, se proponen numerosas actividades involucradas en la resolución de éstos, así como una sesión dedicada a realizar una experiencia de laboratorio con el fin de reforzar el aprendizaje. En cuanto a los recursos materiales para el desarrollo de las actividades propuestas se utilizará: -
El libro de texto (Química 2º bachillerato, Ed. SM),
-
Una recopilación de cuestiones y problemas resueltos (Anexo ) de la P.A.U. de la C.A. de La Rioja entre los años 2001 y 2010.
-
TICs: la pila galvánica y la electrolisis (Proyector)
-
Una presentación: ‘¿Pila galvánica o voltaica?’ (Proyector)
-
Material de laboratorio para la elaboración de una pila Daniell. y guión de prácticas A continuación, muestro la temporalización de las actividades de enseñanza y
aprendizaje propuestas en la Unidad Didáctica, su relación con los objetivos y contenidos, así como el lugar, tipo de agrupamiento, duración y recursos didácticos utilizados.
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Temporalización y secuenciación Sesión Actividad T Sesión 1
Objetivos
Contenidos
Lugar/Agrup/Recu
Nº1
Introducción a la UD
15’
Presentar los objetivos, criterios de evaluación y contenidos evaluables en la PAU
- Objetivos, criterios de evaluación de la UD - Contenidos evaluables en la PAU
Aula/Grupo clase
Nº2
Explicación de conceptos
20’
Explicar los conceptos y leyes más importantes relacionados con la electroquímica
- Concepto de oxidación y reducción. Agentes oxidantes y reductores - Número de oxidación
Aula/Grupo clase Libro de texto
Nº3
Resolución de cuestiones
15’
Identificar reacciones redox a través del cambio en el número de oxidación
- Identificación de un proceso redox en términos de transferencia electrónica o de cambio en el número de oxidación
Aula/Grupo clase Libro de texto
Nº4
Resolución de problemas
20’
Realizar el ajuste de reacciones redox en medio ácido
- Aplicación del método del ión-‐electrón en el ajuste de reacciones redox en medio ácido
Aula/Grupo clase Libro de texto
Nº5
Resolución de problemas
30’
Realizar el ajuste de reacciones redox en medio básico
- Aplicación del método del ión-‐electrón en el ajuste de reacciones redox en medio básico
Aula/Grupo clase Libro de texto
Sesión 3
Nº6
Repaso y dudas Resolución de problemas
50’
Realizar el ajuste de reacciones redox en medio ácido y básico
- Aplicación del método del ión-‐electrón en el ajuste de reacciones redox en medio ácido y básico
Aula/Grupo clase Ejercicios PAU Libro de texto
Sesión 4
Nº7
Explicación de contenidos
10’
- Concentración de una disolución oxidante o reductora: normalidad
Nº8
Resolución de problemas
15’
Aula/Grupo clase Libro de texto Ejercicios PAU
Nº9
Repaso y dudas Resolución de problemas
25’
Sesión 2
Realizar cálculos estequiométricos y valoraciones redox
- Realización de cálculos estequiométricos con la normalidad de las disoluciones. Realizar el ajuste de reacciones redox en medio ácido y básico
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- Aplicación del método del ión-‐electrón en el ajuste de reacciones redox en medio ácido y básico
Sesión Sesión 5
Actividad
T
Objetivos
Contenidos
Lugar/Agrup/Rec
15’
Nº10 Repaso y dudas Res. problema
Realizar el ajuste de reacciones redox en medio ácido
- Aplicación del método del ión-‐electrón en el ajuste de reacciones redox en medio ácido
Aula/ Grupo clase/ Ejercicio PAU
Nº11 Introducción tema
15’
Introducción al tema: pilas galvánicas
- Consideraciones históricas: Galvani y Volta
Aula/ Grupo clase/ Proyector
Nº12 Explicación de conceptos
20’
Señalar las aplicaciones de reacciones de intercambio de electrones y sus componentes: pila galvánica
- Celda o pila galvánica. Pila Daniell - Nombre y signo de los electrodos. Puente salino
Aula/ Grupo clase/ Proyector TIC pila galvánica
Nº14 Explicación de conceptos
30’
Explicar los conceptos y leyes más importantes relacionados con la electroquímica
-
Nº15 Resolución de problemas
20’
Resolver problemas mediante el potencial estándar de los electrodos en pilas galvánicas
- Determinación diferencia de potencial estándar de una pila (fem) y predicción de la reacción redox a partir de potenciales estándar de los electrodos
Aula/ Grupo clase/ Libro de texto
Sesión 7
Nº16 Evaluación formativa
50’
Comprobar consecución de los objetivos propuestos en la UD
- Contenidos de la UD hasta ese momento
Aula/ Trabajo individual/ Prueba escrita
Sesión 8
Nº17 Corrección de la prueba escrita
50’ -
Obtener información sobre el nivel de consecución de los objetivos Redirigir y optimizar los procesos de enseñanza y aprendizaje
