química cotidiana una propuesta para la formación de profesores de química
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QUÍMICA COTIDIANA: UNA PROPUESTA PARA LA FORMACIÓN DE
PROFESORES DE QUÍMICA
ROY WALDHIERSEN MORALES PÉREZ
FRANKLIN ALBERTO MANRIQUE RODRÍGUEZ
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA NACIONAL
FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
BOGOTÁ, 2009
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QUÍMICA COTIDIANA: UNA PROPUESTA PARA LA FORMACIÓN DE
PROFESORES DE QUÍMICA
ROY WALDHIERSEN MORALES PÉREZ
FRANKLIN ALBERTO MANRIQUE RODRÍGUEZ
Profesores- Investigadores
Trabajo presentado para optar al título de Licenciados en Química
MANUEL FREDY MOLINA CABALLERO
Director- Investigador
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA NACIONAL
FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
BOGOTÁ, 2009
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NOTA DE ACEPTACION
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
Presidente del Jurado
__________________________________
Jurado
__________________________________
Jurado
Bogotá, 27 de Noviembre de 2009
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A mamá, por la vida, por cada día.
R.W.
Al amor omnipresente de mi familia, que siempre acompañó
estos desfiles de convicciones
F.
“La enseñanza de la química por el seguimiento al pie de la letra de los textos de enseñanza, que no se
ocupan de la elaboración de explicaciones químicas de problemas propios de la vida diaria y que no
permiten pensar de manera autónoma, pues hacen memorizar datos y formulas para superar
exámenes, han embrutecido completamente a los estudiantes de química”
E. Frankland (1870)
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AGRADECIMIENTOS
Roy W. Morales Pérez expresa sus más sinceros y profundos agradecimientos a:
A la respetada y amada Sra. María Lígia Pérez Rodríguez, amiga y apoyo
incondicional, fuente de vitalidad constante, refugio y fortaleza; por dar día tras día
todo de sí para que quien escribe estas líneas logre sus metas y propósitos, por
estar en todos los momentos, los de angustia, los tristes, los amargos, los
despejados de toda preocupación, los de infinita alegría, los de paz, los de fiebre y
lloriqueo…Por eso y por todo lo que a falta de espacio resta decir, mil gracias a ti
mamá.
Al profesor Manuel Fredy Molina Caballero, eminente químico e inigualable
profesor, por creer y apoyar esta propuesta que por otros sería descalificada y
tomada como gran mofa didáctica.
Al grupo de profesores que por su compromiso personal con la hermosa profesión
de ser profesores, semanalmente dispusieron de forma desinteresada su valioso
tiempo y participaron en el desarrollo de esta propuesta. Sin ellos lo que aquí se
presenta no seria posible.
A mis amigos y hermanos, profesora Laura Cala, y profesores Leonardo Mariño y
Ricardo Franco, por cada momento, por cada discusión, por cada lágrima, por
cada Merenguito, por Crabs, por cada triunfo y reto académico, infinitas gracias.
A los Ochoa Gómez, mi familia, por su apoyo incondicional desde los más
primitivos años de mi vida, por enseñarme con ejemplo la importancia de lograr
metas académicas.
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A los Murcia Lancheros, mi familia, con especial agradecimiento a Lucía, profesora
y hermana, por sembrar en mi el amor por la por la Universidad Pedagógica
Nacional y la profesión docente.
A mis familias los Morales y los Pérez por acompañar y brindar su valioso apoyo
en este proceso de formación.
A la profesora Dora Luz Gómez Aguilar por su apoyo y confianza, por haberme
brindado la oportunidad de crecer como profesional.
Al Dr. Iván Rincón Pabón por enseñarme el valor y la importancia del verso, por
compartir sus maravillosas experiencias de vida, y por enseñarme que un buen
profesor es aquel que se crea un cuento, se lo cree y es capaz de venderlo.
A todos aquellos que no es posible nombrar a falta de más celulosa, a ustedes,
dado que sin su existencia lo que hoy se logra de ninguna otra forma habría
generado alegría.
Franklin A. Manrique Rodríguez expresa sus más sinceros y profundos
agradecimientos a:
A Mónica, Nelson, Alejandro, Marian, Yiny, Edna, Jennifer, Steffany, Samantha,
Cristian, Juan Fernando, Angélica, Luisa, Nicolás, Johanna, Juan Pablo, Carolina,
Lizbeth, Johan, Diego, Jenny y Liseyi, por habernos parado bolas.
A papá, el Manro supremo, patrono de los materiales especiales y el amor a
baldados, porque las cosas no se hacen solas; A mamá, por traducirme a lo largo
de la vida el genuino significado de la fé y el afecto y negarse a cortarme el
cabello; a mis hermanos, por llevarse el carisma y la belleza que me tocaba por
herencia y jactarse de su hermano “estudioso”.
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A Tía Yolanda y a Carlos Gladys y Marina y a Hugo y a Guillo y a Mile por la
paciencia y el apoyo incondicional y hasta nutricional.
Muy especialmente, a mi abue Benedicta, porque hasta siempre me resguardó en
su hogar para seguir estudiando, por haberse hecho mi amiga. A mi abuelito
Agapito por sus voladores imaginarios y a mi abue Ubita, por dibujarme con
guabinas en el aire que la vida no es corta.
A Andrea, por escuchar, soportar y hasta amar a trozos a tan desadaptado
cónyuge.
A Orinzon, por dejar filtrar un polizón en su círculo de los afectos. A Fabián, el
señor Arroz, por adjudicarse durante tantos años uno de mis dedos de la mano.
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CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................... 14
2. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................ 15
3. MARCO TEÓRICO ........................................................................................ 17
3.1. ANTECEDENTES ................................................................................... 17 3.2. LA FORMACIÓN INICIAL DE PROFESORES DE QUÍMICA. ................. 20 3.3. LA CATEGORÍA EPISTEMOLÓGICA DE MODELO Y ALGUNAS
IMPLICACIONES EN LA ENSEÑANZA Y EL APRENDIZAJE DE LA QUÍMICA. 22 3.3.1. En cuanto a la categoría de modelo. ............................................... 22 3.3.2. Implicaciones didácticas. ................................................................. 24 3.3.3. La integración didáctica en el proceso de construcción y reconstrucción de modelos. ........................................................................... 26
3.4. NIVELES DE REPRESENTACIÓN EN QUÍMICA. .................................. 27 3.5. UNIDADES DIDÁCTICAS: UNA APROXIMACIÓN CONCEPTUAL Y
METODOLÓGICA. ............................................................................................ 28 3.6. QUÍMICA COTIDIANA: UNA POSIBILIDAD PARA EL DISEÑO
CURRICULAR Y LA ENSEÑANZA DE LA QUÍMICA. ........................................ 32 3.6.1. ¿A que se hace referencia cuando se habla de lo cotidiano? .......... 32 3.6.2. ¿Por qué y para qué lo cotidiano en la enseñanza de la química? .. 33 3.6.3. Condiciones de uso de la química cotidiana .................................... 36
4. ASPECTOS METODOLÓGICOS ................................................................... 40
4.1. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ......................................................... 40 4.2. OBJETIVOS ............................................................................................ 41
4.2.1. Objetivo General .............................................................................. 41 4.2.2. Objetivos específicos ....................................................................... 41
4.3. SOBRE LA INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA. ............................................ 41 4.4. CARACTERIZACIÓN DE LOS MODELOS ............................................. 43 4.5. IDENTIFICACIÓN DE NIVELES DE REPRESENTACIÓN DE LOS
MODELOS EXPLICATIVOS .............................................................................. 44 4.6. SOBRE LA ESTRATEGIA DIDÁCTICA ................................................... 45 4.7. INSTRUMENTOS DE INVESTIGACIÓN ................................................. 48
4.7.1. Composiciones ................................................................................ 48 4.7.2. Relatoría .......................................................................................... 49
4.8. TRATAMIENTO DE LA INFORMACIÓN ................................................. 50
5. RESULTADOS Y ANÁLISIS .......................................................................... 51
5.1. UNIDAD DIDÁCTICA: FENÓMENOS DE EBULLICIÓN A PRESIÓN REDUCIDA. ......... 51 5.1.1. Ebullición de agua por contacto con hielo ........................................ 51
5.2. UNIDAD DIDÁCTICA: SOLUBILIDAD DE GASES EN LÍQUIDOS Y SÓLIDOS ............. 57 5.2.1. Crecimiento de chupo por una gaseosa .......................................... 57
5.3. UNIDAD DIDÁCTICA: FENÓMENOS RELACIONADOS CON SUSTANCIAS GASEOSA 64
9
5.3.1. Buzo de Descartes ........................................................................... 64 5.3.2. Crecimiento de masmelos ............................................................... 70
5.4. UNIDAD DIDÁCTICA: ALGUNOS ARTEFACTOS DE USO EN EL HOGAR ................. 76 5.4.1. Funcionamiento de lámparas incandescentes y fluorescentes. ....... 76
6. CONCLUSIONES .......................................................................................... 83
7. RECOMENDACIONES .................................................................................. 86
8. BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................. 87
9. ANEXOS ........................................................................................................ 92
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LISTA DE TABLAS
TABLA NO 1. TIPOLOGÍA DE MODELOS DESCRIPTIVOS E INTERPRETATIVOS. .................. 24 TABLA NO 2. DOBLE ESCALA DE ANÁLISIS DE LOS FENÓMENOS QUÍMICOS .................... 38 TABLA NO 3. TIPOLOGÍA DE MODELOS EXPLICATIVOS. ................................................ 43 TABLA NO 4. ADMISIBILIDAD DE LOS MODELOS EXPLICATIVOS. .................................... 44 TABLA NO 5. NIVELES DE REPRESENTACIÓN DE MODELOS EXPLICATIVOS. .................... 45 TABLA NO 6. UNIDADES DIDÁCTICAS CENTRADAS EN QUÍMICA COTIDIANA. .................... 46 TABLA NO 7. MATRIZ DE ANÁLISIS DE LOS MODELOS EXPLICATIVOS ELABORADOS POR
PROFESORES DE QUÍMICA EN FORMACIÓN INICIAL, EN RELACIÓN A OBJETOS Y
FENÓMENOS QUÍMICOS COTIDIANOS. .................................................................. 50
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LISTA DE GRÁFICAS
GRÁFICA NO 1. USO DE LA QUÍMICA COTIDIANA O ETOQUÍMICA POR EL PROFESORADO. .. 34 GRÁFICA NO 2. TENDENCIA DE LOS MODELOS EXPLICATIVOS PARA EL FENÓMENO DE
EBULLICIÓN DE AGUA POR CONTACTO CON HIELO ................................................. 52 GRÁFICA NO 3. TENDENCIA DEL NIVEL DE REPRESENTACIÓN DE LOS MODELOS
EXPLICATIVOS PARA EL FENÓMENO DE EBULLICIÓN DE AGUA POR CONTACTO CON
HIELO ............................................................................................................... 52 GRÁFICA NO 4. ADMISIBILIDAD DEL MODELO EXPLICATIVO PLANTEADO PARA EL FENÓMENO
DE EBULLICIÓN DE AGUA POR CONTACTO CON HIELO ............................................ 53 GRÁFICA NO 5. TENDENCIA DE LOS MODELOS EXPLICATIVOS PARA EL FENÓMENO DEL
CRECIMIENTO DE CHUPO POR UNA GASEOSA ...................................................... 57 GRÁFICA NO 6. TENDENCIA DEL NIVEL DE REPRESENTACIÓN DE LOS MODELOS
EXPLICATIVOS PARA EL FENÓMENO DEL CRECIMIENTO DE CHUPO POR UNA GASEOSA
....................................................................................................................... 59 GRÁFICA NO 7. ADMISIBILIDAD DEL MODELO EXPLICATIVO PLANTEADO PARA EL FENÓMENO
DEL CRECIMIENTO DE CHUPO POR UNA GASEOSA ................................................ 59 GRÁFICA NO 8. TENDENCIA DE LOS MODELOS EXPLICATIVOS PARA EL FENÓMENO DEL
BUZO DE DESCARTES ........................................................................................ 65 GRÁFICA NO 9. TENDENCIA DEL NIVEL DE REPRESENTACIÓN DE LOS MODELOS
EXPLICATIVOS PARA EL FENÓMENO DEL BUZO DE DESCARTES............................... 66 GRÁFICA NO 10. ADMISIBILIDAD DEL MODELO EXPLICATIVO PLANTEADO PARA EL
FENÓMENO DEL BUZO DE DESCARTES ................................................................ 66 GRÁFICA NO 11. TENDENCIA DE LOS MODELOS EXPLICATIVOS PARA EL FENÓMENO DEL
CRECIMIENTO DE MASMELOS AL VACÍO ................................................................ 71 GRÁFICA NO 12. TENDENCIA DEL NIVEL DE REPRESENTACIÓN DE LOS MODELOS
EXPLICATIVOS PARA EL FENÓMENO DEL CRECIMIENTO DE MASMELOS AL VACÍO ....... 71 GRÁFICA NO 13. ADMISIBILIDAD DEL MODELO EXPLICATIVO PLANTEADO PARA EL
CRECIMIENTO DE MASMELOS AL VACÍO ................................................................ 72 GRÁFICA NO 14. TENDENCIA DE LOS MODELOS EXPLICATIVOS PARA LA COMPOSICIÓN Y
FUNCIONAMIENTO DE LÁMPARAS INCANDESCENTES Y FLUORESCENTES. ................ 76 GRÁFICA NO 15. TENDENCIA DEL NIVEL DE REPRESENTACIÓN DE LOS MODELOS
EXPLICATIVOS PARA LA COMPOSICIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE LÁMPARAS
INCANDESCENTES Y FLUORESCENTES. ................................................................ 77 GRÁFICA NO 16. ADMISIBILIDAD DEL MODELO EXPLICATIVO PLANTEADO LA COMPOSICIÓN Y
FUNCIONAMIENTO DE LÁMPARAS INCANDESCENTES Y FLUORESCENTES ................. 77
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LISTA DE IMÁGENES
IMAGEN NO 1. FRAGMENTO MODELO EXPLICATIVO LINGÜÍSTICO ADMISIBLE PARA EL
FENÓMENO DE EBULLICIÓN DE AGUA POR CONTACTO CON HIELO. .......................... 54 IMAGEN NO 2. FRAGMENTO MODELO EXPLICATIVO ICÓNICO-LINGÜÍSTICO PARCIALMENTE
ADMISIBLE PARA EL FENÓMENO DE EBULLICIÓN DE AGUA POR CONTACTO CON HIELO. ....................................................................................................................... 55
IMAGEN NO 3. FRAGMENTO MODELO EXPLICATIVO LINGÜÍSTICO NO ADMISIBLE PARA EL
FENÓMENO DE EBULLICIÓN DE AGUA POR CONTACTO CON HIELO. .......................... 56 IMAGEN NO 4. FRAGMENTO MODELO EXPLICATIVO ICÓNICO-LINGÜÍSTICO PARCIALMENTE
ADMISIBLE PARA EL FENÓMENO DEL CRECIMIENTO DE UN CHUPO POR UNA GASEOSA. ....................................................................................................................... 60
IMAGEN NO 5. FRAGMENTO MODELO EXPLICATIVO LINGÜÍSTICO PARCIALMENTE ADMISIBLE
PARA EL FENÓMENO DEL CRECIMIENTO DE UN CHUPO POR UNA GASEOSA. ............. 61 IMAGEN NO 6. FRAGMENTO MODELO EXPLICATIVO ICÓNICO-LINGÜÍSTICO NO ADMISIBLE
PARA EL FENÓMENO DEL CRECIMIENTO DE UN CHUPO POR UNA GASEOSA. ............. 62 IMAGEN NO 7. FRAGMENTO MODELO EXPLICATIVO LINGÜÍSTICO NO ADMISIBLE PARA EL
FENÓMENO DEL CRECIMIENTO DE UN CHUPO POR UNA GASEOSA. .......................... 63 IMAGEN NO 8. FRAGMENTO MODELO EXPLICATIVO LINGÜÍSTICO PARCIALMENTE ADMISIBLE
PARA EL FENÓMENO DEL BUZO DE DESCARTES .................................................... 67 IMAGEN NO 9. FRAGMENTO MODELO EXPLICATIVO LINGÜÍSTICO PARCIALMENTE ADMISIBLE
PARA EL FENÓMENO DEL BUZO DE DESCARTES. ................................................... 68 IMAGEN NO 10. FRAGMENTO MODELO EXPLICATIVO LINGÜÍSTICO NO ADMISIBLE PARA EL
FENÓMENO DEL BUZO DE DESCARTES. ............................................................... 68 IMAGEN NO 11. FRAGMENTO MODELO EXPLICATIVO LINGÜÍSTICO NO ADMISIBLE PARA EL
FENÓMENO DEL BUZO DE DESCARTES. ............................................................... 69 IMAGEN NO 12. FRAGMENTO MODELO EXPLICATIVO ICÓNICO- LINGÜÍSTICO ADMISIBLE
PARA EL FENÓMENO DEL CRECIMIENTO DE MASMELOS AL VACÍO. ........................... 72 IMAGEN NO 13. FRAGMENTO MODELO EXPLICATIVO LINGÜÍSTICO PARCIALMENTE
ADMISIBLE PARA EL FENÓMENO DEL CRECIMIENTO DE MASMELOS AL VACÍO. ........... 73 IMAGEN NO 14. FRAGMENTO MODELO EXPLICATIVO LINGÜÍSTICO NO ADMISIBLE PARA EL
FENÓMENO DEL CRECIMIENTO DE MASMELOS AL VACÍO......................................... 74 IMAGEN NO 15. FRAGMENTO MODELO EXPLICATIVO LINGÜÍSTICO PARCIALMENTE
ADMISIBLE PARA LA COMPOSICIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE LÁMPARAS
INCANDESCENTES Y FLUORESCENTES. ................................................................ 78 IMAGEN NO 16. FRAGMENTO MODELO EXPLICATIVO LINGÜÍSTICO PARCIALMENTE
ADMISIBLE PARA LA COMPOSICIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE LÁMPARAS
INCANDESCENTES Y FLUORESCENTES. ................................................................ 79 IMAGEN NO 17. FRAGMENTO MODELO EXPLICATIVO LINGÜÍSTICO NO ADMISIBLE PARA LA
COMPOSICIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE LÁMPARAS INCANDESCENTES Y
FLUORESCENTES. ............................................................................................. 80 IMAGEN NO 18. FRAGMENTO MODELO EXPLICATIVO LINGÜÍSTICO NO ADMISIBLE PARA LA
COMPOSICIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE LÁMPARAS INCANDESCENTES Y
FLUORESCENTES. ............................................................................................. 81
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LISTA DE ANEXOS
ANEXO NO 1. UNIDAD DIDÁCTICA NO 1: FENÓMENOS DE EBULLICIÓN A PRESIÓN
REDUCIDA. ....................................................................................................... 92 ANEXO NO 2. UNIDAD DIDÁCTICA NO 2: SOLUBILIDAD DE GASES EN LÍQUIDOS ............. 94 ANEXO NO 3. UNIDAD DIDÁCTICA NO 3: FENÓMENOS RELACIONADOS CON SUSTANCIAS
GASEOSAS ....................................................................................................... 96 ANEXO NO 4. UNIDAD DIDÁCTICA NO 4: ALGUNOS ARTEFACTOS DE USO EN EL HOGAR .. 99 ANEXO NO 5. CARACTERIZACIÓN DE LOS MODELOS EXPLICATIVOS DE LOS PQFI
RESPECTO AL FENÓMENO DE EBULLICIÓN DE AGUA POR CONTACTO CON HIELO. ... 101 ANEXO NO 6. CARACTERIZACIÓN DE LOS MODELOS EXPLICATIVOS DE LOS PQFI
RESPECTO AL FENÓMENO DEL CRECIMIENTO DE UN CHUPO POR UNA GASEOSA. ... 102 ANEXO NO 7. CARACTERIZACIÓN DE LOS MODELOS EXPLICATIVOS DE LOS PQFI
RESPECTO AL FENÓMENO DEL CRECIMIENTO DEL BUZO DE DESCARTES. .............. 103 ANEXO NO 8. CARACTERIZACIÓN DE LOS MODELOS EXPLICATIVOS DE LOS PQFI
RESPECTO AL FENÓMENO DE CRECIMIENTO DE MASMELOS AL VACÍO ................... 104 ANEXO NO 9. CARACTERIZACIÓN DE LOS MODELOS EXPLICATIVOS DE LOS PQFI
RESPECTO AL FENÓMENO DE CRECIMIENTO DE BOMBILLOS EN HORNO MICROONDAS
..................................................................................................................... 105
14
1. INTRODUCCIÓN
¿Cómo alumbran las barritas luminosas que reparten en las discotecas? ¿Por qué
se endurecen los huevos al cocinarlos? ¿Cuál es la sustancia que le añaden a las
maquinas de humo? ¿Cómo calienta los alimentos el horno microondas? ¿Por qué
los alimentos se cocinan más rápido en la olla a presión? ¿Para qué son estas
bolsitas en mi caja de zapatos nuevos? ¿Por qué el agua oxigenada desinfecta las
heridas y decolora el cabello? ¿Cómo que margarina sin grasas trans? ¿Cómo
funciona el “cloro” que desinfecta las piscinas? ¿Y por qué la cebolla nos hace
llorar? ¿Para qué es el gas en la gaseosa? ¿Por qué prenden otra vez esas velitas
de cumpleaños? No cabe duda que la química impregna absolutamente todas las
actividades que llevamos a cabo diariamente. Los fenómenos naturales que
presenciamos a pequeña y gran escala en nuestro entorno, los alimentos y
medicamentos que consumimos, las sustancias que manipulamos, los artefactos
que utilizamos, etc. Dicha omnipresencia de la química constituye el fundamento
principal de la presente propuesta didáctica, que a partir de la construcción de
modelos explicativos para diversos objetos y fenómenos cotidianos por parte de
profesores de química en formación inicial de la Universidad Pedagógica Nacional,
busca configurar la vida cotidiana como punto de partida para el diseño de
unidades didácticas con el propósito de relacionar el conocimiento científico con el
entorno y las experiencias cotidianas, haciendo que éstas cobren significancia,
valor y utilidad, relacionando en el mismo espacio y tiempo la formación disciplinar
en química con la formación disciplinar en didáctica de la química.
