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CATALOGACIÓN Y CATEGORIZACIÓN DE LAS PROPUESTAS PARA EL CAMBIO METODOLÓGICO EN LA ENSEÑANZA CUANTITATIVA EN EL CONCEPTO
EQUILIBRIO QUÍMICO
OCTAVIO ALFONSO BOCANEGRA
UNIVERSIDAD DEL VALLE INSTITUTO DE EDUCACIÓN Y PEDAGOGÍA
ÁREA DE EDUCACIÓN EN CIENCIAS Y TECNOLOGÍAS LICENCIATURA EN EDUCACIÓN BÁSICA CON ÉNFASIS EN
CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL 2018
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CATALOGACIÓN Y CATEGORIZACIÓN DE LAS PROPUESTAS PARA EL CAMBIO METODOLÓGICO EN LA ENSEÑANZA CUANTITATIVA EN EL CONCEPTO
EQUILIBRIO QUÍMICO
OCTAVIO ALFONSO BOCANEGRA
Trabajo de grado para optar el título de Licenciatura en Educación Básica con Énfasis en
Ciencias Naturales y Educación Ambiental
ROBINSON VIÁFARA ORTIZ Director de trabajo de grado
Magíster en Enseñanza de las Ciencias Profesor Universidad del Valle
UNIVERSIDAD DEL VALLE INSTITUTO DE EDUCACIÓN Y PEDAGOGÍA
ÁREA DE EDUCACIÓN EN CIENCIAS Y TECNOLOGÍAS LICENCIATURA EN EDUCACIÓN BÁSICA CON ÉNFASIS EN
CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL 2018
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Agradecimientos
Después de ese largo camino en la Universidad del Valle, la que me ha brindado oportunidades maravillosas, como la formalización de mi pensamiento, mi profesionalización para el trabajo, etc. Quiero agradecer a mi gran amigo, profesor, tutor de trabajo de grado y hermano de vida, por el constante apoyo y la paciencia hacia mis brazos caídos, sin él, este proceso final no hubiese tenido oportunidad de ser. A él mis mejores deseos por la colaboración desinteresada y entusiasta, mis más sincera gratitud. A cada uno de los docentes del Instituto de Educación y Pedagogía, por las oportunidades brindadas y aportarme todo el conocimiento necesario para lograr ejercer como licenciado en Ciencias Naturales y Educación Ambiental. También agradezco a mi esposa por su paciencia y apoyo en este camino tan largo que elegí.
4
Contenido
Contenido ............................................................................................................................................ 4
Índice de tablas ................................................................................................................................... 7
RESUMEN ............................................................................................................................................ 8
1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................... 9
1.1. Presentación ........................................................................................................................ 9
1.2. Planteamiento del problema ............................................................................................ 15
1.3. Justificación ....................................................................................................................... 18
1.4. Antecedentes y estado del arte ........................................................................................ 21
1.5. Objetivos ........................................................................................................................... 30
1.5.1. Objetivo general ........................................................................................................ 30
1.5.2. Objetivos específicos: ................................................................................................ 30
2. PRIMER CAPÍTULO: MARCO TEÓRICO CONCEPTUALIZACIÓN SOBRE EL EQUILIBRIO
QUÍMICO ........................................................................................................................................... 31
2.1. UNA BREVE REVISIÓN HISTÓRICA SOBRE EL EQUILIBRIO QUÍMICO ................................. 31
2.2. EL EQUILIBRIO QUÍMICO EN UN LIBRO DE TEXTO UNIVERSITARIO EN LA ACTUALIDAD .. 33
2.2.1. LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO QUÍMICO ................................................................. 36
2.2.2. EQUILIBRIOS HOMOGÉNEOS ..................................................................................... 36
2.2.3. EQUILIBRIO HETEROGÉNEO ...................................................................................... 37
2.2.4. EL EQUILIBRIO QUÍMICO Y EL PRINCIPIO DE LE CHATELIER ...................................... 37
2.2.5. EFECTOS DEL CAMBIO DE CONCENTRACIÓN ............................................................ 38
2.2.6. EFECTOS DEL CAMBIO DE TEMPERATURA ................................................................ 38
2.2.7. EFECTOS DEL CAMBIO DE PRESIÓN ........................................................................... 39
2.2.8. LA POLÉMICA ENTRE LA VISIÓN CUANTITATIVA Y LA VISIÓN CUALITATIVA DE LA
CIENCIA Y SU INFLUENCIA EN SU ENSEÑANZA ............................................................................. 39
5
3. SEGUNDO CAPITULO: METODOLOGÍA ...................................................................................... 44
3.1. El proceso metodológico ................................................................................................... 44
3.2. Catalogación de los documentos mediante realización de fichas bibliográficas .............. 46
3.3. Categorización o formación de categorías de los documentos seleccionados ................. 50
3.3.1. Tratamiento de los problemas de enseñanza del concepto de equilibrio químico en
las propuestas metodológicas ................................................................................................... 56
3.3.2. Tratamiento de los problemas de aprendizaje del equilibrio químico en las
propuestas pedagógicas ............................................................................................................ 64
4. TERCER CAPITULO: ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS .................................................................. 72
4.1. Análisis al Tratamiento de los problemas de enseñanza del concepto de equilibrio químico
72
4.2. Análisis al Tratamiento de los problemas de aprendizaje del concepto de equilibrio químico
76
CONCLUSIONES ................................................................................................................................. 79
Establecimiento de elementos pedagógicos ................................................................................. 79
Planteamientos finales .................................................................................................................. 81
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................................................... 85
ANEXOS ............................................................................................................................................. 94
Ficha Bibliográfica No. 1. Quílez, Juan (2006). “Análisis de los problemas de selectividad de
equilibrio químico: errores y dificultades correspondientes a libros de texto, alumnos y
profesores”. ............................................................................................................................... 94
Ficha Bibliográfica No. 2. Furió Mas Carlos J. Ortiz Elena. Persistencia de errores conceptuales
e en el estudio del equilibrio químico. Enseñanza de las ciencias. ........................................... 96
Ficha Bibliográfica No. 3. López González, W; Y Escalona Tapia, J. Dificultades conceptuales
para predecir equilibrios químicos homogéneos y heterogéneos. ........................................... 98
Ficha bibliográfica No. 4. Raviolo, Andrés. (1993). Implicaciones didácticas de un estudio
histórico sobre el concepto equilibrio químico. ...................................................................... 100
Ficha bibliográfica No. 5. Quilez Pardo. La necesidad de un cambio metodológico en la
enseñanza del equilibrio químico: limitaciones del principio de Le Chatelier. ....................... 101
6
Ficha bibliográfica No. 6. Gonzalo M. A. Bermúdez y Ana Lía De Longhi (2011). Niveles de
comprensión del equilibrio químico en estudiantes universitarios a partir de diferentes
estrategias didácticas. ............................................................................................................. 103
Ficha bibliográfica No. 7. Andrés Raviolo y Andoni Garritz (2007). Analogías en la enseñanza
del equilibrio químico. ............................................................................................................. 105
Ficha bibliográfica No. 8. Verónica del Pozo Velasco (2012- 2013). Unidad didáctica el
equilibrio químico. ................................................................................................................... 107
Ficha bibliográfica No. 9. QUÍLEZ, J. y SAN JOSÉ. El principio de Le Chatelier a través de la
historia y su formulación didáctica en la enseñanza del equilibrio químico. ......................... 110
Ficha bibliográfica No. 10. Andrés Raviolo y Mª Mercedes Martínez Aznar. El origen de las
dificultades y de las concepciones alternativas de los alumnos en relación con el equilibrio
químico. ................................................................................................................................... 111
Ficha bibliográfica No. 11. Carlos Andrés Santa Montoya (2014). Estrategia didáctica para la
enseñanza del equilibrio químico utilizando la metodología “The Flipped Classroom” y la
plataforma Moodle. ................................................................................................................ 113
Ficha bibliográfica No. 12. Juan Quílez Pardo. Superación de errores conceptuales del
equilibrio químico mediante una metodología basada en el empleo exclusivo de la constante
de equilibrio. ............................................................................................................................ 115
7
Índice de tablas
Tabla 1. Ejemplo de ficha bibliográfica. ............................................................................................ 47
Tabla 2. Ejemplo de ficha bibliográfica con datos de la categoría. ................................................... 50
Tabla 3. Resultados obtenidos en el proceso de categorización. ..................................................... 52
Tabla 4. Resultados obtenidos en el proceso de categorización. ..................................................... 53
Tabla 5. Resultados obtenidos en el proceso de categorización. ...................................................... 55
Tabla 6. Tabla de triangulación propuesta por el autor. Tratamiento de los problemas de
enseñanza del concepto de equilibrio químico. ............................................................................... 64
Tabla 7. Problemas de aprendizaje en el concepto equilibrio químico. Análisis de la categoría
problema de APRENDIZAJE en el equilibrio químico. ..................................................................... 71
8
RESUMEN
La presente monografía de grado presentada por Octavio Alfonso Bocanegra, como
requisito para obtener el título de Licenciatura En Educación Básica Con Énfasis en
Ciencias Naturales Y Educación Ambiental, tiene como propósito catalogar un conjunto de
investigaciones publicadas en Colombia y el mundo sobre “el proceso de enseñanza y
aprendizaje del equilibrio químico”, es decir se pretende registrar y categorizar mediante
fichas técnicas y el desarrollo conceptual de algunas nociones propias de la Química como
las de: Equilibrio Químico, Principio de Le Chatelier o formación algorítmica; el material
bibliográfico más relevante sobre este tema y que tiene como objetivo básico presentar a
los docentes de las áreas de Ciencias Naturales y de Química de la educación secundaria y
media, algunas herramientas tanto teóricas y pedagógicas que le faciliten su labor diaria.
Palabras claves: Equilibrio Químico, Principio de Le Chatelier, formación algorítmica,
catalogar, enseñanza-aprendizaje.
ABSTRACT
This degree monograph presented by Octavio Alfonso Bocanegra, as a requirement to
obtain a bachelor's degree in basic education with emphasis in natural sciences and
environmental education, is intended to catalogue a set of research Published in Colombia
and the world on "the process of teaching and learning the chemical equilibrium", in other
words, it is intended to register and categorize by means of technical data sheets and the
conceptual development of some notions peculiar to chemistry such as: chemical
equilibrium, principle of Le Chatelier or algorithmic formation; the most relevant
bibliographical material on this subject and whose basic objective is to present to the
teachers in the areas of natural sciences and chemistry of secondary and middle
education, some theoretical and pedagogical tools that will facilitate their work Daily.
Key words: Chemical equilibrium, principle of Le Chatelier, algorithmic training,
cataloguing, teaching-learning.
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1. INTRODUCCIÓN
1.1. Presentación
La enseñanza y el aprendizaje de conceptos propios de las Ciencias Naturales como el del
equilibrio químico en los niveles de educación básica secundaria y media en Colombia,
desde hace algunos lustros viene presentando varios aspectos problemáticos, por una
parte los docentes de Ciencias Naturales y Química exponen varios inconvenientes a la
hora de abordar este tema, en primer lugar debido a la inmensa bibliografía que sobre la
cuestión existe y a su vez, por la falta de un sistema de categorización que les permita
jerarquizar aquella información que puede en un momento determinado ser más
relevante para hacer énfasis en ciertos subtemas a la hora de abordar estos asuntos tanto
el aula de clases como en la experimentación. En segundo lugar, la dispersión del material
bibliográfico existente sobre el proceso de enseñanza-aprendizaje y su relación directa
con los principios químicos y con este este tema en específico, dificulta hacer uso
adecuado del mismo.
Por otra parte, se presenta otra dificultad aún más grave a la hora de apropiarse de este
concepto (equilibrio químico), por parte de los educandos y aun mayor, cuando deben a
partir de esto, abordar problemas reales en el laboratorio en su búsqueda de desarrollar
nuevos conocimientos.