- Contenidos de la UD hasta ese momento
Aula/ Grupo clase
Sesión 6
Electrodo estándar de hidrógeno Potencial estándar reducción electrodo Escala de potenciales de reducción Predicción de los procesos redox en una pila
-
63
Aula/ Grupo clase/ Libro de texto
Sesión
Sesión 9
Actividad Nº18 Experiencia de laboratorio
T
Objetivos
50’ -
-
-
Sesión 10
SESIÓN
- Celda o pila galvánica. Pila Daniell. Nombre y signo de los electrodos. Puente salino. - Fuerza electromotriz estándar y notación de una pila. - Potencial estándar de reducción de un electrodo. Escala de potenciales de reducción. - Predicción de los procesos redox en una pila galvánica. - Determinación de la diferencia de potencial estándar de una pila (fem) y de la predicción de la reacción redox a partir de potenciales estándar de los electrodos. - Construcción de una pila Daniell en el laboratorio y redacción de un informe. - Valoración de la importancia de las aplicaciones tecnológicas de la electroquímica en la vida cotidiana
Laboratorio/ Grupo pequeño (3-‐4)/ Material de laboratorio Guión de prácticas
Aula/Grupo clase TIC electrolisis Libro de texto
30’ -
Explicar los conceptos y leyes más importantes relacionados con la electroquímica
- Electrólisis. Nombre y signo electrodos. - Electrólisis de una sal fundida y de sustancias disueltas. Leyes de Faraday
Nº20 Resolución de problemas
20’ -
Resolver problemas mediante el potencial estándar de los electrodos en cubas electrolíticas Aplicar las leyes de Faraday para cálculos en procesos electrolíticos
- Identificación de las especies químicas obtenidas en un proceso electrolítico - Aplicación de las leyes de Faraday para cálculos electrolíticos
Nº21 Repaso/dudas de la UD
30’ -
Resolver con autonomía cuestiones y problemas sobre reacciones redox
- Contenidos de la UD
Nº22 Explicación de conceptos
20’ -
Valorar los posibles problemas que resultan de los procesos electroquímicos y de sus aplicaciones
- Corrosión de metales: mecanismo y prevención. Galvanoplastia. - Reciclaje selectivo de pilas
Comprobar y calificar sobre los objetivos del trimestre
- UD: Reacciones de intercambio de protones - UD: Reacciones de precipitación. Solubilidad. - UD: Reacciones de intercambio de electrones
Evaluación SUMATIVA FINAL
-‐
-
Lugar/Agrup/Rec
Realizar una experiencia de laboratorio en la que intervengan reacciones con intercambio de electrones Confeccionar una pila galvánica en el laboratorio y redactar un informe Comprender el papel de la electroquímica en la vida cotidiana y su contribución a la mejora de la calidad de vida Resolver con autonomía cuestiones y problemas sobre reacciones de oxidación y reducción
Nº19 Explicación de conceptos
Sesión 11
Contenidos
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Aula/Grupo clase Ejercicios PAU Libro de texto
Aula/Trabajo individual/ Prueba escrita
5. Metodología En esta Unidad Didáctica se fomentará la actividad constructiva del alumnado para que aprenda, modifique y reelabore su esquema de conocimiento, con el fin de que construya sus propios aprendizajes, actuando el profesorado como guía mediador para la construcción de aprendizajes significativos. Se partirá de los conocimientos adquiridos por el alumnado en cursos anteriores, relacionando siempre que sea posible, los contenidos de la UD con otros contenidos, tanto de Química como de otras materias. Con el fin de estructurar un conocimiento funcional, se incluirán los hechos, conceptos, teorías y modelos de la Química, así como el contexto histórico y las investigaciones que dieron lugar a las numerosas aplicaciones tecnológicas de las reacciones que implican intercambio de electrones, analizando a su vez las repercusiones sociales y medioambientales que conllevan. Todos estos aspectos deberán ser enfocados de un modo interesante, accesible y motivador, teniendo siempre en cuenta la diversidad de intereses que pueda tener el alumnado. La aplicación y revisión de los conceptos teóricos de esta UD a través de la resolución de ejercicios y problemas, se plantearán de manera que faciliten la reflexión del alumnado sobre su propio aprendizaje. Atendiendo a la secuenciación de contenidos, se propondrán cuestiones y problemas de creciente dificultad, que finalmente supongan un verdadero desafío intelectual y que sean apropiados para su resolución de forma cooperativa. En esta UD se realizará un trabajo práctico de laboratorio en grupos, en la que se relacionará el funcionamiento de la pila Daniell con los procesos electroquímicos estudiados.