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2. JUSTIFICACIÓN
La investigación en didáctica de las ciencias ha mostrado que la formación inicial
de profesores de ciencias, en el caso Colombiano, se adelanta aún bajo el
paradigma habitual desde el cual es suficiente con conocer el oficio para
enseñarlo, o donde si bien se introducen asignaturas y seminarios en didáctica,
estos se abordan desde una mirada instrumental, seguido por unas prácticas
docentes que operan por observación e imitación (Gallego y Gallego, 2006;
Amador. et al, 2007). El predominio de este paradigma afianza en los docentes en
formación ideas intuitivas y simplistas según las cuales, para ser profesor de
química se necesita exclusivamente un dominio conceptual de la disciplina,
formando así nuevas generaciones de profesores que simplemente se convierten
en replicadores de la transmisión de conocimientos, de lo que siempre se ha
hecho y se considera lo natural (Gallego y Gallego, 2006; Amador. et al, 2007).
Dentro de los procesos de formación de profesores de química adelantados en la
Universidad Pedagógica Nacional, se hace evidente la incoherencia entre lo que, a
la luz de los aportes de la didáctica de las ciencias, debería ser, saber, y saber
hacer un profesor de química para el sistema educativo colombiano (Gil, 1991;
Mora, 1999), con lo que se práctica en la mayor parte de los espacios académicos
y en las aulas de la licenciatura. Así, por ejemplo, persisten aún las prácticas
experimentales tipo receta, las tradicionales prácticas evaluativas, las mismas
metodologías de enseñanza en la que generalmente un profesional experto en un
área específica de la química transmite información especializada, espacios de
formación en el conocimiento químico desarticulados con los espacios de
formación del conocimiento científico etc.
Por otro lado, la investigación en didáctica muestra que la química cotidiana es
contemplada por profesores y estudiantes como carente de rigurosidad científica,
como algo obvio y sencillo en comparación con los contenidos químicos rigurosos,
los de siempre y verdaderamente importantes. Se ha encontrado que su
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introducción en el aula por parte del profesorado de química no va más allá de
menciones ocasionales, anecdóticas y superficiales a manera de ejemplos, como
mero espectáculo o entretenimiento para dinamizar los procesos del aula y
generar interés por la clase, como ganchos para iniciar una temática que terminan
siendo remplazados por las mismas estrategias de transmisión de información
(Aragón, 2004; De Manuel, 2004; Jiménez. et al, 2002, 2003; Jones y Miller,
2001).
En este sentido, y de acuerdo con Martins (citado en Amador. et al, 2007), es de
esperarse que los futuros profesores de ciencias se desempeñen
profesionalmente en términos de una enseñanza que parta de la formulación y
solución de los problemas que tienen que ver con la vida cotidiana de sus
estudiantes, objetivo dentro del cual se justifica la presente propuesta, al brindar a
los profesores en formación inicial del Departamento de Química de la UPN
herramientas concretas para el diseño de unidades didácticas en química a partir
de la química cotidiana, orientadas hacia la construcción y reconstrucción de
modelos en el aula, que superen la transmisión de información descontextualiza e
inconexa.
17
3. MARCO TEÓRICO
3.1. ANTECEDENTES
Sobre el uso de la química cotidiana en el aula de clase son diversas las
publicaciones y artículos de revistas especializadas que recogen iniciativas
encauzadas en este propósito, dentro de las cuales los referentes más
significativos para la elaboración de la presente propuesta son:
Las propuestas teóricas y metodológicas de las profesoras María Rut Jiménez
Liso (Universidad de Almería) y María Ángeles Sánchez Guadix (I.E.S. Isabel La
católica, Granada) y el profesor Esteban de Manuel Torres (Universidad de
Granada), constituyen los referentes más importantes para esta propuesta. Dicho
equipo de profesores ha publicado una serie de trabajos en revistas sobre
investigación didáctica de circulación internacional entre los que se cuentan De
Manuel, 2004; Jiménez y De Manuel, 2009a, b; Jiménez. et al, 2002, 2003;
Sánchez. et al, 2001, y Sánchez, 2007, en los que señalan, entre otros aspectos,
el tratamiento habitual de lo cotidiano en la enseñanza de la química, ejemplos de
actividades para abordar la enseñanza de la química desde lo cotidiano y revisión
de propuestas abordadas a partir de la ethoquímica.
Didáctica de la Química y la Vida Cotidiana (Pinto, 2003): Proyecto auspiciado por
la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología que compila un grueso de
experiencias de aula enfocadas en mostrar la relación entre la química y la
cotidianidad. La publicación se divide en cinco secciones: Fundamentos y
Proyectos Educativos, Recursos Didácticos: Experimentos y Ejemplos, Química en
Acción, Simulaciones y Analogías, y Miscelánea, de las cuales la primera de ellas
ha proporcionado buena parte de los fundamentos conceptuales sobre la química
cotidiana como recurso para la enseñanza.
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Journal of Chemical Education: publicación de la American Chemical Society
especializada en enseñanza de la química , que sobre química cotidiana cuenta
con secciones periódicas tales como Chem I Supplement, Applications and
Analogies, Products of Chemistry, Chemistry for Everyone e Interdisciplinary
Connections, así como los índices temáticos JCE Resources sobre artículos de
química cotidiana disponibles en la revista (Chemistry and Arts, Food Chemistry,
Chemistry and the Home, Health and Wellness, Chemistry and Toys, Chemistry
and Sports, Chemistry and Cleaning, Chemistry and the Atmosphere). Con
respecto a proyectos de aula relacionados con la química cotidiana, se encuentran
iniciativas que han empleado la química cotidiana ya sea mediante la discusión de
artículos extraídos de medios de comunicación, aspectos químicos presentes en
libros, películas y programas de televisión, la elaboración de actividades practicas
con materiales caseros, escritos y exposiciones sobre compuestos químicos de
amplio uso en la vida cotidiana, la realización de sesiones periódicas de clase para
discutir los conceptos químicos detrás de diversos fenómenos cotidianos (Jones y
Miller, 2001), la instauración de buzones de preguntas y sugerencias en clase
sobre aspectos químicos cotidianos, entre otros.
Chemmatters Magazine: Revista especializada en química cotidiana publicada por
la American Chemical Society que aborda el fundamento químico de una enorme
gama de fenómenos, actividades, artefactos y sustancias vinculadas a la vida
cotidiana, la cual cuenta con secciones como Question from the Classroom, Chem
Sumer, Chem Mystery y Chem History, así como actividades experimentales y
guías de trabajo en el aula para profesores.
www.howstuffworks.com: página web dedicada a exponer el funcionamiento de
artefactos y sustancias de uso común, cuyo contenido cuenta con la sección
Everyday Science.
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Chem and Engineering News: revista de actualidad química de la American
Chemical Society que incluye la sección What’s That Stuff
(http://pubs.acs.org/cen/whatstuff/) que esboza la composición, desarrollo y
funcionamiento de diversas sustancias y artículos manipulados a diario.
En lo que a textos universitarios y de divulgación se refiere, se encuentran
publicaciones tales como Chemistry Connections: the chemical basis of everyday
phenomena (Karukstis, K., Van Hecke, G. 2003), Physical Chemistry:
Understanding our Chemical World, (Monk, P. 2004), Chemical Composition of
Everyday products (Toedt, J. 2005), y Thermodynamics: An Engineering Approach
(Cengel, Y. 2005), entre otras.
la revisión bibliográfica hecha a nivel local y de las producciones del Departamento
de Química de la Universidad Pedagógica Nacional no encontró propuestas de
enseñanza centradas en la química cotidiana, hecho probablemente justificado por
la predominancia de una visión peyorativa de dicha alternativa de enseñanza entre
los docentes de química en ejercicio e incluso en formación, quienes a pesar de
considerarla como una herramienta interesante para la enseñanza de la química,
la reducen al tratamiento superficial de ciertas aplicaciones para introducir o
finalizar una temática, sin promover una discusión activa con los estudiantes ni
mucho menos incluyendo el análisis de situaciones y fenómenos cotidianos como
parte de los objetivos de los cursos.
En cuanto a la construcción y reconstrucción de modelos en aula con profesores
de química en formación inicial, se tienen como referentes los trabajos de
Sanabria, 2007; Sanabria.et al, 2007; Amador, 2006 y Amador.et al. 2008,
desarrollados como proyectos de investigación de maestría en el grupo de
investigación Representaciones y Conceptos Científicos (IREC) de la Universidad
Pedagógica Nacional (UPN). En los primeros trabajos, el objetivo de investigación
didáctica de aula fue identificar los tipos de modelos construidos por un grupo de
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profesores de química en formación inicial de la UPN, e indagar si estos posibilitan
la reconstrucción de modelos sobre disoluciones electrolíticas. Tal reconstrucción
es desarrollada a partir de la producción de composiciones escritas,
cuestionamientos de lápiz y papel, discusiones y concertaciones en el colectivo
aula, y el estudio de los documentos originales por parte de la profesora-
investigadora. Como resultados, la investigación logró identificar los modelos de
tipo icónico- analógico como los más empleados por los profesores en formación
iniciaron al iniciar el proceso, más se señala que no fue posible establecer una
categoría única en la cual enmarcar todos los modelos reconstruidos durante el
proceso.
Por otra parte, las dos últimas investigaciones didácticas señaladas se trazaron
como objetivos identificar la versión epistemológica de un grupo de profesores en
formación inicial de la UPN sobre el fenómeno de la combustión, indagar si tal
versión fue transformada tras el proceso de intervención didáctica, y verificar si los
modelos que construyeron y reconstruyeron los profesores participantes se
aproximaron al de la comunidad científica. Para ello, se aplicaron dos pruebas tipo
Likert tanto al inicio como el final del proceso, se analizaron las composiciones
individuales y grupales elaboradas por los profesores en formación, y se
adelantaron discusiones en torno a la lectura de las propuestas de G.E. Stahl y A.
L. Lavoisier para el fenómeno de la combustión. Las conclusiones del trabajo
resaltan una tendencia progresiva en los profesores a transformar sus modelos
explicativos sustentados en versiones empiropositivistas a constructivistas,
logrando aproximarse a los aceptados por la comunidad de especialistas.
3.2. LA FORMACIÓN INICIAL DE PROFESORES DE QUÍMICA.
Es posible afirmar que quienes optan por formarse inicialmente como profesores
de química ya han construido ideas y actitudes respecto a lo que es la ciencia, la
enseñanza, el aprendizaje y la evaluación en ciencias, el papel de los libros de
texto y el rol que como profesionales de la educación en ciencias desempeñan,
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esto es, de lo que ha de ser, saber y saber hacer un profesor de ciencias (Amador.
et al. 2007; Gallego y Gallego, 2006; Gil, 1994, 1991). Lo anterior, como ha
señalado Gil (1991, 1994), puede ser atribuido en gran parte a la formación
incidental de la que fueron objeto esos futuros profesores durante el periodo como
estudiantes, generando concepciones espontáneas que aceptadas acríticamente
bajo la idea de una docencia de sentido común, se convierten en un obstáculo y
por ende en un problema didáctico (Amador. et al, 2007; Gil, 1991). De ahí que la
nueva didáctica de las ciencias experimentales busque transformar la imagen
profesional del profesor como un mero transmisor de conocimientos, de un
operario del sistema educativo, a la de un profesional e investigador de la
educación en ciencias para quién la enseñanza pueda ser entendida como un
problema y sea abordada como un proceso no lineal y complejo (Amador. et al.
2007).
Lo anterior sólo es válido desde la didáctica de las ciencias asumida como una
disciplina conceptual y metodológicamente fundamentada, dado que tanto desde
el paradigma habitual como desde el paradigma modificado en la formación del
profesorado, la enseñanza es entendida como un proceso aproblemático. El
primero de estos paradigmas considera que el profesor se forma por observación
e imitación y admite que para enseñar es suficiente con un buen dominio
conceptual de la materia y algo de práctica, mientras que el enseñante es un
operario que se limita a repetir lo que otros ya han dicho, pues la preocupación
sobre qué enseñar y cómo hacerlo ya ha sido resuelta por otros (Amador. et al,
2007; Gallego y Gallego, 2006). Por otro lado, si bien el paradigma modificado
introduce cursos, asignaturas o seminarios en didáctica general y específicas en
los programas de formación del profesorado, estos generan un reduccionismo de
la didáctica como recurso eminentemente instrumental (Amador, et al, 2007), esto
es, la didáctica es considerada como la parte metódica de la pedagogía, lo que
conlleva a que los futuros profesores se formen para elaborar técnicas o métodos
22
cada vez más eficientes para potencializar el aprendizaje de los estudiantes en un
determinado conocimiento (Gallego y Gallego, 2006).
En cuanto a la formación de profesores de química particularmente, las
investigaciones en didáctica han señalado la persistencia de la transmisión-
repetición en las propuestas curriculares, las cuales se preocupan más por cuanto
enseñar que por el cómo enseñar la disciplina, hecho que no propicia una relación
armónica entre el conocimiento de la química y el conocimiento didáctico de la
disciplina, aspectos esenciales en la formación del profesorado de química (Mora,
1999). Así, la investigación realizada por Gallego y Pérez (2002, citado en Amador
y Gallego, 2004), concluye que los profesores formadores de licenciados en
química de la Universidad Pedagógica Nacional adelantan su labor docente desde
los lineamientos del paradigma de transmisión verbal de contenidos (paradigma
habitual), y en lo que respecta a lo curricular, consideran que no se evidencia una
correspondencia lógica entre los presupuestos teóricos enunciados en el proyecto
curricular y la estructuración misma del currículo como concreción de esos
presupuestos (Amador y Gallego, 2004).
3.3. LA CATEGORÍA EPISTEMOLÓGICA DE MODELO Y ALGUNAS
IMPLICACIONES EN LA ENSEÑANZA Y EL APRENDIZAJE DE LA
QUÍMICA.