Todas estas dificultades que si bien no son exclusivamente de la enseñanza de las Ciencias
Naturales, sino que por el contrario están presentes en todas las experiencias
pedagógicas, al menos en el ámbito escolar de nuestro país, sobresalen sin embargo más
en el proceso de enseñanza y aprendizaje de ciertos temas de las ciencias duras (Física y la
Química), más que en cualquier otra área de formación (Ciencias Sociales, Literatura,
Educación Ambiental o Ética) debido a la complejidad de los conceptos que en esta
dimensión de saber se maneja. A todo esto se le debe entre otras cosas la fragmentación
de la cultura escolar dada desde sus inicios, al menos desde el siglo XVIII en Europa y
posteriormente en los Estados Unidos y su gran influencia que estas han tenido entre
10
nosotros, la descalificación de los educandos, al considerarlos como “menores mentales”,
incapaces de comprender como los adultos ciertos términos y vocablos ininteligibles o
hacer uso de ciertos conceptos en su vida cotidiana. Se produjo pues desde los inicios
mismos de la escuela moderna una ruptura entre los conocimientos hegemónicos
(científicos) y el conocimiento escolar (Banks, 1993). Ruptura que fácilmente se puede
apreciar en el momento que en el aula de clases se deben afrontar temas propios de la
química general o aplicada como los de “equilibrio químico”, “formación algorítmica”,
“Principio de Le Chatelier”, “tipos de enlaces” o “catalizadores”.
Esta atomización y descalificación histórica de los educandos por parte del propio sistema
escolar en su parte más general, se puedo ver reflejado por ejemplo en los contenidos
curriculares, así como en la separación dada entre el vocabulario utilizado por el
conocimiento académico domínate o científico versus el académico escolar (Banks, 1993).
Sin embargo, frente a esta visión negativa de los modelos pedagógicos y curriculares, cabe
advertir, se presentó también desde muy temprana época, esa otra visión sustentada en
la ilustración y el romanticismo que como advierte el pedagogo español Jurjo Torres:
“contribuyó así mismo a generar un nuevo discurso acerca de los derechos y deberes de la
infancia”, (1996, p. 30), pues tanto argumentos de corte psicológicos como reflexiones
pedagógicas, se convirtieron en importantes puntos de apoyo para justificar “los nuevos
ideales de este “siglo de la infancia” y la educación (Torres, 1996, p. 30), de reconocidos
pensadores como Jean Jacques Rousseau o Johann Heinrich Pestalozzi, cuyo
pensamientos pedagógicos colocaron al estudiante en el centro de la educación. Aportes
que volvieron a tomar fuerza hacia principios del siglo XX para justificar esa “nueva
educación” y por lo tanto una renovada metodología de enseñar (Torres, 1996, pp. 20-55).
Más cercano a nosotros, el padre de la pedagogía norteamericana John Dewey que en Mi
credo pedagógico (1897) nos presentó un modelo de educación pragmático de corte
interdisciplinar y global, ajustado a las nuevas exigencias sociales, económicas y técnicas
de la investigación tecnológica. Por otra parte desde esta perspectiva conceptual
funcionalista del currículo, la escuela de Frankfurt, en cabeza de pensadores
11
representativos de esta como Max Horkheimer (1937), Theodor W. Adorno (1944-1947) y
Jürgen Habermas (1981), en sus críticas socio-históricas a los contextos en que se
consolidaron las principales teorías e ideologías que sobre la educación se han dado y
extrayendo los fundamentos de su pensamiento en relación con la pedagogía, podemos
decir que se inclinaran por una concepción de la educación más estructural e integral, en
el que ciertos conceptos de gran complejidad, pero que por su importancia deben ser
tratados en el proceso de enseñanza en aras de poder comprender a plenitud fenómenos
científicos, estos deberán se impartidos sin premura, sin acudir a artificios innecesarios,
mejor aún deberán ser enseñados a través de procesos didácticos creativos y originales
en el que el maestro por una parte, debe intentar renunciar a esas antiguas medidas
basadas en supuestos contenidos de carácter netamente memorísticos dados meramente
como enunciados sin significado y por el contrario, deberá llevar a la praxis, a la
experimentación constante con sus educandos de estos contenidos teóricos en aras de
una real apropiación del conocimiento por parte de los aprendices.
Con otras palabras, desde los inicios del siglo XX, diversos investigadores inicialmente
provenientes de la psicología, la sociología y la pedagogía, se interesaron por reflexionar
sobre cómo se daba el proceso de apropiación del conocimiento por parte de los niños, las
niñas y los jóvenes, como estos lograban apropiarse de nuevos conceptos, adecuarlos a su
vocabularios y hacer uso de ellos para resolver problemas específicos; y por otra parte
sobre cómo debería ser la manera más adecuada para trasladar múltiples y complejos
conceptos propios de las ciencias (Física y Matemáticas, Química, Biología, Geografía,
Astronomía y Ciencias Humanas) al ambiente escolar y que fuesen entendibles sin
dificultad alguna por los educandos, es decir “traducir” por parte del maestro algunas
nociones con cierto grado de dificultad debido a su complejidad, a la idiosincrasia escolar.
Fue así como a lo largo del siglo XX educadores de todo el hemisferio occidental se
apropiaron de conceptos tales como los de “globalización pedagógica”, “centros de
interés” y “método de proyectos” (Kilpatrick, 1918; Decroly, 1965; Decroly y Boom, 1968);
12
metodologías por proyectos, metodologías flexibles, currículos básicos de aprendizaje o
currículo oculto (Jackson, 1991; Torres, J., 1991).
Ahora bien, en el plano específicamente de la pedagogía en la educación química, esto es,
en el ámbito de la enseñanza escolar de la química como asignatura o área de formación,
tanto educadores como educandos presentan dificultades a la hora de tratar ciertos
conceptos propios de la disciplina, autores tan diversos como Stavridou, Solomonidou o
Garnette, en el contexto global o Hernando Moncaleano en el regional y local, han
detectado las grandes dificultades que se presentan en la práctica educativa tanto por
educadores como por sus educados, conceptos tales como el de “equilibrio químico”,
ciertamente se ha convertido en un problema relevante, de esta afirmación dan cuenta la
multiplicidad de artículos científicos y monografías de grado que sobre este asunto se han
escrito en las últimas décadas.
Al respecto, autores como Andrés Raviolo (2002), Rober Biddle y Ali Arya (2016) en
diversos trabajos han visto con urgencia la necesidad de catalogar o inventariar la
multiplicidad de trabajos que sobre este tema existen con el objetivo que poder abordar
tal problema de la mejor forma.
Con esta necesidad entonces, esta investigación tiene como propósito, catalogar los
trabajos más relevantes que sobre el proceso de enseñanza-aprendizaje del equilibrio
químico se han dado con el objetivo plantear a partir de esa variedad de estudios ya
dados, nuevas interpretaciones y brindar luces que permitan reflexionar sobre otras
posibles estrategias que permitan abordar en el aula y el laboratorio los conceptos más
complejos de la Química General.
Para tal propósito, la catalogación y categorización bibliográfica se desarrollará mediante
la presentación de fichas técnicas, seguido del análisis de cada categoría y de los
señalamiento de los posibles problemas dados en el proceso de la enseñanza-aprendizaje
del concepto de equilibrio químico y las posibles soluciones que han sido planteadas por
los diferentes autores relacionados.
13
Para lograr estos objetivos propuestos en la presente monografía, la hemos dividió en tres
capítulos. En el primer capítulo titulado, “Conceptualización sobre el equilibrio químico”, a
modo de marco teórico, haremos énfasis en los “diversos elementos relacionados con las
ciencias naturales y su enseñanza, haciendo un especial énfasis en lo inherente con el
equilibrio químico”. En tal sentido se abordaran desde la historia las diversas
concepciones que han existido sobre el equilibrio químico, en seguida expondremos
algunas nociones pedagógicas resultado de eso que muchos autores han denominado
“dilema entre lo cualitativo y lo cuantitativo” y sus implicaciones en la enseñanza del
concepto en mención. Para esta primera empresa, usaremos como eje central de nuestra
investigación el clásico libro de química general de nivel universitario de R. Chang, en su
séptima y décima edición, y a partir de este texto aclararemos algunos conceptos
fundamentales como los de: la constante de equilibrio químico; equilibrios homogéneos y
heterogéneo; Principio de Le Chatelier; efectos del cambio de concentración, de
temperatura y de presión.
En el segundo capítulo, “Metodología”, como su nombre lo indica, expondremos cuales
han sido las metodologías escogidas para esta investigación con el objetivo de dar
respuesta al problema planteado. Así como la manera como se recopilaron los datos
pertinentes, se seleccionaron y categorizaron las obras, y se llegaron a las conclusiones.
Finalmente expondremos en este segundo capítulo, los posibles tratamientos didácticos
que deberían dárseles dentro del proceso de enseñanza al concepto de equilibrio químico.
En el tercer capítulo, “Análisis de los resultados”, con base en “las categorías planteadas,
se desarrolla un análisis que abarca en forma general los matices conceptuales y los
elementos propuestos en los artículos y documentos consultados que son el insumo
directo para la elaboración de este material”, así pues expondremos los principales
problemas dados en la enseñanza del concepto equilibrio químico y las posibles formas de
resolución de este inconveniente a partir de la mirada de algunos autores. Finalmente,
presentaremos nuestras conclusiones y consideraciones, resultados que apuntan hacia
una reflexión pedagógica y didáctica integral en el proceso de enseñanza-aprendizaje.
Además en los anexos de este trabajo de investigación adjuntamos doce fichas
14
bibliográficas correspondientes a investigaciones relacionadas con la reflexión y el análisis
de problemas de la enseñanza y del aprendizaje del concepto de equilibrio químico,
relación que seguramente será de gran ayuda para docentes de Ciencias Naturales y
química de la educación secundaria y media en nuestro país.
15
1.2. Planteamiento del problema
¿Cómo catalogar, categorizar y analizar un conjunto de investigaciones sobre la enseñanza
y el aprendizaje del concepto de equilibrio químico?
Diversos estudios sobre las dificultades que se presentan en el proceso de aprendizaje del
concepto equilibrio químico, plantean que existe una relación directa entre estos dos
factores: dificultades en la conceptualización de la noción equilibrio químico y el proceso
de enseñanza-aprendizaje, es decir, habitualmente se presenta una distorsión y poca
claridad en la forma como se enseña y como se aprende este concepto. Tales problemas
se deben entre otras cosas a las diversas perspectivas en que suele ser abordado por lo
general esta temática. Ahora bien, todo esto se suele reflejar por ejemplo: en las dudas
que generalmente surgen entre los estudiantes en el momento de enfrentarse con
problemas de algoritmos, debido a que presentan deficiencias conceptuales profundas
(Moncaleano, 2003, pp.111-112).
Todo esto está ciertamente ligado a la lógica de transposición de los modelos de
representación macroscópica y microscópica de la química que habitualmente se da en su
enseñanza secundaria y a la implementación de modelos pedagógicos que no estimulan el
desarrollo del pensamiento científico escolar y que ocasionan debilidades en la
comprensión de la naturaleza cualitativa del equilibrio químico, generando una pobreza
conceptual en el domino de la ciencia y el concepto en estudio (Garnett et al., 1995;
Stavridou y Solomonidou, 2000).
Extrañamente esta situación que se vive día tras día en las aulas de clases, no concuerda
con el alcance que en los últimos años han alcanzado gran número de investigaciones que
abordan de manera específica por una parte el concepto de “equilibrio químico” y por
otra las metodologías pedagógicas y didácticas para enseñar este concepto en los
diferentes niveles de la educación. Todos estos estudios a los que hacemos referencia, han
permitido detectar las múltiples dificultades que debe abordar el docente en el momento
16
de explicar este complejo concepto, así como las formas más adecuadas de ser
emprendido en el laboratorio.
