aplicaciÓn de una unidad didÁctica sobre equilibrio

APLICACIÓN DE UNA UNIDAD DIDÁCTICA SOBRE EQUILIBRIO QUIMICO:

RELACIÓN DE LA LINEA CTSA CON LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS

MONOGRAFÍA

APLICACON DE UNA UNIDAD DIDÁCTICA SOBRE EQUILIBRIO QUÍMICO: RELACION DE LA LINEA CTSA CON LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS

2

APLICACIÓN DE UNA UNIDAD DIDÁCTICA SOBRE EQUILIBRIO QUIMICO:

RELACIÓN DE LA LINEA CTSA CON LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS

Yesica Esmeralda Mendoza Martínez

Estudiante de Licenciatura en Química

Facultad de Ciencias y Educación

Universidad Distrital FJC

Bogotá, D.C., Colombia

[email protected]

Liz Muñoz

Directora

Doctora en Educación para la Ciencia

Docente Licenciatura en Química

Universidad Distrital

Grupo Observatorio Pedagógico

[email protected]

Zenahir Siso

Directora

Doctor (C) en Educación

Académico del Departamento de Didáctica

Facultad de Educación

Universidad Católica de la Santísima Concepción

Concepción, Chile

[email protected]

mailto:[email protected]




3

INDICE DE CONTENIDO

Página

Antecedentes

7

Justificación

9

Problema o pregunta de investigación

10

Objetivos

10

Marco teórico

11

1. Líneas de investigación

11

1.1. Líneas de investigación más relevantes en didáctica de las Ciencias Naturales

12

1.2. Línea de Investigación CTSA

13

1.2.1. Fundamentos de la Línea de Investigación

13

1.2.2. Desarrollo histórico de la línea

14

2. Diseño de unidades didácticas

16

3. Resolución de problemas como competencia de pensamiento científico

16

4. Equilibrio químico: Dificultades de su aprendizaje

17

Metodología

19

1. Tipo de investigación 19

2. Enfoque de investigación 19

3. Fuentes 20

4. Técnicas de recolección y análisis de la información 20

5. Población Y Muestra 20

6. Procedimiento: Fases de investigación 22

Desarrollo de la propuesta

23

1. Unidad Didáctica 24


4

1.1. Fase 1: Preguntas Iniciales 24

1.2. Fase 2: Planificación docente

25

1.3. Fase 3: Desarrollo De La Unidad 26

1.3.1. Exploración

27

1.3.2. Introducción a nuevos conocimientos

30

1.3.3. Sistematización

36

1.3.4. Aplicación

37

Resultados

39

Consideraciones finales 61

Conclusiones

Recomendaciones

66 67

Referencias

68

Anexos

72

INDICE DE ESQUEMAS

Página

Esquema 1. Relación de los subtemas a tratar en el marco teórico

11

Esquema 2. Línea del tiempo, evolución histórica de la línea de investigación

15

Esquema 3. Factores que influyen en la velocidad de reacción

45

Esquema 4. Relaciones en el equilibrio químico

47

Esquema 5. Explicaciones de los estudiantes sobre las relaciones de los conceptos en el equilibrio químico

48


5

Esquema 6. Mapa conceptual sobre equilibrio químico

56

INDICE DE TABLAS

Página

Tabla 1. Ficha técnica de la institución Ofelia Uribe de Acosta

21

Tabla 2. Resultados de la actividad 1

41

Tabla 3. Resultados del taller 1. Punto 1

43

Tabla 4. Resultados debate taller 1. Punto 3

44

Tabla 5. Resultados de la actividad 2

45

Tabla 6. Factores que afectaron la aplicación de la unidad didáctica

62

Tabla 7. Respuestas de los estudiantes a encuesta

64

INDICE DE FIGURAS

Página

Figura 1. Gráficas propuestas por estudiantes para las reacciones en equilibrio del océano

47

Figura 2. Fotografías de folletos realizados por los estudiantes

52

Figura 3. Ejemplos de mapas conceptuales realizados por los estudiantes sobre equilibrio químico

57

Figura 4. Mural sobre equilibrio químico y contaminación

60


6

INDICE DE ANEXOS

Página

Anexo 1. Funciones más frecuentes en la muestra de libros analizados

72

Anexo 2. Guía de las actividades para los estudiantes

73

Anexo 3. Imágenes de los estudiantes en el aula de clases (realizando las diferentes actividades de la unidad didáctica

80

Anexo 4. Carta de la institución OUA

80

Anexo 5. Evaluación de la práctica por parte del docente acompañante en el aula (profesor de la institución)

80


7

ANTECEDENTES

Se han realizado gran variedad de trabajos en la enseñanza de las ciencias

naturales con el enfoque CTSA, uno de ellos es el que realiza Martínez et al.

2008, quien hace la revisión de diferentes investigaciones, llegando a la

conclusión de que este enfoque pedagógico y didáctico se ha aplicado a partir

de dos perspectivas: La primera, es cuando se da la incorporación de problemas

socio-ambientales y socio-científicos en procesos de enseñanza de contenidos

específicos (química, biología y física) como el proyecto Science and Technology

in Society (SATIS) propuesto en el Reino Unido por la Association for Science

Education que ha publicado desde 1984 más de 100 unidades didácticas

incorporando las relaciones CTS (Lujan y López, 2000) Y la segunda es cuando

se resalta la ciencia como base importante para la formación de ciudadanos con

el contenido como aspecto secundario, ejemplo de esta perspectiva es el

proyecto Science in Social Context, SINCON, implementado en el Reino Unido.

Sin embargo, por otro lado se encuentran investigaciones como la de R. Ribelles

et al. (2014) quien analizó varios libros de texto, y llegó a la conclusión de que

se deja de lado la relación de la ciencia con la tecnología, el medio ambiente y

la sociedad, siendo esto una gran debilidad para los estudiantes ya que se ve

empobrecida su capacidad de relacionar la ciencia con su entorno; relación que

claramente existe y es muy importante para el desarrollo de una comunidad;

además de que la autora recomienda este enfoque como alternativa de

enseñanza de las ciencias, y en específico de la química y la física, para

acrecentar el interés de los estudiantes por la ciencia.

En relación a lo anterior, es importante mencionar que desde el siglo XX, se han

llevado a cabo investigaciones como la de Solbes y Vilches (1992) que resaltan

que la enseñanza de las ciencias en la práctica se encuentra aún definida como

lo recomiendan los libros de texto, no solo en cuanto a la secuenciación de

contenidos, sino también a las formas de introducir los nuevos conocimientos y

al tipo de evaluación que se debería hacer al estudiantado (en algunos casos se

toman las preguntas desde el libro de textos de manera literal para evaluar los

conocimientos), lo que, además de ser un serio limitante al desarrollo del

pensamiento creativo y del pensamiento crítico en los estudiantes, denota un

estancamiento en cuanto a la aplicación a nivel escolar de los diferentes

enfoques y recomendaciones que realizan los estudios de las distintas líneas de

investigación en didáctica de las ciencias.

En cuanto al diseño de unidades didácticas, se han elaborado en relación al tema

en cuestión en esta monografía, Unidades sobre cinética química, como la

realizada por Sepúlveda B., et al. (2010), titulada “Cinética de las reacciones

http://www.tandfonline.com/author/Ribelles%2C+Rosario


8

químicas. Una unidad didáctica para la educación media” que tiene en cuenta la

promoción de competencias de pensamiento científico y el desarrollo de

habilidades cognoscitivo-lingüísticas, además del estudio teórico de la cinética

química [y del equilibrio químico] y la cual se toma como referente para el diseño

de la unidad didáctica del presente trabajo.

El análisis de textos, (Jiménez, 2000) es tomado también como antecedente para

la construcción de la unidad didáctica. Se realizó un análisis de la Unidad

“Cinética y Equilibrio Químico” del libro “Texto del estudiante, Química 3ª y 4ª

Medio” de M. Caballero (2014), libro de texto guía para los docentes de química

de Chile; a partir de lo que propone Jiménez (2000) para el análisis de textos, se

analiza la unidad en cuestión, caracterizando cada párrafo (o ilustración, o mapa

u otros) de la unidad clasificándolos en alguna de las siguientes etapas:

Evocación, definición, aplicación, descripción, interpretación y problematización

(Anexo 1) (Jiménez, 2000) En donde la función a la que se dedica el libro en un

porcentaje mayor es la definición, seguido por la aplicación, la interpretación, la

descripción, y por último en la evocación y en la problematización

respectivamente. En resumen, en este libro de textos, no se da una relación

significativa entre los contenidos y el contexto escolar, sino que más bien

introduce a quien lo utiliza a una memorización pasiva de los conceptos con una

baja interrelación de los temas teóricos con el contexto del estudiante. Lo que

evidencia que el libro de textos, aunque utilizado por muchos docentes, no es

suficiente para una enseñanza de la química que sea de utilidad e interés para

los estudiantes.

Lo anterior, sirve de punto de referencia para plasmar las diferentes actividades

de manera que se fortalezca la promoción de la resolución de problemas como

una competencia de pensamiento científico que facilite la interacción social entre

los estudiantes y su entorno, y no la memorización sin significado para los

estudiantes.


9

JUSTIFICACIÓN

Desde la perspectiva de la didáctica de las ciencias [y de las líneas de

investigación], es necesario continuar generando propuestas que permitan el

mejoramiento de la educación en Ciencias Naturales, y en específico, de la

Enseñanza de la Química, adoptando enfoques útiles para una mejor

comprensión de la ciencia en un contexto más amplio, este enfoque, como se ha

mencionado anteriormente, es el que estudia la línea de investigación Ciencia,

Tecnología, Sociedad y Ambiente (CTSA), que tiene en cuenta la importante

interrelación de dichos tópicos, fundamentales para el desarrollo de

comunidades conscientes de su contexto. Entre estas propuestas se encuentran

las Unidades Didácticas, que ayudan al docente a tener en cuenta los diferentes

campos que el estudiante puede y debe desarrollar, es decir, lo actitudinal, lo

procedimental y lo conceptual, además de incentivar el desarrollo de habilidades

y competencias científicas que permitan al alumno desenvolverse mejor en

comunidad y aportar al desarrollo de esta.

Es por lo anterior, que en esta propuesta se llevará a cabo, entre otros, el diseño

y aplicación de una Unidad Didáctica sobre Equilibrio Químico, tema que se

dificulta a los estudiantes debido a las deficiencias conceptuales,

epistemológicas y actitudinales de las enseñanzas convencionales de los

conceptos científicos, por lo tanto, Hernando M. et al.(2003), recomienda que se

enseñen principalmente aquellos aspectos del equilibrio químico que puedan ser

funcionales y útiles a la hora de resolver situaciones problemáticas (simuladas o

reales) que incentiven el desarrollo de habilidades y competencias por parte de

los estudiantes.

Por tanto, es necesario adoptar otra posibilidad de enseñanza para que, a partir

del contexto escolar, se logre disminuir el déficit de comprensión de la temática,

para que sea entendida y construida de manera que los estudiantes den

aplicabilidad a su cotidianidad. Y que, además de lo anterior, incentive el

pensamiento crítico, el pensamiento científico y el pensamiento creativo en los

estudiantes y el desarrollo de habilidades que le permitan al estudiante

argumentar y comunicar eficazmente sus conocimientos, interpretar el mundo

con teórica científica, tomar posturas críticas sobre los fenómenos sociales y

demostrar que ha aprendido a comprender la ciencia. (Quintanilla et al. 2010)


10

PROBLEMA O PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN

Como se describe tanto en los antecedentes como en la justificación de este

estudio, es fundamental continuar con la creación de recursos educativos con un

enfoque que ayude a la promoción de una mejor enseñanza de la química, por

lo cual se hace la siguiente pregunta de investigación:

¿Cómo promover la competencia de resolución de problemas en los estudiantes

desde el enfoque CTSA, a partir de la temática de equilibrio químico?

OBJETIVOS

GENERAL

Enseñar equilibrio químico en grado decimo desde el enfoque Ciencia

Tecnología Sociedad y Medio Ambiente (CTSA) a partir de una Unidad Didáctica

centrada en la competencia de resolución de problemas.

ESPECÍFICOS

● Revisar la evolución histórica que ha tenido la línea de investigación Ciencia,

Tecnología, Sociedad y Medio Ambiente, y resolución de problemas por

medio de una revisión bibliográfica.

● Diseñar una Unidad Didáctica sobre Equilibrio químico teniendo en cuenta el

contexto escolar, desde la línea CTSA.

● Promover mediante la Unidad Didáctica el desarrollo de competencias de

pensamiento científico como lo es la resolución de problemas

● Crear instrumentos para la evaluación por parte de los estudiantes para el

transcurso de la aplicación de la Unidad Didáctica


11

MARCO TEÓRICO

Dentro del marco conceptual es necesario abordar diferentes temáticas

interrelacionadas entre sí (Esquema 1), con el fin de tener soporte teórico para

la fase del desarrollo de la propuesta, es por esto, que en esta fase se dará

respuesta a preguntas útiles para comprender la temática en general, como las

siguientes: ¿Qué es una línea de investigación en Didáctica de las Ciencias?,

¿De qué se trata la línea de Investigación Ciencia, Tecnología, Sociedad y Medio

Ambiente (CTSA)? y ¿Cómo las unidades didácticas se relacionan con ésta línea

de Investigación?, además de plantear la resolución de problemas como una

competencia de pensamiento científico.

Esquema 1. Relación de los subtemas a tratar en el marco teórico

1. Líneas de investigación

Las líneas de investigación (LDI) se entienden como un conjunto de problemas,

referentes teóricos, métodos de indagación, hipótesis y soluciones a ciertas

situaciones que se desarrollan en el Campo de la Educación en Ciencias. Las

LDI se constituyen de un conjunto de elementos tanto teóricos como

metodológicos que atribuyen solución a los problemas educativos en Ciencias,

esto, a partir de métodos determinados.