3.3.1. En cuanto a la categoría de modelo.
Los análisis históricos- epistemológicos han señalado que las diferentes ciencias
de la naturaleza han tenido procesos de construcción diferentes y que por tanto,
no existe una única historia para explicar su constitución como campo específico
de conocimientos, entendido en términos de Estany (Citado por Gallego, 2009)
como pluralidad de historia. En este sentido, se aclara que para el caso particular
de la química ésta no se ha construido a partir de teorías en el sentido que estas
23
se entienden en la física, sino que se necesita de otra categoría epistemológica
para dar cuenta de sus construcciones teóricas, razón por la que en los últimos
años se acude a la categoría de modelo científico para tal fin (Castro, 1992.
Gallego, 2006; Sanabria. et al, 2007; Gallego, 2009), el cual explica el desarrollo
de las ciencias como un proceso de formulación, desarrollo, modificación y
sustitución de un modelo científico por otro con mayor poder heurístico. (Gallego,
2009)
Si bien en la actualidad se advierte la polisemia de este concepto en el ámbito de
la didáctica de las ciencias de la naturaleza (Gallego, 2004, Gallego, 2006,
Galagovsky.et al, 2009), existe consenso en señalar que un modelo puede
entenderse como una representación abstracta construida con el propósito de
estudiar el comportamiento provocado o no de objetos o fenómenos. Dichos
modelos son aproximaciones de carácter conceptual y metodológico que al ser
manifestadas a través de representaciones concretas (de forma verbal, escrita u
otra forma simbólica) son de carácter provisional y perfectible. (Castro, 1992;
Galagovsky y Adúriz-Bravo, 2001; Gallego, 2004; Gallego, 2006; Justi, 2006;
Sanabria. et al, 2006; Amador. et al, 2008)
Dado que los modelos son de carácter diverso, han sido propuestas algunas
taxonomías para su clasificación. Para la presente investigación, se toma como
referente la categorización de modelos ya sean descriptivos ó interpretativos
(Sanabria, 2007; Sanabria, et al. 2007). Los modelos descriptivos se caracterizan
por su forma analógica, facilitando la representación de un objeto (Crawford,
citado por Sanabria, 2007), mientras que los modelos interpretativos se
caracterizan por conectar los aspectos estudiados desde la aplicación matemática
según el modelo material. A continuación se muestra una tipología más detallada
de esta taxonomía.
24
Tabla No 1. Tipología de modelos descriptivos e interpretativos. (Sanabria, 2007)
Modelo
Descriptivo Características Generales
Icónico Representación de un modelo material, a través de un
diagrama, dibujo o gráfico.
Lingüístico Palabras que representan fenómenos o una porción de
naturaleza.
Modelo
Interpretativo Características Generales
Simbólico Son modelos abstractos, representados por entidades
abstractas.
Material Corresponde con la porción física del entorno a estudiar.
Puede ser un fenómeno o una idea elaborada del mundo
Analógico
El énfasis esta en su practicidad para explicar el
comportamiento de un sistema. Representado por
asociaciones con comportamiento o fenómenos del entorno
En ese orden de ideas, cabe aclarar que se comparte la idea según la cual no
existe un modelo puro sino una combinación de ellos con la predominancia de
alguno (Sanabria. et al, 2007), en la medida en que un modelo es una
representación y no la naturaleza en sí misma del objeto.
3.3.2. Implicaciones didácticas.
Desde hace ya algún tiempo se ha buscado acoger como alternativa para la
enseñanza de la química la construcción y reconstrucción de modelos en el aula
(Amador, 2006. Amador. et al, 2008; Gallego, 2009; Gutiérrez, 2004; Sanabria,
2007; Sanabria. et al, 2007), por cuanto la limitación de los sentidos no permite
25
visualizar directamente los fenómenos de los que esta ciencia se ocupa (Castro,
1992). Esta propuesta dista considerablemente de las viejas pretensiones de
definir conceptos y de mecanizar algoritmos aplicables en la resolución de
ejercicios de lápiz y papel, propios de los paradigmas habitual y modificado en la
formación de profesores (Amador. et al. 2007). En este sentido, la presente
investigación reconoce y comparte que todas las personas construyen y
reconstruyen modelos mentales en su relación cotidiana con el entorno ó por su
experiencia escolar, los cuales dan cuenta de objetos y fenómenos que acontecen
en la naturaleza (Sigüenza, 2000; Sanabria, 2007; Amador. et al, 2008).
Aclárese que un modelo mental es aquella construcción de carácter predictivo y
explicativo (Galagovsky. et al, 2009) que permite interpretar un objeto o fenómeno,
elaborada a partir de la interacción con el medio y con los otros, y que por tanto
tiene la capacidad de ser comunicable y contrastada (Amador. et al, 2008). Tales
modelos mentales se ponen de manifiesto a través de representaciones concretas
(por ejemplo de forma verbal, escrita u otra forma simbólica) que son consideradas
expresiones de aquellos, (Galagovsky. et al. 2009), dado que por su misma
naturaleza los modelos mentales no pueden conocerse directamente (Sanabria. et
al. 2007)
Justi (2006) señala que la construcción y reconstrucción de los modelos mentales
es un proceso gradual y no lineal de modificación de ideas, que le permite al
estudiante formular preguntas más críticas, proponer explicaciones e hipótesis y
evaluar los modelos propuestos para obtener informaciones que puedan llevar a la
reformulación del mismo. Sin embargo, y como lo señala la misma autora, a la
hora de trabajar con modelos se necesita que los estudiantes estén relacionados
con el objeto a modelar, ya sea por su experiencia escolar previa, por situaciones
cotidianas que le sean familiares, o por la intervención didáctica a través de
material bibliográfico o de observaciones empíricas de aula.
26
Así mismo, propone que para la construcción de modelos en el aula, el objeto,
fenómeno, proceso o sistema sea abordado en un primer momento de forma
individual, con el fin de adelantar posteriormente una discusión a nivel de
pequeños grupos que logre consensos a través de la contrastación (similitudes y
contradicciones entre los diferentes modelos). Por último, cada grupo comunica
su modelo al resto de los compañeros con el objeto de que a través de la
discusión defiendan y contradigan de forma argumentada los modelos propuestos,
los reformulen y reconstruyan para llegar en última instancia a un modelo
consensuado.
3.3.3. La integración didáctica en el proceso de construcción y
reconstrucción de modelos.
Es de suponer que el intercambio con un grupo de pares genera significados más
precisos y más cercanos a los de la ciencia erudita (Galagovsky y Adúriz-Bravo,
2001). Sin embargo, debe aclararse que en la presente investigación el objetivo
último de aprendizaje no es la memorización de significados científicamente
correctos, sino la construcción y reconstrucción de modelos mentales que
permitan dar cuenta de fenómenos químicos cotidianos. Por lo anterior, no se
pretende que los profesores de química en formación sustituyan sus modelos
mentales iniciales, sino que en un proceso mediado por la integración didáctica
(Martínez, 2005; Parga, et al. 2007; Mora y Parga. 2008) lo complejicen, esto es,
que sus modelos evolucionen de estadios más simples a estadios más complejos
que les permitan enriquecer su discurso químico y tener elementos de juicio más
elaborados para dar explicación a fenómenos químicos cotidianos.
Según Parga. et al. (2007), el proceso de integración didáctica responde a las
transformaciones que el profesorado realiza sobre el conocimiento científico con el
fin de hacerlo enseñable, es decir, constituye el cambio que se hace desde la
lógica de lo disciplinar a la lógica de la enseñanza que genera representaciones y
formulaciones del conocimiento para hacerlo comprensible a otros. Como ya se ha
27
señalado, y teniendo en cuenta que la formación de profesores de química debe
ser diferente de la de los profesionales de la química dado que su objeto
epistémico es también diferente, uno de los propósitos de esta investigación es el
de conjugar y articular en el mismo espacio y tiempo la formación del profesorado
en el conocimiento de la química y el conocimiento didáctico de la química,
abordando algunas preguntas clave sobre el qué, cómo y para qué enseñar
química (Mora, 1999). Compartiendo la opinión de Mora y Parga (2008), “cuando
los profesores reflexionan en equipo para entender su enseñanza, contribuyen a
su desarrollo profesional didáctico y mejoran su práctica al verse reflejados en las
experiencias y visiones de otros maestros”.
3.4. NIVELES DE REPRESENTACIÓN EN QUÍMICA.
Dependiendo del problema para el cual se utiliza, un modelo se organiza en
distintos niveles de complejidad (Galagovsky y Adúriz-Bravo, 2001). Lo anterior
cobra validez en el campo de estudio de la química en la medida en que existen
diferentes niveles de conceptualización o representación de las sustancias y de los
fenómenos asociados a ellas, los cuales corresponden históricamente a tres
momentos revolucionarios en química (Jensen, 1998, a, b, c) progresivos en
complejidad conceptual.
Molar: Primera revolución química (1770- 1790). Corresponde al abandono de la
teoría del flogisto y la aceptación de la teoría del oxígeno, como modelo para
interpretar el fenómeno de la combustión. Entre los factores y contribuciones que
llevaron a este hecho, se cuentan los estudios realizados desde la química
neumática, las teorías sobre la causticidad y la calcinación, y las teorías de la
combustión y la respiración. En este nivel de representación, se hace una
descripción y explicación de las sustancias y de los fenómenos a ellas asociadas a
través de propiedades macroscópicas como el color, olor, propiedades
28
magnéticas, reactividad química, composición porcentual, punto de ebullición,
punto de fusión, densidad, etc.
Molecular: Segunda revolución química (1855- 1875). Corresponde a la resolución
de un largo y controversial debate en cuanto a la naturaleza del enlace químico,
que conlleva al abandono de la teoría de la afinidad y la aceptación de la teoría de
la valencia. Contribuyeron en este proceso de revolución en el pensamiento
químico, la teoría atómica, y los estudios sobre densidades de los gases,
composición volumétrica, y calores específicos. En este nivel de representación
se describen y explican las sustancias a nivel molecular señalando su
composición, constitución y configuración (estructura), peso atómico, etc.
Eléctrico: Tercera revolución química (1904- 1924). Conlleva a la aceptación de la
naturaleza eléctrica de la materia. Las investigaciones sobre tubos de descarga,
radiactividad, espectroscopia, las teorías electroquímicas, la construcción de la
tabla periódica, y la hipótesis cuántica fueron factores que contribuyeron a este
proceso revolucionario. En este nivel de representación las sustancias, sus
propiedades y fenómenos asociados, se describen y explican acudiendo a
modelos que señalan la naturaleza eléctrica de la materia como el modelo de
puntos de Lewis, la teoría de repulsión de pares electrónicos de la capa de
valencia, TRPECV, teoría del enlace de valencia, TEV, teoría del orbital molecular,
TOM, configuración electrónica etc.
3.5. UNIDADES DIDÁCTICAS: UNA APROXIMACIÓN CONCEPTUAL Y METODOLÓGICA.
De acuerdo con Fernández. et. al. (2002), “una unidad didáctica es una hipótesis
de trabajo que incluye no sólo los contenidos de la disciplina y los recursos
necesarios para el trabajo diario, sino unas metas de aprendizaje, una estrategia
que ordene y regule en la práctica los diversos contenidos del aprendizaje”, que
por ser considerada como hipótesis de trabajo es susceptible de modificarse
29
durante su puesta en práctica. La unidad didáctica responde a un qué, donde,
cómo, para quién y para qué enseñar, y es en últimas la concreción de las ideas e
intenciones del profesorado (Sanmartí, 2005). En cuanto a criterios orientadores
en el diseño de unidades didácticas, Sanmartí (2005), señala los siguientes:
Criterios para la definición de finalidades y objetivos: son objetivos que el
profesor considera acerca de las finalidades de la enseñanza de las
ciencias, sobre lo que considera es importante enseñar, sobre el proceso
de aprendizaje, y sobre cómo es mejor enseñar.
Criterios para la selección de contenidos: entre una de las alternativas que
al respecto se han propuesto, la autora señala la de trabajar a través de
modelos. Al respecto se señala que estos se modifican paulatinamente
aumentando su grado de complejidad, e indica que en lo posible dichos
contenidos deben tener significancia social y deben permitir la comprensión
de fenómenos y problemas cotidianos. Finalmente, señala que estos deben
posibilitar la construcción de conocimiento escolar mediado por la
transposición didáctica. En cuanto a este último aspecto, este trabajo de
investigación pretende que más que un proceso de transposición, se
genere un proceso de integración didáctica que conlleve a la complejización
de los modelos mentales de los profesores de química en formación como
ya se mencionó.
Criterios para organizar y secuenciar contenidos: al respecto la autora
señala que no es tan importante decidir con qué contenido empezar, sino
que los que se introducen sirvan para que quien aprende autoevalúe y
regule sus dificultades con la finalidad de interpretar algún hecho.
Criterios para la selección y secuenciación de actividades: en este punto, se
busca promover la evolución y enriquecimiento (complejización) de los
30
modelos elaborados de quien está aprendiendo. Por tanto, en esta etapa de
desarrollo de la unidad didáctica, se pretende provocar la actividad
cognoscitiva del individuo para que sea él mismo quien reconstruya su
propio conocimiento a partir de los modelos que previamente ha construido.
De manera semejante a Fernández. et al (2002), y Caamaño. ét al (2003),
la profesora Sanmartí propone unos momentos en la secuenciación de las
actividades para el desarrollo de la unidad didáctica.
Actividades de iniciación: son actividades que tienen como objetivo
facilitar tanto que los estudiantes definan el problema a estudiar,
como que expliciten sus representaciones (verbalmente o a través de
dibujos) en relación a un fenómeno observado cotidianamente o a
partir de la manipulación observada en el aula. Tales actividades han
de ser motivadoras, que promuevan el planteamiento de preguntas o
problemas significativos, la comunicación de distintos puntos de vista
o hipótesis, y generar el análisis de situaciones cercanas a las
vivencias e intereses del que aprende.
Actividades de desarrollo: en estas es fundamental la discusión y
cooperación entre los actores del colectivo-aula para que quien
aprende reflexione individual y colectivamente acerca de la
consistencia de sus hipótesis y su modelo inicial. Por tanto, busca
una reestructuración (reconstrucción) en la forma de mirar, de
pensar, sentir y de hablar en relación con los fenómenos o
problemas objeto de estudio.
Actividades de síntesis: pretenden que la persona que aprende
explicite qué está aprendiendo, cuales son los cambios en sus
puntos de vista, sus conclusiones, etc. Estas síntesis pueden ser
mejoradas por contrastación con los otros actores del proceso de
31
enseñanza y aprendizaje, en cuanto no son puntos finales, sino
construcciones provisionales.
Actividades de aplicación: este tipo de actividades están orientadas a
transferir las nuevas formas de ver y explicar a nuevas situaciones,
más complejas que las iniciales. En este sentido, estas actividades
inician un nuevo proceso de aprendizaje en cuanto posibilitan el
planteamiento de nuevas preguntas e interrogantes.
Criterios para la selección y secuenciación de actividades de evaluación:
desde planteamientos socio constructivistas, la evaluación, entendida como
autoevaluación y coevaluación, constituye el motor de todo proceso de
construcción y reconstrucción de conocimientos, esto es, de la evolución o
cambio en el modelo de quien aprende, en relación al objeto o fenómeno de
estudio. Constantemente el enseñante y los que aprenden deben estar
obteniendo datos y valorando la coherencia de los modelos expuestos y en
función de ellos tomar decisiones acerca de la conveniencia de introducir
cambios en los mismos.
Criterios para la organización y gestión del aula: se propone, desde
propuestas constructivistas, que la gestión en el aula debe estar orientada a
crear entornos de aprendizaje que fomente un ambiente de clase y unos
valores favorables a la verbalización de las ideas y de las formas de trabajo,
que fomenten el intercambio de puntos de vista, el respeto de todos ellos,
su confrontación y la elaboración de propuestas consensuadas. Para
atender a la diversidad en el aula, y de las variables que de ello surge, no
se busca que todos aprendan lo mismo, sino que cada uno progrese. Para
ello no es tan importante diversificar las actividades, sino planificarlas de
manera que los niveles de representación del conocimiento puedan ser
diversos.
32
3.6. QUÍMICA COTIDIANA: UNA POSIBILIDAD PARA EL DISEÑO
CURRICULAR Y LA ENSEÑANZA DE LA QUÍMICA.
Al contrario de lo que se podría pensar, abordar la enseñanza de las ciencias y
particularmente de la química a partir de lo cotidiano no es una idea innovadora, si
bien ya desde inicios del siglo XX se han desarrollado diferentes propuestas con
este enfoque como lo señala una investigación realizada por Oliver y Nicholson
(citado en Jiménez. et al, 2002; Jiménez y De Manuel, 2009.a, b). De hecho, en la
actualidad el profesorado dispone de una amplia gama de publicaciones,
secciones de revistas de divulgación científica y enseñanza de las ciencias,
websites, programas de televisión, videos, etc., enfocados en divulgar la presencia
de la química en diversos aspectos de la vida diaria; además, en los últimos años
se ha presentado un aumento significativo en el número de eventos académicos y
publicaciones relacionadas en la materia (Jiménez y De Manuel, 2009.a, b). Sin
embargo, lograr que lo cotidiano se convierta en el eje central del currículo y
oriente los procesos de enseñanza y aprendizaje es un objetivo aún no logrado,
pues todavía predominan los programas tradicionales que dedican muy poco
tiempo para explorar la importancia de la química en la vida cotidiana de los
estudiantes, y cuando se aborda de alguna u otra forma la referencia a lo cotidiano
no pasa de lo anecdótico (Garritz y Chamizo, 1994; Jones y Miller, 2001; Jiménez.
et al, 2002).
3.6.1. ¿A que se hace referencia cuando se habla de lo cotidiano?
Lo cotidiano implica todo aquello con lo cual nos relacionamos frecuentemente en
nuestras actividades humanas diarias, lo que nos rodea en un mismo tiempo y
espacio, lo que todos conocemos pero cada uno de nosotros ignora (Lefebvré,
1971, citado en Jiménez, sin fecha). En este sentido, la química cotidiana
(etoquímica, del griego etho: costumbre, hogar) son hechos, situaciones ó
33
fenómenos químicos que resultan familiares, fácilmente inteligibles y utilizables en
la enseñanza y el aprendizaje de la química (De Manuel, 2004). Aclárese que lo
cotidiano depende del observador, de su experiencia diaria, edad y contexto
particular; así, lo que es cotidiano para una persona en un contexto específico, tal
vez no lo sea para otro observador familiarizado con otros objetos, situaciones o
fenómenos (Jiménez y De Manuel, 2009 b)
3.6.2. ¿Por qué y para qué lo cotidiano en la enseñanza de la química?