Sin embargo, estos estudios académicos parecen haber influenciado muy someramente la
práctica escolar quizás por la poca disponibilidad de habilidades, tiempo y recursos que el
docente tiene a su alcance para su búsqueda, obtención y análisis de la vasta cantidad de
información que se ha producido en el campo de la educación en ciencias y
específicamente en casos de temas tan importante como el equilibrio químico.
Una alternativa a esta situación es poder ofrecer al maestro una fuente de información
confiable y organizada sobre las investigaciones que se hayan realizado sobre la
enseñanza y el aprendizaje de algunos contenidos específicos. Lo cual puede estimular y
orientar al docente en su esfuerzo por documentar y fundamentar su proceso de
enseñanza o de investigación.
En este sentido, esta investigación se propone recopilar, catalogar y categorizar los
diversos trabajos bibliográficos sobre la enseñanza y el aprendizaje del concepto de
equilibrio químico, desarrollados por especialistas en esta materia, con el objetivo
primordial de analizarlos con fines pedagógicos para determinar qué elementos puedan
ser utilizados por los docentes de Ciencias Naturales y Química de educación secundaria y
media, en su labor de enseñanza.
De acuerdo a lo anterior el problema de investigación que aborda este trabajo
monográfico consiste en: ¿Cómo catalogar, categorizar y analizar un conjunto de
investigaciones sobre la enseñanza y el aprendizaje del concepto de equilibrio químico?
El desarrollo de esta revisión bibliográfica se pretende desarrollar a través de documentos
académicos arbitrados o evaluados en idioma español, tales como: Artículos de revistas de
educación en ciencias naturales preferiblemente en formato digital, monografías, trabajos
y tesis de grado de los niveles de pregrado y postgrado preferiblemente en versión digital
escritos o publicados entre los años de 1997 y 2016. El motor de búsqueda usado será el
google académico debido a que es el que tiene la mayor base de datos y es el de más fácil
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disponibilidad y acceso para los docentes en ejercicio y el sistema OPAC de la Universidad
del Valle.
18
1.3. Justificación
La labor educativa que tradicionalmente se realiza en las instituciones escolares
colombianas generalmente se ejecuta mediante una selección, organización,
reconstrucción y análisis de conocimientos, creencias, valores, hábitos y de las destrezas
dadas a partir: en primer lugar, del desarrollo socio histórico y del acercamiento
conceptual de los docentes; en segundo lugar, del conocimiento previo, de la idiosincrasia
y del contexto socioeconómico del alumnado; y en tercer lugar, de las concepciones
contenidas en los manuales de enseñanza asignados para cada nivel y asignatura
educativa.
Por otra parte, algunos de los conceptos propios del conocimiento académico dominante
(Bank, 1993) o científico, en el momento de ser enseñados en el espacio escolar, suelen
ser distorsionados, trivializados, se le suele dar un tratamiento inadecuado o suelen ser
tomados como datos exóticos o de simple comprensión memorística tanto por el docente
como en los libros de texto producidos por las editoriales con fines comerciales, lo cual
aumenta su grado de complejidad por su mal manejo pedagógico.
Uno de estos conceptos que de acuerdo a lo anterior remiten gran complejidad en su
enseñanza escolar es el de equilibrio químico. Debido a esto, en las últimas dos décadas
han salido a luz varios estudios de carácter investigativo de diferentes niveles (artículos en
revistas especializadas, monografías y tesis de grados, publicaciones virtuales), que
brindan múltiples herramientas académicas que tienen como objetivo potenciar el trabajo
en el aula de clases. Sin embargo este amplio material bibliográfico que ciertamente
revisten de gran interés para los docentes de ciencias naturales y química
específicamente, están dispersos en las diversas fuentes o bases de datos, ya que aún no
han sido catalogados, ni categorizados en tablas técnicas o registros digitales de tal
manera que registren la descripción física de datos e información bibliográfica relacionada
con los procesos y dificultades didácticas y demás asociadas a la apropiación del concepto
de equilibrio químico.
19
El presente trabajo se justifica pues, en el sentido que pretende registrar y categorizar los
diversos trabajos previamente elaborados tanto por profesiones de la química como por
pedagogos especializados en las Ciencias Naturales y que tienen en común haberse
interesado sobre un concepto clave dentro de la química general, como es el concepto de
Equilibrio Químico.
Desde una perspectiva pedagógica, podemos decir que trabajo es pertinente en la medida
que:
1. Intenta articular dos dimensiones dadas dentro del proceso de enseñanza -
aprendizaje de la asignatura de Química o área de Ciencias Naturales dentro del nivel
de enseñanza escolar:
a. Las dificultades en la conceptualización de la noción equilibrio químico.
b. La dificultad para enseñar ciertos conceptos científicos a la cultura escolar.
2. Contribuye por una parte, a la democratización del conocimiento, por otra parte, al
fortalecimiento de la base documental a disposición de los docentes en ejercicio, y
finalmente a la formación de auténticos investigadores ya en el espacio escolar,
sugiere pues la recreación de diversas estrategias pedagógicas capaces de permitir la
apropiación de conocimientos y conceptos tradicionalmente reservados para los
académicos.
3. A liberar a los docentes de concebir a los libros de textos escolares como la única
fuente de información veraz y confiable, debido a que la mayoría de estos textos
ofrecen información fragmentada, datos inconclusos o parciales, en procura de
enseñar o hacer asequible la información a los alumnos y alumnas escolares, suele
tergiversar los datos y reducir los conceptos a su mínima expresión. Todo esto genera
diversos problemas con los que el docente debe lidiar, sin hallar una solución
adecuada.
Por otro lado, a nivel epistemológico se justifica la realización de este trabajo y
especialmente la selección del concepto de equilibrio químico en virtud de que la
comprensión de este concepto, es necesaria para cualquier aprendiz, investigador o
20
estudioso de la química y de las ciencias naturales en general, tal apropiación le permitirá
entre otras cosas poder comprender y explicar un sinnúmero de fenómenos propios de la
química, poder asociarlo a otros conceptos claves como grado de disociación,
estequiometria de la reacción, fracción de mol, equilibrio dinámico, ley de acción de
masas o Principio de Le Chatelier. Su comprensión le permitirá además poder
desenvolverse libremente en el laboratorio y en experiencias relacionadas con estos
conceptos. En ese sentido se considera de gran importancia que los docentes de ciencias
naturales y de química cuenten a su disposición y con fácil acceso a los mejores recursos y
planteamientos teóricos y metodológicos que la investigación en el campo de la educación
en ciencias le pueda proveer como resultado de sus procesos de investigación.
21
1.4. Antecedentes y estado del arte
Pese al amplio material bibliográfico existente en torno a las dificultades de la enseñanza
y aprendizaje del concepto de equilibrio químico, no existe hasta ahora ningún trabajo
que se haya planteado como objetivo esencial, recopilar, categorizar, catalogar y analizar
el material bibliográfico más relevante sobre los problemas y propuestas pedagógicas en
el concepto equilibrio químico.
Los esfuerzos por catalogar el materia bibliográfico relacionado con el equilibrio químico
ha estado encaminado básicamente en describir aquellas investigaciones asociadas con las
diferentes definiciones dadas sobre este concepto (equilibrio químico) o en su defecto han
tenido como propósito mostrar algunas estrategias didácticas utilizadas por maestros en
sus procesos de enseñanza del concepto.
En ese sentido, podemos argumentar que en la construcción de este material nos
determinamos como pioneros en la metodología de recopilar, catalogar y analizar el
material bibliográfico sobre en el concepto equilibrio químico y los problemas de
enseñanza y aprendizaje, dado que en la revisión bibliográfica para la elaboración de un
proceso metodológico para recopilar, catalogar y analizar no existe un algún texto que
nos oriente en el concepto exclusivo equilibrio químico.
Sin embargo, en la revisión de un nuevo material bibliográfico sobre los problemas de
enseñanza y aprendizaje en el concepto equilibrio nos llama mucho la atención un trabajo
de grado para optar al título de licenciada en ciencias naturales (“LA EVALUACIÓN DE LOS
APRENDIZAJES EN LAS CIENCIAS NATURALES: Una compilación bibliográfica (2000-2013)”
CAJIGAS A. ROSALBA ,GARCÍA J. YULI MILDRETH 2014) que a groso modo exhibe las
mismas características metodológicas del presente trabajo, donde comparte la misma
estructura la cual empleamos para desarrollar los elementos metodológicos de este
documento, dicho procedimiento consiste en tres fases: la primera corresponde a la fase
de contextualización, la segunda fase se denomina Descripción y categorización, y la
tercera fase, análisis y comparación.
22
Descripción y categorización: se ubicaron, seleccionaron e inventariaron artículos e
investigaciones científicas en revistas electrónicas y en físico.
También seleccionaron e inventariaron los artículos relacionados con nuestra temática de
investigación, se procedieron a realizar una descripción de cada uno de ellos a través de la
estructura que presenta el resumen analítico educativo (RAE).
Dicho trabajo se basa en recopilar los diferentes trabajos sobre los enfoques de la
evaluación en los aprendizajes en ciencias naturales, el cual se basó para recopilar los
distintos títulos bibliográficos se determinó como una investigación cualitativa basado en
un enfoque interpretativo cuya estrategia principal es la revisión bibliográfica sobre las
publicaciones e investigaciones que se han elaborado en el periodo comprendido entre el
año 2000 hasta el 2013.
Del anterior documento podemos destacar los elementos metodológicos que se
consideran en el aprendizaje de la química desde los diferentes aspectos evaluativos,
estos aspectos nos sirven de base para la elaboración de nuestro proceso recopilación y
catalogación, dado que fue un insumo bibliográfico para determinar y orientar los
alcances de nuestros procedimientos.
En procura en establecer una base procedimental para elaborar los análisis que surgen de
la recopilación y la catalogación del material bibliográfico nos basamos en una estructura
metodológica una descripción de cada uno de ellos a través de la estructura que presenta
el resumen analítico educativo (RAE).
También en la revisión del material bibliográfico hallamos un artículo de investigación que
establece una metodología por categorías desde un enfoque histórico epistemológico
para el concepto equilibrio químico basado en la formación de fichas heterográficas y la
metodología RAE (Una aproximación histórico epistemológica del concepto de equilibrio
químico. Cruz G. Claudia M. 2013), lo cual nos amplió la visión y los alcances de nuestras
fichas bibliográficas y procedimientos metodológicos y los análisis.
A propósito, Andrés Raviolo y Mercedes Aznar en su trabajo conjunto de investigación
educativa, han realizado como ellos mismo lo advierten, una revisión exhaustiva de las
23
investigaciones empíricas llevadas a cabo sobre las concepciones alternativas hecha por
estudiantes acerca del equilibrio químico en revistas y libros de investigación (Raviolo y
Aznar, 2003). Hernando Moncaleano a su vez, se ha centrado en estudiar los trabajos
asociados con la enseñanza del concepto mismo (equilibrio químico) y con las diferentes
estrategias didácticas (2008).
Autores como Garnett (1995), Stavridou y Solomonidou (2000) y Raviolo (2007) o Cordón
Aranda (2008), Huerta Ruiz e Irazoque Palazuelos (2009), señalan que se viene presentado
una distorsión en la enseñanza-aprendizaje del concepto en mención.
Esto obedece al enfoque didáctico y pedagógico con la que se suele enseñar dicha
temática, dichos obstáculos se reflejan sobre todo en aquellos estudiantes que han
recibido una formación en química básica casi exclusivamente en aspectos cuantitativos,
con el objetivo resolver algoritmos. Dejando a un lado la formación de otros aspectos
igualmente relevantes de la química tales como el de equilibrio químico y sus ejes
temáticos que abarcan secuencias como acido base, velocidad reacción, calculo
estequiométrico, cinética química, que intensifican en el conocimiento de los mismos
desde las perspectivas cualitativa.