Las líneas de investigación, por consiguiente, contribuyen a una elaboración

conceptual en el campo Educacional de ciencias en la sociedad (país, región,


12

ciudad, aula) y es por esto, que se encuentran en proceso permanente de

construcción por medio investigaciones de estudiantes de pregrado

(investigaciones iniciales), maestrías, especializaciones (investigaciones

intermedias) y doctorados en Ciencias y Educación (investigaciones avanzadas)

(Zambrano, et al. 2013)

Desde el nacimiento de la didáctica de las ciencias como campo de investigación

y desarrollo interdisciplinario que ayuda al docente a tener bases más amplias

del cómo y porque enseñar, se ha visto en la necesidad de cambiar la perspectiva

desde la cual se enseñan ciencias no solo desde la conceptualización de

contenidos secuenciales, sino teniendo en cuenta las relaciones que tiene la

ciencia con otros aspectos como lo son la historia, la sociedad, su relación con

el entorno, entre otros. Lo anterior dio inicio a líneas de investigación en didáctica

de las ciencias naturales. (Zambrano, et al. 2013)

En relación a lo anterior, las líneas de investigación en didáctica de las ciencias

naturales, lo que buscan es resolver las preguntas que los docentes se hacen

constantemente sobre su ejercicio de enseñanza, ejemplos de estas cuestiones

son: ¿Cómo enseñar ciencias de tal manera, que los alumnos puedan construir

sus propios conocimientos? ¿Cómo se evalúa y se debe evaluar? ¿Cómo utilizar

adecuadamente las didácticas? ¿Cómo afecta el contexto el aprendizaje de los

alumnos? ¿Qué y para qué enseñar? (Rosales & García, 2016)

1.1 Líneas de investigación más relevantes en didáctica de las ciencias

naturales

Considerando que la didáctica de las ciencias en una disciplina relativamente

nueva, es necesario comprender y resaltar las diferentes líneas de investigación

que ésta ha planteado para el mejoramiento de la enseñanza y el aprendizaje de

las ciencias naturales. Según Pérez, D. G. (2009), dentro de las diferentes

investigaciones que se enmarcan en la didáctica de las ciencias naturales se

encuentran como las más importantes y sobresalientes las siguientes:

Investigaciones en torno a las concepciones alternativas: Éstas

investigaciones aun hoy en día toman especial relevancia e interés por

parte de la comunidad educativa, debido a los resultados positivos que ha

suscitado la aplicación de dichas investigaciones en el aula de clase, pero

más importante que lo anterior es, que este tipo de investigaciones ha

llevado a cuestionarse sobre el método tradicional de transmisión de

conocimientos que se ha aplicado durante décadas en la educación

escolar, teniendo una visión más realista y funcional sobre el verdadero


13

significado de la enseñanza y el aprendizaje. (Duit, 1993; Gil, 1994;

Citados en Pérez, D. G., 2009)

Resolución de problemas: Son numerosas las tesis y trabajo varios de

investigación que ahondan en esta línea de investigación.

Investigación sobre la funcionalidad de las prácticas de laboratorio: Al

igual que la anterior línea de investigación, ésta ha sido de interés para

diferentes investigadores. (Gil et al., 1991, Citado en Pérez, D.G., 2009)

Otras líneas: A demás de las líneas de investigación antes citadas, la

didáctica de las ciencias se ha interesado por cuestionar e investigar

temas neurálgicos para la educación en ciencias naturales, como lo es el

diseño curricular, la evaluación, formación del profesorado, entre otras

temáticas, alusivas a el constante cambio cultural que existe en cada

contexto, dentro de estas líneas se puede situar la línea de investigación

Ciencia, tecnología Sociedad y Ambiente (CTSA)

Pero a partir de lo anterior, Pérez D. G., (2009), también resalta que, a través del

tiempo, las diferentes líneas de investigación se han ido interrelacionando, para

responder a las necesidades educativas que surgen día a día, debido al

exponencial cambio cultural que se evidencia en todas las sociedades. Es decir,

las diferentes líneas de investigación se integran para formar un cuerpo de

conocimientos sólidos para la disciplina de la didáctica de las ciencias.

1.2. Línea de Investigación CTSA

Dentro de las líneas de investigación de la didáctica de las ciencias, se encuentra

la línea llamada: Ciencia, Tecnología, Sociedad y Medio Ambiente. (CTSA).

Inicialmente llamada solo CTS, aunque el medio ambiente se encontraba de

manera intrínseca en estos tres aspectos, fundamentales para el desarrollo de

la comunidad, pero debido al gran impacto e importancia que ha tomado el

aspecto ambiental en los últimos años, se agregó como un tópico relacionado,

pero resaltado, por lo cual, dicha línea de investigación pasó a llamarse CTSA

(Aikenhead, G., 2005).

1.2.1. Fundamentos de la Línea de Investigación

La línea de investigación CTSA ha renovado la enseñanza de las ciencias

mediante proyectos que promueven la formación critica del estudiante, no como

tabula rasa, sino como un ser consciente de su contexto, que participa

activamente en su entorno, en sus decisiones y conoce las repercusiones de

estas, es decir, el estudiante como ciudadano (Membrela, 1997). Además de lo

anterior, esta perspectiva ha propiciado una transformación de los roles

tradicionales de profesor y alumno, no siendo ya está una relación vertical en

donde el docente es quien sabe todo y el estudiante es receptor pasivo de estos


14

contenidos, sino que, ahora el docente es un profesional que idea estrategias

pedagógicas y didácticas alternativas, teniendo en cuenta su contexto escolar

especifico, esto, para hacer que el estudiante sea consciente de su

responsabilidad en la toma de decisiones como futuro ciudadano; y el estudiante

es aquel sujeto activo que además de reconocer el conocimiento científico desde

su lógica interna, reconoce sus implicaciones sociales y ambientales.

Es por lo anterior que la línea de investigación CTSA busca que la enseñanza y

el aprendizaje de las ciencias se dé desde una perspectiva de investigación

didáctica que analice la ciencia en un contexto social, cultural y político, es decir,

lograr una formación no solo en conocimientos teóricos sino en valores que

fortalezcan la participación y evaluación de las implicaciones que tiene la ciencia

en aspectos sociales, ambientales y culturales. Por lo tanto, la CTSA contribuye

tanto a la formación científica (propiamente dicha) como a la didáctica de las

ciencias (Enseñanza de la química en particular) (Martínez et al. 2007)

1.2.2. Desarrollo histórico de la línea

Según Martínez, 2010, el recorrido histórico de la línea de investigación CTSA

se distinguen cuatro fases en el que transcurre, estas son: Origen, desarrollo,

consolidación y ampliación (ver Esquema 2):

● Origen: Antes de la década de los 60 se nota una tendencia dominante

de enseñanza más que todo conductual, que comienza a discutirse y a

cuestionarse desde movimientos sociales y académicos, por lo que se

incurre a la investigación, primeramente, de la relación Ciencia y

Tecnología (C&T), aunque excluida de los currículos oficiales, lo anterior

hace que en los 60s y comienzos de los 70s se dé el origen del enfoque

CTSA (conocido comúnmente como enfoque CTS) que se vio inclinado

por la fragmentación del conocimiento en disciplinas para su mejor

comprensión. (Martínez 2010, 2012). Además de lo anterior este enfoque

constituyó una fuerte crítica al status quo del momento, haciendo que

fuera necesario no solo formar a la élite (aquellos que se formaban

profesionalmente para ser científicos, tecnólogos o ingenieros) en

ciencias, sino comenzar con una revolución que daría conocimiento

científico por igual a todos los ciudadanos, esto, debido a la relevancia

que tenía (y tiene) la comprensión de la naturaleza en la modernidad.

(Aikenhead, 2005, citado en Martínez 2010)

● Desarrollo: En la década de los 70s los docentes empiezan a

preocuparse por instalar el enfoque CTSA como un movimiento de


15

renovación curricular, lo que desencadenó la consolidación en los 90s,

según Martínez (2010, 2012) se contaba con currículos y programas con

dicho enfoque en todos los continentes, es decir, existía una nueva

manera de enseñar y de ver la ciencia como algo que no solo deben o

pueden aprender unos pocos.

● Consolidación: Como se mencionaba anteriormente la consolidación se

da, desde los profesores, pero fue necesario realizar toda una

instrumentación para la aplicación por parte de profesionales y

especialistas, quienes construyen currículos desde esta perspectiva, las

cuales también tienen en cuenta las vivencias y perspectivas de los

profesores de ciencias, obteniendo así un análisis completo de las

prácticas escolares, para ir fortaleciendo el movimiento CTSA.

● Ampliación: Luego de su gran acogida en todos los continentes en el

siglo XX, se vio una disminución considerable en la literatura científica

especializada de investigaciones al respecto en la primera década del

siglo actual. Lo que hace cuestionar sobre las críticas tanto positivas como

negativas del movimiento.

Esquema 2. Línea de tiempo evolución histórica de la línea de investigación

CTSA, con datos de Martínez (2010)


16

2. Diseño de Unidades Didácticas

En general la didáctica de las ciencias siempre tiene un componente muy

importante de innovación, es decir, la didáctica es una ciencia que diseña

actuaciones docentes para la transformación de la escuela, por lo tanto es

necesario para dicha ciencia tener en cuenta tanto el contexto de la escuela

como a todos a aquellos que intervienen en el acto de la enseñanza de las

ciencias, además de tener en cuenta también los grandes cambios por los que

está pasando la sociedad actualmente, uno de los más importantes es la manera

en cómo se da la comunicación [Era digital]. (Aymerich et al., 2016)

Es por lo anterior que se da el diseño de unidades didácticas, que ha tomado

especial interés dentro de los especialistas en educación como Neus Sanmartí

(2000) y Mario Quintanilla (2010) quienes defienden la promoción de

competencias de pensamiento científico y la reflexión y el estudio teórico de la

química, por lo cual rescatan la elaboración de unidades didácticas como

recursos de valor para el docente de ciencias naturales.

Dichas Unidades didácticas promueven en el profesor la creatividad a la hora de

diseñar, construir y evaluar unidades didácticas en donde de dé la inclusión del

contexto y de herramientas como las TIC´s y que, a partir de esto, el estudiante

logre la capacidad de argumentar y comunicar sus conocimientos y demuestre

de una manera no mecánica que ha comprendido la ciencia y su funcionamiento

y desarrollo, es decir, que no vea la ciencias como algo ya hecho sino como un

proceso en constante construcción y análisis. (Quintanilla, 2010) Lo que significa

que la enseñanza no es seguir una serie de pasos en cada clase, sino es una

actividad científica que ayuda tanto al estudiante como al docente a crecer y

desarrollarse como ciudadanos conscientes de su contexto y de la influencia que

pueden ejercer en él.

Además de lo anterior, el diseño de unidades didácticas ayuda a que el actuar

didáctico y pedagógico del docente se enriquezca, incluyendo en ella, no solo su

postura acerca de cómo debería enseñar los diferentes contenidos, sino que, a

partir de la creación o recopilación de problemas, pueda hacer ver la ciencia

desde una perspectiva diferente a la tradicional.

3. Resolución de problemas como competencia de pensamiento científico

La resolución de problemas ha sido tema de especial interés en la investigación

en educación [Didáctica] debido al gran potencial que tiene para desarrollar

habilidades en los estudiantes, aunque dicho potencial, depende en gran parte

en el diseño del problema o problemas que se expongan a los alumnos, ya que


17

éstos pueden llegar a mecanizar los procesos de resolución, perdiendo así la

relevancia y funcionalidad que se supone tiene el ejercicio de resolver

problemas. (Couso et al. En Merion et al 2008.)

Los problemas en ciencias han estado presentes a lo largo de la evolución en

enseñanza de las ciencias, tanto en los libros de texto como en la práctica de los

docentes, quienes consideran que los problemas de ciencias son un objetivo

básico en la enseñanza (Campanario, 2002)

El tema de resolución de problemas ha sido investigado no solo por la didáctica

de las ciencias, sino por la psicología, la sociología y la filosofía entre otras meta

ciencias que llegaron a la conclusión de que cuando los estudiantes aprenden a

resolver problemas, reflexionan sobre las capacidades y destrezas que utilizan

en su aprendizaje de las ciencias, entonces, desde este punto de vista, la

resolución de problemas, puede ser vista como una competencia del

pensamiento científico (Quintanilla, 2006)

De acuerdo a lo anterior se puede llegar a la cuestión de ¿Para qué formar en la

competencia de resolver problemas?: Bien, pues como lo dice el autor Palacios

(2010) la resolución de problemas es un buen medio para la adquisición de

diferentes habilidades y competencias que ayudan al alumno a desenvolverse

de mejor manera en su contexto y en su sociedad.

4. Equilibrio químico: Dificultades de su aprendizaje

En cuanto a la enseñanza del equilibrio químico, primero hay que entender la

complejidad que existe en la relación entre la enseñanza y el aprendizaje, ya que

el hecho de que el docente adopte buenas prácticas pedagógicas y didácticas

en la enseñanza no significa que directamente el estudiante aprenderá de

acuerdo a los objetivos planteados por el profesor.

Sin embargo, es esencial que el profesor, antes de idear una propuesta de

enseñanza se documente y conozca las dificultades más relevantes que pueden

afectar el aprendizaje de los estudiantes.

Debido a lo anterior, se conoce que las dificultades más generales en cuanto a

la comprensión de todos los aspectos relacionados con el equilibrio químico se

deben principalmente a la manera en que se presentan los diferentes contenidos

a los estudiantes (Hernando M, 2003), es decir, cuando se presentan los

conceptos de manera aislada y arbitraria, los alumnos no verán sentido a los

nuevos contenidos, mientras que si estos se presentan como una solución a una


18

problemática, tomaran mucho más sentido y relevancia para ellos (relaciones

CTSA).

En este aspecto, las principales dificultades que presentan los estudiantes a la

hora de estudiar y aprender equilibrio químico son las siguientes (Raviolo A.,

2006):

La velocidad de reacción no es constante, sino que se incrementa la de

la reacción directa

Las concentraciones no varían desde el sistema inicial al sistema en

equilibrio.

La velocidad directa es inversamente proporcional a la velocidad de la

reacción inversa.

El catalizador solo funciona en el sentido directo de la reacción.

A partir de lo esto, Hernando M. (2003) hace diferentes recomendaciones para

disminuir las varias dificultades de aprendizaje que tienen los estudiantes a la

hora de aprender todo lo relacionado con el equilibrio químico:

Plantear situaciones problemáticas de interés

Plantear preguntas que expresen los problemas teóricos que resuelve el

estudio del equilibrio químico, v.gr.: ¿Por qué existen reacciones que no

terminan si aún existen compuestos que pueden reaccionar entre sí?

Realizar análisis cualitativos de la situación problema

Caracterizar una reacción en equilibrio químico tanto macroscópica como

microscópicamente

Explicitar de que variables depende la constante de equilibrio (K):

Temperatura y tipo de reacción

Relacionar el principio de Le Chatelier principalmente con la dirección que

tomará la reacción en equilibrio, cuando esta se ve alterada


19

METODOLOGÍA

1. Tipo de investigación

Es importante destacar, que la investigación en educación se puede dividir en

dos grandes grupos: Investigación sobre educación e investigación educativa

(Restrepo, 2002), de las cuales la última es la que se toma en consideración para

la presente investigación, ya que la investigación educativa se refiere a aquella

que se centra en lo pedagógico y didáctico, en este caso, la monografía se centra

en la proposición de nuevos métodos y actividades para la enseñanza del

equilibrio químico utilizando diversos materiales, organización de las temáticas y

enfoques que buscan innovación en el aula. Dando lugar a una investigación de

tipo experimental, es decir, la investigación educativa experimental es aquella

que tiene que ver con la puesta en práctica de constructos de la pedagogía y la

didáctica de las ciencias, y en este caso particular, de la química y del equilibrio

químico, enmarcado en una línea de investigación CTSA.