La curiosidad por explicar la multitud de fenómenos que observa en su interacción
con el mundo es una cualidad propia de la naturaleza del hombre (Aragón, 2004).
Sin embargo la educación en ciencias, asumida desde posiciones epistemológicas
de carácter empiropositivista, no tiene en consideración esta importante situación,
lo que conlleva a que no exista relación entre lo que se enseña en el aula y los
fenómenos que las personas pueden encontrar y aplicar fuera de ella (Sánchez, et
al, 2001; De Manuel, 2004; Sánchez, 2007). Por tal motivo el conocimiento
científico y el conocimiento cotidiano se muestran como dominios inconexos, lo
que puede a su vez generar imágenes distorsionadas acerca de la actividad
científica (Aragón, 2004).
Por lo anterior, los modelos actuales en la enseñanza de las ciencias sugieren que
la planificación de la enseñanza parta de objetos y fenómenos que pueden
encontrarse en escenarios próximos a los estudiantes, que los contenidos sean
aplicables, tengan utilidad y sentido para quien aprende, con el fin de superar la
vieja idea del estudiante como receptor pasivo de información inconexa en el
proceso de aprendizaje (Aragón, 2004: Jiménez et al, 2002).
Desde esta perspectiva, y de cara a las preguntas sobre qué, para qué, y como
enseñar química (Parga, et al. 2007; De Manuel, 2004), la química cotidiana ha
venido consolidándose en los últimos años como una alternativa concreta al
34
método de enseñanza y aprendizaje por transmisión-recepción de información que
contribuya a los objetivos señalados arriba (Sánchez, et al. sin fecha). Para la
enseñanza de la química se acude generalmente a términos, materiales y
procesos no familiares para los estudiantes, dificultando de esta manera aún más
la ya compleja naturaleza conceptual y metodológica de la química (De Manuel,
2004) que como señala Jensen (1999.a) es de carácter concreto-abstracto. Al
convertirse la química cotidiana en eje central para el diseño curricular, se busca
que los contenidos que se pretenden hacer objeto de enseñanza en el aula se
estructuren a partir de situaciones problemáticas relacionadas con objetos y
fenómenos cotidianos durante todos los momentos del proceso educativo
(introducción, ejemplos, actividades, problemas, laboratorios, evaluaciones, etc.).,
y que estos a su vez permitan resolver problemas y situaciones relevantes en la
vida diaria (Jiménez, et al. 2002). Sánchez (2007) resume esta propuesta en el
siguiente esquema (ver gráfica No 1) que será analizado con algo de detalle en el
apartado siguiente
Gráfica No 1. Uso de la química cotidiana o etoquímica por el profesorado. Tomado y adaptado de Sánchez, M. (2007).
35
En respuesta al para qué enseñar química, la revisión bibliográfica elaborada en
esta investigación encontró que la química cotidiana ha recibido diversos
tratamientos por parte del profesorado:
Como estrategia para mejorar las actitudes de los estudiantes hacia las
ciencias y promover centros de interés hacia la química (Jiménez, et al.
2002; Aragón, 2004).
Como instrumento para conseguir la alfabetización científica. (Sánchez, et
al. Sin fecha; Jiménez, et al. 2002; De Manuel, 2004).
Como instrumento para abordar las relaciones Ciencia-Tecnología-
Sociedad (Garritz y Chamizo, 1994)
Como herramienta para la consecución de un aprendizaje significativo de
los conceptos y modelos de la química (Aragón, 2004, De Manuel, 2004)
Como posibilidad para valorar la ciencia escolar y las construcciones
conceptuales que se elaboran en la escuela (Garritz y Chamizo, 1994;
Aragón, 2004).
Como alternativa para abordar la ciencia para la ciudadanía (Caamaño,
2005).
Finalmente, las investigaciones didácticas concuerdan en que el abordaje de la
enseñanza de la química a partir de etoquímica promueve el desarrollo de
metodologías investigativas, transforma la secuenciación de contenidos, permite
la renovación de las actividades, promueve la indagación, la resolución de
problemas de forma colectiva, y la búsqueda de explicaciones ante los fenómenos
que podemos observar en nuestra vida diaria (Sánchez, et al. Sin fecha; Jiménez,
et al, 2003).
.
36
3.6.3. Condiciones de uso de la química cotidiana
Si bien la química cotidiana no es una propuesta reciente como ya se ha señalado,
es un objetivo aún no logrado que lo cotidiano se convierta en el eje central en el
diseño curricular y la enseñanza de la química, a pesar de todas las aportaciones
positivas que la investigación en didáctica de las ciencias que la han ha señalado
como una alternativa concreta y asequible a todo el profesorado para transformar
las metodologías habituales en la enseñanza de la química. Sin embargo, estas
investigaciones han indicado de igual forma que el profesorado y aún los mismos
estudiantes poseen una imagen peyorativa de la química cotidiana, quienes
tienden a considerarla como una química light frente a los contenidos químicos de
siempre, los duros y realmente importantes, imagen que es más fuerte entre el
profesorado universitario quienes en su gran mayoría, opinan que dicha alternativa
de enseñanza disminuye la credibilidad y el rigor científico que la enseñanza de
los contenidos científicos amerita (Aragón, 2004). Dicha perdida de rigor puede
llegar a ser totalmente cierta si el tratamiento que se hace de lo cotidiano se
queda en lo anecdótico, tratamiento que infortunadamente es el más habitual y
generalizado en las aulas (Sánchez, et al. 2001; Jiménez, et al. 2002), pues los
objetos y fenómenos cotidianos son generalmente empleados en la enseñanza de
la química como mero pasatiempo, espectáculo y entretenimiento, como
experiencias tipo florero que simplemente decoran el transcurso de una clase,
como punto de partida para ejemplificar de manera superficial al inicio o final de
una unidad didáctica tradicional los conceptos científicos que luego son
reemplazados por contenidos sofisticados (Jiménez, et al. 2002), donde las
actividades cotidianas buscan servir de estrategia puramente motivacional pero
sin profundizar en el fundamento químico de tales fenómenos tras la sorpresa
inicial (De Manuel, 2004).
37
Contraria a esa visión, creemos en esta investigación que abordar el diseño de
unidades didácticas y la enseñanza de la química a partir de lo cotidiano no
disminuye la credibilidad y el rigor científico, sino que por el contrario, enriquece el
proceso de enseñanza de la química, dado que en esta alternativa predominan
las actividades de resolución de problemas abiertos de los procesos que suceden
a nuestro alrededor, los cuales permiten el intercambio de información en el
colectivo, la construcción de explicaciones e interpretaciones que conllevan a su
vez a aprender a leer, escribir y hablar en ciencias y en particular en química.
(Jiménez, et al. 2003; Sánchez, 2007). Ahora bien, compartiendo la idea de que la
etoquímica puede ser introducida en todos los niveles educativos (Jiménez, et al.
2003), la profundidad que se le quiera dar a un fenómeno cotidiano no viene
determinada por el fenómeno en si mismo, sino por los objetivos que el profesor
se plantea en cuanto a los conceptos y modelos químicos que se espera
construyan sus estudiantes y al nivel de complejidad que pretende que desarrollen
(De Manuel, 2004).
Recientemente, Jiménez y De Manuel (2009.a; b) han propuesto un instrumento
(ver tabla No 2) que permite el análisis del tratamiento didáctico de los recursos
desarrollados a partir de la etoquímica, que a nuestro juicio es también pertinente
para que el profesorado que opta por esta alternativa de enseñanza evalúe las
unidades didácticas centradas en química cotidiana, ya sea en cuanto a la
proximidad de lo cotidiano y por otra, en cuanto a la problematización de las
actividades desarrolladas.
En cuanto al diseño y selección de actividades centradas en química cotidiana, las
investigaciones didácticas han señalado algunos criterios importantes que si bien
no son camisa de fuerza, su lectura crítica le permite al profesorado actuar y
orientar el proceso de enseñanza de forma más pertinente de acuerdo a los
presupuestos actuales de la didáctica de las ciencias. Así, Los objetos y
38
fenómenos cotidianos a partir de los cuales se desarrollan las actividades deben
según De Manuel (2004):
Ser conocidos por los alumnos.
Ser interesantes.
Responder a objetivos didácticos claramente definidos.
Ser inmergible en el currículo: a partir de un fenómeno cotidiano se han de
buscar y realizar todas las actividades en el aula.
Presenten una exigencia cognitiva adecuada para el nivel de aquellos que
aprenden.
Resultar útiles.
Sean fácilmente realizables.
Tabla No 2. Doble escala de análisis de los fenómenos químicos. Tomada de Jiménez, M. De Manuel, E. (2009.b)
39
De igual forma y complementado lo ya dicho, Caamaño, et al (2005), señalan
algunas características de estas actividades:
- Ser abordadas desde la perspectiva de alfabetización científica.
- Ofrecer contextualización entre las relaciones Ciencia-Tecnología-
Sociedad (CTS).
- Favorecer procesos de comprensión de fenómenos y modelización.
- Deben hacer énfasis en las actividades de comunicación.
- Deben valorar del trabajo cooperativo.
En resumen, la idea que en esta investigación didáctica se acoge es que el diseño
de unidades didácticas para la enseñanza de la química puede ser abordado en
función de objetos y fenómenos cotidianos cercanos al contexto de los
estudiantes, y que las actividades emanadas de esas unidades deben acompañar
todas los procesos del aula: la intervención del profesor (introducción, ejemplos,
aplicaciones, etc), las actividades de los estudiantes (problemas, laboratorios, etc)
y la evaluación. (Jiménez, et al, 2002, 2003; Aragón, 2004; De Manuel, 2004;
Sánchez, 2007; Sánchez, sin fecha)
40
4. ASPECTOS METODOLÓGICOS
La investigación aquí abordada es de carácter cualitativo- exploratorio (Fernández.
et. al, 1998) y asume como opción metodológica para su desarrollo la
investigación-acción (Zapata, 1995; Suárez, 2002). Teniendo en cuenta lo anterior,
se presentan a continuación los presupuestos metodológicos desde los que se
sustenta y desarrolla la presente investigación didáctica.
4.1. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
Dado que desde la revisión de investigaciones didácticas se encontró que los
proyectos curriculares para la formación de profesores de química siguen guiados
aún por los paradigmas habitual y modificado (Amador y Gallego, 2004; Amador.
et al, 2007; Gallego y Gallego, 2006), y que la química cotidiana no pasa de ser
abordada mas allá de referencias ocasionales, superficiales o anecdóticas,
sesgando su potencial para estructurar y guiar los procesos de enseñanza y el
diseño de unidades didácticas en química (Aragón, 2004; Caamaño, 2003; De
Manuel, 2004; Jiménez, et al. 2003, 2009a, 2009b; Sánchez et al, 2001; Sánchez,
2007), el problema de investigación se abordó desde el siguiente interrogante:
¿Cómo desarrollar desde la química cotidiana una propuesta que sirva como
alternativa concreta frente a los paradigmas habitual y modificado predominantes
en la formación de profesores de química en la Universidad Pedagógica Nacional?
41
4.2. OBJETIVOS
4.2.1. Objetivo General
Desarrollar desde la química cotidiana una propuesta que sirva como alternativa
concreta frente a los paradigmas habitual y modificado predominantes en la
formación de profesores de química en la Universidad Pedagógica Nacional.
4.2.2. Objetivos específicos
4.2.2.1. Generar un espacio académico para los profesores de química en
formación inicial que vincule la formación disciplinar en química y la
disciplinar en didáctica de la química.
4.2.2.2. Diseñar y aplicar unidades didácticas centradas en química cotidiana
para la enseñanza de algunos modelos químicos.
4.2.2.3. Abordar desde la categoría epistemológica y didáctica de modelo la
enseñanza de algunos modelos químicos.
4.2.2.4. Caracterizar el tipo de modelo mental utilizado por los profesores de
química en formación para explicar objetos y fenómenos cotidianos.
4.2.2.5. Identificar el nivel de representación al que corresponden los
modelos mentales que utilizan los profesores de química en formación
para explicar objetos y fenómenos cotidianos.
4.3. SOBRE LA INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA.
Con base en los fundamentos conceptuales que sustentan esta investigación
didáctica, se planteó la creación de un grupo de estudio conformado por
profesores de química en formación inicial (PQFI) de diversos semestres de la
Licenciatura en Química de la Universidad Pedagógica Nacional que asistieron
voluntariamente al espacio denominado “Grupo de Estudio en Química Cotidiana”,
42
con el cual se desarrollaron semanalmente durante un mes sesiones de dos horas
con dos grupos de trabajo distribuidos en diferentes horarios, y una asistencia
promedio de 7 PQFI por sesión y 13 PQFI semanalmente. En este espacio de
carácter académico, se abordaron un total de cuatro unidades didácticas
denominadas: Fenómenos de ebullición a presión reducida, solubilidad de gases
en líquidos y sólidos, Fenómenos relacionados con sustancias gaseosas y algunos
artefactos de uso en el hogar.
Teniendo en cuenta la opción metodológica acogida en el presente trabajo
(Suarez, 2002), las etapas generales del proceso investigativo y las acciones
llevadas a cabo en cada una fueron:
- Reflexión inicial o diagnostica: Revisión de antecedentes en cuanto a la
formación de profesores de química, química cotidiana y elaboración de
unidades didácticas.
- Planificación: Elaboración del banco de experiencias y recursos centrados
en química cotidiana. Selección de los objetos y fenómenos químicos
cotidianos, experimentos ilustrativos y recursos (videos y lecturas) desde
los que se estructuran las unidades didácticas.
- Acción: Diseño de las unidades centradas en química cotidiana,
conformación del grupo de profesores de química en formación inicial, e
implementación del curso.
- Observación: Desarrollo de las unidades centradas en química cotidiana
con profesores de química en formación inicial, recolección de la
producción escrita de los profesores participantes del curso. Análisis de la
información.
43
- Reflexión: Revisión de las fortalezas y debilidades de las unidades
didácticas abordadas para su mejoramiento y posterior aplicación.
4.4. CARACTERIZACIÓN DE LOS MODELOS
Para la caracterización de los modelos mentales elaborados por los profesores en
formación, se adoptó la tipología propuesta por Sanabria (2007) en donde se
clasifican en modelos descriptivos o interpretativos (Ver Tabla No 1). Sin embargo
se hizo énfasis en los modelos de tipo descriptivo, denominados en esta
investigación modelos explicativos, dado que la explicación es una construcción
conceptual que involucra necesariamente un proceso descriptivo del sistema
objeto de estudio que además de señalar las partes, cualidades y propiedades de
un objeto ó fenómeno natural o artificial, busca alcanzar un nivel de comprensión
mayor para poder dar cuenta de un objeto ó fenómeno. De acuerdo con Amador
(2006), un modelo explicativo no solo son representaciones internas que explican
el evento, sino que fundamentan el proceso discursivo y permite comunicar y
contrastar con el otro el producto de la construcción.
Tabla No 3. Tipología de modelos explicativos.
Modelo Explicativo Características
Icónico Representación de un modelo material, a través de un diagrama, dibujo o gráfico.
Lingüístico Palabras que representan fenómenos o una porción de naturaleza.
A su vez, dichos modelos explicativos se clasificaron en tres categorías de
admisibilidad. Un modelo explicativo, bien sea icónico o lingüístico, es admisible
cuando permite dar cuenta del objeto ó fenómeno químico cotidiano, esto es,
cuando genera explicaciones válidas dentro del marco de los modelos químicos
que se hacen objeto de trabajo en el aula. Si el modelo explicativo hace uso
44
adecuado del discurso químico y lo relaciona coherentemente, pero es insuficiente
para dar cuenta del objeto o modelo químico cotidiano de interés, este es
parcialmente admisible. Un modelo explicativo es no admisible cuando, si bien el
profesor de química en formación inicial enuncia elementos del discurso químico a
través de dibujos, esquemas, de forma escrita u otra forma simbólica, estos no se
relacionan de forma coherente para dar cuenta del objeto o fenómeno cotidiano.
La categoría “no responde” indica aquellos profesores de química en formación
inicial que no respondieron al cuestionamiento planteado en la unidad didáctica
correspondiente.
Tabla No 4. Admisibilidad de los modelos explicativos.
Admisibilidad del
modelo explicativo
El modelo planteado permite una explicación admisible del fenómeno químico cotidiano
El modelo planteado permite una explicación parcial del fenómeno químico cotidiano
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno químico cotidiano
No responde
4.5. IDENTIFICACIÓN DE NIVELES DE REPRESENTACIÓN DE LOS
MODELOS EXPLICATIVOS
Como se señaló en los referentes conceptuales, el discurso químico puede
clasificarse en tres niveles de representación crecientes en complejidad, los cuales
corresponden a tres etapas históricas revolucionarias en el proceso de
consolidación de la química como ciencia de la naturaleza (Jensen, 1998 a, b, c).
Dado que en esta investigación se hicieron objeto de estudio algunos modelos
químicos para dar cuenta de objetos y fenómenos cotidianos, las representaciones
que sobre estos construyeron los profesores de química en formación inicial, y que
dan cuenta de sus modelos mentales, fueron categorizadas en tres niveles de
representación: molar, molecular y/o eléctrico.
45
Tabla No 5. Niveles de representación de modelos explicativos.
Nivel de Representación
del modelo explicativo Características
Molar
Se describen y explican las sustancias, sus
propiedades y fenómenos a ellas asociadas a través de
propiedades macroscópicas como color, olor,
propiedades magnéticas, reactividad química,
composición porcentual, punto de ebullición, punto de
fusión, densidad, etc.
Molecular
Se describen y explican las sustancias, sus
propiedades y fenómenos asociados señalando sus
cualidades a nivel molecular a través de su
composición, constitución y configuración (estructura),
interpretación molecular de potenciales
termodinámicos, mecanismos moleculares, etc.
Eléctrico
Las sustancias, sus propiedades y fenómenos
asociados, se describen y explican acudiendo a
modelos que señalan la naturaleza eléctrica de la
materia como el modelo atómico semicuántico de Böhr,
el modelo atómico cuántico de Schrödinger, el modelo
de puntos de Lewis, la teoría de repulsión de pares
electrónicos de la capa de valencia, TRPECV, teoría
del enlace de valencia, TEV, teoría del orbital
molecular, TOM, etc.