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Consideraciones didácticas Evolución del concepto de oxidación-reducción Es interesante hacer notar la evolución del concepto de oxidación a lo largo de la historia de la Química. Debe resaltarse que el paso de un modelo a otro supone pasar de considerar sustancias que se oxidan o reducen a considerar especies atómicas. Nº de oxidación Evitar introducir los nº de oxidación a través de reglas que permitan su cálculo sin prestar atención a su comprensión conceptual. En los compuestos iónicos, los nº de oxidación se corresponden con los electrones que un átomo gana o pierde cuando forma un ión. En la formación de un enlace covalente polar, un átomo gana o pierde parcialmente electrones, y su nº de oxidación se le asigna considerando la cesión o ganancia de electrones que tendría lugar si el compuesto fuese iónico. En este caso, el número de oxidación es un número asignado que permite contabilizar los desplazamientos parciales de los electrones. Ajuste de una reacción redox Conviene resaltar que el método del ión-‐electrón se basa en el hecho de que el número total de electrones ganados por los elementos químicos que se reducen debe ser igual al número de electrones que ceden los elementos químicos que se oxidan. Pilas galvánicas Asegurarse de la comprensión del fundamento de una pila, que consiste en la separación en el espacio de las semireacciones de reducción y oxidación de modo que los electrones se tengan que desplazar a través de un conductor metálico. Destacar el
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papel del puente salino, cuyo concepto no siempre es fácil de comprender por parte del alumnado. Potenciales estándar de reducción Es importante comprender el significado del potencial estándar de reducción como la fem estándar de una pila formada por la semipila correspondiente y el electrodo estándar de hidrógeno, al que se le atribuye arbitrariamente un potencial estándar de reducción cero. Electrolisis Introducir la electrolisis como el proceso inverso al de una pila: un proceso redox forzado mediante la aplicación de una corriente eléctrica. Es importante hacer notar, que tanto en una cuba electrolítica como en una pila galvánica, el cátodo es el electrodo en el que tiene lugar la reducción, y el ánodo, el electrodo en que sucede la oxidación, si bien el signo de los electrodos es diferente.
6. Atención a la diversidad Partiendo de la heterogeneidad del aula, en lo relativo a capacidades personales y ritmos de aprendizaje, se tratará de conseguir que cada uno de los alumnos y alumnas desarrolle plenamente su potencial, capacidad y hábito de aprendizaje, lo cual exige una planificación lo suficientemente abierta y flexible que atienda a los intereses y motivaciones mostrados por el alumnado. Se llevará un seguimiento especial del alumnado que presente un ritmo de aprendizaje más lento, proponiéndose actividades de refuerzo y, llegados el caso, realizándose una adaptación curricular no significativa de los objetivos y contenidos de la UD. En todo caso, los objetivos mínimos a conseguir por todo el alumnado son: 67
-
Realizar el ajuste de reacciones redox en medio ácido y básico
-
Resolver problemas mediante el potencial estándar de los electrodos en pilas galvánicas y cubas electrolíticas
-
Aplicar las leyes de Faraday para cálculos en procesos electrolíticos
La duración e intensidad de las actividades de enseñanza y aprendizaje se podrán modificar atendiendo a los objetivos anteriormente señalados.
7. Evaluación Criterios de evaluación -
Identifica reacciones redox a través de la determinación de los números de oxidación de los elementos en diferentes compuestos señalando el agente oxidante y reductor
-
Ajusta reacciones redox por el métodos del ión-‐electrón en medio ácido y básico
-
Resuelve cálculos estequiométricos y valoraciones de procesos redox
-
Señala los componentes y describe los procesos que tienen lugar en una pila galvánica y en una cuba electrolítica
-
Aplica los potenciales estándar de reducción para predecir el sentido de los procesos redox y calcular la fem de las pilas
-
Realiza cálculos cuantitativos en procesos electrolíticos basados en las leyes de Faraday
-
Conoce la importancia de la electroquímica en la vida cotidiana y valora los problemas asociados a sus aplicaciones tecnológicas
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Como recoge la Programación Didáctica la evaluación se realizará de forma continuada y global, a través de todo el proceso educativo, recogiendo información para proporcionar una atención individualizada en cada momento. En el transcurso de la Unidad Didáctica se llevará a cabo una prueba escrita que versará sobre los contenidos conceptuales y procedimentales básicos así como la entrega del informe de laboratorio y que tendrá un carácter de evaluación formativa, para entre otros aspectos, averiguar el nivel de consecución de los objetivos propuestos y dirigir los procesos de enseñanza-‐aprendizaje. En la evaluación sumativa realizada al final del trimestre, donde estarán incluidas las Unidades Didácticas ‘Cinética química’ y ‘Reacciones ácido-‐base’, esta UD supondrá un 30% de la calificación final.