Por último, es importante mencionar que este tipo de investigación permite un

enfoque flexible, en donde se establece una reflexión constante sobre la puesta

en práctica, la enseñabilidad de los conceptos y las estrategias de gestión

educativa, cuestionándose siempre sobre que podría mejorarse, a partir de

bases conceptuales sólidas, ya que el investigador se incorpora en el escenario

de investigación e interviene en el contexto que está estudiando. A demás de

que, mediante la investigación educativa experimental, es fundamental buscar el

cambio de concepciones sobre como funcional el aula y el rol tanto del docente

como del estudiante, y también el cambio de los recursos que se utilizan en la

aplicación de las propuestas, es decir, busca la innovación en el aula mediante

materiales diversos y TICS (lo cual se encuentra en concordancia con la línea de

investigación que se toma en cuenta: CTSA)

2. Enfoque de investigación

En cuanto al enfoque de investigación, se toma como principal el cualitativo, ya

que éste no busca medir variables exactas y específicas, sino explicar los

fenómenos sociales, como los educativos, pedagógicos y didácticos. Aunque se

presentan algunos datos estadísticos como apoyo al análisis.


20

3. Fuentes

En esta investigación se toman en cuenta tanto fuentes primarias como

secundarias, refiriéndose con las primarias a entrevistas y encuentras entre otros

que se llevaran a cabo para la recolección y análisis de resultados de la

aplicación de la unidad didáctica, en cuanto a las fuentes secundarias, se refiere

a los diferentes libros, artículos y papers entre otros que se tomaron como

referentes para el marco teórico conceptual de la presente monografía

4. Técnicas de recolección y análisis de la información

De acuerdo a lo anterior las algunas de las técnicas de recolección y análisis de

información, se utilizarán, entre otras, las siguientes:

Análisis y valoración de las hojas de trabajo de los talleres propuestos en

varias de las actividades.

Análisis de las habilidades que deben desarrollar los alumnos en cuanto

al diseño e implementación de la práctica de laboratorio

Seguimiento de la calidad de la participación activa de los estudiantes en

cada actividad realizada

Contraste de los mapas metales (conceptuales) realizados por los

estudiantes en comparación con lo realmente propuesto teóricamente.

Evaluación de la claridad con que integran los estudiantes los diferentes

aspectos conceptuales con la línea de investigación CTSA

Análisis de la capacidad de resolver problemas de los estudiantes desde

la situación problemática propuesta para la práctica de laboratorio

Entrevista a los estudiantes para conocer no solo cual, y cómo fue su

aprendizaje, sino su impresión de las actividades desarrolladas

5. Población Y Muestra

La aplicación y desarrollo de la propuesta (unidad didáctica) se lleva a cabo en

el Colegio Distrital Ofelia Uribe de Acosta, que cuenta con una mayormente

adecuada infraestructura para la educación de aproximadamente 2800

estudiantes, tiene una planta docente de 101 profesores y directivos.

Dicho colegio oferta desde pre jardín hasta grado once en ambas jornadas.

A continuación, se encuentra la ficha técnica del colegio:


21

Tabla 1. Ficha técnica Colegio Ofelia Uribe de Acosta

En el grado decimo (población específica a la cual se dirige la unidad didáctica

diseñada) se encuentran escolarizados aproximadamente 230 estudiantes en

ambas jornadas, es decir, aproximadamente 160 estudiantes en la jornada

mañana, el grado decimo en esta jornada se divide en 3 cursos, (10-01, 10-02 y

10-03).

El colegio tiene diferentes centros de interés como manos al arte, deportes,

potabilización de aguas, medio ambiente, agricultura, baile, papiroflexia, cine

foro, huerta-zoo-cría-energías, teatro y robótica entre otros; lo cual ha generado

cambios positivos en la educación que tradicionalmente se da en colegios

distritales, y ha arrojado resultados positivos en cuanto a la formación y

motivación del estudiantado, generando participación en diferentes ámbitos

como documentales en canales como Señal Colombia y RCN, por el programa

de robótica.

Del grado decimo se tomó como muestra el curso 10-03, el cual tiene 36

estudiantes. El curso es en general aplicado, aunque muestran lapsos de

concentración cortos, y el ritmo en que se logra avanzar es menor al esperado,

ya que poseen en general varios vacíos conceptuales que no permiten el avance

esperado, sin embargo, se logra un proceso de enseñanza y aprendizaje

adecuado.


22

6. Procedimiento: Fases de investigación

La presente monografía se desarrollará en cuatro fases, como sigue:

Primera fase:

En esta fase se realizó una revisión bibliográfica con el fin de conocer y analizar

la evolución histórica que ha tenido la línea de investigación Ciencia, Tecnología,

Sociedad y Medio Ambiente, además de conceptualizar el papel que juega la

resolución de problemas en el aprendizaje de esta temática en específico.

Segunda fase:

Para este momento, mediante diferentes referencias bibliográficas, se diseñó

una Unidad Didáctica sobre Equilibrio químico, la cual tuvo en cuenta los

diferentes aspectos que se trabajaron en la primera fase, además del contexto

escolar en el que se desarrolló.

Tercera fase:

Aplicar las diferentes actividades planteadas en la Unidad Didáctica, en la

muestra de estudiantes ya caracterizada, con el fin de promover el desarrollo

competencias de pensamiento científico como la resolución de problemas a partir

de la línea de investigación CTSA

Cuarta fase

Elaboración de los diferentes instrumentos para el análisis de la aplicación de la

unidad, como entrevistas, videos y fotografías que evidencien las competencias

que se desarrollaron mediante las diferentes actividades realizadas.


23

DESARROLLO DE LA PROPUESTA

De acuerdo a lo desarrollado en el marco teórico conceptual, la propuesta de

esta monografía es integrar la enseñanza de la química, y en específico del

equilibrio químico con el desarrollo de la resolución de problemas como

competencia de pensamiento científico a partir de un enfoque CTSA, por lo cual

se toma el formato que Jorba y Sanmartí (1996 Citado en Quintanilla, 2010)

propone para el diseño de unidades didácticas, en donde se toman en cuenta

cuatro fases que debe seguir el docente para conseguir una unidad didáctica

completa, congruente y funcional para el quehacer del profesorado de ciencias;

la primera de ellas es la que lleva el nombre de Exploración, seguida de

Introducción de nuevos conceptos, Sistematización y. Aplicación. En donde, en

cada una de las fases se describen los objetivos, las orientaciones para el

profesorado y las actividades para los estudiantes.

Es importante mencionar que previo al desarrollo propiamente dicho de la

propuesta de Unidad Didáctica existen dos fases que sirven de guía y

fundamentación para el profesor que diseña, y para aquel que quiere aplicarla;

dichas fases son: Preguntas iniciales y planificación docente.

Ahora bien, en cuanto a las fases propuestas por Sanmartí (2000) se extiende

una breve explicación de cada una a continuación:

Exploración: A través de las actividades de exploración se elabora una

primera representación de los objetivos de la temática, éstas promueven

el análisis de situaciones simples y concretas, buscan la expresión de las

ideas que son tenidas en cuenta por los docentes como puntos de partida.

Introducción de nuevos conceptos: Orientadas a favorecer al

estudiante para que comprenda los nuevos conocimientos, en donde se

busca la integración de los conceptos previos con los nuevos, entre las

actividades de esta fase, se pueden encontrar: observaciones,

simulaciones, comparaciones, lecturas, entre otros

Sistematización: Se trata de actividades que logren que los estudiantes

expliciten lo que han aprendido, cuáles han sido los cambios o

reconstrucciones conceptuales que lograron los estudiantes, pasando de

un modelo tradicional (en el que el estudiante resumía lo que el profesor

decía, con tal de memorizarlo de manera descontextualizada y con poco

sentido) a un modelo constructivista en donde el estudiante es quien

explicita la evolución de sus ideas, ser capaz de concluir lo más

importante y de describir y comprender todo lo relacionado con la temática


24

Aplicación: Aplicar los conocimientos en resolución de problemas más

complicados que los iniciales, nuevas y diferentes, lo que significa un reto

para el docente, ya que no siempre se logra que el estudiante logre

transferir los conocimientos que aprendió a dichos contextos nuevos.

2. UNIDAD DIDÁCTICA

2.1. Fase 1: Preguntas Iniciales

Estas preguntan ayudan a fundamentar la construcción de la unidad didáctica

en relación a la temática planteada, es un resumen o justificación de las

actividades que se proponen en la fase 3.

¿Qué

noción

teórica

enseñar?

Equilibrio químico y contaminación

¿Para qué

enseñar

esa noción

teórica?

En la vida cotidiana son muy importantes las reacciones de equilibrio

químico, ya que estas ayudan a regular diferentes sistemas tanto en

nuestro cuerpo como en la naturaleza misma, por lo cual es importante

que los estudiantes conozcan lo fundamental de los conceptos de

equilibrio en el funcionamiento de su cuerpo de los fenómenos naturales,

así, relacionará la ciencia con situaciones que se presentan en su

cotidianidad.

El estudiante debe comprender la importancia de las reacciones químicas

y el equilibrio de aquellas que son reversibles, en su entorno cotidiano y

relacionar sus conceptos con las propiedades de las diferentes sustancias,

lo anterior, a partir de diferentes actividades en donde se plantea la

integración de nuevos conceptos a partir de los conceptos previos. Así

mismo, desarrollar capacidades, habilidades y competencias a partir de

actividades y de experiencias de laboratorio en donde éstas se aplican y

se evalúan.

¿Cómo

enseñar

esa noción

teórica?

En la unidad se desarrollarán un total de 8 actividades en donde las

primeras dos se orientan a saber lo que conoce el estudiante, para así

correlacionarlo con los nuevos conocimientos que se quiere que


25

aprendan, las actividades de la segunda fase utilizan lecturas y talleres

como apoyo entre otros recursos, además de la presentación de un video

que explica el principio de Le Chatelier, acompañado de un taller que

realizan los estudiantes simultáneamente. Para la sistematización la

actividad propuesta es la realización de un mapa conceptual, y para

finalizar se propone una práctica de laboratorio y la realización de un mural

para la fase de aplicación.

2.2. Fase 2: Planificación docente

En la presente fase se busca que haya claridad en cuanto a los contenidos que

se desarrollaran en la aplicación de la unidad didáctica, teniendo en cuenta lo

conceptual procedimental y actitudinal, que como dice Sepúlveda et al. (2010):

“Una unidad didáctica que trate el equilibro químico debe evidenciar un enfoque

transformador a la problemática del mundo, además de conectar los modelos

teóricos con la realidad y desarrollar Competencias de Pensamiento Científico

a través de situaciones específicas que permitan comprender qué es ciencia y

cómo se construye”

Unidad: Equilibrio químico y contaminación

Nivel: Décimo (Bachillerato)

Contenido

científico

Conceptual ● Explicar los cambios en un equilibrio químico

a partir del principio de Le Chatelier

● Diferenciar entre una reacción reversible y

una irreversible.

● Reconocer el equilibrio químico en una

situación cotidiana

● Relacionar la contaminación con el mal uso

de la ciencia

Procediment

al

● El estudiante propone soluciones concretas

y coherentes a los problemas y ejercicios

que se le presentan

● El estudiante diseña coherentemente la

actividad de indagación propuesta en el

laboratorio.

● Crea una composición artística relacionando

los diferentes subtemas del equilibrio

químico


26

Actitudinal ● Reflexionar sobre la importancia del

equilibrio químico en el océano y en

diferentes situaciones cotidianas

● Tolerar las ideas de otros y expresar las

propias frente a un tema con respeto

● Apoyar a los compañeros en los trabajos en

equipo que se desarrollen en las clases.

● Valorar el trabajo experimental, para la

construcción del pensamiento científico y

para explicar el mundo que nos rodea

● Proteger el entorno natural y sus recursos

como contexto de desarrollo humano

Objetivo Comprender la importancia del equilibrio químico en la cotidianidad,

generando una opinión fundamentada sobre la producción de

contaminantes

Objetivos

específicos

1. Identificar las nociones de los estudiantes sobre el concepto

de una reacción química y sus tipos (reversible e irreversible)

y su relación con el medio ambiente

2. Guiar a los estudiantes a la construcción de nuevos

conocimientos a partir de sus ideas y de las diferentes

actividades a desarrollar

3. generar una postura fundamentada científicamente sobre la

calidad de vida y la forma en que la producción de

contaminantes afecta al medio ambiente, mediante el debate,

el trabajo en grupo e individual

Temporalidad Mínimo 8 sesiones de clase (de 90 minutos cada una

aproximadamente)

Materiales Copias de lecturas, papel kraft o cartulinas, pinturas, marcadores,

proyector, materiales reciclados, entre otros

2.3. FASE 3: DESARROLLO DE LA UNIDAD

El diseño didáctico se fundamenta desde el Ciclo de Aprendizaje Constructivista

(Jorba y Sanmartí, 1996) el cual considera las siguientes cuatro fases: 1.

Exploración, 2. Introducción de nuevos conceptos, 3. Sistematización y 4.

Aplicación, ya explicadas anteriormente. En cada una de las fases se describen

los objetivos, las orientaciones para el profesorado y las actividades para los

estudiantes.


27

2.3.1. Exploración:

Objetivo: Conocer las preconcepciones de los estudiantes acerca de reacción

química y sus tipos, (reversibles o irreversibles), y acerca de la velocidad de

reacción.

Actividades:

Actividad 1. ¿Qué saben sobre reacciones reversibles?

Para esta actividad se presentarán imágenes a los estudiantes de manera que

reconozcan cuales podrían ocurrir en ambos sentidos (reversibles) y cuáles no,

mediante la participación verbal de algunos o de todos los estudiantes. Se usa

la ilustración como instrumento por su facilidad de aplicación, además de que los

resultados son claros para el docente.

Recurso para actividad 1.

a. Indicación para el profesor: Si posee proyector, puede presentar las

imágenes a todo el grupo en una presentación ppt, de lo contrario puede

imprimirlas lo más grande posible y pegarlas en la pizarra de manera que

todos las vean, si considera pertinente los estudiantes pueden levantarse

de sus puestos para observar las ilustraciones más de cerca.

b. Indicación para el profesor: Luego de la clasificación puede pedir a un

estudiante que explique las diferencias entre una reacción reversible y una

reacción irreversible, y complemente teóricamente.

Luego de esta introducción, se realizará un taller corto (puede ser individual o de

a parejas) con las siguientes preguntas:


28

Taller N. 1. Reacciones reversibles e irreversibles Responde las siguientes preguntas de acuerdo a la imagen que ya se te presentó, sé lo más específico y amplio posible.

1. ¿Cuáles de las reacciones que viste, crees que son más rápidas, y cuales más lentas?, organízalas en la siguiente gráfica:

2. ¿Cuáles de las reacciones (reversibles o irreversibles) aquí vistas piensas que pueden contaminar el medio ambiente? Explica cómo contaminaría, y si puede evitarse de alguna manera dicha contaminación. (Explica por lo menos 2)

Ejemplo: En la reacción de la manzana, cuando esta se descompone, genera residuos orgánicos que pueden ser contaminantes debido a los gases que desprende por dicha descomposición. Pero si se deja de desperdiciar la comida y solo se compra lo necesario, no generaremos residuos, o en caso contrario puede utilizarse estos desechos orgánicos como abono para las plantas.

3. ¿Crees que cargar tu celular puede contribuir a la contaminación ambiental? ¿Sí o No? Explica. Prepara ideas para el debate.

c. Indicación para el profesor: El taller puede realizarse de a parejas, procure

dar un tiempo limitado para evitar que los estudiantes se dispersen.

d. Indicación para el profesor: Realice una socialización corta sobre el taller,

y concluya con un debate en donde se separen dos grupos de estudiantes

(los de SI y los del NO en la pregunta número 3) y un moderador, quien

dará la palabra a cada grupo, el debate tratará de como acciones

cotidianas pueden ser dañinas para el ambiente.