4.6. SOBRE LA ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Los autores de este trabajo de investigación didáctica consideran, por una parte,
que es posible transformar las formas habituales de enseñanza y diseño de
unidades didácticas en química a partir del abordaje de objetos y fenómenos
cotidianos, y por otra, que el abordaje de la química cotidiana es posible en todos
los niveles educativos. En este sentido, se diseñaron cuatro unidades didácticas
centradas en química cotidiana para el tratamiento de algunos modelos químicos
con un grupo de profesores de química en formación inicial. Los objetos y
fenómenos químicos cotidianos con los que se diseñan las unidades didácticas
pueden ser clasificados según su finalidad, ya sea que busquen exponer el
fundamento químico de objetos y/o fenómenos tanto de tipo natural como artificial
46
ó la composición y funcionamiento de sustancias químicas y artefactos de uso
cotidiano. Las unidades didácticas trabajadas durante las sesiones del “Grupo de
Estudio en Química Cotidiana” (ver Anexos No 1- No 4) se describen en la tabla
siguiente:
Tabla No 6. Unidades didácticas centradas en química cotidiana.
Sesión Unidad
Didáctica Experimento
ilustrativo Actividades de
contextualización Modelos químicos
involucrados
1
Fenómenos de ebullición a
presión reducida
Ebullición de agua por contacto con
hielo
Ebullición de agua en una jeringa, ebullición
de bebidas carbonatadas
Equilibrio de fases, presión de vapor,
ebullición, temperatura, presión
2 Solubilidad de
gases en líquidos
Crecimiento de chupo por bebidas
carbonatadas
Cavitación en articulaciones (“yucas”),
lago Nyos y plagas bíblicas, narcosis por
nitrógeno
Ley de Henry, presión de vapor
3
Fenómenos relacionados
con sustancias gaseosas
Buzo de Descartes y
Crecimiento de masmelos al vacío
Flotación de globos aerostáticos,
experimento del huevo en la botella, implosión de latas de gaseosa,
embolias en los buzos
Presión atmosférica, ley de Boyle-Mariotte, ley de Charles, ley de
Amontons- Gay Lussac, principio de
Arquímedes, buoyancia
4
Algunos artefactos de
uso en el hogar
Composición y funcionamiento de
lámparas incandescentes y
fluorescentes
Iluminación de bombillos incandescentes en un
horno microondas
Incandescencia, fluorescencia, modelo semicuántico de Bohr,
radiación electromagnética,
energía interna, punto de fusión
El desarrollo de las unidades didácticas abarcaron tres momentos. En el primero,
se realizó un experimento ilustrativo que utilizaba en lo posible materiales y
artefactos de uso común y fácil acceso para abordar el objeto o fenómeno
cotidiano de interés. De acuerdo con Caamaño (2004), un experimento ilustrativo
es un trabajo práctico destinado a interpretar un objeto ó fenómeno, ilustrar un
principio o mostrar una relación entre variables a partir de una aproximación
cualitativa o cuantitativa del fenómeno. En un segundo momento se les pidió a los
profesores de química en formación inicial elaborar a través de una representación
simbólica (un dibujo, esquema o por escrito) una explicación del fenómeno
47
postulado (Muñoz, R. 1995). Estas representaciones, como indica Galagovsky et
al (2009), sirven para conocer el modelo mental del profesor de química en
formación inicial con respecto al objeto o fenómeno cotidiano, y dado su carácter
comunicable (Amador et al, 2009) la construcción de cada profesor es
posteriormente argumentada, discutida y contrastada con la de los otros
profesores (Martínez, 1999), para finalmente buscar un modelo consensuado que
dé cuenta y explique el objeto o fenómeno cotidiano de interés (Justi, 2006).
Atendiendo a los lineamientos señalados por Sanmartí (2005) para el diseño de
unidades didácticas, se hicieron objeto de trabajo algunas actividades de
contextualización representadas en lecturas de artículos de química cotidiana
tomados de textos y revistas especializadas (Márquez y Prat, 2005) y videos
relacionados con hechos y situaciones cotidianas en los cuales, los profesores de
química en formación inicial pueden explorar nuevas formas de ver y explicar el
fenómeno abordando situaciones más complejas que las iniciales. En este sentido,
estas actividades inician un nuevo proceso de aprendizaje en cuanto posibilitan el
planteamiento de nuevas preguntas e interrogantes al colectivo de profesores de
química en formación.
En este punto es indispensable señalar que dada la diversidad de la población
participante de la investigación, es posible que los profesores de química en
formación inicial que cursen semestres más avanzados construyan modelos
explicativos crecientes en complejidad y admisibilidad. Lo anterior, más que
problemático, es una oportunidad para que todos los profesores participantes en el
desarrollo del curso, complejicen los modelos químicos empleados en la
explicación de los objetos o fenómenos químicos cotidianos mediante la
interacción entre pares del colectivo (Márquez et al, 2005). La comunicación de
dichos modelos, muchos de ellos inadmisibles en términos de la explicación que
generan del objeto o fenómeno químico cotidiano, permite al colectivo de
profesores identificar las concepciones alternativas en relación a los modelos
48
químicos empleados para explicar los fenómenos, y generar procesos de reflexión
en cuanto a la enseñabilidad de esos modelos químicos.
Indíquese en adición a lo anterior que al abordar problemas abiertos a través del
estudio de objetos o fenómenos cotidianos por medio de experimentos ilustrativos,
se invita al profesor a encontrar en la etoquímica una alternativa a la enseñanza
de las ciencias, y de la química en particular, alejada de la transmisión asimilación
de conocimientos, de la definición y memorización de conceptos inconexos, sin
utilidad y sentido práctico.
Señálese para concluir que las construcciones individuales en las cuales los
profesores de química en formación representaron sus modelos mentales, y las
construcciones colectivas consensuadas en las sesiones del grupo de estudio,
fueron la fuente primaria de información para la presente investigación. Estos
instrumentos y la interpretación de la información suministrada por ellos se
describen en el apartado siguiente.
4.7. INSTRUMENTOS DE INVESTIGACIÓN
Para la recolección de información, la presente investigación utilizó dos
instrumentos de carácter cualitativo, a saber:
4.7.1. Composiciones
Para la caracterización de modelos, algunas investigaciones didácticas como las
adelantadas por Amador (2006) y Sanabria (2007), señalan que las composiciones
escritas son instrumentos que poseen un rigor conceptual y metodológico que
permite la recolección de información válida y confiable. La estructura de este
instrumento se centra en la producción por parte del profesor en formación de un
49
discurso escrito que exprese su conocimiento alrededor de los modelos objeto de
trabajo en el aula (Amador, 2006; Sanabria, 2007).
Se aclara que esta investigación no solamente tiene en consideración la
producción escrita por parte de los profesores de química en formación inicial para
dar cuenta de los modelos mentales que explican los objetos y fenómenos
cotidianos expuestos, sino también aquellas construcciones explicativas
elaboradas a partir de dibujos o esquemas, las cuales son formas simbólicas
alternativas y válidas para representar la composición, funcionamiento o
fundamento químico de los objetos y fenómenos cotidianos objetos de estudio.
Durante las sesiones del grupo de estudio se dispuso de quince minutos tras la
realización del experimento ilustrativo para que los profesores de química en
formación elaboraran de forma individual la respectiva composición.
4.7.2. Relatoría
Una vez elaboradas las composiciones por parte de los profesores de química en
formación, se adelantó un espacio de debate denominado conversatorio, en el
cual se socializaron los modelos que cada profesor en formación elaboró de forma
individual en busca de la discusión, argumentación y contrastación de los
diferentes modelos para lograr acuerdos que conllevaran a la construcción en
colectivo de un modelo explicativo admisible acerca del objeto o fenómeno
cotidiano de interés (Justi, 2006; Martínez, 1999; Sanabria, 2007). Las principales
controversias, los disensos y acuerdos adelantados por el colectivo en este
espacio, fueron consignados por escrito en una relatoría elaborada por uno de los
investigadores a cargo.
Es importante destacar que el papel en el conversatorio de los profesores en
formación-investigadores a cargo de este trabajo, más allá de explicar la
composición o funcionamiento de objetos y fenómenos cotidianos, de señalar los
50
modelos que son válidos y los que no, es la de suscitar, mediar y dirigir las
controversias adelantadas al interior del colectivo.
4.8. TRATAMIENTO DE LA INFORMACIÓN
Para el análisis de la información obtenida con los instrumentos de investigación
señalados, se empleó la siguiente matriz:
Tabla No 7. Matriz de análisis de los modelos explicativos elaborados por profesores de química en formación inicial, en relación a objetos y fenómenos químicos cotidianos.
FQC PQFI Modelo Explicativo Nivel de Representación Admisibilidad
del modelo Icónico Lingüístico Molar Molecular Eléctrico
1
(…)
n
Admisibilidad del modelo:
El modelo planteado permite una explicación admisible del fenómeno químico cotidiano.
El modelo planteado permite una explicación parcial del fenómeno químico cotidiano.
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno químico cotidiano.
No responde.
FQC: Fenómeno Químico Cotidiano. PQFI: Profesor de Química en Formación Inicial. Esta matriz de análisis fue sometida al criterio de la Doctoranda en Educación de
la Universidad Católica de Chile profesora Johanna Camacho González,
especialista en didáctica de la química, para su validación.
51
5. RESULTADOS Y ANÁLISIS
Los resultados mostrados a continuación son producto de la organización en la
matriz diseñada y del análisis correspondiente realizado de las composiciones de
los profesores de química en formación inicial y de las relatorías construidas en
colectivo acerca de los fenómenos químicos cotidianos abordados a través de los
experimentos ilustrativos correspondientes a cada unidad didáctica.
5.1. Unidad Didáctica: fenómenos de ebullición a presión reducida.
(Ver Anexo No 1)
5.1.1. Ebullición de agua por contacto con hielo
La organización de la información recolectada en la matriz para esta unidad
didáctica se puede ver en el Anexo No 5 y se resume en las gráficas No 3 a No 5.
El desarrollo de esta unidad didáctica inició con la exposición de dos experimentos
ilustrativos en los cuales un volumen de agua con una temperatura inicial cercana
a la de ebullición lograba ebullir sin necesidad de suministrar energía en forma de
calor al sistema. De éstos los profesores plantearon la explicación de uno de los
procedimientos, la ebullición del agua mediante contacto con hielo. En este
sentido, se encuentra que los modelos explicativos para la ebullición de agua por
contacto con hielo construidos por los profesores de química en formación inicial
son tanto icónicos como lingüísticos, pero se advierte la predominancia de éste
último (Gráfica No 3).
52
Gráfica No 2. Tendencia de los modelos explicativos para el fenómeno de ebullición de agua por contacto con hielo
La socialización de los modelos explicativos de los profesores incluyó la discusión
de conceptos tales como punto de ebullición, presión de vapor, equilibrio de fases,
formas de transferencia de calor y las manifestaciones a nivel molar de la
ebullición. Este último aspecto se refleja en el predominio del nivel de
representación molar por parte de los profesores para explicar el experimento
ilustrativo. Algunos profesores de química en formación señalaban que las
moléculas de agua o partículas sufren cambios en cuanto a su energía cinética y
la presión ejercida por estas, pero el discurso expresado carece de coherencia
para dar explicación al fenómeno. De ahí que se encuentren modelos explicativos
en el nivel de representación molecular, pero la admisibilidad de los modelos
explicativos es mínima como se ve en las gráficas No 4 y No 5, respectivamente.
Gráfica No 3. Tendencia del nivel de representación de los modelos explicativos para el fenómeno de ebullición de agua por contacto con hielo
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
Molar Molecular Eléctrico
PQFI 94,1 29,4 0,0
%P
QFI
Nivel de representación
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
Icónico Linguístico
PQFI 35,3 94,1
% P
QFI
Tipo de modelo explicativo
53
Gráfica No 4. Admisibilidad del modelo explicativo planteado para el fenómeno de ebullición de agua por contacto con hielo
La elaboración del consenso y la admisibilidad de los modelos planteados
mostraron que algunos profesores consideraron la reducción de la presión por
condensación del vapor de agua como la responsable de la ebullición del agua, lo
cual si bien es un argumento admisible es una explicación parcial del fenómeno,
ya que no tiene en cuenta que la reducción de la presión, lograda tras cerrar el
erlenmeyer y ponerlo en contacto con el hielo para condensar el vapor, provoca
que la presión de vapor del agua requiera igualar un menor valor de presión del
medio para poder ebullir, punto que es alcanzado a una temperatura de ebullición
menor a la que el agua tendría a condiciones normales.
Así mismo, cabe señalar que varias de las explicaciones consideradas como no
admisibles señalan que la presión del medio es un obstáculo que impide la
ebullición, por lo cual la condensación del vapor de agua vence dicho obstáculo al
reducir el volumen de vapor y le proporciona a las moléculas de agua mayor
espacio para poder ascender.
La actividad de contextualización para esta unidad didáctica se centró en la
discusión de un artículo tomado de la revista Journal of Chemical Education en el
que se afirma que al destapar una bebida carbonatada esta ebulle (ver anexo No
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
Admisible Parcial No Admisible
No responde
PQFI 5,9 29,4 58,8 5,9
% P
QFI
Admisibilidad del modelo explicativo
54
1). Esta actividad permitió al grupo de profesores en formación argumentar a partir
de la discusión adelantada para dar explicación al experimento ilustrativo,
pregunta que valga la pena decir fue bastante controversial. Al respecto, si bien no
se llegó a un consenso generalizado, algunos profesores de química en formación
“…sostienen que la bebida ebulle a pesar de que no hay claridad a cuál sustancia
es la que ebulle. Por otra lado, se consideró que el fenómeno remite a la salida del
CO2 del jarabe como consecuencia de la diminución de la presión” (fragmento
tomado de la relatoría correspondiente)
A continuación se muestran algunos ejemplos que sustentan lo antes dicho.
Ejemplo No 1.
Imagen No 1. Fragmento modelo explicativo lingüístico admisible para el fenómeno de ebullición de agua por contacto con hielo.
En este ejemplo es claro que para explicar el fenómeno químico cotidiano, el
profesor de química en formación hace uso exclusivo de palabras para construir el
modelo explicativo, el cual es considerado como admisible en el nivel molar de
representación dado que señala que la disminución de presión ejercida sobre el
agua hace que ésta alcance el equilibrio con su fase de vapor a una menor
temperatura.
55
Ejemplo No 2.
Imagen No 2. Fragmento modelo explicativo icónico-lingüístico parcialmente admisible para el fenómeno de ebullición de agua por contacto con hielo.
Como se aprecia en la imagen No 2, el profesor de química en formación explica
el fenómeno acudiendo a un dibujo que representa el fenómeno de forma
adecuada, y lo sustenta de forma escrita. Este modelo explicativo puede
clasificarse tanto en el nivel de representación molar, dado que en el dibujo
representa burbujas que indican que el líquido está ebullendo, y por escrito señala
que ocurre condensación siendo ambas situaciones perceptibles
macroscópicamente, como en el nivel molecular, dado que indica que el efecto de
la condensación del vapor en las paredes del recipiente “ya no es un obstáculo
para que las partículas salgan a la superficie”, pero no hace alusión a las
partículas de cual sustancia, y pareciera expresar que antes de que la
condensación ocurriera no habrían presentes moléculas de agua en la superficie.
Por tanto este modelo explicativo icónico-lingüístico puede clasificarse como
parcialmente admisible.
56
Ejemplo No 3.
Imagen No 3. Fragmento modelo explicativo lingüístico no admisible para el fenómeno de ebullición de agua por contacto con hielo.
En este ejemplo puede apreciarse que si bien el profesor de química en formación
realiza un dibujo, dicho gráfico no da cuenta del fenómeno que ocurre. Obsérvese
por ejemplo que se representan unas burbujas sobre el líquido y no dentro de él,
que es lo perceptible en la ebullición. Se indica que al disminuir la presión sobre el
agua las moléculas de esta sustancia “se hacen más livianas”, hecho que da
cuenta que el modelo explicativo en el nivel de representación molecular es
inadmisible, además que al igual que en el ejemplo anterior, no se tiene en
consideración un equilibrio dinámico del sistema al señalar que solamente al
disminuir la presión sobre el sistema la moléculas del agua pueden subir a la
superficie. Por otra parte, aunque señala la relación que existe entre la presión y la
temperatura de ebullición adecuadamente, no explica el fenómeno en el nivel de
representación molar, dado que afirma que es la presión atmosférica y no la
presión dentro del recipiente la que disminuye.
Ejemplo No 4.
“Se llega al consenso en el que la ebullición del agua se logra por efecto de la
reducción de la presión del medio, ya sea por medios mecánicos (jeringa) o por la
transferencia de energía entre el hielo y el vapor de agua”
57
En este fragmento tomado de la relatoría correspondiente a esta unidad didáctica,
se aprecia el consenso logrado en el colectivo para dar cuenta del fenómeno
químico cotidiano. Es claro, debido al carácter de este instrumento, que el modelo
construido en común acuerdo con el grupo de profesores de química en formación
inicial es de tipo lingüístico y se pude clasificar como admisible en el nivel de
representación molar, dado que relaciona adecuadamente las variables que
participan en este fenómeno.
5.2. Unidad Didáctica: solubilidad de gases en líquidos y sólidos
(Ver Anexo No 2)
5.2.1. Crecimiento de chupo por una gaseosa
Para esta sesión, el primer experimento ilustrativo buscaba que los profesores en
formación explicaran el crecimiento del chupo de un biberón tras llenarlo con una
bebida gaseosa recién destapada y agitarlo. Se encontró que para explicar este
fenómeno químico cotidiano, los profesores de química en formación inicial
participantes del proceso investigativo utilizaron primordialmente modelos de tipo
lingüístico (ver Gráfica No 6).