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Trabajo de investigación
Uno de los objetivos planteados en el Máster de Profesorado y, concretamente, en la
materia llamada ‘Innovación docente e introducción a la investigación educativa’ fue la realización de un proyecto de investigación o innovación durante el periodo de prácticas en el centro educativo. Mi trabajo de investigación consistió en verificar la persistencia de los esquemas conceptuales alternativos sobre los temas relacionados con el calor en la enseñanza secundaria. A continuación expongo primeramente el marco teórico y los materiales y metodología utilizados en el proyecto, y concluyo con el análisis y discusión de los resultados.
Una de las principales aportaciones de Ausubel y su teoría del aprendizaje
significativo, consiste en afirmar que para poder integrar en la estructura cognoscitiva una nueva información, será necesario en un primer momento tener en cuenta, además del nivel de madurez que presenta el alumnado, el estado inicial de sus conocimientos, para poder así, enseñar conforme a ello. Por lo tanto, el conocimiento previo del alumnado, ya sea este científico o no, tiene una gran influencia en el aprendizaje de nuevos conocimientos. La profundización en el conocimiento del nivel de extensión de estos conocimientos previos, como de su persistencia a pesar de la instrucción recibida, ha dado lugar a numerosos estudios e investigaciones en el ámbito de la didáctica y la metodología educativa. En estos estudios, se hace referencia a estos conocimientos preexistentes en la estructura congnoscitiva del individuo utilizando distintas denominaciones, como pueden ser: ‘ideas previas’, ‘preconceptos’, ‘prejuicios’ o ‘esquemas conceptuales alternativos’. Yo adopté este último término, utilizado por Driver y Easly (1978), ya que según mi opinión, hace referencia al origen de los esquemas de conocimiento que el alumnado presenta, adquiridos frecuentemente de forma natural con 70
antelación a la instrucción formal. Estos esquemas alternativos integrados como ‘evidencias del sentido común’ presentan una coherencia interna desde el punto de vista personal (Giordan, 1989) y un carácter colectivo, pues aparecen en un gran número de estudiantes de diversas culturas. Además, no son exclusivos del alumnado de niveles elementales, sino que persisten en niveles universitarios e incluso en el profesorado, lo que demuestra la gran resistencia que presentan a ser desplazados por los conocimientos científicos (Carrascosa y Gil, 1982; Guisasola y Furió, 1994). La identificación inicial de dichos esquemas conceptuales alternativos cobra un especial interés en aquellas materias que estudian fenómenos de la naturaleza que son fácilmente observables y suceden de forma cotidiana en nuestro entorno. Debido en parte a la influencia que sobre nuestro pensamiento ejerce la percepción, los estudiantes suelen dar una explicación espontánea a estos fenómenos, utilizando estrategias de aproximación caracterizadas por la tendencia a la generalización acrítica. Estas estrategias se basan en observaciones cualitativas no controladas que, como decía, aducen frecuentemente a la evidencia del ‘sentido común’. De esta forma, se construye un saber socializado que no siempre se corresponde con la explicación científica de los fenómenos y que será utilizado para interpretarlos, interfiriendo de esta forma en la adquisición de los nuevos conceptos científicos. Otro aspecto relevante, tanto en el origen como en la persistencia en el tiempo de estos esquemas alternativos, es la interferencia existente entre el vocabulario científico y el lenguaje cotidiano que utilizamos. Tomando como ejemplo el tema principal del presente estudio, en el habla diaria son habituales expresiones del tipo ‘este abrigo da mucho calor’, ‘tengo calor’, ‘¡qué calor hace!’ o ‘este termo guarda muy bien el calor’. Por tanto, los conceptos de calor y temperatura se manejan desde muy temprana edad con un significado
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muy poco preciso y que no se ajusta a las definiciones científicas de ambos conceptos. A esto se le suma la contaminación del lenguaje observacional con términos confusos originados y heredados de teorías anteriores (Feyerabend, 1981) y la ambigüedad o falta de precisión y consenso en el uso de estos conceptos en la bibliografía existente al respecto. Por ejemplo, cuando hablamos de capacidad calorífica estamos reclamando la posibilidad de que el calor sea algo contenido en los cuerpos o cuando presentamos la Ley cero de la Termodinámica para el cálculo del calor específico de un cuerpo, es habitual decir ‘calor cedido es igual a calor absorbido’, lo que lleva a pensar que lo cedido estaba en el cuerpo que lo cede y lo absorbido estará en el que lo absorbe (García y Rodríguez, 1985). Todo ello desembocará en un uso impreciso y confuso de la terminología científica sobre el calor. Como señalé anteriormente, los esquemas conceptuales alternativos presentan una gran resistencia y tenacidad a ser reemplazados por los esquemas científicos. Al respecto, podríamos definir como cambio conceptual a la sustitución de las ideas alternativas del alumnado por las ideas y conceptos aceptados mayoritariamente por la comunidad científica. A menudo se compara dicho cambio conceptual con el proceso evolutivo de la Ciencia a lo largo de sus distintas revoluciones científicas (Khun, 1979). En base a esta analogía, este cambio será un proceso que no transcurre de forma inmediata, ya que conlleva el abandono de un confortable esquema explicativo a través del cambio de un ‘paradigma’ a otro. Como señalan Carrascosa y Gil (1985), la consecución definitiva del cambio conceptual no puede llevarse a cabo sin un cambio metodológico. Entre otros aspectos, el peso de los contenidos curriculares conduce al profesorado a tratamientos superficiales y precipitados, exigiendo respuestas rápidas y prefabricadas y en cuyo proceso se muestra una ausencia absoluta de los aspectos clave de la metodología científica. El pensamiento
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científico no aparece espontáneamente en el desarrollo cognitivo de los seres humanos, lo que justifica la necesidad de construirlo mediante la intervención educativa. Mientras el alumnado no conozca y comprenda la explicación científica de un fenómeno, la explicación surgirá de su experiencia personal. Por ello, sólo a través de la puesta en práctica de los aspectos esenciales del método científico se podrá superar la llamada “metodología de la superficialidad” y, consecuentemente, construir conocimientos científicos.