29

Actividad 2. Velocidad de las reacciones: Papas fritas

Debido a que uno de los conceptos importantes que los estudiantes deben tener

claro para abordar la temática de equilibrio químico, es la velocidad de reacción,

esta actividad tiene como propósito conocer qué tanto saben los alumnos sobre

este concepto.

Para esto se presentará un esquema a los estudiantes, en donde analizaran una

situación tan cotidiana como lo es freír papas, se espera que los estudiantes lo

resuelvan primero de manera individual y luego compartan sus respuestas a todo

el grupo para así generar un debate.

a. Indicaciones para el profesor: Sea claro con sus estudiantes de que no

hay respuestas erróneas, y que expliquen lo más detalladamente posible,

relacionándolo con las temáticas que ya han visto anterior a esta nueva

temática


b. Indicaciones para el profesor: Luego de que los estudiantes respondan

individualmente, pida a algunos que lean sus respuestas en voz alta y en

caso de discordia entre las respuestas, explique con los conceptos

químicos pertinentes, ya que puede que los estudiantes igual lo hayan

explicado desde su intuición y no desde la teoría de velocidad de reacción

en sólidos.


30

1.3.2. Introducción a nuevos conocimientos

Objetivo: El estudiante construye nuevos conocimientos como son el equilibrio

químico y principio de Le Chatelier.

Actividades:

Actividad 3. Vida marítima y la contaminación

Esta actividad es una lectura que relaciona el equilibrio del dióxido de carbono

en el océano, lectura que parece muy pertinente, ya que todos los estudiantes

saben que es el océano, pero esta vez lo verán desde una perspectiva que

posiblemente no conozcan.

En resumen, la lectura describe diferentes reacciones en equilibrio que suceden

entre el océano y el aire, las cuales ayudan a disminuir la contaminación del

medio ambiente por dióxido de carbono.

a. Indicación para el profesor: Entregue la lectura a cada estudiante, y dé 5

minutos para que la ojeen, luego, si es posible haga que cada estudiante

lea un párrafo, y que uno de ellos escriba en la pizarra las reacciones que

encuentra en la lectura.

b. Indicación para el profesor: Si el curso no es muy ordenado prefiera que

lean mentalmente de forma individual

Recurso para actividad 3. Vida marítima

El intercambio de dióxido de carbono entre la atmósfera y los océanos tiene lugar

rápidamente Al igual que con tantos otros procesos ambientales, no podemos

explicarlo en términos de factores físicos solamente. La toma de dióxido de

carbono que muestra la siguiente figura:


31

Debemos tener en cuenta que el dióxido de carbono (CO2) más soluble en agua

que el oxígeno o el nitrógeno. Las moléculas de CO2 contiene enlaces C=O que

pueden formar enlaces de hidrógeno con moléculas de agua:

Cuando el dióxido de carbono se encuentra en estado acuoso, puede reaccionar

a su vez con moléculas de agua generando las reacciones en equilibrio 2 y 3.

(Proponlas tú mismo) Es importante resaltar, que cuando el dióxido de carbono

reacciona con el agua, disminuye (lógicamente) su concentración en estado

acuoso por lo tanto se disuelve más CO2 gaseoso, para mantener el equilibrio de

la reacción 1.

______+______ ⇌ ________+_________ (Reacción 2)

______+______ ⇌ ________+_________ (Reacción 3)

La reacción con agua produce una mezcla que contiene principalmente iones

bicarbonato (HCO3-) e iones H+, junto con algunos iones carbonato (CO32-).

¿Podrías realizar una gráfica de tiempo (en eje x) vs. Concentración de cada

una de las reacciones de la lectura? Ten en cuenta el ejemplo que el profesor

te explicará.

La mayor parte de dióxido de carbono que liberamos a la atmósfera por la quema

de combustibles es absorbida por los océanos. Las estimaciones varían, pero

parece probable que el 35-50% se elimine por ese camino. Los océanos continúan


32

absorbiendo dióxido de carbono porque el agua de la superficie, rica en CO2, se

está renovando continuamente y almacenando durante cientos de años en las

profundidades oceánicas. La máxima cantidad de dióxido de carbono se

almacena en las regiones frías donde el CO2 es más soluble. Por tanto, las

corrientes y la vida marina juntas producen un sistema de eliminación de CO2 muy

eficaz.

Adaptado de:

http://www.cac.es/cursomotivar/resources/document/2011/9.pdf

c. Indicación para el profesor: Luego de que los estudiantes terminan la

lectura pregunte aleatoriamente sobre los aspectos más importantes de

esta, y cuál sería la conclusión más importante, tratando de guiar hacia

una concienciación de la contaminación y de la importancia del océano en

el proceso de limpieza del aire que respiramos.

d. Indicación para el profesor: Explique cómo grafica una reacción en

equilibrio.

Actividad 4. Equilibrio químico y constante de equilibrio

Mediante una presentación de Power Point (sugerencia en el siguiente link:

https://drive.google.com/a/intercambio.ucsc.cl/file/d/0B2ybpdsOo0Hsc0thSGx0

Tk5COE0/view?usp=sharing ) y utilizando las gráficas que los estudiantes

realizaron en la actividad anterior explique el concepto equilibrio químico,

relacionándolo con las actividades realizadas hasta el momento.

Luego de la explicación, realice el siguiente taller con el fin de aclarar dudas y

relacionar los contenidos vistos.

Recurso Actividad 4. Taller equilibrio químico y constante de equilibrio

En la siguiente grafica se muestra una reacción en equilibrio:


https://drive.google.com/a/intercambio.ucsc.cl/file/d/0B2ybpdsOo0Hsc0thSGx0Tk5COE0/view?usp=sharing

https://drive.google.com/a/intercambio.ucsc.cl/file/d/0B2ybpdsOo0Hsc0thSGx0Tk5COE0/view?usp=sharing


33

1. Interpreta la gráfica, a partir de lo que ya sabes sobre equilibrio,

escribiendo un párrafo que explique cómo se relacionan las concentraciones y velocidades de reacción directa e inversa. Sé lo más específico posible.

2. ¿Cómo relacionarías matemáticamente las concentraciones de la reacción anterior, para tener un dato con el cual podamos conocer la relación (o proporción) en la que se encuentra cada componente cuando se encuentra en equilibrio?

3. Uno de los componentes de la reacción anterior es el Hidrógeno, el cual

se ha propuesto como combustible alternativo a los combustibles fósiles que se utilizan actualmente, como lo explica la siguiente lectura:

HIDROGENO COMO COMBUSTIBLE Debido a la necesidad que se tiene actualmente por reducir el nivel de contaminantes presentes en la atmósfera, ya que estos son los principales causantes de problemas como el efecto de invernadero, la variación de los regímenes climatológicos , entre otros que están afectando seriamente a la humanidad, surge la necesidad de buscar nuevas soluciones que contribuyan al mejoramiento de estos problemas sin recurrir a limitaciones en la producción de energía, ya que esto implicaría un retraso tanto en el desarrollo económico, cultural, tecnológico como en el investigativo de nuestro país. Teniendo en cuenta que los beneficios e intereses de la energía alternativa como solución energética van más allá de la reducción de costos únicamente, se presenta además que el mayor uso de éstas brinda, la oportunidad de reducir la dependencia con los combustibles fósiles como también de disminuir la contaminación ambiental, debido a que causa un efecto notablemente menor sobre el medio ambiente.


34

De lo expuesto anteriormente se llega a la conclusión de que una buena solución se encuentra en cambiar de base energética utilizando un combustible con el cual se puedan eliminar o reducir notablemente las emisiones de contaminantes a la atmósfera y esto es precisamente lo que se lograría con el uso de una fuente alterna de energía. El combustible que se propone como solución es el hidrógeno. Se ha seleccionado al hidrógeno como el combustible que puede dar solución a dichos problemas debido a:

El hidrógeno cuya base de obtención es el agua, es muy abundante y puede ser utilizado tanto en países energéticamente pobres como en los ricos, El petróleo crudo y el gas natural son abastecedores de energía limitados.

El hidrógeno puede ser utilizado como recurso energético

El hidrógeno puede sustituir a los combustibles utilizados actualmente

Los productos de combustión son considerados no contaminantes o contaminantes en muy bajo grado

Este es un proyecto de bajos costos y competitivo

Presenta una mejor utilización de los recursos

Existe la necesidad de adoptar otras fuentes de energía además de la electricidad para suplir las deficiencias en el sector del transporte; el hidrógeno es una fuente energética que puede cumplir con tal fin

Adaptado de: http://ingenieria.udea.edu.co/investigacion/gea/COMBUSTIBLE.htm

De acuerdo a lo anterior reflexiona sobre el uso de recursos y la obtención de energía, luego realiza un folleto creativo que difunda algún tipo de energía alternativa (eólica, solar, geotérmica, biomasa, hidráulica etc.), y prepárate para sustentarlo de manera corta, en la siguiente clase.

a. Indicación para el profesor: En el punto 2 introduzca a partir de las ideas de

los estudiantes la constante de equilibrio y el cociente de reacción, realice

algunos ejercicios cortos y prácticos

b. Indicación para el profesor: De espacio en la clase para que cada grupo (de

3 o 4 estudiantes) discuta la forma en que harán el folleto, con el motivo de

que todos participen.

http://ingenieria.udea.edu.co/investigacion/gea/COMBUSTIBLE.htm


35

c. Indicación para el profesor: Para la presentación de los folletos, elija algunos

grupos al azar, y asegúrese de que cada grupo escogió un tipo de energía

diferente.

Actividad 5. Principio de Le Chatelier

Uno de los tópicos importantes que se tocan en la temática del equilibrio químico

es el principio de Le Chatelier como ilustración cuando un equilibrio químico es

alterado, para explicarlo (introducir este nuevo conocimiento) se utilizará un

video de dos partes, y se entregará a cada estudiante un taller que deberá

realizar desde lo visto en los videos. La primera parte muestra un experimento

relacionado con el equilibrio ya visto en la lectura/taller de la actividad 4, la

segunda parte es una explicación detallada sobre este, por lo tanto, se mostrará

la primera parte del video, luego los estudiantes resolverán preguntas que se les

proporcionan en un taller, posterior a que responden se muestra la segunda

parte.

a. Indicación para el profesor: En la primera parte de la actividad, evite

comentarios sobre lo que ocurre en el video, para que los estudiantes

respondan lo que realmente entienden, luego ellos mismos lo

contrastaron con la explicación que se da en la segunda parte del video.

Recurso para Actividad 5. Luego de haber la primera parte del video (link: https://www.youtube.com/watch?v=GX7cYGnoznk) Responde a las siguientes preguntas:

1. ¿Cuál crees que es la función de las conchas de mar en el sistema que se muestra? 2. ¿Actuaria de la misma manera el sistema si las conchas no estuvieran trituradas? 3. ¿Cómo podrías explicar lo que sucede cuando se altera el sistema? 4. ¿Para qué crees que se agrega ácido clorhídrico al sistema? 5. Propón una posible reacción que pueda explicar lo que ocurre en este equilibrio y grafícala.

Recurso para Actividad 5. Ahora que viste la segunda parte del video (link: https://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_3426489691&feature=iv&src_vid=GX7cYGnoznk&v=zxhl5XPy_dk )

https://www.youtube.com/watch?v=GX7cYGnoznk

https://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_3426489691&feature=iv&src_vid=GX7cYGnoznk&v=zxhl5XPy_dk



36

1. Contrasta tus respuestas anteriores con la explicación dada: ¿Son parecidas?, que puedes agregar sobre la explicación del fenómeno que viste.

b. Indicación al profesor: Luego de que los estudiantes respondan todas las

preguntas planteadas, realice una mesa redonda en donde algunos lean

sus respuestas y centralice los aspectos más importantes, aborde

también otros factores que se podrían alterar en este equilibrio

(temperatura y presión) para complementar la explicación del principio de

Le Chatelier.

Actividad 5. 1. Taller Principio de Le Chatelier

Como complemento a la actividad anterior, se realizará una explicación más

explícita del principio de Le Chatelier, a partir de una jeringa (que cada estudiante

trae a la clase, que será una representación de un sistema en el cual se puede

alterar: la presión y la temperatura (de forma hipotética), en cuanto a la

concentración se tomará el ejemplo de la siguiente reacción.

a. Indicación al profesor: Luego de explicar, haga que algún estudiante haga

un resumen de los principios de Le Chatelier a todo el curso, y haga que

investiguen sobre la producción de amoniaco a nivel industrial

(consecuencias ambientales y usos)

1.3.3. Sistematización

Objetivo: Esquematizar los diferentes conceptos vistos en la introducción a

nuevos conceptos mediante talleres y trabajo en grupo

Actividades

Actividad 6. Mapa conceptual

Para lograr esquematizar los diferentes subtemas vistos, los estudiantes

realizarán un mapa conceptual en un pliego de papel periódico de manera

individual en donde relacionen y expliquen todos los conocimientos sobre

equilibrio químico.

a. Indicación para el profesor: Sea explícito con los estudiantes, explicando

que deben relacionar todos los conceptos vistos, y que el mapa debe ser

una construcción individual (no copia) además de que solo podrán utilizar


37

sus apuntes como apoyo (no internet u otros medios), esto con el fin de

que lo que hagan sea lo que realmente aprendieron durante las

actividades anteriores.

1.3.4. Aplicación

Objetivo: Enfrentar al estudiante a una nueva situación problemática en la cual

utilice los conceptos, procedimientos y actitudes desarrollados y construidos

durante las actividades anteriormente realizadas

Actividades

Actividad 7. Práctica de Laboratorio

Para la aplicación se llevará a cabo una práctica de laboratorio que relacionará

el equilibrio químico y el principio de Le Chatelier.

a. Indicación para el profesor: Revise el trabajo de cada grupo y oriente lo

más posible, para el éxito de la práctica.


SITUACIÓN PROBLEMÁTICA: LABORATORIO

Lee el siguiente problema y responde las siguientes cuestiones:

Juliana y Carlos son estudiantes del Colegio OUA en Usme, están preocupados porque su mamá sufre de acidez estomacal, por lo que en varias ocasiones ella ha tomado pastillas efervescentes antiácidas para calmar este síntoma, pero ellos se preguntan cómo pueden hacer para que la pastilla se disuelva más rápido en el agua y así su madre pueda calmar más rápidamente su acidez. Ayuda a Juliana y a Carlos a diseñar un experimento que lleve a saber la respuesta al problema que se plantean.

Para poder resolver el problema, responde las siguientes preguntas en una hoja

examen de manera grupal.

1. Para poder resolver esta situación: ¿Qué pregunta o preguntas deberemos

responder?


38

2. ¿Qué ideas, nociones o teorías científicas podría ser útil para pensar sobre

este problema? (Desarróllalos en un adjunto)

3. ¿De acuerdo a estas ideas, nociones o teoría, a qué respuesta(s)

deberíamos llegar?