En este sentido, Gorodetsky y Gussarsky (1986, pp.421- 441), afirman que la enseñanza de
aspectos teóricos son tan relevantes como de otros de orden cuantitativos y prácticos, ya
que permiten que los estudiantes puedan comprender mejor los diversos fenómenos
químicos y reproducirlos sin dificultad. Ahora bien, la falta de conocimientos previos de
orden teórico prácticos por parte de los estudiantes, indican los autores, ha generado
diversas dificultades a la hora de comprender un concepto específico como es el de
equilibrio químico. Problemas tales como:
1. La dificultad para identificar sistemas en equilibrio químico y diferenciarlos de
sistemas que no están en equilibrio.
2. La falta de comprensión de la naturaleza dinámica del estado de equilibrio.
3. La identificación de la composición constante en el estado de equilibrio con la de la
estequiometria de la reacción.
24
4. La falta de habilidad para juzgar cómo y cuándo cambia la constante de equilibrio.
5. La aplicación incorrecta del principio de Le Chatelier, por ejemplo, en sistemas
heterogéneos donde se cambia la masa de sólidos y la incorrecta interpretación de la
influencia de los catalizadores en un sistema químico en equilibrio.
Los grandes tratados pedagógicos han coincidido en que el educando no es una tabla rasa,
tal como lo pretendían los racionalistas de la modernidad, sino por el contrario, el docente
siempre parte de ideas previas, de un universo de experiencias que le son ya propias a
cada estudiante (Torres, 1993, pp. 103-104) si bien todo esto es una gran ventaja cuando
se entabla todo proceso de enseñanza-aprendizaje, pues los educandos de manera
autónoma pueden ir poco a poco resolviendo diversos problemas sin la intervención del
instructor.
Sin embargo, esta ventaja, a veces puede convertirse en un problema, si no es bien
tratada, si la ausencia o la pasividad del instructor o maestro se hace permanente, si este
no está presente a la hora de explicar ciertos conceptos confusos por su complejidad, el
estudiante pueda llegar a construir conceptos erróneos o persistir en los que ya posee, y
generar una noción errada de algunos conceptos.
Así, Furió y Ortiz (1983), verifican la persistencia de algunos errores conceptuales dentro
de la enseñanza y el aprendizaje del equilibrio químico. En este sentido, afirman que los
más frecuentes son el desconocimiento por parte de los estudiantes de las condiciones
que debe reunir un sistema químico en equilibrio (El comportamiento del equilibrio, la
presencia de una constante de equilibrio, el manejo del error masa – concentración). En
su exposición los autores afirman la necesidad de conocer las causas de estos errores para
poder ofrecer una alternativa didáctica con la que se pueda superar la interpretación no
científica del comportamiento de la materia. Cabe mencionar que según ellos, en la
mayoría de los casos la existencia de estos errores conceptuales, no se deben considerar
como ideas espontáneas, sino como ideas inducidas a través de la propia enseñanza.
En esa lógica, la enseñanza agudiza sus deficiencias en los aspectos conceptuales y
cualitativos de los fenómenos en que se presenta el equilibrio químico. En respuesta a la
manera memorística y repetitiva con la cual se enseña la ciencia y el concepto en mención
25
se busca un cambio estructural en la didáctica y establecer la prioridad de los contenidos o
competencias en las cuales se enfatiza la enseñanza actual del tema en mención.
Estudios como el de Cordón Aranda (2008) argumentan que el “saber docente” hace
referencia al dominio de la disciplina que enseña y al desarrollo de las capacidades para
investigar y para construir conocimiento en el campo específico en el que se realiza la
labor docente, esto repercute en procesos básicos de aprendizaje de un estudiante.
El contenido que es compartido con los estudiantes tanto como los hechos, teorías,
argumentaciones e ideas del tema que se enseña, forma parte del proceso educativo no
sólo del estudiante sino del docente. La forma como el profesor expresa lo que sabe se
convierte también en una enseñanza. En este sentido, el profesor expresa el estilo que
mejor se adapta a las áreas de contenido que está trabajando. Esto se puede llamar
currículo oculto, donde el docente enfatiza en su zona de confort sin importar las
necesidades conceptuales que el tema tratante demanda. (Cordón Aranda, 2008, p. 69).
Para algunos docentes de química, la zona de confort es la que se apoya en la parte
algorítmica del concepto, dado que es más fácil, construir un criterio algorítmico que
avanzar en la enseñanza de las características cualitativas del equilibrio químico. Esto se
debe a que el estudio cualitativo de un sistema en equilibrio químico se basa en la
múltiples y complejas variables químicas y termodinámicas, como lo relacionado con los
conceptos de ácido - base, velocidad de reacción, temperatura y concentración.
La presencia de todas estas variables hace que el maestro opte por permanecer en su
zona de confort y no intente hacer comprender la naturaleza cualitativa del proceso,
generalmente esto no está influenciado en las capacidades del estudiante sino en los
saberes y en la formación del maestro.
Raviolo (2005, p. 10) argumenta que otro aspecto que influye negativamente en la
enseñanza y en la construcción del conocimiento científico del equilibrio químico, es la
manera a-histórica en que se enseña, lo cual se convierte en un obstáculo en la formación
del pensamiento cualitativo, ya que en dicho concepto se requiere de saberes previos que
26
utilizarían para lograr entender y especificar su significado, además plantea que dicho
problema ocurre también en estudiantes universitarios. Lo cual expone diferentes
problemáticas frente a la construcción del saber, los problemas para su enseñanza y
aprendizaje.
También, existen trabajos que atribuyen la falta de comprensión del equilibrio químico a
la superposición de los niveles de representación macroscópica y microscópica de la
química que habitualmente se da en la enseñanza (Garnett, 1995; Stavridou y
Solomonidou, 2000). Todos estos trabajos han permitido detectar una gran variedad de
dificultades en la enseñanza, tales como: la naturaleza abstracta del mismo, al empleo de
estrategias de resolución de tipo algorítmico que no cuestionan su validez y que
finalmente conducen a la obtención de resultados que en muy pocos casos son analizados,
Al deficiente planteamiento didáctico que sobre este aspecto realizan muchos libros de
química general y al tratamiento superficial y algorítmico en la resolución de problemas de
equilibrio químico como estrategia de enseñanza (Quílez et al., 1993a), la reiterado
tratamiento cuantitativo que desvincula los procesos químicos de la enseñanza y el
aprendizaje.
En esa lógica, se puede argumentar que las dificultades para la enseñanza pueden radicar
en el docente y en la complejidad del tema. En lo referido al docente, estas dificultades
dependen en gran parte de su conocimiento de la materia y de su saber didáctico, cuando
estos conocimientos no son suficientemente en el docente él orientará su ejercicio
docente hacia el manejo de las formas algorítmicas del concepto en donde se considera
infalible e incontrovertible, en lugar de arriesgarse a fomentar en los estudiantes las
capacidades de interpretación cualitativa para la compresión de un fenómeno en
equilibrio químico.
En relación a como interviene la naturaleza del concepto en las dificultades en la
enseñanza, podemos decir que por ser este un concepto altamente abstracto, difícil de
tener manifestaciones directas a nivel macroscópico, genera que su abordaje se realice a
través de la representación simbólica presente en los algoritmos que en ocasiones no son
comprensibles, ni para el estudiante ni para el docente llevándolos a limitarse a la
27
repetición o memorización de ellos y al despeje matemático de ellos como una vía de
escape a la no comprensión del fenómeno en sus aspectos cualitativos, esta naturaleza es
algo intrínseco pero debería ser mediada por estrategias y recursos que se utilicen en la
enseñanza y el aprendizaje del equilibrio químico sin afectar negativamente su rigor
científico.
Aunque Hernández y Sancho (1993), dicen que “para enseñar no basta con saber la
asignatura”, ellos mismos reconocen la necesidad de poseer un conocimiento profundo de
la materia a enseñar no admite duda. Lo que no está tan generalizado, es el qué significa
profundidad en el conocimiento. En este sentido, Raviolo (2005) plantea la importancia
del reconocimiento del desarrollo histórico del concepto como un elemento para extender
la profundidad en el saber del contenido. Sin embargo, este aspecto poco se utiliza en la
enseñanza del mismo tanto a nivel universitario como en la educación básica y media.
La historia de la ciencia puede aportar no solo en la formación del maestro sino también
para aportarle orientaciones metodológicas que se emplearon en la construcción de los
conocimientos, es decir, la forma en que los científicos abordaron los problemas y las
características más notables de su actividad (Gil, 1985, 1991). Este tipo de conocimiento
les puede permitir a los maestros retomar dichas estrategias metodológicas y adaptarlas
para la construcción, en el redescubrimiento o en la reelaboración del conocimiento que
es muy necesario en la orientación del aprendizaje.
Gil (1996), plantea que en la enseñanza de las ciencias un buen escenario que permite
facilitar el aprendizaje es el planteamiento de situaciones problemáticas de interés para el
estudiante y que estén enmarcadas en un contexto científico. Estos problemas deben ser
estructurantes y generar la necesidad de la construcción cuantitativa y cualitativa del
concepto y la aplicabilidad del mismo, sin embargo esto poco se realiza en el proceso de
enseñanza de las ciencias. En nuestra opinión el acercamiento a la historia de la ciencia
faculta al docente y al estudiante para realizar análisis cualitativos de aquellas situaciones
problemáticas de manera que puedan acotar o precisar el estudio a realizar.
En la historia de la ciencia, se encuentran muchos ejemplos donde los conceptos se
definen inicialmente de forma cualitativa y aproximada, después poco a poco se van
28
acotando más hasta obtener definiciones precisas que en general, suelen incluir
expresiones operativas que siempre tienen un campo de validez limitado (Carrascosa et
al., 1996). La validez de los conceptos depende de su utilidad en un marco teórico
determinado. Es decir, que sirvan para explicar y proyectar diversas situaciones y, muy
especialmente, para guiar la actuación práctica.
Raviolo (2005) sugiere una secuencia didáctica que aborde los tres modelos históricos. Lo
cual permitirían que el estudiante entendiera la procedencia del equilibrio químico y sus
implicaciones macroscópicas y microscópicas y logre conocimientos significativos y con
sentido cualitativo.
Esta propuesta comenzaría por revisar las imágenes que se tienen de un sistema en
equilibrio químico, diferenciando equilibrio químico de físico, y discutiendo los distintos
significados que se dan al término equilibrio, generalmente asociado con igualdad de
fuerzas.
Furió y Escobedo (1994), muestran la necesidad de introducir un cambio metodológico en
el aprendizaje de los conceptos, que aproxime las estrategias de razonamiento de los
estudiantes al conocimiento procedimental y explicativo de los científicos. Sin este cambio
metodológico se producirá en los estudiantes la fijación funcional de unas pocas
explicaciones causales que, aun careciendo de significación química para ellos, las
emplearán como reglas seguras de inferencia.
De ese modo la construcción de conocimiento y la enseñanza de la ciencia pretenden que
tantos aspectos cuantitativos como cualitativos, matemáticos como históricos, teóricos
como prácticos, se conviertan en elementos básicos en el proceso de la enseñanza y del
aprendizaje.
Sólo la razón puede permitir decir que una cosa es como es y no puede ser de otra
manera. Sólo la razón tiene la capacidad de obtener por sí misma, mediante la deducción
a partir de las ideas innatas. Frente a la situación problemática que se viene presentando
en la enseñanza y el aprendizaje del equilibrio químico. Huerta (2009) propone como
alternativa de solución el uso de unidades didácticas, debido a que mediante ellas se
29
pueden identificar los problemas que el estudiante experimenta al asumir el aprendizaje
del concepto en mención.