Material y método Existe una cierta aceptación generalizada de que la entrevista clínica propuesta por Piaget es el método más preciso para detectar el estado de los conocimientos científicos, o en su defecto, la presencia de esquemas conceptuales alternativos en el alumnado. El principal inconveniente de este procedimiento exploratorio es que consume mucho tiempo. Por ello, opté por la realización de un cuestionario (Anexos) que tiene la ventaja de poder aplicarse de una forma masiva. El cuestionario utilizado consiste en un test de respuestas múltiples cuyo contenido son diversos conceptos relacionados con el calor y temperatura. Consta de un total de diez preguntas, cada una con tres respuestas posibles, siendo sólo una de ellas compatible con las concepciones de carácter científico. Las dos restantes respuestas se relacionan con las concepciones alternativas. Las diez preguntas planteadas pueden dividirse en tres grupos temáticos: calor, cambio de estado y temperatura-‐equilibrio térmico. En la tabla I se muestran cada uno de estos grupos, el número de pregunta y su relación con los esquemas conceptuales alternativos que presenta el alumnado de manera más habitual según la bibliografía consultada.
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Tabla I. Relación entre grupo temático, esquema conceptual alternativo y nº de pregunta Calor Cambio de estado
Temperatura y equilibrio térmico
El calor es una ‘sustancia’ contenida en los cuerpos
1, 5, 8
La temperatura de ebullición de un mismo líquido depende del volumen
2
A mayor calor proporcionado por la fuente, mayor será la temperatura de ebullición
6
La temperatura es una propiedad del material asociada a su textura
3
La temperatura de un cuerpo depende de su tamaño
9
Los materiales tienen una temperatura propia independiente del ambiente en el que se encuentran
4, 10
La temperatura de una mezcla de líquidos es siempre la media o la suma de sus temperaturas iniciales.
7
El cuestionario fue aplicado a una muestra total de 60 estudiantes, 34 de la materia de Física y Química de 4º de la E.S.O. y 26 de Química de 2º de bachillerato. El alumnado de 4º de la E.S.O se distribuye en dos grupos, el grupo A formado por 16 estudiantes y el grupo B formado por 18. Antes de proceder a pasar el cuestionario expliqué detalladamente las instrucciones a seguir para su correcta realización. Entre ellas, aconsejé la lectura y comprensión de las preguntas planteadas antes de responder e indiqué que sólo una de las tres posibles respuestas es la correcta. Además, le hice saber al alumnado que el cuestionario sería anónimo y que no influiría en sus calificaciones académicas. De todas formas, para aquéllos que estuviesen interesados en saber el resultado de su cuestionario, les di la opción de reflejar su nombre de forma voluntaria. Para responder al cuestionario se dispuso de un tiempo ilimitado.
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Resultados El porcentaje de respuestas correctas de la muestra formada por todo el alumnado (n=60) es de un 63.3 %. En la tabla II reflejo los porcentajes de acierto teniendo en cuenta la clasificación en los distintos grupos que conforman la muestra total. Tabla II. Porcentajes de acierto según grupos
Grupos
4º E.S.O.