4. ¿Qué aspectos vamos a considerar? ¿Qué condiciones vamos a

comparar? ¿Qué condiciones vamos a manipular?

5. ¿Qué aspectos/condiciones dejamos constantes? ¿Cuáles modificamos?

6. ¿Qué vamos a medir? ¿Cómo lo vamos a medir? Diseñemos un

experimento que les permita responder a la pregunta o preguntas

inicialmente formuladas. Para ello debemos hacer una lista de los

materiales necesarios, un diagrama, esquema o dibujo que represente

claramente las etapas de trabajo, y una estrategia para el registro de los

datos que van a obtener.

Materiales necesarios

____________________

____________________

____________________

…

Realiza un diagrama del

procedimiento:

7. Registremos las observaciones y datos que se van obteniendo, junto con

los cálculos y operaciones necesarias

8. ¿Qué nueva información está disponible a partir de lo realizado? ¿Con qué

bases afirmamos esto?

9. ¿A qué respuestas hemos llegado? ¿Qué nuevas preguntas han surgido

durante el proceso desarrollado?

Actividad 8. Mural

Esta actividad busca incentivar la creatividad de los estudiantes, para realizarla

se necesita de los siguientes materiales: Papel kraft o cartulina (1 pliego),

pinturas, marcadores, regla, materiales reciclados, entre otros. El objetivo es

que se organicen grupos de 3 o 4 estudiantes que mediante un mural (dibujo)

relacionen el equilibrio químico en el océano con las principales reacciones

reversibles que se vieron en la lectura de la Actividad 3. (Vida marítima), y demás

actividades realizadas durante toda la unidad didáctica, al final se realizará una


39

especie de museo en el salón, donde cada grupo exponga su trabajo y de una

reflexión sobre la temática tratada.

a. Indicación para el profesor: Para el museo organice el salón de manera

que haya una buena movilidad en el espacio, y que uno de los

participantes de cada grupo sea el encargado de exponer su trabajo,

utilice todas las paredes del salón, guardando siempre la organización de

los estudiantes, incentive a los estudiantes para que realicen preguntas o

aportes a cada expositor/exposición.

b. Indicación al profesor: Exalte el esfuerzo, la creatividad y la iniciativa de

sus estudiantes como manera de motivación.

RESULTADOS

Para el desarrollo de las actividades propuestas, se entregó una guía a cada

estudiante (ANEXO 2) con la cual se obtuvieron los siguientes resultados:

Fase 1: Exploración

Actividad N. 1. Tipos de reacciones.

Para la actividad número uno se explicó a los estudiantes que opinaran sobre

cada una de las reacciones que se les mostraron en la imagen, primero se hizo

un sondeo acerca de cada reacción, sobre si podía ocurrir en uno o en ambos

sentidos, para lo cual hubo una buena participación de la mayoría de los

estudiantes, en algunas reacciones, como el incendio forestal y la

desnaturalización de las proteínas de la clara del huevo, hubo unanimidad en

cuanto decían que estás reacciones solo podrían ocurrir en un sentido, mientras

que en otras como la carbonatación de la gaseosa, se presentaron respuestas

divergentes, lo que se constató en la actividad complementaria a esta, en donde

los estudiantes debían explicar sus argumentos sobre los cuales afirmaban si

cada una de las reacciones era en uno o ambos sentidos. Es importante

mencionar que se pudieron evidenciar vacíos conceptuales en cuanto a los

procesos bioquímicos del cuerpo, ya que fue necesario explicar a groso modo

cómo funcionaba el transporte de sangre en ventas y arterias (debido a la

reacción que aparecía en una de las imágenes sobre la oxigenación de la

sangre), reacción en la cual, no pudieron clasificar o explicar, para las demás

reacciones no hubo este inconveniente.


40

A continuación, se muestra una síntesis de las principales explicaciones que

dieron los estudiantes sobre cada una de las reacciones:

REACCIÓN EXPLICACIONES

REACCIÓN

REVERSIBLE

EXPLICACIONES

REACCIÓN

IRREVERSIBLE

1. Oxidación de las cadenas de hierro

“La capa de óxido se

puede quitar con

químicos y así la

cadena queda de nuevo

como en el principio, es

decir, se puede

desoxidar” -Leidy Fula

“El tempo en que la

cadena está oxidada

impide que esta vuelva

a su estado original. El

óxido debilita e meta”

– Diana Alape

2. Desnaturalización de las proteínas del

huevo

No aplica* “El huevo no puede

volver su estado

original porque ya

cambió su

composición, es decir,

solo ocurre en un

sentido.” – Yurany Roa

3. Disolución de la pastilla

efervescente

No aplica “La pastilla al entrar en

contacto con el agua,

entra a un proceso de

disolución y por ende

no es posible que

vuelva a su estado

original.” – Ana Bernal

4. Carbonatación de la gaseosa

“Se le puede agregar

dióxido de carbono a la

gaseosa para que

vuelva a ser una bebida

carbonatada.” –Jessica

Sánchez

“No es posible agregar

el gas a la bebida, el

proceso sería muy

complicado.” – Karina

Bohórquez

5. Degradación de la manzana

No aplica “Debido al estado de

descomposición en el


41

que se encuentra es

imposible obtener de

nuevo una manzana

en buen estado.” –

Ingrid Urrego

6. Incendio forestal

“Mediante un proceso

de regeneración e

bosque puede volver a

su estado inicial, los

árboles vuelven a

crecer.” – Samanta

Bohórquez

Cuando un objeto es

quemado éste no

puede volver a su

forma original, aunque

se puede recuperar el

bosque, pero con

árboles nuevos. –

Julián Rodríguez

7. Oxigenación de la sangre

“Cada vez que se

respira, la sangre

desoxigenada se vuelve

a oxigenar, existen dos

tipos de sangre, el

corazón bombea

oxígeno a la sangre que

está desoxigenada, es

decir, es un ciclo, y por

lo tanto la reacción es

reversible.” – David

Romero

No aplica

8. Procesos industriales y

quema de combustibles

No aplica “Los procesos que

sufre la gasolina o el

diésel u otro tipo de

combustible fósil,

hacen que estos solo

se puedan aprovechar

una vez, es decir, no

son renovables.” –

Oscar Salinas

9. Carga de la batería del celular

“La batería del celular

es recargable, por esto,

la reacción que ocurre

es reversible.” –

Jonathan Plestter

No aplica

Tabla 2. Resultados Actividad 1. *No aplica: Quiere decir, ningún estudiante

respondió a esta opción.


42

De acuerdo a lo anterior, se puede resumir que, en esta actividad, se logró el

objetivo principal, ya que se evidenciaron las diferentes nociones que tenían los

estudiantes sobre reacción y además la actividad sirvió como insumo para la

explicación de las reacciones reversibles e irreversibles.

TALLER N. 1. Reacciones reversibles e irreversibles

Los resultados más importantes sobre éste, en cuanto a la velocidad de cada

una de las reacciones que ya se habían analizado, primero se resolvió el ítem de

manera individual, y luego se socializó, y mediante las opiniones de los

estudiantes se llegó a una lista (de la reacción más lenta a la más rápida) con la

que la mayoría de estudiantes concordaban, concluyendo así, que no todas las

reacciones ocurren en el mismo lapso de tiempo, y que esto se debe

principalmente a factores como el tipo de material, grado de división de los

reactivos, la temperatura, entre otros.

Para el punto dos, las reacciones que la mayoría de estudiantes identificaron las

siguientes reacciones como contaminantes, y propusieron las respectivas

soluciones o alternativas:

REACCIÒN ¿PORQUÉ CONTAMINA? SOLUCIONES O

ALTERNATIVAS

PROPUESTAS

Carga del

celular

“El celular bota radiación, y por lo

tanto puede generar mutaciones, o

muerte en las abejas y otros

animales, además existe un gasto

de energía”- Diana Alape

“Debido al mal uso del celular, las

baterías tienden a dañarse

rápidamente y, por lo tanto, al

desecharlas de manera incorrecta

aumentan la contaminación

ambiental” – Daniela Cifuentes

“Para generar la energía que el

celular consume, hay un gasto alto

de agua.” – Mónica Espinosa

“Cargar la batería del

celular con un limón, así

la energía que se utiliza

es renovable.” – Anguie

Sierra

“El diseño de celulares

más eficientes, y por lo

tanto más ecológicos,

además podrían

utilizarse paneles

solares para obtención

de energía renovable.” –

Kimberly Valencia


43

“Algunas personas suelen dejar el

cargador conectado toda la noche,

generando un sobregasto de

energía.” – Carol Velásquez

Procesos

industriales y

quema de

combustibles

“Consumen mucho oxígeno y

combustible y botan dióxido de

carbono y otros gases al aire.”-

Nehidy Buitrago

“El dióxido de carbono que se libera

al aire genera el efecto

invernadero.” – Christopher David

“La quema de combustibles afecta

nuestra salud debido a los olores y

gases que se desprenden” –

Daniela Cubillos

“Sembrar más árboles y

cuidando las fuentes

hídricas.” – Karina

Bohórquez

“Evitar la quema de

llantas y otros materiales

contaminantes. “ – Alixon

Rueda

Cocinar un

huevo

“El huevo consume calor y energía

para poder cocinarlo, además de

que para su producción se generan

muchos residuos y un alto uso de

agua” – Nehidy Buitrago

“Una manera de reducir

el impacto es no

desechar la cascara de

huevo sino utilizarla

como abono.” – Nehidy

Buitrago

Incendio

forestal

“El humo que produce afecta el

aire, la capa de ozono y la

naturaleza, además de tener

menos fuentes de oxígeno para

que respiremos” – Yeny Gallo

“Evitar contaminar los

bosques y así no generar

incendios en ellos.”

Nayibe Quintero

“Proteger las zonas

verdes.” – David Salinas

Cadenas

oxidadas

“Cuando este tipo de materiales se

desecha de manera errónea,

puede llegar a fuentes hídricas,

generando contaminación y muerte

en peces y otros animales que

vivan allí.” – Anguie Sierra

“Botar en el lugar

adecuado o reciclar este

material.” – Anguie

Sierra

Tabla 3. Resultados Taller 1, punto 1.

De acuerdo a lo anterior, se puede observar que los estudiantes tienen cierto

conocimiento sobre las diferentes reacciones que contaminan el medio ambiente

y la salud humana, y que proponen soluciones a estas problemáticas, desde

acciones que ellos mismos pueden tomar, se puede notar también, que son

conscientes del daño ambiental que ha provocado el consumo y la falta de


44

consciencia de las personas, pero que al mismo tiempo este daño o cambio

climático se puede mitigar a partir de acciones sencillas que todos pueden hacer,

sin mayor esfuerzo.

Ahora, en cuánto al debate, la docente dio a conocer la siguiente afirmación a

los estudiantes:

“Cargar la batería del celular puede contribuir a la contaminación ambiental”

Luego se repartió el grupo en 7 equipos y se pidió prepararan argumentos a favor

o en contra de la anterior afirmación, con lo cual se obtuvo, que solo uno de los

7 equipos estuvo en contra, los siguientes fueron los argumentos que

presentaron los estudiantes

A FAVOR EN CONTRA

“La radiación del celular hace que insectos como las abejas mueran, generando así problemas ambientales” – Equipo de Ángela Quintero, Anguie Sierra, Jessica Sánchez y Brenda Carvajal

“El gasto de energía que representa es un factor en el calentamiento global” - Equipo de Samanta Bohórquez, Carina Bohórquez, Leidy Fula y Mónica Bermúdez

“Gasto excesivo agua.” – Equipo de Jonathan Plestter y David Romero

“El uso de la energía eléctrica no

influye en la contaminación del medio

ambiente.” – Equipo de Millerlay

Salgado, Yeny Gallo, Ingrid Urrego,

Mónica Tenjo y Julián Rodríguez

(No se da un argumento sino una

afirmación, donde carece una

explicación lógica)

Tabla 4. Resultados debate Taller 1, punto 3

Como se puede ver en la tabla anterior, la mayoría de los estudiantes están de

acuerdo con la afirmación que se les presentó, y dieron argumentos válidos para

apoyar lo que se planteó, mientras que un solo grupo se opuso a la afirmación,

pero este no dio una explicación o argumentación que sirviera como apoyo a su

idea de que la carga de la batería no contribuye a la contaminación ambiental o

al gasto excesivo de energía


45

ACTIVIDAD 2. PAPAS FRITAS

Para esta actividad los estudiantes, a partir de su experiencia contestaron a las

preguntas, obteniendo las siguientes respuestas:

PREGUNTA RESPUESTAS DE LOS ESTUDIANTES

Al freír las papas, ¿En cuál de los dos casos la velocidad

de reacción será mayor?

La que tiene mayor velocidad de reacción es la imagen con las papas que están cortadas en bastones, porque las otras están más gruesas.

Cuando comes papas fritas de paquete, ¿Qué haces con el

empaque?, ¿Contribuye lo que haces en la

contaminación ambiental?

Los arrojo a la basura o los guardo para botarlas en mi casa Lo boto al piso de la calle, él se va por las alcantarillas por el cual se tapan y se dañan los ríos

De acuerdo a lo anterior ¿Por qué crees que las papas de paquete vienen en tajadas

muy finas o en bastones pequeños?

Vienen así de delgadas porque en la industria se necesita de velocidad, y por lo tanto al cortarlas así, se aumenta la velocidad de cocción.

Tabla 5. Resultados Actividad 2. Nota: Respuestas generalizadas

Luego de la realización de la actividad, se explicaron los diferentes factores que

afectan a la velocidad de reacción, mediante el siguiente mapa conceptual:

Esquema 3. Factores que influyen en la velocidad de reacción


46

Con lo cual hubo que centrar los diferentes conceptos como concentración y

catalizador, ya que los estudiantes no tenían claridad, o no recordaban.

Para las actividades de ésta primera fase de la unidad didáctica, la exploración,

los estudiantes tuvieron una muy buena disposición y participación, esto se pudo

deber a la novedad del tema, y a su interés por aprender de una manera

diferente, ya que los estudiantes venían acostumbrados a otro tipo de actividades

en sus clases de química; es decir, el factor innovador inmerso en el diseño de

cada una de las actividades de esta etapa favoreció el ambiente del aula, ya que

se tomó una mayor importancia de la opinión de los estudiantes, a partir de la

cual se construían los primeros conceptos necesarios para el aprendizaje de la

temática principal, conceptos como reacción química, compuesto, reversibilidad

de reacciones y velocidad de reacción principalmente.

Como se pudo evidenciar en los resultados de estas primeras actividades, los

estudiantes tienen ideas previas favorables al proceso de aprendizaje, ya que

mediante sus explicaciones dieron a conocer su perspectiva o punto de vista

sobre contaminantes y su afección en el contexto cercano a ellos, realizando una

buena relación entre reacciones y contaminación ambiental.