Gráfica No 5. Tendencia de los modelos explicativos para el fenómeno del crecimiento de chupo por una gaseosa
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
Icónico Linguístico
PQFI 30,0 100,0
%P
QFI
Tipo de modelo explicativo
58
Algunos de los modelos explicativos expuestos durante la socialización
argumentaron que la agitación del biberón generaba un aumento de la entropía, la
energía cinética y la temperatura de la solución provocando así la liberación de
gas, explicaciones que fueron rebatidas en la discusión entre los profesores ante
el planteamiento de la alteración del equilibrio entre el ácido carbónico, el agua y
el dióxido de carbono como responsable de la generación de gas y de la
consecuente expansión del chupo. Vale la pena resaltar una cuestión formulada
por uno de los profesores en formación, quién postuló que si la presión es
directamente proporcional a la solubilidad del gas, se esperaría entonces que la
solubilidad del gas aumentara, comportamiento contrario al evidenciado por la
experiencia. Como actividad de contextualización se expuso el fundamento
químico de la cavitación de las articulaciones conocidas como “yucas” y de la
patología de los buzos conocida como narcosis por nitrógeno expuesta en
artículos del magazine ChemMatters, y la proyección de un fragmento de Exodus
Decoded, un documental que busca dar una explicación científica a las plagas
bíblicas y demás acontecimientos relatados en el éxodo bíblico, el cual para
explicar la muerte de los primogénitos egipcios aborda el fundamento químico de
la tragedia del lago Nyos en Camerún, descrita en la sección química en acción
del libro de Química General de Raymond Chang. Así, tanto el experimento
discutido como las actividades de contextualización planteadas permitieron
construir la relación directamente proporcional entre la presión de un gas y su
concentración en una solución descrita por la ley de Henry. Cabe mencionar que
el desarrollo de la unidad didáctica contó con varios profesores en formación que
si bien comprendieron la relación entre la presión y la concentración de un gas al
cabo de las actividades, no conocían de antemano el enunciado formal de la ley
de Henry, hecho que valida la utilidad de la unidad didáctica planteada como
posibilidad para la enseñanza de éste modelo químico.
59
En cuanto a los modelos explicativos construidos por los profesores de química
para el fenómeno evidenciado en el experimento ilustrativo, estos se ubican
principalmente en el nivel de representación molar, aunque son también
importantes aquellos que hacen uso de una interpretación molecular del
fenómeno, como puede apreciarse en la gráfica No 7.
Gráfica No 6. Tendencia del nivel de representación de los modelos explicativos para el fenómeno del crecimiento de chupo por una gaseosa
Con respecto a la admisibilidad de los modelos explicativos planteados, se
encontró que los profesores de química en formación no construyeron
explicaciones admisibles para el fenómeno del crecimiento de un chupo por una
gaseosa.
Gráfica No 7. Admisibilidad del modelo explicativo planteado para el fenómeno del crecimiento de chupo por una gaseosa
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
Admisible Parcial No Admisible
No responde
PQFI 0,0 40,0 60,0 0,0
%P
QFI
Admisibilidad del modelo explicativo
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
Molar Molecular Eléctrico
PQFI 100,0 40,0 0,0
%P
QFI
Nivel de representación
60
A continuación se analizan fragmentos de algunas composiciones de los
profesores de química en formación y de la relatoría construida para el fenómeno
químico cotidiano estudiado.
Ejemplo No 5.
Imagen No 4. Fragmento modelo explicativo icónico-lingüístico parcialmente admisible para el fenómeno del crecimiento de un chupo por una gaseosa.
En este ejemplo el profesor de química en formación acude tanto a
representaciones icónicas como lingüísticas para explicar el fenómeno químico
cotidiano objeto de estudio. Mediante el dibujo representa el proceso del
experimento ilustrativo, la acción a la que se somete el sistema (agitación) y el
efecto que se produce (crecimiento del chupo). En la parte escrita, describe de
forma general la composición de una gaseosa identificando al dióxido de carbono
como gas que está disuelto en ella, señalando que en el nivel molecular la
agitación transfiere energía cinética a las moléculas, afirmación que considerando
la naturaleza diatérmica del sistema no es admisible. Sin embargo, dado que
61
relaciona adecuadamente la acción (agitación) y el efecto generado (aumento en
el volumen del cupo), en el nivel molar de representación, este modelo icónico-
lingüístico es parcialmente admisible.
Ejemplo No 6.
Imagen No 5. Fragmento modelo explicativo lingüístico parcialmente admisible para el fenómeno del crecimiento de un chupo por una gaseosa.
Al igual que el ejemplo anterior, el profesor de química en formación inicial
describe de forma general la composición de una gaseosa, reconociendo al
dióxido de carbono como el gas disuelto. En el nivel de representación molar, se
describe la expansión del chupo como el efecto producido al agitar el biberón, el
cual genera un aumento en la liberación de dióxido de carbono hacia la región del
sistema “libre”. Indíquese que la alusión a lo “libre” es interpretada como vacío,
afirmación que no es válida en las condiciones del experimento ilustrativo, pero
dado que intenta explicar la migración (escape) del dióxido de carbono de la
62
mezcla a la región superior del sistema, permite considerar este modelo
explicativo como parcialmente admisible.
Ejemplo No 7.
Imagen No 6. Fragmento modelo explicativo icónico-lingüístico no admisible para el fenómeno del crecimiento de un chupo por una gaseosa.
En este ejemplo, se aprecia como el profesor de química en formación hace uso
de modelo explicativo tanto icónico como lingüístico. En el primero describe el
proceso llevado a cabo en el experimento ilustrativo, y da cuenta del crecimiento
del chupo luego de agitar el biberón. Sin embargo, junto al dibujo señala que una
vez este proceso ha ocurrido, la solución (gaseosa) queda sin gas, explicación que
no considera un proceso dinámico en este equilibrio por lo que no representa
adecuadamente el fenómeno. De otro lado, el profesor de química en formación
no señala en el modelo lingüístico la causa por la que el gas se expande, si bien
tiene en cuenta que el gas se mantiene en solución a causa de la presión ejercida
sobre la solución. Por tanto, este modelo explicativo que se puede categorizar en
el nivel de representación molar no ofrece una explicación admisible al fenómeno
estudiado.
63
Ejemplo No 8.
Imagen No 7. Fragmento modelo explicativo lingüístico no admisible para el fenómeno del crecimiento de un chupo por una gaseosa.
En este ejemplo, puede apreciarse que el modelo explicativo desarrollado por el
profesor de química en formación tiene en consideración las fuerzas
intermoleculares existentes entre el gas y el polímero con el cual está fabricado el
tetero, hecho que es indispensable a la hora de explicar de forma admisible este
fenómeno. Sin embargo, no explica cómo afecta la agitación a esas fuerzas
intermoleculares, si las promueve o las disminuye etc. Debe advertirse también
que existe una contradicción en el modelo explicativo formulado dado que, si bien
señala que se deben tener en consideración aquellas variables que favorezcan la
“producción de gas” y se indica que en algo se relaciona con la solubilidad, señala
que el aumento de la temperatura y la presión favorecen el fenómeno. Esto por
supuesto es válido para la relación entre la disminución de la solubilidad de un gas
en un líquido, pero no así entre la presión y la solubilidad, dado que en lugar de
promover el escape del gas de la solución, favorece su solubilidad, según se
afirma en el modelo químico objeto de estudio en esta unidad didáctica. Por tanto,
este modelo lingüístico que se puede clasificar en el nivel de representación molar,
no es admisible para explicar el fenómeno químico cotidiano estudiado.
64
Ejemplo No 9.
“…en la elaboración del consenso, se pone de manifiesto que todos los profesores
mencionaron la alteración de un equilibrio de fases, que tras discusión se
establece es H2CO3 (ac) H2O (l) + CO2 (g), mencionando que no hay reacción
química en este caso”
En este fragmento de la relatoría construida con el colectivo de profesores en
formación, se resalta que se hace alusión explicita al equilibrio existente entre el
ácido carbónico, el agua y el dióxido de carbono, y si bien no se indica en el
fragmento, se llegó al consenso de que la agitación de la botella hace que éste se
desplace hacia la formación de dióxido de carbono, hecho favorecido por la baja
presión ejercida sobre la gaseosa.
5.3. Unidad Didáctica: fenómenos relacionados con sustancias
gaseosas (ver Anexo No 3)
Para la presente unidad didáctica se llevaron a cabo dos experimentos ilustrativos
a partir de los cuales se buscó construir la relación entre la presión y el volumen
de un gas descrita por la ley de Boyle. Como actividades de contextualización se
abordaron el funcionamiento de los globos aerostáticos, el síndrome de
descompresión en los buzos, y los experimentos ilustrativos de la implosión de
latas de gaseosa y el experimento del huevo en la botella, actividades que a partir
de su discusión permitieron deducir las leyes de Boyle-Mariotte, Charles y
Amontons-Gay Lussac.
5.3.1. Buzo de Descartes
Este experimento clásico muestra el efecto sobre un gotero lleno con agua hasta
tres cuartas partes de su volumen al colocarlo dentro de una botella plástica con
agua y ejercer presión sobre los costados de la botella cerrada. En cuanto al tipo
65
de modelo, se encontró una tendencia generalizada por parte de los profesores de
química en formación en acudir a modelos lingüísticos para explicar este
fenómeno químico cotidiano (ver Gráfica No 9). Si bien muchos de los profesores
construyeron dibujos, estos por lo general no permitieron describir el sistema ni
explicar el fenómeno objeto de estudio, y por ende no se clasificaron como
modelos explicativos icónicos.
Gráfica No 8. Tendencia de los modelos explicativos para el fenómeno del buzo de Descartes
Para esta experiencia ilustrativa todos los modelos explicativos se enmarcaron en
el nivel de representación molar dado que describen y explican el sistema en
términos de propiedades macroscópicas (ver Gráfica No 10). Ninguno de los
modelos explicativos construidos por los profesores de química en formación pudo
ser considerado como admisible, mientras que la única explicación parcialmente
admisible logró identificar el aumento de la densidad del gotero como causa del
hundimiento del gotero (ver Gráfica No 11). Dichos resultados ponen de manifiesto
que a pesar de la sencillez del experimento ilustrativo en cuestión, la generación
de explicaciones admisibles para el mismo involucra un nivel de complejidad
considerable.
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
Icónico Linguístico
PQFI 0,0 100,0
%P
QFI
Tipo de modelo explicativo
66
Gráfica No 9. Tendencia del nivel de representación de los modelos explicativos para el fenómeno del buzo de Descartes
Gráfica No 10. Admisibilidad del modelo explicativo planteado para el fenómeno del buzo de Descartes
Se presentan y analizan a continuación algunos fragmentos de las composiciones
elaboradas por los profesores de química en formación participantes del desarrollo
de esta unidad didáctica que dan cuenta de lo mencionado arriba.
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
Molar Molecular Eléctrico
PQFI 100,0 0,0 0,0
%P
QFI
Nivel de representación
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
Admisible Parcial No Admisible
No responde
PQFI 0,0 16,7 83,3 0,0
%P
QFI
Admisibilidad del modelo explicativo
67
Ejemplo No 10.
Imagen No 8. Fragmento modelo explicativo lingüístico parcialmente admisible para el fenómeno del buzo de Descartes
Como se evidencia en la imagen anterior, el profesor de química en formación
inicial se vale de dibujos y de palabras para explicar el fenómeno que se estudia.
Sin embargo, los dibujos no ofrecen explicación alguna al fenómeno, pues solo da
cuenta del aumento o disminución en el volumen de agua al interior del gotero y
en consecuencia del volumen de aire. Por otra parte, el texto que acompaña al
dibujo indica que el gotero sumergido en la botella desciende porque al llenarse
de agua el gotero aumenta su densidad, hecho que si bien es admisible es
insuficiente para explicar el fenómeno. Por esta razón, este modelo explicativo
puede ser clasificado como lingüístico y en el nivel de representación molar es
parcialmente admisible.
68
Ejemplo No 11.
Imagen No 9. Fragmento modelo explicativo lingüístico parcialmente admisible para el fenómeno del buzo de Descartes.
En este ejemplo se aprecia que el profesor de química en formación inicial
describe de forma adecuada el fenómeno estudiado, e indica que el gotero se
hunde porque aumenta su peso. Si bien el modelo es parcialmente válido, no
permite entender totalmente la razón por la cual el gotero desciende y asciende al
interior de la botella al efectuar cambios de presión en la botella.
Ejemplo No 12.
Imagen No 10. Fragmento modelo explicativo lingüístico no admisible para el fenómeno del buzo de Descartes.
En este ejemplo, el modelo lingüístico menciona que existe una relación entre la
presión y el volumen pero no señala cómo se relacionan, lo cual conlleva a que no
permita describir ni explicar el fenómeno de interés.
69
Ejemplo No 13.
Imagen No 11. Fragmento modelo explicativo lingüístico no admisible para el fenómeno del buzo de Descartes.
En este ejemplo, el modelo lingüístico construido por el profesor de química en
formación intenta dar explicación al hundimiento del gotero argumentando una
diferencia de masa, pero no aclara si esa diferencia se presenta entre el momento
anterior y posterior al ejercer presión sobre las paredes del recipiente o si es que
existe una diferencia de masa en la parte superior e inferior de la botella, por lo
cual, a pesar que describe adecuadamente el sistema en el nivel macroscópico,
no ofrece una explicación válida al fenómeno químico cotidiano por lo expuesto
anteriormente.
Ejemplo No 14.
“…el gotero se hunde debido a que al aumentar la presión de la botella se
introduce agua al interior del gotero, reduciendo el volumen de aire y aumentando
el peso del gotero al punto de superar la fuerza boyante generada por el agua. Al
soltar la botella la presión ejercida sobre el gotero disminuye, haciendo que la
70
columna de aire aumente de volumen, desplazando parte del agua introducida y
reduciendo el peso del gotero al punto de ser menor que la fuerza boyante
ejercida por el agua, la cual ejerce una fuerza neta hacia arriba que permite el
ascenso del gotero. La relación entre la presión aplicada y el volumen de aire
confinado dentro del gotero es inversamente proporcional, tal como lo establece la
ley de Boyle-Mariotte”
En el fragmento anterior se muestra el consenso al que se llegó luego del
conversatorio, las discusiones y la contrastación de los modelos explicativos de los
profesores de química en formación, del cual es notable que se construye un
modelo explicativo más complejo, al integrar de forma coherente varios elementos
que dan cuenta de relaciones comúnmente no consideradas, tales como la fuerza
boyante ejercida por el agua y el peso del gotero. Además, señala adecuadamente
la relación existente entre la presión y el volumen de un gas descrita por la ley de
Boyle-Mariotte, y hace uso de ésta para explicar el fenómeno evidenciado. Por tal
motivo, y dado que acude a variables macroscópicas, el modelo es admisible en el
nivel de representación molar.
5.3.2. Crecimiento de masmelos
El segundo experimento ilustrativo de la unidad didáctica mostró el crecimiento de
varios masmelos tras haber sido colocados al interior de un erlenmeyer con
desprendimiento lateral conectado a una bomba de vacío. Vale la pena mencionar
que si bien los equipos empleados para el desarrollo del experimento no son
accesibles ni son de uso común fuera del laboratorio, el objeto de estudio del
experimento, en este caso el masmelo, es una golosina de usual consumo y fácil
acceso comercial.
La categorización de los modelos explicativos mostró que para este fenómeno, los
profesores de química en formación inicial acuden principalmente a los de tipo
lingüístico como se puede ver en la Gráfica No 12.
71
Gráfica No 11. Tendencia de los modelos explicativos para el fenómeno del crecimiento de masmelos al vacío
En cuanto el nivel de representación para este fenómeno se encontró que los
modelos explicativos son expresados en su totalidad en el nivel molar (ver Gráfica
No 13).
Gráfica No 12. Tendencia del nivel de representación de los modelos explicativos para el fenómeno del crecimiento de masmelos al vacío
A pesar de que ya se había discutido la relación existente entre el volumen y la
presión de un gas a condiciones de temperatura constante para explicar el
experimento ilustrativo anterior, generó gran controversia dentro del colectivo de
profesores de química en formación el hecho de que el volumen de los masmelos
aumentará a pesar de que no se estuviera suministrando una sustancia gaseosa
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
Icónico Linguístico
PQFI 8,3 66,7
%P
QFI
Tipo de modelo explicativo
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
Molar Molecular Eléctrico
PQFI 66,7 0,0 0,0
%P
QFI
Nivel de representación
72
al interior del estos. En este sentido, puede entenderse por qué gran parte de los
modelos construidos para dar cuenta del fenómeno no ofrecen una explicación
admisible, y lo que es aún más interesante, por qué muchos de los profesores no
ofrecieron ninguna explicación a este hecho que a primera vista parece evidente.
Gráfica No 13. Admisibilidad del modelo explicativo planteado para el crecimiento de masmelos al vacío
A continuación se analizan fragmentos de algunas de las composiciones
elaboradas por los profesores de química en formación para explicar este
fenómeno químico cotidiano.
Ejemplo No 15.
Imagen No 12. Fragmento modelo explicativo icónico- lingüístico admisible para el fenómeno del crecimiento de masmelos al vacío.
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
Admisible Parcial No Admisible
No responde
PQFI 8,3 25,0 33,3 33,3
%P
QFI
Admisibilidad del modelo explicativo
73
En este ejemplo el profesor da cuenta, a través de una representación icónica, que
al conectar la bomba de vacío al erlenmeyer se retira dióxido de carbono del
sistema. La representación va acompañada de un escrito que explica por qué los
masmelos aumentan de tamaño en términos de la disminución de presión sobre
éstos. Señala además que una vez se deja de producir vacío, los masmelos no
retornan a su tamaño original porque, como ya hacía notar en la representación
icónica, se extrae dióxido de carbono del sistema. Dado que el profesor relaciona
de forma adecuada la relación entre el volumen y la presión, indicado
explícitamente que el fenómeno se puede explicar en términos del postulado de la
ley de Boyle, el modelo explicativo construido se considera válido para dar cuenta
del fenómeno químico cotidiano.
Ejemplo No 16.
Imagen No 13. Fragmento modelo explicativo lingüístico parcialmente admisible para el fenómeno del crecimiento de masmelos al vacío.