n
Aciertos (%)
A
16
73,8
B
18
64,4
Total
34
68,8
26
56,2
60
63,3
2º bachillerato
Total
Según los resultados cabe señalar la diferencia en los porcentajes obtenidos entre los dos grupos de la E.S.O. (9,4%), así como la diferencia entre los porcentajes de respuestas correctas del alumnado perteneciente a la E.S.O. y al bachillerato (12,6%). Tabla III. Porcentajes de acierto según pregunta y grupo 4º E.S.O.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A
68,8
87,5
75,0
56,3
75,0
87,5
81,3
93,7
50,0
62,5
B
83,3
83,3
61,1
33,3
77,8
77,8
44,4
94,4
55,6
33,3
Total 76,5
85,3
67,6
44,1
76,5
82,4
61,8
94,1
52,9
47,1
73,1
73,1
57,7
76,9
38,5
38,5
75,0
78,3
60,0
86,7
46,7
43,3
2º bachillerato 65,4
50,0
34,6
53,8
Total
71,7
70,0
53,3
48,3
En la anterior tabla III muestro los porcentajes obtenidos por los diferentes grupos en cada una de las preguntas planteadas. Exceptuando la pregunta nº 4, en todas las demás, el alumnado de bachillerato obtiene unos porcentajes inferiores a los de 4º de la E.S.O., 75
siendo en ocasiones la diferencia observada entre estos porcentajes bastante llamativa, especialmente en la pregunta nº 2, con una diferencia del 35,3%. En la siguiente tabla IV, indico los porcentajes obtenidos por los grupos tras agrupar las preguntas en los tres temas principales que he propuesto: calor, cambio de estado y temperatura-‐equilibrio. Tabla IV. Porcentajes de acierto según grupos temáticos
4º E.S.O.
Calor
Cambio de estado
A
79,2
87,5
Temperatura y Equilibrio térmico 65,0
B
85,2
80,6
45,5
Total
82,4
83,9
54,7
2º bachillerato
71,8
61,6
44,6
Total
77,8
74,2
50,3
En los porcentajes totales, destaca el bajo porcentaje obtenido en grupo de preguntas que se relacionan con la temperatura y el equilibrio térmico respecto a los otros dos grupos. Excepto en las preguntas relacionadas directamente sobre el concepto de calor, donde el grupo B de 4º de la E.S.O. obtiene el porcentaje más alto de aciertos, el grupo A presenta un porcentaje considerablemente mayor de respuestas correctas. En los tres temas, el alumnado de bachillerato presenta porcentajes más bajos que el de la E.S.O, sobre todo en el grupo que trata de los cambios de estado, donde la diferencia alcanza un 22,3%. Por último, para tener una idea de la persistencia de los esquemas conceptuales alternativos en ambos cursos, presento el gráfico I, en la que hago una comparación del porcentaje del alumnado de la E.S.O. y del bachillerato que presenta un determinado esquema conceptual alternativo, relacionados en la tabla V.
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Gráfico I. Porcentaje del alumnado con esquemas conceptuales alternativos
Tabla V. Esquemas conceptuales alternativos 1 El calor es una ‘sustancia’ contenida en los cuerpos 2 La tª de ebullición de un mismo líquido depende del volumen 3 A mayor calor proporcionado por la fuente, mayor será la tª de ebullición 4 La tª es una propiedad del material asociada a su textura 5 La tª de un cuerpo depende de su tamaño 6 Los materiales tiene una tª propia, independiente del ambiente en que están 7 La tª de una mezcla de líquidos es siempre la media o la suma de sus tas iniciales
Gráfico II. Porcentaje de alumnado total-‐esquemas conceptuales alternativos
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En el gráfico I se puede observar como todos los esquemas conceptuales alternativos planteados en el cuestionario son utilizados en un mayor porcentaje por el alumnado de 2º bachillerato que por el alumnado de 4º de la E.S.O. En el gráfico II, destaca el alto porcentaje del total del alumnado que utiliza los esquemas conceptuales alternativos planteados en sus respuestas, especialmente los números 5 y 6, usados por más del 50 % del alumnado.