La implementación de una unidad didáctica, en la cual el estudiante y el profesor aborden
problemáticas en un contexto conocido, puede ocasionar que el estudiante le dé
significado e importancia al nuevo conocimiento que está construyendo de manera que se
fortalezca su aprendizaje, teniendo en cuenta otras variables o aspectos que entran en
juego en la solución del problema y que no aparecen en una simple ecuación química que
representa simbólicamente el proceso (Presión, Temperatura, Concentración, estados de
la materia, entre otros) y con esto ayudaría a fomentar la formación de pensamiento
cualitativo en relación al equilibrio químico como un proceso dinámico en el cual
intervienen diversos factores. Es por estas razones es que se considera la unidad didáctica
como un método más efectivo de enseñanza, que la enseñanza tradicional o repetitiva,
dado que tiene pasos y pautas que le dan ritmo estudiante.
30
1.5. Objetivos
1.5.1. Objetivo general
Mediante el desarrollo de este proceso de investigación lo que se pretende
fundamentalmente es:
Catalogar, categorizar y analizar una amplia recopilación de material bibliográfico
relacionado con investigaciones sobre la enseñanza y el aprendizaje del concepto de
equilibrio químico que le sea de utilidad a los docentes de las asignaturas o áreas de
Química y Ciencias Naturales a nivel de educación secundaria y media.
1.5.2. Objetivos específicos:
1. Catalogar una amplia recopilación de material bibliográfico relacionado con
investigaciones sobre la enseñanza y el aprendizaje del concepto de equilibrio químico
2. Categorizar una amplia recopilación de material bibliográfico relacionado con
investigaciones sobre la enseñanza y el aprendizaje del concepto de equilibrio químico
3. Analizar la información obtenida a través de la categorización de la recopilación de
material bibliográfico relacionado con investigaciones sobre la enseñanza y el
aprendizaje del concepto de equilibrio químico.
31
2. PRIMER CAPÍTULO: MARCO TEÓRICO CONCEPTUALIZACIÓN
SOBRE EL EQUILIBRIO QUÍMICO
En el presente capítulo, nos referiremos a algunos aspectos relacionados con la enseñanza
de ciertos conceptos claves para la comprensión de muchos fenómenos químicos, en
especial el de equilibrio químico. En este apartado se abordaran dos aspectos: primero,
presentaremos una conceptualización basada en aspectos retomados desde la historia y
algunos de sus ejes temáticos, como son: las variables y la constante de equilibrio, el
principio de Le Chatelier desde las condiciones científicas actuales. Segundo, se abordaran
algunas condiciones pedagógicas que ocurren en el proceso de su enseñanza, esto estará
expresado mediante la presentación del dilema entre lo cualitativo y lo cuantitativo y sus
implicaciones en la enseñanza del concepto en mención.
2.1. UNA BREVE REVISIÓN HISTÓRICA SOBRE EL EQUILIBRIO QUÍMICO
Hacia principios del siglo XIX, el concepto del equilibrio químico se interpretó como el
resultado de dos reacciones inversas con diferentes velocidades de reacción, esto ocurrió,
cuando Berthollet intentaba sintetizar ácido sulfúrico mediante una reacción, fue dotada
de una fórmula matemática que a un está vigente en el marco del equilibrio químico.
En un texto de Hernando Moncaleano, donde se cita a Ganaras, se dice que este afirmó
que Berthollet en su obra principal Essai de statique chimique, publicada en 1803, en la
que expone su teoría de la acción química, revisó la teoría de las afinidades electivas,
introduciendo con esto en la química como saber, las nociones de “equilibrio químico”,
“reacciones parciales” y los factores que influyen en este equilibrio. Esta fue la primera
vez que se consideró que la reacción química puede ser influenciada por otros factores
diferentes a la afinidad, y en particular que la masa de la sustancia química influye en la
dirección y la extensión de la reacción. De esta manera, Berthollet confirmaba tanto
Ganaras como Moncaleano, puso las bases para la expresión de una de las leyes más
importantes de la química, la “Ley de acción de masas” que se establecerá sesenta años
más tarde (Moncaleano, Furió, Hernández y Calatayad, 2003, p. 113).
32
Dicha ley, continuaba Berthollet, explica esa combinación que se forma cuando hay un
equilibrio entre todas las fuerzas antagonistas susceptibles de darse en el medio de
reacción. Estas fuerzas son de una parte, las fuerzas de cohesión y/o de volatilidad (o
afinidades de agregación) unidas a las propiedades físicas de las sustancias y dependientes
de la temperatura y de la presión, y de otra parte, las fuerzas de atracción o afinidades
químicas (o tendencia a la combinación) dependientes de la naturaleza de las sustancias
reaccionantes y de las masas de sustancias presentes en el medio de reacción.
(Moncaleano, Furió, Hernández y Calatayad, 2003).
Según la teoría de las afinidades electivas, todo fenómeno químico se produce
completamente en un sentido impuesto por la naturaleza de los cuerpos presentes. Para
Berthollet, al contrario, las reacciones químicas son generalmente incompletas y un
proceso completo solo existe bajo circunstancias específicas. Las acciones químicas
dependen de la magnitud de las masas químicas pero también de las fuerzas de cohesión
y/o de la elasticidad (expansividad) que dependen a su vez de la temperatura y/o de la
presión y que se dan como fuerzas opuestas a las afinidades, todas ellas contribuyen a
determinar el resultado de la reacción. Si uno de los posibles cuerpos es sólido o gaseoso,
se separa del medio de reacción y la reacción se completa, la fuerza de cohesión del
producto insoluble o la fuerza de elasticidad del producto volátil intervienen como fuerzas
químicas para destruir el equilibrio de las fuerzas presentes y determinar el resultado
final. Las reacciones completas son excepciones, un caso específico de reacciones,
explicadas por reglas de insolubilidad o de volatilidad.
Esta revisión bibliográfica aquí propuesta, nos mostrará una clara tendencia a ver el
equilibrio químico desde una visión cualitativa y conceptual y no cuantitativa y algorítmica
como se suele enseñar, sin embargo contrasta en gran medida con lo presentado en los
libros de texto universitarios de la actualidad como lo veremos a continuación.
33
2.2. EL EQUILIBRIO QUÍMICO EN UN LIBRO DE TEXTO UNIVERSITARIO
EN LA ACTUALIDAD
Este apartado es realizado con base en el ya clásico libro del conocido químico chino
Raymond Chang Química general, en su séptima edición que data del año 2002, obra por
cierto de amplia difusión en nuestro país a nivel de la enseñanza universitaria. Cabe
mencionar que las ediciones posteriores no difieren en gran cantidad con lo encontrado
en esta revisión salvo que posee menos teoría y mayor número de ejercicios.
Según Chang (2002), todas las reacciones químicas no funcionan de la misma manera;
algunas ocurren en una sola dirección o sentido de reacción, es decir no son reversibles y
solo tienden a la producción de los productos con el consumo de los reactivos, sin
embargo, la mayoría de ella son reversibles o al menos lo son en cierta medida, esto
quiere decir, que la reacción ocurre en los dos sentidos, tanto hacia la formación de los
productos como hacia la producción de los reactivos iniciales. Por ejemplo, para analizar la
formación del amoniaco a partir del nitrógeno y del hidrogeno observaremos tres
momento diferenciados que se explican a continuación.
El primer momento consiste en la reacción directa, que ocurre cuando los reactivos (el
nitrógeno y el hidrógeno) reaccionan para formar los productos (amoníaco), como se
muestra en la siguiente ecuación química:
N2 (g) + 3H 2 (g) 2NH3 (g)
El segundo momento consiste en la reacción indirecta, que ocurre cuando ya se han
formado algunas moléculas del producto (amoníaco) y estas comienzan a hacer la
reacción inversa y se descompone para producir nuevamente los reactivos, es decir, el
nitrógeno y el hidrógeno, como se muestra en la siguiente ecuación química:
2NH3 (g) N2 (g) + 3H2 (g)
Este proceso se repetirá de manera cíclica y continua fluctuando entre el primer y el
segundo momento, debido a que la reacción es reversible, para sintetizar el proceso se
presenta la siguiente ecuación química:
34
N2(g) + 3H2 (g) 2NH3(g)
Con esta última ecuación se puede establecer la existencia del equilibrio, y determinar
que la reacción no ha terminado, sino que se desarrolla simultáneamente y con igual
velocidad de reacción entre la reacción directa (formación de los productos) y la reacción
indirecta (formación de los reactantes). Es por esto que se considera que el equilibrio
químico es un proceso dinámico.
Para que las velocidades de reacción directa e indirecta se igualen es necesario que la
velocidad directa disminuya y la velocidad inversa aumente a medida que transcurre la
reacción. Esto ocurre porque la velocidad de una reacción es función de la concentración
de sus reactantes y productos: a medida que transcurre la reacción, la concentración de
los reactantes va disminuyendo (y, por tanto, su velocidad directa) y la concentración de
productos va aumentando (y, por tanto, su velocidad inversa). A esto se le denomina la ley
del equilibrio químico que se expresa de la siguiente manera:
A una temperatura particular, toda las mezclas de reacción en las cuales la reacción
representada por la ecuación general aA bB xX yY que están en equilibrio tienen el
mismo valor para la relación.
El valor numérico de esta relación se denomina la constante de equilibrio, Keq. La relación
entre las concentraciones de productos y reactivos se denomina el cociente de reacción,
Q. El equilibrio químico se alcanza cuando las velocidades de las reacciones directa e
inversa se igualan y las concentraciones netas de reactivos y productos pertenecen
constantes.
En el marco de un sistema en equilibrio químico, participan distintas sustancias como
reactivos y productos, en ese sentido el equilibrio entre dos fases de la misma sustancia se
denomina equilibrio físico por que los cambios que suceden son procesos físicos. Un
ejemplo clásico es la evaporación de agua en un recipiente cerrado a una temperatura
determina una forma de equilibrio físico, es decir, el número de moléculas de H2O que
35
dejan la fase liquida y vuelven a ella en forma gaseosa son un ejemplo claro de un sistema
que tiende al equilibrio físico.
El equilibrio químico es un estado dinámico del sistema en el que no se observan cambios
a medida que transcurre el tiempo. En este sentido, él se alcanza cuando las velocidades
de las reacciones directa e inversa se igualan y las concentraciones netas de reactivos y
productos permanecen constantes a nivel molecular y estequiométrico.
Prácticamente todos los cambios químicos son más o menos reversibles en condiciones
adecuadas rehaciendo las sustancias iniciales, porque la velocidad de reacción a la
izquierda se hace igual a la velocidad de reacción hacia derecha; ambas reacciones
continúan, pero el cambio neto es cero, entonces el equilibrio es un estado de balance,
en el que las velocidades de reacción opuesta son exactamente iguales, esto depende de
la naturaleza química de las sustancias en reacción y de la constante de equilibrio químico
en la reacción como se verá a continuación.
36
2.2.1. LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO QUÍMICO
Se dice que una reacción química entra en el equilibrio o en reposo aparente cuando al
dividir el producto de las concentraciones molares de las sustancias resultantes, por el
producto de las concentraciones molares de los reactivos, alcanza un valor llamado
constante de equilibrio, que se simboliza por K.
Dicho símbolo es la expresión matemática de la ley de acción de masas, precisamente esta
ley establece que para una reacción reversible en equilibrio a una temperatura constante,
debe existir una relación determinada entre las especies reactantes y producidas en la
reacción química. No obstante, las concentraciones molares pueden varias de manera
relativa, pero el valor de K, para una reacción debe permanecer constante, siempre y
cuando la reacción esté en equilibrio y permanezca a temperatura constante.
En ese sentido, la extensión de la expresión de la constante de equilibrio químico (K)
indica la dirección de la reacción, es decir, que si K es menor que 1 ( K>> 1) el equilibrio
se desplaza hacia la derecha y favorece a los productos. Cuando K es mayor que 1 (K<<
1) el equilibrio se desplazara hacia izquierda y favorecerá a la formación de los reactivos.
Los equilibrios también dependen de la fase en la cual estén las sustancias implicadas
como se presenta a continuación.