Fase 2. Introducción de nuevos conceptos

ACTIVIDAD 3. VIDA MARITIMA

Para esta actividad, se realizó la lectura en grupo, y luego un estudiante leyó en

voz alta cada párrafo, en cada uno, se realizaba una pausa para resolver dudas

y preguntas que tuvieran los estudiantes acerca de los conceptos que se

manejaban, y se hizo un análisis conjunto del sistema que en esta lectura se

proponía, contando con un punto a favor, que fue, el clima del día de la clase, en

el cual se podía observar una gruesa capa de smog, lo cual sirvió como un

ejemplo muy gráfico de la contaminación ambiental que se produce, y que uno

de estos productos contaminantes es el dióxido de carbono, compuesto que se

analiza en la lectura propuesta.

Luego de dicho análisis conjunto, se llegó a la definición de lo que es equilibrio

químico, y entre todos se analizaron cada una de las reacciones, y la gráfica

correspondiente a cada una, mediante la presentación de power point, se

complementó esta definición de equilibrio, y se introdujo la funcionalidad de la

constante de equilibrio.


47

A demás de lo anterior, los estudiantes realizaron gráficas explicando las

reacciones en equilibrio que estaban relacionadas en la lectura, algunos

ejemplos se muestran a continuación:

Figura 1. Gráficas propuestas por estudiantes para las reacciones en equilibrio

del océano. Realizadas por la estudiante Alixon Rueda

Es importante resaltar que los estudiantes fueron muy activos en esta clase, y

que al final se planteó a cada uno que explicara lo aprendido a partir de la

siguiente actividad:

A partir de la lectura “Vida Marítima”, de la consulta sobre la importancia del

océano, y de los conceptos que has aprendido, escribe un párrafo en donde

relaciones la contaminación con la velocidad de reacción y el equilibrio químico”

Esquema 4. Relaciones en el equilibrio químico


48

A lo cual se esperaba que los estudiantes respondieran que en la contaminación

se pueden observar diferentes reacciones químicas reversibles, por lo cual estas

reacciones entran en equilibrio, y este equilibrio se lleva a cabo a diferentes

velocidades de reacción debido a factores como el grado de división de los

compuestos y la concentración de los reactivos que participan.

Y las respuestas que se obtuvieron fueron las siguientes:

Esquema 5. Explicaciones de los estudiantes sobre las relaciones de los

conceptos en el equilibrio químico. (Respuestas generalizadas)

ACTIVIDAD 4. TALLER SOBRE EQUILIBRIO QUIMICO

Este taller se aplicó en tres fases: Explicación de la gráfica, realización del folleto

y quiz sobre constante de equilibrio como sigue:

La importancia del oceano es que este acumula una gran cantidad de dioxido de carbono, si contaminamos el oceano, no seria posible beneficiarse de el, en este sentido, es necesario concientizarse sobre nuestro impacto en el medio ambiente

Las reacciones en equilibrio mantienen funcionando correctamente los ecosistemas del oceano

En la vida maritima el equilibrio quimico del dioxido de carbono es importante para reducir la contaminacion , aunque la velocidad se va reduciendo debido a la alta cantidad de dioxido de carbono que se produce a diario

La importancia del oceano es que es una fuente de reservas biologicas y alimenticias, pero que debido a la actividad contaminante de los humanos se ha venidocontaminando, el smog que contiene dioxido de carbono, viaja hasta el oceano para ser absosvido por este

La contaminacion en el planeta tierra ha aumentadoa lo largo del tiempo,causando queel dioxido de carbono se haya acumulado enla atmosfera, pero los oceanos ayudan a disminuir esta contaminacion haciendo reacciones de equilibrio que son aquellas que se producen de manera directa e inversa a la misma velocidad


49

Explicación de la gráfica:

Para continuar con el estudio del equilibrio químico se continuó con la actividad

4, un taller en donde se toma como referencia la reacción en equilibrio del ácido

yodhídrico y el hidrogeno y el yodo, presentando una gráfica que ayuda a

conceptualizar de una manera más contextualizada y transformada la definición

y funcionalidad de la constante de equilibrio, el primer punto de este taller se

pidió a los estudiantes que explicaran mediante un párrafo, que decía la gráfica

acerca de la reacción que se presenta. Es importante resaltar que se realizó una

explicación previa sobre equilibrio y constante de equilibrio mediante una

presentación en power point.

A lo anterior, los estudiantes respondieron con las siguientes explicaciones:

“La reacción nos dice que siempre el producto tiene mayor concentración

que los reactivos cuando la reacción se encuentra en equilibrio, en el

equilibrio las reacciones directa e inversa van a la misma velocidad y

ocurren simultáneamente.” – Nehidy Buitrago

“En la gráfica se muestra la concentración en los productos que los

reactivos, que son Yodo e Hidrogeno, que forman el producto que sería

acido yodhídrico, muestra también que en un tiempo x se forma el

equilibrio químico. También muestra que existe una mayor concentración

del producto que de reactivos, dando como resultado que la constante de

equilibrio sea mayor a 1.”- Esteban Arciniegas

“El equilibrio químico se da a partir de que los reactivos van produciendo

productos y a través del tiempo la velocidad de reacción tanto de la

reacción directa como de la inversa se igualan y por lo tanto las

concentraciones permanecen constantes.” – Diana Alape

Realización del folleto

Los folletos sobre energías alternativas se realizaron por grupos de estudiantes

(parejas o grupos de tres), para lo cual se obtuvieron los siguientes resultados:


50

Realizado por la estudiante Carol Velázquez


51

Realizado por Stiven Plestter


52

Realizado por Nehidy Buitrago

Figura 2. Fotografías de folletos realizados por los estudiantes

Como se puede observar en la figura 2, los estudiantes realizaron folletos de

diferentes energías alternativas, es cogidas de acuerdo a su interés, en donde

principalmente dieron explicaciones sobre ventajas y desventajas de la energía

alternativa correspondiente, y su influencia sobre la mejora del medio ambiente,

entre otras cosas.

Quiz sobre constante de equilibrio

Este Quiz se realizó en forma individual para poder comprobar el aprendizaje de

la expresión de la constante de equilibrio, los ejercicios que se les plantearon a

los estudiantes son los que siguen:

Para lo cual se obtuvieron resultados muy positivos, ya que la mayoría de los

estudiantes planteó de manera correcta la constante de equilibrio de cada una

de las reacciones, para algunos se plantearon las siguientes dificultades:

Confusión del coeficiente de reacción con el subíndice de los compuestos


53

Suman las concentraciones en vez de multiplicarlas

Pero como se mencionó anteriormente, estas dificultades fueron de unos pocos

estudiantes, aunque no se desmerita el hecho de que no quedó clara la definición

y la representación de la constante de equilibrio, para estos pocos estudiantes,

durante el desarrollo de las siguientes actividades se buscó aclarar las dudas o

dificultades que se mencionaron anteriormente.

ACTIVIDAD 5. PRINCIPIO DE LE CHATELIER

Para que los estudiantes aprendan sobre el principio de Le Chatelier, se les

presentó un video a partir del cual se propusieron varias preguntas para lograr el

objetivo planteado para esta actividad, los resultados fueron los siguientes:

1. ¿Cuál crees que es la función de las conchas de mar en el sistema que se muestra?

La función de las conchas es retener el dióxido de carbono 2. ¿Actuaria de la misma manera el sistema si las conchas no estuvieran

trituradas?

Si actuaría de la misma manera, pero más lento. 3. ¿Cómo podrías explicar lo que sucede cuando se altera el sistema?

El dióxido de carbono sale porque tiene una concentración en exceso, en cambio cuando se introduce más dióxido de carbono este se va hacia el fondo, es decir se vuelve acuoso.

4. ¿Para qué crees que se agrega ácido clorhídrico al sistema?

El ácido clorhídrico es para acelerar la reacción, es decir, actúa como catalizador 5. Propón una posible reacción que pueda explicar lo que ocurre en este

equilibrio y grafícala.

Ocurre la reacción del dióxido de carbono la cual es: CO2 (g) ↔ CO2 (ac)

Nota: Respuestas generalizadas

ACTIVIDAD 5 SEGUNDA PARTE

Dentro de las explicaciones que agregaron los estudiantes luego de haber visto

la segunda parte del video propuesto, (la cual muestra una explicación sobre el

fenómeno que se observó en la primera parte del video, link del video en anexos)

fueron:

Si se agrega más dióxido de carbono gas algunas moléculas se

convertirán en dióxido de carbono acuoso y se la reacción se desplaza

entonces a la derecha.

El equilibrio químico se puede alterar de diferentes maneras


54

Las conchas hacen parte activa de la reacción que ocurre

Pueden existir reacciones secundarias

Nota: Respuestas generalizadas

Para esta fase se lograron diferentes avances en los estudiantes, ya que en su

mayoría los estudiantes lograron comprender el concepto de equilibrio químico,

constante de equilibrio y principio de Le Chatelier, principales temáticas de la

unidad didáctica, como se puede evidenciar en la actividad 3 (Vida Marítima), los

estudiantes logran una relación del equilibrio químico, y en específico de la

reacción del dióxido de carbono, con la contaminación atmosférica en las

grandes ciudades, y la importancia que tiene el océano para la disminución de

esta capa de smog, gas que contiene entre otros gases contaminantes el ya

mencionado CO2.

Las gráficas de concentración vs. Tiempo de reacción (Figura 1) ayudaron en

mucho a la comprensión de las reacciones en equilibrio químico, ya que son una

transformación del conocimiento, una manera de representar la realidad (Raviolo

A., 2006), aunque es necesario complementar estas imágenes con otros tipos

de actividades, como bien se realizó en esta fase de la unidad didáctica, en

donde también debían utilizar su habilidad de explicación de las relaciones entre

los diferentes conceptos del equilibrio químico (Esquema 4.y 5 Atrás). Como

complemento de esta actividad se propuso el taller sobre equilibrio químico, en

donde además de reforzar y profundizar el estudio de la temática, se planteó la

realización de un folleto, con el cual se evidenciara de una marera más explícita

la relación que existe entre las reacciones reversibles (y de equilibrio químico) y

la contaminación, ya que debieron investigar sobre energías alternativas que

pudieran ayudar a la disminución de la contaminación ambiental que produce el

hombre, para lo cual se obtuvieron resultados favorables (Figura 2),ya que los

estudiantes realizaron folletos con información relevante, además de que

hicieron una pequeña intervención en la clase, en donde defendieron la energía

alternativa correspondiente. En resumen, para esta actividad, se logró en general

el objetivo planteado, ya que los alumnos tomaron conciencia de la

contaminación ambiental, y de las posibles alternativas para disminuir la huella

que deja el hombre a causa de la sobre explotación de los recursos naturales.

En cuanto a las actividades sobre el principio de le Chatelier se puede concluir

que a pesar de que algunos estudiantes no lograron integrar de una manera muy

adecuada esta temática sobre cómo cambia el equilibrio cuando este es alterado,

en general se logró una comprensión sobre la temática, en este caso la actividad

5,1 ayudó en mucho a la aclaración de dudas y a la profundización de los

diferentes conceptos que debían manejar los estudiantes para entender el tema.


55

Se tuvieron algunas dificultades en cuanto a la constante de equilibrio, cuando

los estudiantes no identificaron a la temperatura como único factor que puede

modificar dicha constante, sin embargo, los videos expuestos ayudaron a

integrar el principio de Le Chatelier con el equilibrio químico, debido a que trataba

sobre la misma reacción vista en la actividad 3 (Vida marítima).

A partir de lo anterior, se puede ultimar que las actividades planteadas para esta

etapa de la unidad didáctica (etapa central) fueron adecuadas para el

aprendizaje de los estudiantes, debido a que se tomó un enfoque contextual, que

hizo que los estudiantes comprendieran y vieran sentido a lo que estaban

aprendiendo, logrando también, que contrastaran sus ideas con la teoría, y

tomaran nuevas posturas acerca de sus acciones en el entorno cercano, es

decir, construyeran, a partir de los recursos que se les ofrecían, nuevos

conceptos, funcionales para entender su contexto y para tomar acción sobre

éste.

Fase 3. Sistematización

ACTIVIDAD 6. MAPA CONCEPTUAL

Luego de haber aplicado las actividades propuestas para la enseñanza y el

aprendizaje del equilibrio químico (con todos los conceptos que esto implica)

para la fase de sistematización de la información y los conceptos aprendidos, se

propuso como actividad la realización de un mapa conceptual que relacionara

los diferentes conceptos aprendidos además de corroborar si logran hacer una

relación propicia del equilibrio químico con la contaminación ambiental, objetivo

principal dentro de la aplicación de la unidad didáctica.

Se esperaba que los estudiantes realizaran las siguientes relaciones:


56

Esquema 6. Mapa conceptual sobre equilibrio químico


57

Ahora se muestra a continuación, un ejemplo de los mapas que realizaron los

estudiantes:

Figura 3. Ejemplo mapa conceptual de la estudiante Diana Alape sobre equilibrio

químico

Como se puede observar en la figura 2, los estudiantes lograron relacionar los

diferentes conceptos trabajados durante el desarrollo de las actividades previas,

incluyendo la mayoría de los conceptos dentro del mapa.

Para esta etapa la actividad propuesta fue de gran aporte para conocer las

relaciones conceptuales que los estudiantes habían realizado a lo largo de la

realización de las actividades anteriores, obteniendo ideas y construcciones de

los estudiantes con las cuales se puede evaluar que los estudiantes captaron y

comprendieron la correlación que existía entre los diferentes conceptos vistos,

que fueron necesarios para la buena comprensión de la temática principal.


58

Fase 4. Aplicación

ACTIVIDAD 7. PRÁCTICA DE LABORATORIO

Para esta práctica se hicieron grupos de estudiantes de 3 a 5 personas, los

cuales diseñaron cada uno su experimento, de acuerdo a la situación

problemática que se les presentó, y a partir de las preguntas orientadoras que

se propusieron. Para lo cual se obtuvieron, en general respuestas y diseños

similares entre los grupos, de los cuales se muestra en el anexo un ejemplo,

donde lo propuesto por los estudiantes fue lo siguiente:

“Juliana y Carlos son estudiantes del Colegio OUA en Usme, están

preocupados porque su mamá sufre de acidez estomacal, por lo que en varias

ocasiones ella ha tomado pastillas efervescentes antiácidas para calmar este

síntoma, pero ellos se preguntan cómo pueden hacer para que la pastilla se

disuelva más rápido en el agua y así su madre pueda calmar más rápidamente

su acidez. Ayuda a Juliana y a Carlos a diseñar un experimento que lleve a

saber la respuesta al problema que se plantean.”

1. Para poder resolver esta situación: ¿Qué pregunta o preguntas

deberemos responder?

¿Cómo lograr que la pastilla efervescente se disuelva más rápido?

¿Qué procedimiento deberíamos lograr para que la pastilla efervescente se

disuelva más rápido?

2. ¿Qué ideas, nociones o teorías científicas podría ser útil para pensar

sobre este problema? (Desarróllalos en un adjunto)

Que la pastilla efervescente al volverla polvo se disolverá más rápido

Al aumentar la temperatura del aguase disolverá más rápido la pastilla

efervescente


deberíamos llegar?

La respuesta a la que podríamos llegar mediante el experimento es que al

cambiar algún aspecto cambiara o afectara los resultados de la reacción,

haciendo que la velocidad de la reacción cambie.