Conclusiones Los contenidos curriculares relacionados con los cambios de estado, la transferencia de energía y el calor tienen una amplia presencia, tanto en la E.S.O. como en la etapa postobligatoria del bachillerato. Concretamente, en la materia de Ciencias de la Naturaleza del primer y segundo curso de la E.S.O. se realiza una primera introducción de aquellos temas relacionados con el cambio de estado, calor y temperatura. En la materia de Física y Química de 4º de la E.S.O. se imparte una Unidad Didáctica relacionada con el calor y la energía térmica y ya, en la misma materia de 1º Bachillerato, aparece un bloque de contenidos donde se profundiza en el concepto de energía y su transferencia. Por último, el alumnado de Química de 2º de bachillerato en el bloque dedicado a la Termodinámica, estudia de forma más específica el calor, a través de las variaciones energéticas que acompañan a las reacciones químicas. Los resultados del presente estudio ponen de manifiesto la persistencia de los esquemas conceptuales alternativos a pesar de la instrucción recibida, pues el alumnado lejos de haber asumido la teoría científica, sigue interpretando los fenómenos relacionados con el calor y la temperatura a través de los antiguos esquemas conceptuales. Se constata, a su vez, la presencia de esquemas alternativos de forma independiente al nivel de instrucción y madurez del alumnado. De hecho, los resultados de este estudio indican que el alumnado de 2º de bachillerato presenta en general un menor porcentaje de
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aciertos y, por tanto, utiliza con mayor frecuencia dichos esquemas para explicar los fenómenos planteados. La diferencia observada puede ser debida, entre otros aspectos, a que el cuestionario se le pasó al alumnado de 4º de la E.S.O. aproximadamente dos semanas después del estudio de la Unidad Didáctica sobre energía y calor, por lo que habían manejado dichos conceptos más recientemente que el alumnado de 2º de bachillerato. Además, dicha unidad incluía una experiencia de laboratorio para calcular el calor específico de un cuerpo, en la cual el alumnado de 4º de la E.S.O. pudo observar experimentalmente la independencia de la temperatura de ebullición de un líquido tanto con el volumen como con la intensidad de la fuente calorífica. Esto podría explicar el alto porcentaje de aciertos del alumnado de 4º de la E.S.O. en las preguntas cuyo tema principal es el calor y los cambios de estado. Por otra parte, los ambos cursos los porcentajes de acierto obtenidos en preguntas relacionadas con la temperatura y el equilibrio térmico son considerablemente bajos. En general el alumnado no comprende el concepto de equilibrio térmico y más de la mitad considera que la temperatura de un cuerpo se relaciona con propiedades tales como el tamaño y la textura, independientemente del ambiente en que se encuentre. Esto pone en evidencia que el alumnado sigue confiando en sus propias sensaciones para explicar ciertos fenómenos. La conclusión principal del presente estudio es que a pesar de la instrucción recibida, no se ha conseguido un verdadero cambio conceptual en el alumnado pues, a la larga, acaban prevaleciendo los esquemas conceptuales alternativos. Para lograr dicho cambio es necesario identificar con antelación los principales esquemas conceptuales alternativos utilizados por el alumnado y trabajar a partir de éstos, proponiendo una metodología basada en el método científico y alejada del tratamiento superficial de los contenidos. Sólo así se conseguirá que éstos sean definitivamente sustituidos por los esquemas científicos. 79
Bilbao, a 12 de junio de 2011 80
Anexos
1. Bibliografía Referencias bibliográficas trabajo de investigación Carrascosa, J.; Gil, D. (1985) La "metodología de la superficialidad" y el aprendizaje de las Ciencias. Enseñanza de las Ciencias, 3, 113-‐120 Driver, R. & Easley, J. (1978). Pupils and paradigms: A review of literature related to concept development in adolescent science students. Studies in Science Education, 5, 61-‐84. Feyerabend, P. K.: Tratado contra el método. Ed. Tecnos, Madrid, 1981. García Hourcade, J. L. y Rodríguez de Ávila, C. (1985). Preconcepciones sobre el calor en 2º de B.U.P. Enseñanza de las Ciencias, 188-‐193. Gil, D. y Carrascosa, J. (1985). Science learning as a conceptual and methodological change. European Journal of Science Education, 7 (3), 231-‐236. Giordan, A. (1989) Representaciones sobre la utilización didáctica de las representaciones. Enseñanza de las Ciencias, 7 (1), 53-‐62. Guisasola, J. y Furió, C. (1994). Dificultades en el aprendizaje significativo de algunos conceptos de electrostática. Investigación en la escuela, 23, 103-‐114. Khun, T.S.: La estructura de las revoluciones científicas. Fondo de Cultura Económica, México-‐España, 1979. Lang de Silveira, F. y Moreira, M. A. (1996). Validación de un test para verificar si el alumno posee concepciones científicas sobre calor, temperatura y energía interna. Enseñanza de las Ciencias, 14 (1), 75-‐86.
Martínez Negrete, M. (1998). Once semestres de aplicación del cuestionario de Moreira-‐ Axt, a estudiantes de termodinámica de la carrera de Física. Revista Mexicana de Física, 43 (4), 397-‐401
Otras referencias bibliográficas utilizadas Furió, C.; Azcona, R. y Guisasola, J. (2002). Revisión de investigaciones sobre la enseñanza- aprendizaje de los conceptos de cantidad de sustancia y mol. Enseñanza de las Ciencias, 20 (2), 229-‐242. Casabó i Gisbert, J.: Estructura atómica y enlace químico. Ed. Reverté, Barcelona, 1997. Dickerson, R. E. y otros: Principios de Química. Ed. Reverté, Barcelona, 1992. Funes Artiaga, J.: 9 ideas clave. Educar en la adolescencia. Ed. Graò. Mª Pilar Jiménez Aleixandre (coord.), Aureli Caamaño Ros, Ana Oñorbe de Torre, Emilio Pedrinaci Rodríguez, Antonio de Pro Bueno. Enseñar Ciencias. Didáctica de las ciencias experimentales. Ed. Graò.