A pesar de que el profesor de química en formación realiza un dibujo en el que se
representa el sistema, el gráfico no ofrece ninguna explicación al fenómeno que se
estudia. Sin embargo, el modelo explicativo se vale de la producción escrita para
dar cuenta del fenómeno químico cotidiano, señalando que la bomba de vacío al
intentar retirar dióxido de carbono (fase dispersa) de los masmelos, hace que el
gas ejerza mayor presión sobre la fase dispersante, y relaciona este hecho con el
aumento del volumen evidenciado en el experimento ilustrativo. Sin embargo, el
74
modelo lingüístico explicativo construido no permite relacionar las variables
presión ejercida sobre los masmelos y volumen de éstos para explicar el
comportamiento observado, y por tanto ofrece una explicación parcialmente
admisible en el nivel molar de representación.
Ejemplo No 17.
Imagen No 14. Fragmento modelo explicativo lingüístico no admisible para el fenómeno del crecimiento de masmelos al vacío.
En este ejemplo, el modelo explicativo puede clasificarse como de tipo lingüístico,
dado que hace uso de palabras como forma principal de representación simbólica
para dar cuenta del fenómeno químico cotidiano. Como se nota en esta
construcción, el profesor de química en formación describe en primera medida el
experimento ilustrativo efectuado e intenta explicarlo en un segundo momento. Sin
embargo, el modelo explicativo construido no es admisible ya que no utiliza el
75
discurso químico de forma adecuada para dar cuenta del fenómeno químico
cotidiano, sumado a que relaciona de forma inadecuada las variables presión y
volumen, y por ende no existe coherencia en el modelo.
Ejemplo No 18.
“Químicamente los masmelos pueden ser catalogados como coloides tipo espuma
conformados por dióxido de carbono (fase dispersa) disperso en una fase sólida
conformada principalmente por glúten (fase dispersante). Al encender la bomba de
vacío, estos crecen debido a que la remoción del aire al interior del matraz
provoca una disminución de la presión con respecto a la presión del dióxido de
carbono confinado dentro del masmelo, gas responsable de dar la apariencia
abullonada de la golosina. Así, la reducción de la presión dentro del matraz
permite el aumento del volumen del dióxido de carbono dentro del masmelo,
ilustrando la relación entre la presión y el volumen de un gas descrita por la ley de
Boyle-Mariotte”
En el fragmento anterior, correspondiente a la relatoría de esta unidad didáctica, el
modelo construido de forma colectiva hace una descripción mucho más precisa
del sistema de estudio que se precisa son los masmelos. Al respecto se señala
que la golosina es un sistema disperso conformado por dióxido de carbono (fase
dispersa) y glúten (fase dispersante). Dado que acude a la Ley de Boyle-Mariotte
para explicar el aumento de volumen evidenciado en el experimento ilustrativo, y
relaciona de forma coherente los variables presentes en el sistema de estudio, el
experimento ofrece una explicación admisible en el nivel molar de representación.
76
5.4. Unidad Didáctica: algunos artefactos de uso en el hogar (Ver
Anexo No 4)
5.4.1. Funcionamiento de lámparas incandescentes y fluorescentes.
El desarrollo de esta unidad didáctica abarcó el fundamento químico de lámparas
incandescentes y fluorescentes en cuanto a su composición y funcionamiento.
Aunque se esperaba que los modelos explicativos fueran principalmente icónicos,
en la medida que el objeto de estudio implica una representación mucho más
abstracta, se encontró que los modelos planteados son principalmente lingüísticos,
tal como se puede apreciar en la Gráfica No 15.
Gráfica No 14. Tendencia de los modelos explicativos para la composición y funcionamiento de lámparas incandescentes y fluorescentes.
De otra parte, los modelos explicativos elaborados por los profesores de química
en formación para abordar el funcionamiento de las lámparas incandescentes y
fluorescentes, tuvieron un predominio del nivel eléctrico, aunque no dejan de ser
importantes los otros dos niveles de representación. En este sentido, puede
afirmarse que el abordaje de este objeto de uso cotidiano es de alta complejidad,
como también lo señala la tendencia de la admisibilidad de los modelos
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
Icónico Linguístico
PQFI 14,3 64,3
%P
QFI
Tipo de modelo explicativo
77
explicativos construidos, en donde se encontró que la mayor parte de estos son
parcialmente admisibles o la no construcción de ninguna explicación.
Gráfica No 15. Tendencia del nivel de representación de los modelos explicativos para la composición y funcionamiento de lámparas incandescentes y fluorescentes.
Gráfica No 16. Admisibilidad del modelo explicativo planteado la composición y funcionamiento de lámparas incandescentes y fluorescentes
A continuación se analizan algunos fragmentos de las composiciones elaboradas
por los profesores de química en formación participantes del desarrollo de la
unidad didáctica que permiten sostener lo dicho.
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
Molar Molecular Eléctrico
PQFI 50,0 14,3 64,3
%P
QFI
Nivel de representación
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
Admisible Parcial No Admisible
No responde
Series1 0,0 28,6 35,7 35,7
%P
QFI
Admisibilidad del modelo explicativo
78
Ejemplo No 18.
Imagen No 15. Fragmento modelo explicativo lingüístico parcialmente admisible para la composición y funcionamiento de lámparas incandescentes y fluorescentes.
En este ejemplo se puede apreciar el uso adecuado y coherente de diferentes
conceptos químicos con los que el profesor de química en formación construye un
modelo explicativo lingüístico para la composición y funcionamiento de las
lámparas incandescentes. Dicho modelo describe de forma adecuada la
composición de la lámpara incandescente y señala la función de cada
componente. Sin embargo, en cuanto a la explicación de la causa del proceso de
iluminación señala que el calentamiento generado por el paso de corriente
eléctrica por el filamento hará que este se ionice, proceso que en realidad no
ocurre. Por tal motivo y dado que describe aspectos la composición en el nivel
molar de representación y señala aspectos comprensibles sólo desde el nivel
eléctrico como por ejemplo emisión de radiación electromagnética, este modelo
explicativo lingüístico es parcialmente admisible en los niveles de representación
señalados.
79
Ejemplo No 19.
Imagen No 16. Fragmento modelo explicativo lingüístico parcialmente admisible para la composición y funcionamiento de lámparas incandescentes y fluorescentes.
En este fragmento puede notarse que el profesor de química en formación en su
composición hace uso de representaciones tanto icónicas como lingüísticas,
donde el dibujo describe los elementos que constituyen el bombillo más no explica
el funcionamiento de la lámpara incandescente. De otro lado, el texto que
constituye el pilar del modelo lingüístico explicativo señala adecuadamente los
componentes y la función principal de cada uno de ellos en el funcionamiento de la
lámpara incandescente. Por ejemplo, señala que una característica importante del
filamento es que éste debe ofrecer resistencia al paso de corriente eléctrica para
generar el calentamiento del material, causa que según el profesor de química en
formación es la que genera la emisión de radiación electromagnética en el rango
visible. Dado que el profesor no explica de forma adecuada el proceso por el cual
se produce la emisión de radiación electromagnética, pero advierte de la
composición y función de los componentes de la bombilla, el modelo explicativo se
considera parcialmente admisible en el nivel de representación molar-eléctrico.
80
Ejemplo No 20.
Imagen No 17. Fragmento modelo explicativo lingüístico no admisible para la composición y funcionamiento de lámparas incandescentes y fluorescentes.
En este ejemplo es importante resaltar que si bien el profesor de química en
formación inicial señala desde qué modelos químicos puede interpretarse el
fenómeno químico cotidiano, tales modelos no le permiten construir una
explicación admisible al fenómeno. Por ejemplo, el profesor expresa que al
contacto del filamento con los alambres desde los cuales está soportado se
produce una carga eléctrica, hecho que implicaría un continuo funcionamiento de
la bombilla sin suministro externo de energía eléctrica. Por otra parte, en cuanto al
funcionamiento de las lámparas fluorescentes, el profesor no explica de forma
clara si el proceso por el cual estas emiten luz es producto del flujo de electrones o
del traslado del neón de forma gaseosa del ánodo al cátodo, siendo este último un
proceso que no ocurre. Por las anteriores razones, el modelo lingüístico explicativo
que se puede ubicar en el nivel de representación molar-eléctrico no es admisible
para dar cuenta del fenómeno químico cotidiano.
81
Ejemplo No 21.
Imagen No 18. Fragmento modelo explicativo lingüístico no admisible para la composición y funcionamiento de lámparas incandescentes y fluorescentes.
Debe indicarse que esta composición es la única en la que se acude a una
representación de un modelo atómico para explicar el proceso de emisión de luz
que ocurre en las lámparas fluorescentes. Sin embargo, adviértase que en el
modelo icónico la radiación electromagnética es emitida durante el proceso en el
que el electrón alcanza un nivel energético mayor, explicación que según el
modelo semicuántico de Böhr desde el cual se sustenta el modelo explicativo es
inválida. Súmese a lo anterior que si bien el profesor de química en formación
inicial señala por escrito la presencia de gases al interior de la lámpara
fluorescente, no da cuenta de los otros elementos que la componen y de la función
82
que cada uno cumple. Por tales motivos este modelo icónico-lingüístico es
inadmisible en el nivel de representación molar-eléctrico.
Ejemplo No 22.
“los bombillos incandescentes están conformados por una capsula de vidrio soda
cal que permite transmitir al medio la energía en forma de calor producida por el
bombillo, una rosca de aluminio y un filamento de tungsteno de 2 metros enrollado
al interior del bombillo, empleado gracias a su inusual alto punto de fusión (3422
°C), el más alto de los metales y únicamente superado por el del elemento
carbono en la tabla periódica. Cuando el bombillo es conectado a una fuente de
poder, una corriente eléctrica fluye de uno a otro de los contactos del bombillo. A
medida que los electrones se mueven a través del filamento, éstos golpean
continuamente a los átomos de tungsteno que lo conforman. Este constante
impacto provoca vibraciones en los átomos y calienta el filamento al punto en que
los electrones son excitados a un nivel superior de energía, los cuales al regresar
a su estado fundamental de energía emiten fotones. El interior del bombillo está
lleno de argón, un gas que por su baja reactividad química crea una atmósfera
inerte para el filamento que impide que reaccione con el aire y de esta forma se
aumenta su vida útil”
Este fragmento del modelo explicativo construido en colectivo durante el
conversatorio, da cuenta de que los diferentes modelos explicativos construidos
individualmente se conjugan tras su discusión y contrastación para desarrollar un
modelo consensuado para construir una explicación admisible, mucho más
elaborada y enriquecida acerca de la composición y funcionamiento de las
lámparas incandescentes en este particular. Por ejemplo, señala que el filamento
es del metal Tungsteno, el cual se usa como resistencia dado su elevado punto de
fusión, y que la composición del bulbo del bombillo es de vidrio soda-cal para
transferir rápida y eficazmente la energía en forma de calor producida al medio
circundante.
83
6. CONCLUSIONES
Una vez implementadas las unidades didácticas en el grupo de estudio, y tras
analizar y caracterizar los modelos explicativos planteados por los profesores en
formación en cuanto a sus niveles de representación y admisibilidad para explicar
los fenómenos químicos cotidianos abordados en las sesiones, es posible formular
las siguientes conclusiones:
Se logró consolidar un grupo de profesores en formación inicial del
Departamento de Química de la Universidad Pedagógica Nacional, que
vinculó la formación disciplinar en química a partir del abordaje de objetos y
fenómenos cotidianos y la formación disciplinar en didáctica de la química
a través de la discusión en colectivo acerca del qué y el cómo hacer objeto
de enseñanza dichos fenómenos cotidianos.
La enseñanza y el diseño de unidades didácticas en química, abordada
desde la construcción de modelos explicativos sobre objetos y fenómenos
cotidianos, permitió la construcción de modelos químicos relacionados con
el comportamiento de sustancias gaseosas, la solubilidad de gases en
líquidos, equilibrio de fases y el funcionamiento de lámparas
incandescentes y fluorescentes.
Los modelos simbólicos fueron primordialmente empleados por los
profesores en formación inicial para describir los componentes o delimitar
los sistemas de los fenómenos químicos cotidianos abordados en sus
modelos explicativos, mientras que las elaboraciones de tipo lingüístico se
utilizaron en su mayoría para dar cuenta del comportamiento de los
fenómenos químicos postulados.
84
Si bien se espera que los profesores de química en formación inicial
elaboren sus modelos explicativos manejando los tres niveles químicos de
representación propuestos, la caracterización evidenció que los niveles de
representación molar y molecular fueron los más utilizados entre los
profesores en formación asistentes al curso a la hora de generar sus
diferentes modelos explicativos.
El proceso de integración didáctica impulsado por la propuesta permitió
complejizar los modelos explicativos de los profesores en formación inicial.
Dado que no es posible caracterizar el nivel de complejidad de tales
modelos explicativos mediante instrumentos como pruebas de entrada y
salida, la principal evidencia que respalda dicha complejización la
constituyen los consensos para cada uno de los fenómenos químicos
cotidianos abordados, ya que plantearon modelos explicativos admisibles
que involucran, de forma coherente y enriquecida, los elementos aportados
por cada uno de los profesores en formación participantes en las
discusiones adelantadas en el grupo de estudio.
Los bajos niveles de admisibilidad de los modelos explicativos analizados
muestran que aunque los profesores de química en formación inicial
cuentan con un amplio referente teórico acerca de conceptos y modelos
químicos, este no les permite abordar problemas abiertos acerca de objetos
y fenómenos cotidianos en donde más que definir y repetir información, se
hace necesario el uso, aplicación e interrelación de tales referentes.
La implementación de la propuesta comprobó que introducir lo cotidiano en
la clase de química no va en detrimento del rigor que su enseñanza
amerita, en la medida en que las composiciones de los profesores en
formación de diferentes semestres para un mismo fenómeno químico
cotidiano evidenciaron niveles progresivos de complejidad en cuanto a los
85
modelos químicos empleados para su explicación, hecho que respalda la
viabilidad de implementar propuestas centradas en química cotidiana en
cualquier nivel educativo.
La química cotidiana dinamiza notablemente los procesos en el aula en la
medida en que las actividades desarrolladas en las diferentes unidades
didácticas, generaron espacios de discusión donde los estudiantes formulan
preguntas, generan hipótesis, controvierten las opiniones de sus
compañeros y llegan a consensos sobre la explicación de un fenómeno
químico cotidiano en particular.
La presente investigación no sólo debate la necesidad de fortalecer la
formación del profesorado en cuanto a la generación de alternativas para la
enseñanza de la química, sino que plantea un interrogante aun más amplio
sobre la pertinencia del diseño curricular y de los contenidos actualmente
abordados en el programa de licenciatura en química.
Por las razones expuestas anteriormente, es posible afirmar que a través de la
elaboración de unidades didácticas en las que los profesores de química en
formación inicial construyan, socialicen, controviertan y acuerden modelos
explicativos sobre objetos y fenómenos químicos cotidianos, y de la discusión
acerca del qué y el cómo hacer objeto de enseñanza dichos fenómenos en el aula,
es posible generar una alternativa concreta frente a los paradigmas habitual y
modificado que vincule la formación disciplinar en química con la disciplinar en
didáctica en profesores de química en la Universidad Pedagógica Nacional.
86
7. RECOMENDACIONES
Los resultados obtenidos respaldan la aplicación de una fase posterior de
investigación que puede encaminarse en objetivos tales como:
La consolidación del grupo de estudio conformado como alternativa para los
proyectos de práctica pedagógica y didáctica, como fuente de recursos y
herramientas en química cotidiana para los demás profesores de formación
y de producción académica enmarcada dentro de la química cotidiana.
El abordaje de los fenómenos químicos cotidianos tratados en términos de
problemas de investigación.
La creación de una asignatura electiva específica en Química Cotidiana
para el Departamento de Química de la Universidad Pedagógica Nacional.
87
8. BIBLIOGRAFÍA
1. Amador, R. Gallego, R. (2004). Estudio inicial de dos programas para la formación de licenciados en química. Tecné, Episteme y Didaxis. (16), pp. 64- 83.
2. Amador, R. (2006). Del modelo del flogisto al modelo de la oxidación. Una aproximación didáctica a la determinación de modelos mentales en la formación de profesores de química. Tesis de maestría. Universidad Pedagógica Nacional. Bogotá, D.C.
3. Amador, R. Muñoz, L. Gallego, R. (2007) en Gallego, R. Pérez, R. Torres, L. (compiladores). Didáctica de las ciencias: aportes para una discusión. Bogotá, D.C.: Universidad Pedagógica Nacional.
4. Amador, R. Gallego, R. Pérez, R. (2008). Desde qué versiones epistemológicas los profesores en formación inicial construyen modelos mentales: una investigación didáctica. Tecné, Episteme y Didaxis. (24).
5. Aragón, M. (2004). La ciencia de lo cotidiano. Revista Eureka sobre
Enseñanza y Divulgación de las Ciencias. 1 (2), pp. 109-121. En línea: http://www.apac-eureka.org/revista
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92
9. ANEXOS
Anexo No 1. Unidad Didáctica No 1: Fenómenos de ebullición a presión reducida.
Unidad Didáctica No 1.
Fenómenos de Ebullición a Presión Reducida Fenómeno Químico Cotidiano Abordado: ¿Cómo lograr que el agua ebulla a una temperatura por debajo de su punto de ebullición a condiciones ambiente? ¿Es posible que decir una bebida gaseosa ebulle al ser destapada? Conceptos Químicos involucrados: Equilibrio de fases, presión de vapor, ebullición, temperatura, presión Materiales: -Una jeringa de 80 mL con aguja -Una barra de plastilina o silicona -Plancha de calentamiento o estufa -Matraz Erlenmeyer de 250 mL con tapón de caucho -Cubos de hielo -Agua -Aro con nuez -Soporte Universal Procedimiento 1: Calentar un volumen de agua hasta ebullición y dejar en reposo. Introducir el orificio de la aguja dentro de la barra de plastilina o silicona para impedir la entrada de aire por dicha cavidad. Separar la aguja de la jeringa y tomar un volumen de agua caliente. Asegurarse de no dejar burbujas al interior del volumen de agua. Una vez recolectada el agua sellar el orificio de la jeringa acoplando la aguja Procedimiento 2: Calentar un volumen de agua hasta ebullición y dejar en reposo. Tapar la boca del matraz e invertirlo introduciéndolo dentro del aro con nuez. Frotar un cubo de hielo sobre la base del matraz Preguntas Orientadoras: ¿Por qué ebulle el agua al halar el embolo de la jeringa? ¿Cambiará la temperatura de ebullición del agua bajo las condiciones del experimento? ¿Si? ¿No? ¿Cómo?