59

Aspectos a considerar: Temperatura, el estado de la pastilla (entera o en polvo),

la cantidad (de la pastilla y del agua), el tiempo de disolución

Condiciones a comparar: El tiempo de disolución, la temperatura, la pastilla

entera o en polvo.

Condiciones a manipular: La temperatura, el estado inicial de la pastilla

5. ¿Qué aspectos/condiciones dejamos constantes? ¿Cuáles modificamos?

Aspectos constantes: los gramos de la pastilla

Aspectos modificados: Temperatura del agua, el estado inicial de la pastilla.





claramente las etapas de trabajo, y una estrategia para el registro de los

datos que van a obtener.

Factores a medir: La temperatura, con termómetro, temperatura ambiente y a

100ªC.

A demás algunos estudiantes realizaron pequeños videos mostrando algunas

reacciones que se llevaron a cabo, por ejemplo, en el cambio de temperatura se

tiene el resultado con agua a temperatura ambiente (video:

https://youtu.be/77CSjwBO9A4) y con agua caliente, 100ª (video:

https://youtu.be/8qy80FBv2Os) en donde llegaron a las siguientes conclusiones:

Cuando se disuelven las dos pastillas notamos que se disolvió primero la

pastilla con temperatura de 100ªC

Cuando se tienen dos estados iniciales: pastilla triturada y pastilla entera,

se disuelve más rápido la pastilla que se encuentra triturada.

Ejemplo tomado del grupo de trabajo de las estudiantes Mileidy Buitrago y

Nehidy Buitrago

ACTIVIDAD 8. MURAL

Para esta última actividad planteada, se pidió a los estudiantes que integraran

todos sus conocimientos aprendidos sobre la temática de equilibro químico y

contaminación y los transformaran en un dibujo, utilizando materiales reciclables,

para lo cual se obtuvieron varios trabajos, de los cuales el siguiente es un

ejemplo:

https://youtu.be/77CSjwBO9A4

https://youtu.be/8qy80FBv2Os


60

Figura 4. Mural sobre equilibrio y contaminación realizado por los estudiantes. A.

Dimensiones del mural: 1 pliego de cartón paja. Materiales utilizados: Pinturas,

material biodegradable, recortes de revistas, empaques de dulces y paquetes,

marcadores, entre otros. Realizado por el equipo de Millerlay Salgado, Yeny

Gallo, Ingrid Urrego, Mónica Tenjo y Julián Bohórquez B. Dimensiones del mural:

1 pliego de papel kraft. Materiales utilizados: Pinturas, marcadores, recortes de

revistas, paquetes de papas, entre otros. Realizado por los estudiantes Kimberly

Valencia y Julio Torres


61

Como consideraciones finales de ésta última etapa, en cuanto a la práctica de

laboratorio, se puede evidenciar que los estudiantes lograron resolver la

problemática que se les planteó, ya que realizaron experimentos que respondían

a las preguntas que se plantearon inicialmente, además de que las conclusiones

a las que llegaron fueron correctas, hablando teóricamente, ya que, al modificar

diferentes factores dentro de la reacción, su velocidad cambia.

En cuanto a la actividad del mural, se pueden resaltar varios aspectos, primero,

es de relevancia resaltar la creatividad de los estudiantes a la hora de plantear

un ejercicio artístico para la clase de química, ya que generalmente en estas

clases no se plantean muchos proyectos o talleres de este tipo, por lo cual, se

deduce que los estudiantes tomaron especial esfuerzo para la realización de este

mural, sabiendo que debían sustentar y defender la idea que plasmaron en cada

uno de sus dibujos. Como se puede observar en la Figura 4.

En donde, para el mural A, los estudiantes explicaron que escogieron una

balanza en desnivel debido a que en la actualidad existen muchos más residuos,

emisiones de gases y basuras que naturaleza, por lo cual en el lado “más

pesado” agregaron industritas, edificios y basuras, y en el “más liviano”

naturaleza. Mostrando así el desequilibrio que existe entre la contaminación, que

va abriendo paso a través de la naturaleza, sobre explotándola y destruyéndola.

Como se puede observar en el murar B, éste tiene ciertas similitudes con el

anterior, como son la industria y la emisión de gases, pero integraron al océano,

como parte importante de la descontaminación, dentro de su sustentación oral,

los estudiantes explicaron de manera adecuada la reacción en equilibrio que

incluyeron en el mural y reflexionaron sobre la importancia del océano en la vida.

Todo lo anterior permite concluir que este ejercicio (actividad), <aplicaran> sus

conocimientos sobre equilibrio y contaminación para una reflexión profunda

sobre su papel en la sociedad, y como sus acciones pueden afectar la

naturaleza.

CONSIDERACIONES FINALES

Factores que influyeron en el desarrollo de las actividades

Dentro da aplicación de la unidad didáctica en el aula hubo diferentes factores que influyeron tanto positiva como negativamente, (aspectos a mejorar) como se presenta en la Tabla:


62

FACTOR ASPECTOS POSITIVOS ASPECTOS A MEJORAR

INTERÉS Y PARTICIPACIÓN

Dentro de las primeras actividades que se realizaron, el interés y la participación de los estudiantes fue muy positiva en su mayoría, lo cual se puede inferir que fue a causa de un nuevo enfoque en las clases de química, ya que los estudiantes estaban acostumbrados a realizar talleres (ejercicios de lápiz y papel) en la mayoría de sus clases, es decir, hubo un cambio de ambiente escolar que se notó positivo para la mayoría de los alumnos.

Algunos estudiantes no mostraron la participación esperada, y se distraían fácilmente de la clase, o realizaban talleres y tareas de otras asignaturas, o se entretenían utilizando el celular, y navegando por las redes sociales.

CENTRO DE INTERÉS

Algunos estudiantes se encontraban en el centro de interés de Recuperación de aguas, en donde se veía involucrado el equilibrio químico, y por lo tanto las actividades les fueron muy útiles y funcionales para el desarrollo de sus proyectos

No aplica

FLEXIBILIDAD EN LOS

TIEMPOS Y EVALUACIÓN

La flexibilidad que se presentó jugó un papel importante, ya que las actividades no influirán en las calificaciones oficiales de la materia, por lo cual, por un lado en la mayoría de las sesiones quienes participaron lo hicieron por interés en la temática que se estaba trabajando

Algunos alumnos, se mostraron algo desinteresados debido a que las actividades no tenían una nota dentro de la materia. Lo que hace analizar los objetivos o proyecciones que tienen los estudiantes sobre la educación y el aprendizaje

Tabla 6. Factores que afectaron la aplicación de la Unidad Didáctica

Encuesta A Los Estudiantes

Para conocer la opinión de los estudiantes se realizó una encuesta con las

siguientes preguntas y las respuestas correspondientes:


63

PREGUNTA RESPUESTAS DE LOS ESTUDIANTES

1. De acuerdo a las actividades

que se realizaron en el

desarrollo de la unidad

didáctica, ¿Cuál de todas las

actividades te gustó más, o

te llamó más la atención?

Explica por qué.

“Me llamó más la atención la del mural

de papel de paquetes, ya que incentiva

mi creatividad.” – Kimberly Valencia

2. ¿Conocías las reacciones

de equilibrio que ocurren en

el océano? Explica una

reacción que recuerdes.

“No conocía las reacciones del equilibrio

que ocurren en el océano. La que más

recuerdo es la del dióxido de carbono

que consiste en una reacción del este

dióxido entre acuoso y gas.” – Esteban

Arciniegas

“La reacción que más me llamó la

atención, es la reacción del dióxido de

carbono, que es un contaminante.” –

Julio Torres

3. ¿De acuerdo a lo anterior,

como cambió tu perspectiva

de la importancia del océano

en el medio ambiente?

“Cambió mucho ya que el océano es muy

importante para la descontaminación el

aire y esto nos ayuda mucho.” – Mileidy

Buitrago

4. ¿Cómo ha cambiado tu

perspectiva acerca de la

relación que tiene la química

con el medio ambiente y la

cotidianidad?

“Mucho, ya que pensaba que tenía poca

relación, pero ahora sé que es muy

importante” – Diana Alape

“No cambió mucho, pero reafirmó mis

ideas sobre la sobre explotación y la

contaminación que nuestra sociedad

está produciendo no solo en la atmosfera

sino en las fuentes hídricas.” – Nicol

Espinosa

5. ¿Cómo te sentiste en el

desarrollo de la actividad del

mural? ¿Qué habilidades

piensas que tuviste que

utilizar?

“Bien, me parece que las actividades

fueron muy dinámicas y no eran

aburridas. Utilicé mi creatividad y más

que todo tenía que recordar lo que la

profesora había explicado, además debí

aprender a explicar y a resolver

problemas” – Brenda Carvajal

6. ¿Qué te pareció en general

la unidad didáctica que se

“Me pareció bien ya que no era una

actividad sino más bien dinámica. Le

mejoraría que fuera más social y que


64

desarrolló? ¿Qué mejorarlas

o cambiarias?

hiciera evaluaciones orales.” Anyela

Quintero

“La época del año no fue la mejor para la

aplicación debido a que la mayoría de

estudiantes ya pasaba la materia, por lo

cual no pusimos el suficiente interés en

la clase.” – Anguie Sierra

“Ser más estricto en las entregas de las

diferentes actividades.” – Esteban

Arciniegas

Tabla 7. Respuestas de los estudiantes a encuesta

Es necesario resaltar que el enfoque y los objetivos de esta monografía se

centraron en lograr desarrollar en los estudiantes competencias y habilidades,

dentro de las cuales las más fundamentales fueron la resolución de problemas

como competencia de desarrollo científico, y la capacidad de explicación de

fenómenos, a partir de lo cual se propusieron las diferentes actividades ya vistas

anteriormente.

A partir de lo planteado, entonces, se llevó a cabo la aplicación de la unidad

didáctica, de la cual se obtuvieron los resultados ya descritos previamente, a

partir de ello se puede concluir lo siguiente:

Primero que todo, en cuanto al enfoque propuesto, se puede decir, que se logró

una buena integración entre equilibrio químico, contaminación y desarrollo de la

resolución de problemas, ya que, mediante las diferentes actividades, la mayoría

de estudiantes lograron establecer esta interrelación, lo que se constata con los

resultados de actividades como el mapa conceptual (en la etapa de

sistematización) en donde los alumnos lograron el objetivo propuesto.

Por lo anterior se toma como positivo el enfoque, y se concluye que este fue

pertinente para el contexto en el cual se desarrollaron las diferentes actividades

planteadas.

En cuanto al desarrollo de la resolución de problemas como competencia de

pensamiento científico, ésta se ve inmersa en cada una de las actividades

propuestas, como por ejemplo la situación problemática planteada para la

práctica de laboratorio, en donde se les presentó a los alumnos una situación en

la que debían utilizar sus habilidades para resolverla, lo cual contribuyó al

cumplimiento del objetivo planeado, aunque es de resaltar, que no todos los

estudiantes lograron un buen nivel de habilidades para resolver este tipo de

problemáticas, ya que en algunos grupos de trabajo se lograron observar


65

dificultades como que no consiguieron enfocarse en los aspectos más

importantes para poder resolver el problema propuesto, además de que las

preguntas y respuestas planteadas, aunque se referían al tema en sí, carecían

de la profundidad necesaria para el grado (curso) en el que se encontraban estos

estudiantes, por lo cual se comprueba, que no todos los estudiantes tienen un

mismo nivel cognitivo, a pesar de estar en el mismo grado escolar, por lo que es

necesario trabajar en vacíos conceptuales o ideas previas, que pueden afectar,

y que afectan el desarrollo de las diversas actividades.

Como lo plantea Hernando M. (2003), las dificultades de aprendizaje en el

equilibrio químico se deben a la manera en la cual el docente presenta el

contenido (generalmente cada concepto de manera aislada y poco

contextualizada). Estas dificultades se evitaron o redujeron significativamente

debido a que la planeación de cada una de las actividades buscaba que los

estudiantes lograran comprender y relacionar los diversos conceptos que se

encuentran inmersos dentro de la temática de equilibrio químico y contaminación

ambiental. Aunque, no se dejaron de notar ciertas dificultades en el aprendizaje

relativas a conceptos como la constante de equilibrio, en donde algunos

estudiantes confundían el subíndice con el coeficiente, lo que lógicamente afecta

el cálculo de la misma; además de la dificultad que se encontró en la generalidad

de los estudiantes, de la falta de comprensión del concepto de concentración,

aunque este fue el tema inmediatamente anterior que trataron con su profesor

titular, existían ciertas dudas sobre este concepto, que hubo que aclarar para

poder avanzar con las demás actividades. Es decir, las dificultades de

aprendizaje sobre equilibrio químico ya estudiadas por autores como Hernando

M. (2003) aún existen en los estudiantes, pero estas se lograron superar en su

mayoría, lo que se evidencia por el resultado que se obtuvo del quiz realizado

luego de la aplicación de las actividades de introducción de nuevos

conocimientos, donde solo unos pocos estudiantes contestaron de manera

incorrecta a los ejercicios planteados, por lo anterior se recomienda que para

mejorar la comprensión de esta temática se disponga de mayor tiempo, para dar

una mejor profundidad y por lo tanto mejor comprensión de las actividades

subsiguientes.

Ahora bien, como se pudo observar en la encuesta realizada a algunos

estudiantes, los estudiantes reconocieron su aprendizaje y la funcionalidad de

este, de acuerdo a las respuestas que plantearon, adquirieron y construyeron

nuevos conocimientos que les sirven para tomar acciones sobre su entorno, la

reacción quemas se recordó fue la del dióxido de carbono, ya que a partir de esta

se estudiaron diferentes conceptos del equilibro químico, y debido a su sencillez,

fue de gran aporte para la bueno a comprensión de los estudiantes. Algunas de

las actividades reafirmaron las ideas que por otros medios los estudiantes ya


66

habían construido, es decir, estos nuevos conocimientos fueron complemento a

varias temáticas y posturas ya asimiladas por los alumnos. Los estudiantes

también reconocieron las habilidades que habían adquirido mediante el

desarrollo de las actividades.

Es conveniente mencionar, que, la época del año en la cual se llevó a cabo la

aplicación de la unidad didáctica afectó la misma, ya que, como los mismos

estudiantes expresaron, debido a que la mayoría de ellos ya había <pasado el

año>, en ocasiones perdían interés en las actividades, sin embargo, se logró una

buena participación en cada una de las actividades.

En resumen, cada una de las actividades planteadas y desarrolladas de la unidad

didáctica aquí propuesta, logró resultados positivos, que ayudan a los

estudiantes a comprender mejor su contexto, a partir de los conocimientos

construidos en la clase de química, además de desarrollar la resolución de

problemas como competencia de desarrollo científico, ya que los estudiantes

mejoraron su capacidad de explicación y de idear soluciones a las cuestiones y

problemáticas que se les presentaron. Claro está que hubo varios aspectos por

mejorar, los cuales se describen y explican en la sección de recomendaciones.

CONCLUSIONES

La revisión bibliografía sobre la línea de investigación CTSA y resolución de

problemas, sirvió como gran aporte para enfocar de manera pertinente la unidad

didáctica que se aplicó. Ya que los insumos que se obtuvieron con dicha revisión

fueron fundamentales para el buen desarrollo de la unidad didáctica y del

cumplimiento de los objetivos planteados para la misma.