Legislación de referencia BOE. Ley Orgánica 2/2006 de 3 de Mayo, de Educación (LOE). BOE. REAL DECRETO 1467/2007, de 2 de noviembre, por el que se establece la estructura del bachillerato y se fijan sus enseñanzas mínimas. BOE. REAL DECRETO 1631/2006, de 29 de diciembre, por el que se establecen las enseñanzas mínimas correspondientes a la Educación Secundaria Obligatoria.
BOR. Decreto 45/2008, de 27 de junio, por el que se establece el currículo de bachillerato de la Comunidad Autónoma de La Rioja BOR. Decreto 4/2009, de 23 de enero, por el que se regula la convivencia en los centros docentes y se establecen los derechos y deberes de sus miembros BOR. Resolución nº 3149, de 3 de septiembre de 2007, de la Dirección General de Educación, por la que se dictan instrucciones para el desarrollo de los Programas de diversificación curricular en los cursos tercero y cuarto de Educación Secundaria Obligatoria BOR. Decreto 54/2008, de 19 de septiembre, por el que se aprueba el Reglamento Orgánico de los Institutos de Educación Secundaria en la Comunidad Autónoma de La Rioja ORDEN ECI/3858/2007, de 27 de diciembre, por la que se establecen los requisitos
para la verificación de los títulos universitarios oficiales que habiliten para el
ejercicio de las profesiones de Profesor de Educación Secundaria Obligatoria y
Bachillerato, Formación Profesional y Enseñanzas de Idiomas.
2. Cuestionario para identificar esquemas conceptuales alternativos sobre el calor
1. Para poder hablar de calor es necesario: a) un solo cuerpo b) al menos dos cuerpos a diferentes temperaturas c) un solo cuerpo que tiene que estar “caliente” 2. El vaso de precipitados A presenta el doble de volumen de agua que el vaso B. Ambos se llevan a ebullición, por lo tanto la temperatura del agua del vaso A será:
a) mayor que la del vaso B b) igual que la del vaso B c) menor que la del vaso B
3. Entramos en una habitación, cuya calefacción mantiene la temperatura constante a 21 ºC, y caminamos descalzos sobre la alfombra y el suelo de baldosas:
21 ºC
a) la alfombra presenta una temperatura mayor que el suelo de baldosas b) la alfombra presenta una temperatura menor que el suelo de baldosas c) la alfombra presenta la misma temperatura que el suelo de baldosas 4. Introducimos en un congelador a -18 ºC un trozo de metal y un trozo de madera. Si los retiramos del congelador transcurridas 24 horas el trozo de metal presentará:
a) una temperatura menor que el trozo de madera b) la misma temperatura que el trozo de madera c) una temperatura mayor que el trozo de madera 5. ¿Cuál es la afirmación correcta? a) El calor está presente en cualquier cuerpo, ya que todo cuerpo posee calor b) Se transfiere calor cuando se ponen en contacto dos cuerpos a diferentes temperaturas c) Solamente presentan calor aquellos cuerpos que están calientes
6. Ponemos un vaso de precipitados con un volumen de agua sobre un mechero y llevamos el agua a ebullición. La temperatura de ebullición es de 98 ºC. Ahora aumentamos la intensidad de la llama y, al cabo de un rato, volvemos a medir la temperatura que será: a) mayor a 98 ºC b) menor a 98 ºC c) igual a 98 ºC 7. Tenemos dos vasos de precipitados con dos líquidos diferentes A y B con el mismo volumen a 20 ºC y 40 ºC. Si juntamos el contenido de los dos vasos, ¿ qué temperatura tendrá la mezcla?
a) 60 ºC b) 30 ºC c) no se puede saber 8. Introducimos dos esferas idénticas, una en el congelador a -18 ºC y otra en el horno a 220 ºC durante varias horas. ¿Qué diferencias hay entre ellas inmediatamente después de sacarlas del congelador y el horno?
a) La cantidad de calor contenido en cada una de ellas b) La temperatura de cada una de ellas c) Una tiene calor y la otra no
9. Tenemos dos esferas del mismo material pero cuyas masas son diferentes en un horno a elevada temperatura durante 3 horas. Al retirarlas del horno, inmediatamente son puestas en contacto. En esta situación:
a) fluye calor de la esfera de mayor masa a la de menor masa b) fluye calor de la esfera de menor masa a la de mayor masa c) no fluye calor entre las dos esferas
10. Dos cubos metálicos, uno a 100 ºC y otro a 50 ºC, son puestos en contacto en una habitación que está a 21 ºC. Al cabo de 5 horas ambos cubos:
a) tendrán la misma temperatura entre 50 ºC y 100 ºC b) tendrán la misma temperatura inferior a 50 ºC c) tendrán temperaturas diferentes inferiores a 50 ºC