93
Consenso: la ebullición del agua en la experiencia se logra por efecto de la reducción de la presión del medio, ya sea por medios mecánicos como en el caso de la jeringa o por la transferencia de energía entre el hielo y el vapor de agua en el matraz. Como consecuencia de dicha reducción, la presión de vapor del agua alcanza el equilibrio dinámico con una presión del medio menor que la requerida a condiciones ambiente para poder ebullir, razón por la cual requiere menos energía y alcanza por ende una temperatura de ebullición menor. Referencias: Ebullición a presión reducida: http://www.youtube.com/watch?v=ILWP1cgLXKI Boiling water with ice http://www.youtube.com/watch?v=zzVtbvVS2lQ Goodwin, A. (2001) ¿Are Fizzing Drinks Boiling? A Chemical Insight from Chemistry Education Research. Journal of Chemical Education, 78(3)
94
Anexo No 2. Unidad Didáctica No 2: Solubilidad de Gases en Líquidos
Unidad Didáctica No 2.
Solubilidad de Gases en Líquidos
Fenómeno Químico Cotidiano Abordado: ¿Por qué se infla el chupo de un biberón al añadir una bebida gaseosa dentro de éste? Actividades de Contextualización: -Yucas en los dedos -Plagas bíblicas y la tragedia del lago Nyos -Buceo: narcosis por nitrógeno Modelos Químicos involucrados: Ley de Henry, presión de vapor, densidad, presión. Materiales: 1 biberón mediano con chupo sellado 1 bebida gaseosa sin destapar (350 mL) Procedimiento: Verter la gaseosa en el chupo hasta ocupar tres cuartos del volumen del biberón aproximadamente. Tapar el biberón rápidamente con el chupo. Preguntas orientadoras: ¿Por qué se infla el chupo al ser agitada la bebida al interior del biberón? ¿Cuáles son los ingredientes de las bebidas carbonatadas? ¿Cuál es la función del gas y cómo se disuelve en la bebida? ¿Por qué las gaseosas se conservan preferiblemente refrigeradas antes de servirlas? Si la presión es directamente proporcional a la concentración del gas en la solución ¿Por qué el gas no se solubiliza en la bebida si el chupo muestra un aumento de su presión? Consenso: básicamente, los ingredientes de una bebida gaseosa son agua, el jarabe que le da el sabor característico a la bebida y dióxido de carbono, el cual sirve como preservante al propiciar una atmosfera inerte en la bebida evitando el crecimiento de microorganismos aerobios, y es envasado a una presión de 3 bar. Las bebidas gaseosas se sirven preferiblemente frías gracias a que la disminución de la temperatura aumenta la solubilidad del dióxido de carbono en la bebida carbonatada. Por otro lado, el sabor “picante” de una bebida carbonatada es producto de la formación de acido carbónico en la bebida, dada por la reacción:
95
H2CO3 (ac) H2O (l) + CO2 (g) Al destapar la bebida, la disminución de la presión no solo reduce la solubilidad del gas, sino que altera el sistema favoreciendo el equilibrio hacia la formación de dióxido de carbono. Si bien el inflamiento del chupo es prueba de la cantidad de gas generado por la bebida, la presión del gas confinado en el chupo no es lo suficientemente alta como para superar el valor de presión bajo el cual el gas comienza a solubilizarse en la bebida. Referencias: Expanding baby bottle nipple http://www.youtube.com/watch?v=c8-E7fMVJek&feature=channel Ley de Henry solubilidad de gases en líquidos http://www.youtube.com/watch?v=nM6tZuSkXUM -Cavitación en articulaciones (yucas) Kimbrough, D. (2000). Noisy Knuckles and Henry’s Law. Chemmatters. 18(4) Kimbrough, D. (1999). Noisy Knuckles and Henry’s Law. Journal of Chemical Education. 76(11) -Narcosis por Nitrógeno: Belleman, M. (2001) Scuba: The chemistry of an Adventure. Chemmatters. 19(1). Buceo y Leyes de los Gases. En Chang, R. (2002) .Química. Séptima Edición. Mc Graw Hill. pp. 180-181. Gases de la sangre y Buceo profundo. En Brown, T. (2004) Química, la Ciencia Central. Novena edición. Pearson Education. México. p. 496. -Lago Nyos y Plagas Bíblicas El Éxodo Decodificado. http://www.taringa.net/posts/tv-peliculas-series/1294274/El-%C3%89xodo-
decodificado.html (link de descarga) El Lago Asesino. En Brown, T. (2004) Química, la Ciencia Central. Novena edición. Pearson Education. México. p. 480.
96
Anexo No 3. Unidad Didáctica No 3: Fenómenos relacionados con sustancias gaseosas
Unidad Didáctica No 3.
Fenómenos Relacionados con Sustancias Gaseosas
Fenómeno Químico Cotidiano Abordado: ¿Por qué los masmelos crecen al colocarlos en una bomba de vacío? ¿Cuál es el fundamento químico del buzo de Descartes? Actividades de contextualización: ¿Cómo funcionan los globos aerostáticos? ¿Cómo introducir un huevo cocido dentro de una botella? Implosión de latas de gaseosa Embolia por descompresión en los buzos Modelos Químicos Involucrados: Presión atmosférica, ley de Boyle-Mariotte, ley de Charles, ley de Amontons-Gay Lussac, principio de Arquímedes, buoyancia Buzo de Descartes Materiales: -Un gotero de vidrio -Una botella plástica con tapa llena con agua Procedimiento: Llenar el gotero con agua hasta tres cuartas partes de su volumen. Depositarlo dentro de la botella con agua y cerrarla con la tapa. El gotero debe flotar en la parte superior de la botella. Presionar la botella en los lados para observar el hundimiento del gotero. Al retirar la presión el gotero asciende de nuevo. Masmelos al vacío Materiales: -Masmelos medianos -Una bomba de vacío -Un matraz erlenmeyer de 500 mL con desprendimiento lateral y tapón Procedimiento: Introducir varios masmelos dentro del matraz. Colocar el tapón, conectar el desprendimiento lateral con la bomba de vacío y encenderla. Preguntas orientadoras: ¿Por qué se hunde el gotero dentro de la botella?
97
¿Cuál es la relación entre la presión aplicada a la botella y el volumen de aire dentro del gotero? ¿Por qué los masmelos tienen un volumen menor que el inicial tras apagar la bomba de vacío? Consenso: el gotero se hunde debido a que al aumentar la presión de la botella se introduce agua al interior del gotero, reduciendo el volumen de aire y aumentando la masa del gotero al punto de superar la fuerza boyante generada por el agua debajo de él. Al soltar la botella la columna de aire aumenta de volumen, desplazando parte del agua introducida y reduciendo el peso del gotero al punto de ser menor que la fuerza boyante ejercida por el agua. La relación entre la presión aplicada y el volumen de aire confinado dentro del gotero es inversamente proporcional, tal como lo establece la ley de Boyle-Mariotte Químicamente, los masmelos pueden ser catalogados como coloides conformados por dióxido de carbono (fase dispersa) disuelto en el azúcar y el (fase dispersante). Al encender la bomba de vacío, estos crecen debido a que la remoción del aire al interior del matraz provoca una disminución de la presión con respecto a la presión del dióxido de carbono confinado dentro del masmelo, gas responsable de dar la apariencia abullonada a la golosina. Así, la reducción de la presión dentro del matraz permite el aumento del volumen del dióxido de carbono dentro del masmelo, reiterando la relación entre la presión y el volumen del un gas descrita por la ley de Boyle-Mariotte. Referencias: -Masmelos al Vacío Marshmallows in a vacuum http://www.youtube.com/watch?v=OHY9fFQhX68&feature=related Broniec, R. (1982). Boyle’s Law and the Monster Marshmalllow. Journal of Chemical Education, 59 (11). -Buzo de Descartes Sink or swim. The Cartesian diver. Journal of Chemical Education, 78 (2). Febrero de 2001. http://www.youtube.com/watch?v=j7EA1KRK7eI Cartesian Diver applet: http://lectureonline.cl.msu.edu/~mmp/applist/f/f.htm -Síndrome de Descompresión Buceo y Leyes de los Gases. En Chang, R. (2002). Química. Septima Edición. México: Ed. Mc Graw Hill. Pp. 180-181. Gases Laws and Scuba Diving. Chemmatters. Febrero 1983. -Implosión de Latas de Gaseosa Eichler (2009) Imploding Soda Cans. From Demonstrations to Guided-inquiry Laboratory. Journal of Chemical Education. 86 (4). Gratton, L. (2006) An Extension of the Imploding Can Demonstration. The Physics Teacher. Vol. 44. Mayo. This happens when you don’t vent properly an storage tank: http://www.youtube.com/watch?v=2WJVHtF8GwI&feature=related
98
-Funcionamiento de Globos Aerostáticos Vanderboght, C. (2002) Hot Air Balloons. Gas and go. Chemmatters Magazine. 20 (2). How hot air balloons work: http://www.youtube.com/watch?v=77Ej_Ayugxk -Experimento del Huevo en la Botella. Adcock, L. (1998) The Egg in the Bottle Revisited: Air pressure and Amonton’s Law. Journal of Chemical Education, 75 (12). Egg in a Bottle http://www.youtube.com/watch?v=ctJyu5ete6Y How to Suck an Egg into a Bottle http://www.youtube.com/watch?v=_JBOX116Pzw
99
Anexo No 4. Unidad Didáctica No 4: Algunos artefactos de uso en el hogar
Unidad Didáctica No 4: Algunos Artefactos de Uso en el Hogar
Fenómeno Abordado: ¿Cómo producen luz los bombillos incandescentes y fluorescentes? Modelos Químicos Involucrados: Incandescencia, fluorescencia, radiación electromagnética, energía interna, punto de fusión. Modelo semi-cuantizado de Bohr: Preguntas Orientadoras: -¿De qué están compuestos cada uno de ellos? -¿Por qué no es posible calentar en un microondas alimentos en recipientes metálicos? -¿Existe un gas al interior de los bombillos? ¿Si? ¿No? ¿Cuál es su función? -Si el bombillo puede considerarse como un circuito eléctrico, ¿Cuál sería el cátodo y el ánodo de un bombillo incandescente? -¿Cual es la función del polvo blanco que recubre el interior de los tubos fluorescentes? -¿Por qué si la radiación microondas es empleada para telecomunicaciones a grandes distancias, ésta no atraviesa el horno al estar encendido? Consenso: ambos bombillos se encienden al interior del microondas como consecuencia de la excitación del gas al interior de ellos en primera instancia. Durante los primeros instantes del bombillo incandescente dentro del horno se aprecia la aparición de una luz color púrpura, producto de la excitación del argón al interior de éste. Sin embargo, al cabo de un tiempo el bombillo comienza a emitir la típica luz amarilla. Básicamente, los bombillos incandescentes están conformados por una capsula de vidrio soda cal que permite transmitir al medio la energía en forma de calor producida por el bombillo, una rosca de aluminio y un filamento de tungsteno de 2 metros enrollado al interior del bombillo, empleado gracias a su inusual alto punto de fusión (3422 °C), el más alto de los metales y únicamente superado por el del elemento carbono en la tabla periódica. Cuando el bombillo es conectado a una fuente de poder, una corriente eléctrica fluye de uno a otro de los contactos del bombillo. A medida que los electrones se mueven a través del filamento, éstos golpean continuamente a los átomos de tungsteno que lo conforman. Este constante impacto provoca vibraciones en los átomos y calienta el filamento al punto en que los electrones son excitados a un nivel superior de energía. El
100
interior del bombillo está lleno de argón, un gas que por su baja reactividad química crea una atmosfera inerte para el filamento que impide que reaccione con el aire. A pesar de su extendido uso, la eficiencia de los bombillos incandescentes es bastante baja, ya que además de la luz buena parte de la energía que irradia es infrarroja, y solo un 20% de la luz emitida se encuentra dentro del espectro visible. Una lámpara fluorescente contiene en su interior vapor de mercurio y argón, los cuales si bien son excitados por la corriente eléctrica suministrada por los electrodos de tungsteno ubicados en cada extremo, emiten luz en el espectro ultravioleta, la cual no es visible al ojo humano. La luz característica de las lámparas fluorescentes proviene de las sales fosfatadas que recubren el interior de los tubos, las cuales absorben la luz ultravioleta absorbida por el mercurio y emiten luz visible, cuyo color varía dependiendo de las proporciones de las sales fosfatadas utilizadas, tales como halofosfato de calcio, fosfato de estroncio y magnesio y fluorogermanato de magnesio. Referencias: -Lámparas Incandescentes How Fluorescent Lights Work. http://www.youtube.com/watch?v=rS5LC2aH0c4 How Fluorescent Lamps Work. http://www.youtube.com/watch?v=td38NCj0MZ4 Lighting. En Toedt, J., Koza D. (2005) Chemical Composition of Everyday Products. Primera edición. Greenwood Publishing Group. USA. pp. 149-152. What is the dark spot on the inside of a light bulb when it burns out? En Karukstis, K. (2000) Chemistry connections: The Chemical Basis of Everyday Phenomena. Primera edición. Academic Press. California. USA. pp. 87-89. -Hornos microondas Los Hornos de Microondas. Trabajo de los Momentos Dipolares, en Chang, R. (2002). Química. Séptima Edición. Mc Graw Hill. México. pp. 382-383. Why does food get hot in a microwave oven? How do neon lights work? How neon lamps work? How does a light bulb work? How do fluorescent lights work? En Monk, P. (2004) Physical Chemistry. Understanding our Chemical World. pp. 469-482. John Wiley & sons. Inglaterra.
101
Anexo No 5. Caracterización de los modelos explicativos de los PQFI respecto al
fenómeno de ebullición de agua por contacto con hielo.
FQC PQFI Modelo Explicativo Nivel de Representación Admisibilidad
del modelo Icónico Lingüístico Molar Molecular Eléctrico
Eb
ull
ició
n d
e a
gu
a p
or
co
nta
cto
co
n h
ielo
1 X X X El modelo planteado permite una explicación parcial del fenómeno
químico cotidiano
2 X X El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno químico cotidiano
3 X X El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno químico cotidiano
4 X X X El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno químico cotidiano
5 X X X El modelo planteado permite una
explicación admisible del fenómeno químico cotidiano
6 X X El modelo planteado permite una explicación parcial del fenómeno
químico cotidiano
7 X X El modelo planteado permite una explicación parcial del fenómeno
químico cotidiano
8 X X El modelo planteado permite una
explicación admisible del fenómeno químico cotidiano
9 X X X X El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno químico cotidiano
10 X X X El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno químico cotidiano
11 X X X El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno químico cotidiano
12 X X X El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno químico cotidiano
13 X X El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno químico cotidiano
14 X X El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno químico cotidiano
15 No Responde
16 X X X El modelo planteado permite una explicación parcial del fenómeno
químico cotidiano
17 X X X El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno químico cotidiano
102
Anexo No 6. Caracterización de los modelos explicativos de los PQFI respecto al fenómeno del crecimiento de un chupo por una gaseosa.
FQC PQFI Modelo Explicativo Nivel de Representación Admisibilidad
del modelo Icónico Lingüístico Molar Molecular Eléctrico
Cre
cim
ien
to d
e c
hu
po
po
r u
na g
aseo
sa
1
X X X X
El modelo planteado permite una explicación
parcial del fenómeno químico cotidiano
2 X X X
El modelo planteado permite una explicación
parcial del fenómeno químico cotidiano
3 X X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
4 X X
El modelo planteado permite una explicación
parcial del fenómeno químico cotidiano
5 X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
6 X X X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
7 X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
8 X X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
9 X X
El modelo planteado permite una explicación
parcial del fenómeno químico cotidiano
10 X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
103
Anexo No 7. Caracterización de los modelos explicativos de los PQFI respecto al fenómeno del crecimiento del buzo de Descartes.
FQC PQFI Modelo Explicativo Nivel de Representación Admisibilidad
del modelo Icónico Lingüístico Molar Molecular Eléctrico
Bu
zo
de D
escart
es
1
X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
2 X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
3 X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
4 X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
5 X X
El modelo planteado permite una explicación
parcial del fenómeno químico cotidiano
6 X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
7 X X
El modelo planteado permite una explicación
parcial del fenómeno químico cotidiano
8 X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
9 X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
10 X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
11 X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
12 X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
104
Anexo No 8. Caracterización de los modelos explicativos de los PQFI respecto al fenómeno de crecimiento de masmelos al vacío
FQC PQFI Modelo Explicativo Nivel de Representación Admisibilidad
del modelo Icónico Lingüístico Molar Molecular Eléctrico
Cre
cim
ien
to d
e m
asm
elo
s
1 No Responde
2 No Responde
3 X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
4 X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
5 X X X
El modelo planteado permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
6 X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
7 X X
El modelo planteado permite una explicación
parcial del fenómeno químico cotidiano
8 X X
El modelo planteado permite una explicación
parcial del fenómeno químico cotidiano
9 X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
10 No Responde
11 No Responde
12 X X
El modelo planteado permite una explicación
parcial del fenómeno químico cotidiano
105
Anexo No 9. Caracterización de los modelos explicativos de los PQFI respecto al fenómeno de crecimiento de bombillos en horno microondas
FQC PQFI Modelo Descriptivo Nivel de Representación Admisibilidad
del modelo Icónico Lingüístico Molar Molecular Eléctrico
Co
mp
os
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pa
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de
sc
en
tes
y
flu
ore
sc
en
tes
1 No Responde
2 X X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
3 No Responde
4 X X X
El modelo planteado permite una explicación
parcial del fenómeno químico cotidiano
5 X X X
El modelo planteado permite una explicación
parcial del fenómeno químico cotidiano
6 No Responde
7 No Responde
8 X X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
9 X X X
El modelo planteado permite una explicación
parcial del fenómeno químico cotidiano
10 X X X
El modelo planteado permite una explicación
parcial del fenómeno químico cotidiano
11 No Responde
12 X X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
13 X X X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano
14 X X X X
El modelo planteado no permite una explicación admisible del fenómeno
químico cotidiano