2.2.2. EQUILIBRIOS HOMOGÉNEOS
La expresión de un sistema en equilibrio homogéneo consta de una fase única bien sea
gaseosa o liquida, solida. En él todos los componentes se hallan en la misma fase y sus
moléculas reactantes y productos se mueven libremente en el sistema que los contiene.
Además cabe precisar que al aumentar la presión sobre el sistema homogéneo gaseoso,
se comprime su volumen, crece la concentración de los componentes y se aceleran las
velocidades de reacción. Ejemplo de reacción en Equilibrio Homogéneo:
SO2 (g) +NO2 (g) SO3 (g) + NO (g)
37
2.2.3. EQUILIBRIO HETEROGÉNEO
Podemos hablar de un sistema en equilibrio heterogéneo, cuando sus componentes
desarrollan límites entre sus fases, a tal punto que se manifiestan diferentes estados de
los componentes que participan de la reacción, por ejemplo en sistema que se denomina
como equilibrio heterogéneo se pueden presentar varias fases de la materia como sólido,
gaseoso, líquido. A estos sistemas no se les puede aplicar directamente la ley de acción de
masas, ya que sus moléculas se mueven libremente y desordenadamente en el recipiente
contenedor.
SO2 (g) +NO2 (L) SO3 (S) + NO (g)
Uno de los aspectos más relevantes del estudio del equilibrio químico resulta ser el
tratamiento de los factores relacionados con los desplazamientos que puede sufrir un
sistema en equilibrio. En estos casos, para la predicción cualitativa de la evolución del
sistema, suele jugar un papel fundamental el principio de Le Chatelier (Chang, 2002).
2.2.4. EL EQUILIBRIO QUÍMICO Y EL PRINCIPIO DE LE CHATELIER
En 1884, Henri Louis Le Chatelier, un químico francés, concibió un principio unificado que
describe cómo responden los sistemas en equilibrio ante un cambio en las condiciones
que lo mantienen (Chang, 1999, p. 638). Este principio es conocido también como
principio de Le Chatelier-Braun, debido a las aportaciones que Braun realizó unos años
más tarde.
Mientras Le Chatelier según Paty describió el principio como "puramente experimental"
(Paty 1985, pp. 808-810; Quiles y Solaz, 1993, p. 282), Braun presentó una justificación
teórica formal según Treptow, Gold y Gold (Quiles y Solaz, 1993) y, aunque en algunos
aspectos su versión es más notable que la de Le Chatelier, posee las mismas debilidades.
El principio de Le Chatelier dice: "Si se perturba un sistema en equilibrio ocurre un
desplazamiento en el sentido en que se contrarresta la perturbación." (Quiles y Solaz,
1993, p. 282).
38
El sistema en equilibrio en una reacción puede modificarse por el cambio en factores tales
como: la concentración, la temperatura y la presión, a continuación se explican
brevemente como influencian estos factores dichos cambios.
2.2.5. EFECTOS DEL CAMBIO DE CONCENTRACIÓN
Según el principio de Le Chatelier, si se tiene un sistema en equilibrio y se agrega alguna
cantidad de uno de los reactantes, se favorecerá la reacción que tiende a consumir el
reactante añadido. La velocidad de formación de los productos aumenta y el equilibrio
desplaza hacia los productos hasta alcanzar un nuevo estado de equilibrio. De la misma
manera si se aumenta la concentración de cualquiera de los productos, el equilibrio se
desplazará hacia los reactantes hasta alcanzar un nuevo estado de equilibrio.
Ahora bien, si se disminuye la concentración de alguno de los reactantes, el equilibrio se
desplazaría en el sentido de contrarrestar dicha falta, es decir, hacia la formación de
reactantes. De igual modo, si disminuimos la concentración de uno de los productos, el
sistema reacciona desplazándose hacia la formación de los productos.
Cabe señalar que aunque la variación de la concentración de cualquiera de las sustancias
que interviene en el equilibrio no afecta en absoluto el valor de la constante, sí se
modifican las concentraciones de las restantes sustancias en equilibrio.
2.2.6. EFECTOS DEL CAMBIO DE TEMPERATURA
Cuando se aumenta la temperatura en un equilibrio químico, el sistema se opone al
cambio desplazándose en el sentido que absorba calor, esto es, favorece la reacción
endotérmica. Por el contrario, al disminuir la temperatura se favorece el proceso que
libere calor; es decir, la reacción exotérmica. La reacción de obtención del cloruro de
hidrógeno es exotérmica.
H2 (g) + Cl2 (g) _ 2HCl (g) _H= -185 kJ
Por eso un aumento de la temperatura desplazará el equilibrio hacia la izquierda, es decir,
hacia los reactantes, porque en ese sentido la reacción es endotérmica y absorbe calor.
39
2.2.7. EFECTOS DEL CAMBIO DE PRESIÓN
El cambio de la presión en un equilibrio sólo influye cuando participan sustancias en
estado gaseoso y hay una variación en la cantidad de sustancia (número de moles) entre
reactantes y productos. Cuando aumenta la presión se favorece la reacción que implica
una disminución de volumen. Por otro lado, si se disminuye la presión, se favorece la
reacción en la que los productos ocupen un volumen mayor que los reactantes.
2.2.8. LA POLÉMICA ENTRE LA VISIÓN CUANTITATIVA Y LA VISIÓN
CUALITATIVA DE LA CIENCIA Y SU INFLUENCIA EN SU ENSEÑANZA
En este marco se presenta la existencia de una polémica entre dos visiones de ver la
ciencia y la química (cuantitativa/cualitativa), para luego enfocarla más específicamente
en la enseñanza del equilibrio químico, finalmente mostrando la manera como esto ha
influenciado la enseñanza desde las visiones algorítmicas o cuantitativas hacia las visiones
conceptuales o cualitativas. Estas visiones datan desde las ideas de grandes pensadores
como Platón y Aristóteles, y han dejado grandes contribuciones al pensamiento científico.
Según Gurdían-Fernández (2007, p. 5.), La polémica entre lo “cualitativo” y lo
“cuantitativo” se inició en Atenas en la Grecia clásica, en el Siglo IV a.C., donde la filosofía
natural jónica y la matemática pitagórica llegaron a tener una síntesis en la lógica de
Platón y Aristóteles. Platón fue el exponente por naturaleza del razonamiento “formalista”
“idealista” teniendo una orientación cualitativa, mientras Aristóteles apoyaba la
concepción sustantivista, sensible y empírica de la Naturaleza, ligándose a una visión
materialista de ella, lo cual se liga más a una orientación cuantitativa. Esto nos permite
afirmar que el énfasis cualitativo o la visión cualitativa de mundo precedían a la
cuantitativa. Sin embargo, es preciso analizar los procesos sociales e históricos de
construcción de los sujetos y los objetos sociales que se dieron en la propia historia de los
lenguajes de las ciencias y metodologías que se gestaron de forma paralela a esa
construcción.
40
Las estructuras duales y dicotómicas como lo cualitativo versus cuantitativo a las
estructuras triangulares más abiertas. Permitieron las condiciones culturales y
epistemológicas para que la polémica entre lo cualitativo y lo cuantitativo se pudiera
inscribir en un horizonte nuevo y diferente al de la ciencia y la filosofía griega, permitiendo
así la apertura de la ciencia moderna (Gurdían-Fernández, 2007, p. 5).
Esta discusión ha estado presente también en la forma como se enseña las Ciencias
Naturales y especialmente la Química, sin embargo, en ella se priorizan la transmisión y el
aprendizaje de procesos cuantitativos y de resolución de algoritmos, frente a aquellos
procesos y conocimientos que lleven a la conceptualización o al análisis cualitativo de
situaciones y/o fenómenos naturales.
La visión cuantitativa de la enseñanza de las ciencias que se utiliza en nuestras aulas se
basa en una versión de la ciencia acabada y dogmática, en la cual el hecho de transmitir
conocimientos ya elaborados conduce, muy a menudo, a ignorar cuáles fueron los
problemas que se pretendían resolver, cuál ha sido la evolución de dichos conocimientos,
las dificultades encontradas, y más aún, a no tener en cuenta las limitaciones del
conocimiento científico actual o las perspectivas abiertas de los nuevos campos de
investigación.
Al presentar en el aula unos conocimientos ya elaborados, sin siquiera referirse a los
problemas que están en su origen, se pierde de vista el valor que tiene la acción para el
proceso de aprender, como planteaba Bachelard en su clásica obra de 1938 (2007), “todo
conocimiento es la respuesta a una pregunta”. Este olvido, le dificulta al educando captar
la racionalidad del proceso científico y hace que los conocimientos aparezcan como
construcciones arbitrarias, además el estudiante pierde su capacidad de observador
sensorial. Por otra parte, al no contemplar la evolución de los conocimientos, es decir, al
no tener en cuenta la historia de las ciencias, se desconoce cuáles fueron las dificultades,
los obstáculos epistemológicos que fue preciso superar, lo que resulta fundamental para
comprender las dificultades de los alumnos. (Saltiel y Viennot, 1985).
Cuando enfocamos la enseñanza en lo cuantitativo de la química, trasladamos la
importancia fenomenológica o la naturaleza del concepto, a los cálculos y la
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matematización, a tal forma que el desarrollo del cálculo y el pensamiento numérico,
imposibilitan la formación de criterios químicos y solo busca la profundización en la
matematización del fenómeno; lo cual contribuye a profundizar la incongruencia
conceptual y su perdida en la fundamentación en el equilibrio químico.
La parte cuantitativa del concepto o más bien, el orden algorítmico que los docentes le
imprimen a la enseñanza del equilibrio químico, tiene criticas tales como: a) convierte a
los alumnos en simples autómatas que hablan de memoria y repiten ideas, teorías o
aplican métodos, que se alejan de la realidad del fenómeno químico o natural, b) los
procesos matemáticos que se elaboran en procura de resolver una situación problema en
el equilibrio químico, solo ahondan en la crítica situación de enseñanza en las ciencias
naturales, dado que cuando se aplican habilidades matemáticas para interpretar un
sistema en equilibrio químico o perturbado, se deja de lado muchos factores químicos que
influyen en la reacción o la misma condición del equilibrio.
Los estudiantes que han sido tocados por la enseñanza desde lo cuantitativo llegan a
presentar omisiones intelectuales sobre el concepto, porque la algoritmia suple su
pensamiento concreto que se formalizo en la enseñanza simbólica y la imaginación se ve
afectada por la condición algorítmica. Sin embargo, Hackling y Garnett (1986) sugieren
que un mayor énfasis sobre los aspectos cuantitativos del equilibrio pueden ayudar a los
estudiantes a tener una mayor claridad de la relación entre las concentraciones de los
reactantes y productos en sistemas en equilibrio.
La enseñanza de la química en la actualidad requiere de un proceso que faculte al
estudiante a obtener una formación científica básica (argumentar, comprobar, discutir,
interpretar, entre otros), de manera que las acciones, procedimientos y conceptos del
conocimiento científico que se construyan desde la actividad tengan sentido para que los
estudiantes aborden experiencias y resuelvan problemas y situaciones cotidianas
presentes en sus vidas.
El método cualitativo en la enseñanza del concepto equilibrio químico es la metodología
que dispone de una serie de métodos tales como (hermenéuticos, fenomenológicos,
etnográficos ente otros) donde cada uno de los cuales es más sensible y adecuado para la
42
instrucción en los conceptos de la ciencia, este método permite que el docente centre su
práctica en la descripción de los fenómenos que suceden en las reacciones química
reversibles o en un sistema en equilibrio o estando perturbado.
Cuando la enseñanza procede del método cualitativo se estaría avanzado en la naturaleza,
interpretativa del concepto tratando de observar y hallando significados donde los
conceptos de las realidades que se estudian adquieren significados especiales en los
sistemas termodinámicos. De tal manera nuestros conocimientos serán considerados
como más sólidos, significativos y capaces de explicar la condición fenomenológica de una
reacción o tal vez de un sistema que cambia su naturaleza ideal. En este caso sería un
sistema en equilibrio químico.