El diseño de la unidad didáctica fue acertado y funcional para el contexto en el

cual se empleó, obteniendo resultados positivos en los estudiantes, esto se

evidencia en los efectos que provocó cada una de las actividades aplicadas, por

ejemplo, la actividad de “vida marítima” fue de gran impacto en los estudiantes

debido a la reacción que se trabajó, la cual describe el comportamiento de un

contaminante como el dióxido de carbono.

Los estudiantes mejoraron sus habilidades de comprensión, explicación y de

resolución de problemas, esta última vista como competencia de pensamiento

científico. Es decir, se logró promover el desarrollo de diferentes habilidades

funcionales no solo para la clase de química, sino también, para su diario vivir.


67

Por último, se concluye que los instrumentos de evaluación que se diseñaron

fueron adecuados para la recolección y análisis de los diferentes resultados de

la aplicación de la unidad didáctica.

RECOMENDACIONES

Es necesario resaltar que hubo varios inconvenientes a la hora de aplicar la

unidad didáctica, como se expone en la Tabla 6. (Factores que afectaron la

aplicación de la Unidad Didáctica), por lo cual surgen las siguientes

recomendaciones:

Para optimizar el tiempo de cada una de las clases, es necesario

minimizar en lo posible las interrupciones o actividades extracurriculares

dentro de la clase, ya que esto lleva a la dispersión y desconcentración

de los estudiantes, se menciona esto debido a que, por la época en la cual

se realizó la aplicación de la Unidad Didáctica (último periodo del año), y

el grado en el cual se aplicó, existieron diversas interrupciones que

afectaron la continuidad de la clase.

Debido a que algunas de las actividades planteadas en la unidad

requieren de trabajo manual y artístico, se recomienda que este tipo de

actividades, se realicen en clase y que el maestro haga las diferentes

sugerencias a los grupos de trabajo, con el fin de profundizar las ideas de

los estudiantes, y de no disponer de mucho tiempo, los estudiantes

continuarían con sus trabajos en casa.

En las actividades dedicadas al aprendizaje del principio de Le Chatelier,

se recomienda una mayor profundidad en los conceptos necesarios para

su comprensión, ya que en el desarrollo de estas actividades se pudieron

notar ciertas dificultades y errores conceptuales que no permitieron la

profundidad necesaria, es decir, debido a que los estudiantes tenían

falencias sobre la definición de cada uno de los factores que pudieran

afectar un sistema en equilibrio químico (temperatura, presión, volumen y

concentración) se generaban algunas confusiones que, aunque fueron

aclaradas y trabajadas, no permitieron una mayor profundidad en la

temática, por lo cual se recomienda que, debido a que el tema de equilibrio

químico, es un tema relativamente avanzado para los estudiantes, debido

a los variados conocimientos previos que deben tener en cuenta, los

temas anterior se lleven una continuidad adecuada y una buena

comprensión por parte de los estudiantes, para mejorar la profundidad de

la temática del principio de Le Chatelier.


68

Como se puede observar en la tabla 6, existieron diferentes factores que

influyeron en el desarrollo de las diferentes actividades, uno de los cuales

fue el factor interés y participación, en donde el acceso a internet y redes

sociales por parte de los estudiantes perjudicó la concentración de los

mismos, por esto, se recomienda realizar un proceso de reflexión sobre el

uso adecuado de internet (tiempos y momentos en los que deberían

utilizar las redes sociales por ejemplo), para mejorar la concentración de

los estudiantes, y por lo tanto la mejor comprensión de las diferentes

temáticas.

A partir de la encuesta realizada los estudiantes también realizaron

diferentes sugerencias, como por ejemplo evaluaciones de tipo oral, y

mayor debate entre ellos.

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72

ANEXOS

ANEXO 1. Funciones más frecuentes en la muestra de libros analizados.

FUNCIÓN CARACTERÍSTICAS

Evocación Dentro de esta función se encuentran los párrafos referentes a hechos o experiencias cotidianas, o a conceptos que se suponen conocidos por el estudiante

Definición En esta función se establece el significado de un término nuevo en un contexto teórico

Aplicación Dentro de esta función se encuentran los párrafos (o ilustraciones o mapas entre otros) que cumplan con extender o consolidar una definición ya establecida

Descripción

Esta función se refiere a párrafos en donde se expliquen hechos o sucesos no cotidianos que se suponen desconocidos por el estudiante, lo cual permite aportar un contexto al tema. También pueden incluirse conceptos secundarios necesarios para comprender el núcleo conceptual

Interpretación

Dentro de esta función se encuentra aquellos párrafos en donde se relacionen conceptos teóricos con acontecimientos experimentales

Problematización Aquí se plantean preguntas no retóricas que pueden resolverse con los conceptos previamente definidos. Su objetivo es incentivar a los alumnos a poner a prueba lo aprendido o estimular interés por el tema (o la ciencia en general) presentando problemas que requieran de una interpretación o un nuevo enfoque posteriores.

Adaptado de: Funciones más frecuentes en la muestra de libros analizados,

Jiménez


73

Anexo 2. Guía para los estudiantes

Recurso Actividad 1.1

Recurso Actividad 1.2

Taller N. 1. Reacciones reversibles e irreversibles Responde las siguientes preguntas de acuerdo a la imagen que ya se te presentó, sé lo más específico y amplio posible.

1. ¿Cuáles de las reacciones que viste, crees que son más rápidas, y cuales más lentas?, organízalas en la siguiente gráfica:

2. ¿Cuáles de las reacciones (reversibles o irreversibles) aquí vistas

piensas que pueden contaminar el medio ambiente? Explica cómo


74

contaminaría, y si puede evitarse de alguna manera dicha contaminación. (Explica por lo menos 2)

Ejemplo: En la reacción de la manzana, cuando esta se descompone, genera residuos orgánicos que pueden ser contaminantes debido a los gases que desprende por dicha descomposición. Pero si se deja de desperdiciar la comida y solo se compra lo necesario, no generaremos residuos, o en caso contrario puede utilizarse estos desechos orgánicos como abono para las plantas.

3. ¿Crees que cargar tu celular puede contribuir a la contaminación ambiental? ¿Sí o No? Explica. Prepara ideas para el debate.


1. Al freír papas, ¿En cuál de los dos casos la velocidad de reacción será

mayor? Explica 2. ¿Cuándo comes papas fritas de paquete, qué haces con el paquete?

¿Contribuye lo que haces a la contaminación ambiental? 3. De acuerdo a lo anterior, ¿Por qué crees que las papas de paquete

vienen en delgadas láminas o cortadas en bastones finos?

Recurso para actividad 3. Vida marítima

El intercambio de dióxido de carbono entre la atmósfera y los océanos tiene lugar rápidamente Al igual que con tantos otros procesos ambientales, no


75

podemos explicarlo en términos de factores físicos solamente. La toma de dióxido de carbono que muestra la siguiente figura: Debemos tener en cuenta que el dióxido de carbono (CO2) más soluble en agua que el oxígeno o el nitrógeno. Las moléculas de CO2 contiene enlaces C=O que pueden formar enlaces de hidrógeno con moléculas de agua:

Cuando el dióxido de carbono se encuentra en estado acuoso, puede reaccionar a su vez con moléculas de agua generando las reacciones en equilibrio 2 y 3. (Proponlas tú mismo) Es importante resaltar, que cuando el dióxido de carbono reacciona con el agua, disminuye (lógicamente) su concentración en estado acuoso por lo tanto se disuelve más CO2 gaseoso, para mantener el equilibrio de la reacción 1.

______+______ ⇌ ________+_________ (Reacción 2)

______+______ ⇌ ________+_________ (Reacción 3) La reacción con agua produce una mezcla que contiene principalmente iones bicarbonato (HCO3-) e iones H+, junto con algunos iones carbonato (CO3

2-). ¿Podrías realizar una gráfica de tiempo (en eje x) vs. Concentración de cada una de las reacciones de la lectura? Ten en cuenta el ejemplo que el profesor te explicará. La mayor parte de dióxido de carbono que liberamos a la atmósfera por la quema de combustibles es absorbida por los océanos. Las estimaciones varían, pero parece probable que el 35-50% se elimine por ese camino. Los océanos continúan absorbiendo dióxido de carbono porque el agua de la superficie, rica en CO2, se está renovando continuamente y almacenando durante cientos de años en las profundidades oceánicas. La máxima cantidad de dióxido de carbono se almacena en las regiones frías donde el CO2 es más soluble. Por tanto, las corrientes y la vida marina juntas producen un sistema de eliminación de CO2 muy eficaz.


76

Adaptado de: http://www.cac.es/cursomotivar/resources/document/2011/9.pdf

Recurso Actividad 4. Taller equilibrio químico y constante de equilibrio

En la siguiente grafica se muestra una reacción en equilibrio:

4. Interpreta la gráfica, a partir de lo que ya sabes sobre equilibrio, escribiendo un párrafo que explique cómo se relacionan las concentraciones y velocidades de reacción directa e inversa. Sé lo más específico posible.

5. ¿Cómo relacionarías matemáticamente las concentraciones de la reacción anterior, para tener un dato con el cual podamos conocer la relación (o proporción) en la que se encuentra cada componente cuando se encuentra en equilibrio?

6. Uno de los componentes de la reacción anterior es el Hidrógeno, el cual se ha propuesto como combustible alternativo a los combustibles fósiles que se utilizan actualmente, como lo explica la siguiente lectura:

HIDROGENO COMO COMBUSTIBLE Debido a la necesidad que se tiene actualmente por reducir el nivel de contaminantes presentes en la atmósfera, ya que estos son los principales causantes de problemas como el efecto de invernadero, la variación de los regímenes climatológicos , entre otros que están afectando seriamente a la humanidad, surge la necesidad de buscar nuevas soluciones que contribuyan al mejoramiento de estos problemas sin recurrir a limitaciones en la producción de energía, ya que esto implicaría un retraso tanto en el desarrollo económico, cultural, tecnológico como en el investigativo de nuestro país.



77

Teniendo en cuenta que los beneficios e intereses de la energía alternativa como solución energética van más allá de la reducción de costos únicamente, se presenta además que los mayores usos de estas brindan, la oportunidad de reducir la dependencia con los combustibles fósiles como también de disminuir la contaminación ambiental, debido a que causa un efecto notablemente menor sobre el medio ambiente. De lo expuesto anteriormente se llega a la conclusión de que una buena solución se encuentra en cambiar de base energética utilizando un combustible con el cual se puedan eliminar o reducir notablemente las emisiones de contaminantes a la atmósfera y esto es precisamente lo que se lograría con el uso de una fuente alterna de energía. El combustible que se propone como solución es el hidrógeno. Se ha seleccionado al hidrógeno como el combustible que puede dar solución a dichos problemas debido a:

El hidrógeno cuya base de obtención es el agua, es muy abundante y puede ser utilizado tanto en países energéticamente pobres como en los ricos, El petróleo crudo y el gas natural son abastecedores de energía limitados.

El hidrógeno puede ser utilizado como recurso energético

El hidrógeno puede sustituir a los combustibles utilizados actualmente

Los productos de combustión son considerados no contaminantes o contaminantes en muy bajo grado

Este es un proyecto de bajos costos y competitivo

Presenta una mejor utilización de los recursos

Existe la necesidad de adoptar otras fuentes de energía además de la electricidad para suplir las deficiencias en el sector del transporte; el hidrógeno es una fuente energética que puede cumplir con tal fin

Adaptado de: http://ingenieria.udea.edu.co/investigacion/gea/COMBUSTIBLE.htm

De acuerdo a lo anterior reflexiona sobre el uso de recursos y la obtención de energía, luego realiza un folleto creativo que difunda algún tipo de energía alternativa (eólica, solar, geotérmica, biomasa, hidráulica etc.), y prepárate para sustentarlo de manera corta, en la siguiente clase.

Recurso para Actividad 5. Luego de haber la primera parte del video (link:

http://ingenieria.udea.edu.co/investigacion/gea/COMBUSTIBLE.htm


78

https://www.youtube.com/watch?v=GX7cYGnoznk) Responde a las siguientes preguntas:

1. ¿Cuál crees que es la función de las conchas de mar en el sistema que se muestra? 2. ¿Actuaria de la misma manera el sistema si las conchas no estuvieran trituradas? 3. ¿Cómo podrías explicar lo que sucede cuando se altera el sistema? 4. ¿Para qué crees que se agrega ácido clorhídrico al sistema? 5. Propón una posible reacción que pueda explicar lo que ocurre en este equilibrio y grafícala.

Recurso para Actividad 5. Ahora que viste la segunda parte del video (link: https://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_3426489691&feature=iv&src_vid=GX7cYGnoznk&v=zxhl5XPy_dk )

2. Contrasta tus respuestas anteriores con la explicación dada: ¿Son parecidas?, que puedes agregar sobre la explicación del fenómeno que viste.


SITUACIÓN PROBLEMÁTICA: LABORATORIO

Lee el siguiente problema y responde las siguientes cuestiones:

Juliana y Carlos son estudiantes del Colegio OUA en Usme, están preocupados porque su mamá sufre de acidez estomacal, por lo que en varias ocasiones ella ha tomado pastillas efervescentes antiácidas para calmar este síntoma, pero ellos se preguntan cómo pueden hacer para que la pastilla se disuelva más rápido en el agua y así su madre pueda calmar más rápidamente su acidez. Ayuda a Juliana y a Carlos a diseñar un experimento que lleve a saber la respuesta al problema que se plantean.

Para poder resolver el problema, responde las siguientes preguntas en una

hoja examen de manera grupal.

https://www.youtube.com/watch?v=GX7cYGnoznk




79

1. Para poder resolver esta situación: ¿Qué pregunta o preguntas

deberemos responder?

2. ¿Qué ideas, nociones o teorías científicas podría ser útil para pensar sobre

este problema? (Desarróllalos en un adjunto)


deberíamos llegar?



5. ¿Qué aspectos/condiciones dejamos constantes? ¿Cuáles

modificamos?





claramente las etapas de trabajo, y una estrategia para el registro de

los datos que van a obtener.

Materiales necesarios

____________________

____________________

____________________

…

Realiza un diagrama del

procedimiento:

7. Registremos las observaciones y datos que se van obteniendo, junto

con los cálculos y operaciones necesarias

8. ¿Qué nueva información está disponible a partir de lo realizado? ¿Con

qué bases afirmamos esto?

9. ¿A qué respuestas hemos llegado? ¿Qué nuevas preguntas han

surgido durante el proceso desarrollado?


80

ANEXO 3. IMÁGENES DE LOS ESTUDIANTES EN EL AULA DE CLASES

(REALIZANDO LAS DIFERENTES ACTIVIDADES DE LA UNIDAD

DIDÁCTICA)

ANEXO 4. CARTA DE LA INSTITUCIÓN OUA (siguiente página)

ANEXO 5. EVALUACIÓN DE LA PRÁCTICA POR PARTE DEL DOCENTE

ACOMPAÑANTE EN EL AULA (PROFESOR DE LA INSTITUCIÓN)

aplicaciÓn de una unidad didÁctica sobre equilibrio

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