Si la formación del conocimiento se entiende y se logra como articulación de toda una
estructura cualitativa, los estudiantes lograran entender los procesos históricos y los
avances de la ciencia formado en ellos habilidades de pensamiento que puedan acercarlo
al conocimiento y le sea útil en la solución de problemas cotidianos y escolares.
Para la comprensión de la naturaleza de la materia y sus cambios, los estudiantes deben
interpretar las características macroscópicas y los cambios observables de la materia por
medio de un modelo microscópico, que va más allá de lo perceptible con los sentidos, en
el que la materia se reduce a un complejo de sistemas de partículas en interacción. Por
esta razón es necesario establecer un mecanismo cualitativo que explique cómo se
produce las interacciones dentro del sistema que conduzca al cambio macroscópico que
se observan, lo cual poco ocurre en los procesos de su enseñanza y aprendizaje.
Por el contrario, cuando se enfoca la enseñanza en lo cuantitativo de la química, se
traslada la importancia fenomenológica o la naturaleza del concepto a los cálculos y la
matematización, esto en si no es muy negativo pero si insuficiente para lograr el
desarrollo de un pensamiento científico que le permita al estudiante explicar o entender
lo que ocurre en el fenómeno. Incluso el desarrollo exclusivo de cálculos y del
pensamiento numérico, pueden ayudar en la profundización en la matemática, pero
también llegar a imposibilitar la formación de criterios químicos y ahondar la
incongruencia conceptual entre conceptos o principios teóricos y su pretendida
43
fundamentación en el equilibrio químico, perdiendo en el estudiante la categoría de
observador sensorial del sistema en equilibrio.
Enfocarse exclusivamente en la enseñanza y el aprendizaje de la parte cuantitativa del
concepto o más bien, en el orden algorítmico del equilibrio químico tiene numerosas
críticas tales como: convertir a los estudiantes en casi autómatas que hablan de
memoria repitiendo ideas y/o aplicando métodos sin comprender su significado y mucho
menos su relación con su cotidianidad; estos procesos alejan al estudiante de poder
entender o explicar su realidad a través del significado del fenómeno químico o natural;
dichos procesos matemáticos que se elaboran en procura de resolver una situación
problema en el equilibrio químico, solo ahondan más en la crítica situación de la
enseñanza de las ciencias naturales, dado que cuando se aplican habilidades matemáticas
para interpretar un sistema en equilibrio químico o perturbado se deja de lado muchos
factores químicos que influyen en la reacción o la misma condición del equilibrio.
Por otro lado, los estudiantes que han sido tocados por la enseñanza desde lo cuantitativo
llegan a presentar omisiones intelectuales sobre el concepto, porque la algoritmia suple su
pensamiento concreto que se formalizo en la enseñanza simbólica y la imaginación se ve
afectada por la condición algorítmica. Con esto no se quiere satanizar la enseñanza
centrada en la visión cuantitativa del fenómeno, sino destacar la importancia que esta
visión tenga un complemento con la enseñanza que profundice los aspectos cualitativos
que permiten llegar a esa matematización o cuantificación.
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3. SEGUNDO CAPITULO: METODOLOGÍA
Para encontrar respuesta al problema sobre cuales elementos pedagógicos se pueden
obtener de la catalogación y categorización de un conjunto de investigaciones sobre la
enseñanza y el aprendizaje del concepto de equilibrio químico, en este trabajo
monográfico se tuvo en cuenta el desarrollo de una metodología de carácter cualitativo
no experimental con un abordaje exploratorio – descriptivo con la cual se pretende,
establecer algunos elementos pedagógicos que le aporten al maestro de ciencias
naturales una visión más integral y compleja de la enseñanza y el aprendizaje del
equilibrio químico. Para lograr este propósito se realizó una recopilación bibliográfica de
un conjunto de investigaciones realizadas en lengua castellana en este campo del
conocimiento la cual sirvió de base para el desarrollo de la catalogación y categorización
de dichas propuestas o documentos.
3.1. El proceso metodológico
El desarrollo de esta metodología se llevó a cabo teniendo en cuenta las siguientes fases:
1. Realización de la revisión bibliográfica y selección de documentos
2. Catalogación de los documentos mediante realización de fichas bibliográficas.
3. Categorización o formación de categorías de los documentos seleccionados.
4. Análisis por categoría de las fichas.
5. Planteamiento de conclusiones y establecimiento de los elementos pedagógicos.
A continuación se presentan con más amplitud lo realizado en cada una de las fases del
proceso metodológico. Cabe mencionar que tanto la cuarta como la quinta fase se
presentaran como capítulos independientes de la metodología por la importancia de su
contenido dentro de la construcción de esta monografía.
Realización de la revisión bibliográfica y selección de documentos
La búsqueda de los documentos e investigaciones publicadas sobre el concepto equilibrio
químico, su enseñanza y su aprendizaje fue realizada mediante motores de búsqueda
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electrónicos presentes en páginas web como Google académico, el OLIB y el OPAC de la
Biblioteca Mario Carvajal y el Centro de Documentación del Instituto de Educación y
Pedagogía de la Universidad del Valle (CENDOPU) y la base de datos Online Dialnet,
teniendo en cuenta la adquisición de documentos tales como: Artículos científicos
publicados en revistas arbitradas por profesores o investigadores en el campo, libros de
texto de reconocido prestigio y amplio uso en la formación universitaria, trabajos de
grado, trabajos de investigación y tesis tanto en el nivel de pregrado como de postgrado.
Una vez realizada esta búsqueda bibliográfica se procedió a la descarga e impresión de
estos materiales para su correspondiente revisión bibliográfica para ver si cumplían con
los criterios académicos establecidos para ser seleccionados y tenidos en cuenta en los
posteriores procesos de catalogación y categorización bibliográfica.
En la consulta del material bibliográfico, se encontraron documentos tales como: Artículos
de investigación, Tesis de doctorado, Tesis de maestría y Trabajos de grado.
En ese sentido, un ejemplo de ellos es la obra de Raviolo, (2005) que fue publicada en
revistas interuniversitarias y que aparece en la base de datos Dialnet, lo cual, avalaba que
este tipo de artículos hicieran parte del proceso de selección ya que ha sido resultado de
una serie de procesos evaluativos por pares académicos antes de ser publicados. De esta
manera, se determinó la pertinencia de que este tipo de publicaciones hicieran parte de la
selección, catalogación y categorización realizada en esta monografía.
En el caso de documentos como los trabajos de grado, tesis de maestría y tesis de
doctorado, se establecieron como criterios de selección la credibilidad de la institución de
procedencia, la trayectoria del tutor o director del proceso y la existencia de pares
evaluadores. Por ejemplo, un trabajo de grado de nivel de pregrado que se retoma, es la
propuesta de una unidad didáctica para la enseñanza del equilibrio químico, desarrollada
por Abonía G. (2009), dado que este trabajo fue realizado en una universidad de
reconocido prestigio, fue dirigido por un docente con títulos de postgrado y fue revisado y
evaluado por docentes universitarios. De esta manera, el documento cumple con los
requerimientos técnicos y académicos mínimos de la comunidad investigadora del campo
de la educación en ciencias.
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Para la construcción del marco teórico y la correlación de los datos teóricos en el
equilibrio químico, se consultaron libros de texto universitario y de educación básica de
acuerdo a su nivel de uso en la comunidad académica de nuestro país (Colombia), por
ejemplo, se consultó el libro de química general de Chang, R. (2002) en su séptima
edición.
3.2. Catalogación de los documentos mediante realización de fichas
bibliográficas
A continuación definiremos que es una catalogación y cuáles son los parámetros
conceptuales en los cuales nos centramos para su construcción bibliográfica, dejando
evidenciado los criterios de la formación de la fichas bibliográficas las cuales contienen las
diferentes dificultades para la enseñanza del concepto equilibrio químico, y las
dificultades en su aprendizaje como también las diferentes estrategias o propuestas de
enseñanza para abordar las dificultades en el equilibrio químico.
La catalogación se asume como la representación simbólica de la información contenida
en los documentos, esta información contribuye a la disposición y la localización física de
los materiales documentales ordenados en catálogos bibliográficos según determinados
criterios por el investigador o realizador, de la catalogación, que en este caso es a través
de fichas bibliográficas.
La catalogación usada para este material monográfico es de tipo descriptiva en donde las
fichas cobran su mayor importancia y asumen en rol de exponer y trazar la información
del documento seleccionado como fuente de información para el reconocimiento de los
eventos relacionados con la enseñanza y el aprendizaje del concepto equilibrio químico a
partir de tener en cuenta cada una de las categorías planteadas previamente.
En el marco de la catalogación del material bibliográfico se asume que las fichas son el
elemento primordial para su construcción, así mismo las fichas se construyen mediante
unos parámetros de descripción que permitan al lector saber las cualidades del
documento o trabajo para el equilibrio químico ya sean desde la nociones problemáticas
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en su aprendizaje o en su enseñanza, tanto como en las propuestas para un mejor
proceder en alguna de las dos variantes mencionados (enseñanza - aprendizaje).
Para la construcción de cada ficha se cuenta con criterios de referencia como los
siguientes: Titulo, autor, tipo de artículo, resumen, problema, compresión, metodología,
análisis del documento, propuesta al problema y conclusión del mismo en cada una de las
categorías.
Para el análisis de la información obtenida cabe mencionar que se desarrollan análisis de
cada documento y un análisis general de cada categoría donde se expone los elementos
de mayor importancia, lo cual puede permitir saber la manera como se ha movido la
categoría y conocer cuáles son las propuestas o problemas de mayor peso en ella.
Por tanto, la construcción de las fichas, en la catalogación, se asume como un instrumento
que nos permite acércanos al documento principal de una manera eficiente. El conjunto
de las fichas se presenta en los anexos pero a continuación se presenta un ejemplo
ilustrativo de ellas.
Titulo
Autor y fecha
Tipo
Resumen
Problema
Comprensión
Metodología
Análisis
Propuesta
Conclusiones
Bibliografía
Tabla 1. Ejemplo de ficha bibliográfica.
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Titulo Una propuesta curricular para la enseñanza de la evolución de los sistemas en equilibrio químico que han sido perturbados.
Autor y fecha Juan Quilez Pardo (2002).
Tipo Artículo de investigación
Resumen En la presente ficha bibliográfica construida a partir del artículo de investigación en los problemas de enseñanza y aprendizaje del concepto equilibrio químico. Dicho artículo pretende identificar los aspectos críticos de la enseñanza y el aprendizaje en el concepto mencionado anteriormente. Este describe que existen algunos problemas de enseñanza dado que los docentes se apoyan en la matemática para expresar y enseñar, dado la complejidad y la carencia de materialización desde los abstracto del concepto, sin embargo el articulo expresa que este es un problema que tiene otra arista la cual es el aprendizaje lo cual no se lleva a cabo de manera significativa y analítica. En ese sentido el autor se ejecuta una investigación donde los elementos a evaluar eran los estudiantes y los docentes. La investigación arroja que los docentes enseñanza matemática en lugar que química dado que los estudiantes tienen carencias y vacíos en el concepto y que michos de los estudiantes tienen ideas alternativas.
Problema Las formulaciones cualitativas habiendo sido objeto de crítica en cuanto a su carácter limitado y su formulación vaga y ambigua. Los problemas de tipo ontológico y epistemológico del principio de Le Chatelier y su utilización didáctica como procedimiento fundamental (y casi exclusivo) a la hora de predecir el posible desplazamiento de un equilibrio químico que ha podido ser perturbado y su consideración de regla sencilla, precisa, infalible y sin limitaciones, provocan errores conceptuales muy persistentes. Estas dificultades y un estudio termodinámico alternativo confluyen en la propuesta de sustituir la regla de Le Chatelier (en cualquiera de sus formulaciones cualitativas) en la enseñanza del equilibrio químico por un análisis basado en la expresión matemática de la constante de equilibrio.
Comprensión El texto plantea una serie de dificultades que se enumeran en el desarrollo del mismo y van tomando un contraste exploratorio en la medida que se avanza en la investigación. Entonces un problema muy marcado y que se nota en todas las investigaciones es el sentido pobre y vago del principio de Le Chatelier que se le desde la enseñanza, ya que cualitativamente es falto de análisis y carente de recursos didácticos, de forma generalizada y ambigua, según el texto. En consonancia con lo anterior los mismos profesores encuentran muy difícil la explicación del tema, dado que el significado del principio en los textos y por sus términos cualitativos y sus
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formulaciones que se expresan enlazadas con las variables. Según Quilez (2002) argumenta que el principio es formulado como un recurso didáctico cuando no lo es. Dado dicho argumento esto entorpece la enseñanza del concepto equilibrio químico. Entones pueden coexistir manejos cualitativos y manejos conceptuales de orden cuantitativos para explicar el termino, pero según Quilez plantea. Eso genera un problema ontológico que desemboca en los estados de inercia conceptual. Para demostrar el anterior argumento el autor genero una tabla con los problemas ontológico y epistemológico del principio de le Chatelier. En esa lógica, los conflictos de enseñanza pueden ser meramente de carácter inductivo, donde el dominio conceptual llega hacer el derrotero que jamás se alcance, expresándose de orden cualitativo es ahí donde se permite el manejo algorítmico que no es malo pero debe existir un equilibrio entre los dos manejos conceptuales. En general todas aquellas imposibilidades conceptuales son la carencia de un pobre manejo metodológico que solo redunda en la enseñanza de las constate de equilibrio y el coeficiente estequiométrico (K y Q) de tal manera que estos modelos de enseñanza que emplean reglas de tipo memorístico, aparentemente sencillas, fáciles recordar y predeterminadas infalibles, eclipsa cualquier intento de utilización de un lenguaje netamente cualitativo y forjador de un intento del razonamiento químico. Entonces, la voluntad de avanzar en el desarrollo del manejo de variables y los estados de no equilibrio químico y el comprender los estados evolucionados a la par de conocer que perturba un sistema.
Metodología El texto se basó en una investigación para destacar los problemas que existen en el marco de la enseñanza y el aprendizaje pues ambos aspectos son elementos pedagógicos que destacaron en el texto.
Análisis El autor define que existen diferentes dificultades para enseñar y aprender el concepto equilibrio químico, dichas dificultades se expresa en lo vago de los análisis de los cualitativos donde el docente se recarga su enseñanza en lo metodológico cuantitativo.
Propuesta En esta propuesta alternativa se realiza una evolución curricular de los aspectos relacionados. Los conceptos que se abordan en cada nivel tienen en cuenta los prerrequisitos necesarios y la demanda conceptual de los mismos.
Conclusiones En cierta parte el texto o la propuesta redundan en la caracterización de los problemas de enseñanza del equilibrio químico, sin embargo propone algunas alternativas para superar dichos obstáculos que se caracterizan en esta investigación de la siguiente manera; según (Quilez pardo) los problemas de enseñanza son de carácter metodológico es decir como el maestro ve la enseñanza, en el
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problema de aprendizaje se denota como un proceso memorístico, basado en la repetición carente de y perspectiva química. En ese sentido el autor propone una revisión al currículo en química y esencialmente el contenido equilibrio químico.
Bibliografía Quílez Pardo, Juan (2002). “Una propuesta curricular para la enseñanza de la evolución de los sistemas en equilibrio químico que han sido perturbados”. En: Educación química, Vol. 13, Nº. 3, pp. 170-187.
Tabla 2. Ejemplo de ficha bibliográfica con datos de la categoría.
3.3. Categorización o formación de categorías de los documentos
seleccionados
En esta fase metodológica se entiende la categorización, como el proceso de organizar la
información obtenida en clases o categorías, haciendo uso de la habilidad clasificatoria
que se requiere para sistematizar la información de manera científica. Este proceso es de
gran importancia, ya que nos permite discriminar la información obtenida en los
diferentes documentos para poder organizarla y entenderla de una manera más
sistemática.
Las categorías que se construyeron en este trabajo son las siguientes: a) la primera
consiste en aquellos documentos o investigaciones que abordaron la existencia de
problemas en la enseñanza del concepto equilibrio químico;1 b) la segunda consiste en
aquellos documentos o investigaciones centradas en la determinación de problemas el
aprendizaje del concepto en mención; c) la tercera es la que está enmarcada en presentar
propuestas para mejorar la enseñanza y el aprendizaje del concepto y por tanto está
conformada por los documentos e investigaciones que se centraron en este aspecto, se
puede mencionar que esta categoría es una de las más importantes, dado que en ella se
recogen los documentos que intenta dar respuesta a los aspectos detectados en las dos
categorías anteriores.
1 En ese sentido la categoría ilustra o da ejemplos varios artículos donde se expone el problema de la
enseñanza según autores como Manclenco, Furió o Hernández. Estos exponen que un problema de enseñanza es aquel proceso incompleto, donde el docente no genera una compresión más detallada del concepto, partiendo de sus concepciones personales o inductivas sobre la enseñanza y el concepto.
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Los resultados obtenidos en el proceso de categorización se condensan en las tablas 3, 4,
y 5 teniendo como referencia la fuente y el autor que plantea su existencia.
Tipo de trabajo
o documento
Categoría
Problema de Enseñanza del Concepto Equilibrio Químico
Artículos de
Revista
Enfoques de enseñanza cientificistas, en los cuales, no hay coherencia entre los modelos mentales de los estudiantes con las etapas de desarrollo del conocimiento científico (Rocha, 2000).
Deficiencias conceptuales, epistemológicas y actitudinales en los procesos de enseñanza, debido al manejo algorítmico del concepto basado en la visión acumulativa de las ciencias (Furió, Bárcenas, 2007; Moncaleano, Furió, Hernández, Calatayud, 2003; Pardo, López, 1995).
La falta de imágenes o elementos concretos (trabajo de laboratorio, entre otros) en la enseñanza del equilibrio químico que permitan generar aprendizaje significativos sobre el equilibrio químico (Raviolo, 2002).
Enseñanza basada en la construcción de la constante de equilibrio, ausencia de la compresión cualitativa del concepto en mención (Rocha, 2000; Quílez, 2002).
Ausencia de historicidad en la enseñanza del concepto, enfocando los procesos puramente inductivos mediante el enfoque matemático sin realizar el pertinente control de variables (Quílez, 2002).
La falta de comprensión del equilibrio químico a la superposición de los niveles de representación macroscópica y microscópica de la química que habitualmente se da en la enseñanza (Moncaleano, Furió, Hernández, Calatayud. 2003).
Confusiones debidas a la estequiometria (Quílez, 1995).
Errores producidos en el mismo contexto instruccional, debido, entre otras causas, a las analogías que tanto los profesores como los libros de texto usan para enseñar el concepto de equilibrio químico (Quílez, 1995).
El empleo de estrategias de resolución de tipo algorítmico que no cuestionan su validez y que finalmente conducen a la obtención de
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resultados que en muy pocos casos son analizados. (Quílez, 1995).
Suficientemente el carácter limitado del principio de Le Chatelier y su formulación vaga y ambigua. (Quílez, 1995).
Deficiente planteamiento didáctico que sobre este aspecto realizan muchos libros de química general y al tratamiento superficial y algorítmico en la resolución de problemas de equilibrio químico como estrategia de enseñanza (Quílez, 1995).
Persistencia en el enfoque de la enseñanza cuantitativa y algorítmica, produciendo desconocimiento cualitativo conceptual de los elementos del equilibrio químico tales como la reacción, la constante de equilibrio químico, sistemas perturbados (Moncaleano, 2008).
Tesis doctorales Una dificultad didáctica que se presenta en la enseñanza habitual es no tener en cuenta la existencia de concepciones alternativas en los estudiantes (Moncaleano, 2008).
No se tiene en cuenta la historia de la ciencia y, en particular, los problemas y obstáculos epistemológicos que se tuvieron que vencer y que también pueden constituir dificultades de aprendizaje (Moncaleano, 2008).
Los profesores de secundaria no se sienten comprometidos con la búsqueda de estrategias que permitan lograr una relación entre el niño y las ciencias más placentera y fructífera (Moncaleano, 2008).
Tabla 3. Resultados obtenidos en el proceso de categorización.
Categoría
Problema de aprendizaje del concepto equilibrio químico
Artículos de Revista
La carencia de ideas alternativas en los estudiantes sobre el equilibrio químico. (Quílez, 1995).
Los errores conceptuales donde los estudiantes se enfocan en la aplicación o interpretación de los fenómenos químicos que se desarrollan en el interior de una reacción química que se dice que está en equilibrio. (Quílez, 1995).
La no interpretación de las variables cualitativas del equilibrio químico, por falta del pensamiento formal. (Quílez, 1995; Raviolo, 1997).
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Necesidad de elementos concretos para su aprendizaje basándose en la formulación algorítmica. (Raviolo, 1997).
Las primeras dificultades con las que se encuentran los estudiantes es que no tienen claro a qué problema estructurante responde la necesidad de estudiar el equilibrio químico ni tampoco van a disponer de información sobre cuestiones o ejemplos concretos de e interés que se intentan resolver en el tema. (Moncaleano, Furió, Hernández, Calatayud. 2003).
Tesis doctoral
Memorización simple de conceptos y algoritmos (Moncaleano, 2008).
Tendencia a que los estudiantes reduzcan el conocimiento teórico y de principios a un nivel factual y a aplicar dicho conocimiento de una forma memorística. (Moncaleano, 2008).
Los alumnos no tienen esquemas conceptuales desarrollados sobre el equilibrio químico al comenzar su estudio. (Moncaleano, 2008).
Los estudiantes usan razonamientos lineales que conducen a un reduccionismo funcional, mediante el cual omiten algunas de las variables que intervienen en la solución de un problema (Moncaleano, 2008).
Los estudiantes experimentan mayores dificultades con la abstracta e inobservable naturaleza (Moncaleano, 2008).
Tabla 4. Resultados obtenidos en el proceso de categorización.
CATEGORÍA
Propuesta de enseñanza para el equilibrio químico
Artículo de revista
Fomentar la historicidad del concepto como proceso de construcción conceptual en el aprendizaje de los estudiantes para la elaboración del concepto en mención (Huerta, 2000; Quílez, 2002, 2004).
Es factible establecer esta aproximación histórica de forma paralela a un trabajo experimental adecuado (Quílez, 2002).
Partir inicialmente de un estudio macroscópico de las reacciones químicas (Quílez, 2002).
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Un criterio fundamental que puede servir de base para la selección de las dificultades en el aprendizaje de los conceptos, consiste en elegir previamente aquellos aspectos conceptuales, procedimentales y actitudinales importantes que van a servir de indicadores para caracterizar cuando podemos decir que un alumno comprende el concepto científico (Moncaleano, Furió, Hernández, Calatayud, 2003).
Plantear situaciones problemáticas de interés (o simplemente problemas) (Moncaleano, Furió, Hernández, Calatayud, 2003).
Enseñar a Comprender cuál es el problema estructurante que se plantea en el estudio del equilibrio químico (Moncaleano, Furió, Hernández, Calatayud, 2003).
Como propuesta los autores proponen primero construir las condiciones cualitativas, para después abordarse el concepto desde una mirada más concreta. (Moncaleano, Furió, Hernández, Calatayud, 2003).
Implementar un cambio curricular donde se tenga en cuenta las edades de los jóvenes y sus procesos mentales. Abarcar el concepto desde un proceso más holístico donde tenga significancia las otras ciencias o disciplinas (Galagovsky, 2005).
Como propuesta didáctica se enfoca en el uso de las ideas alternativas de los estudiantes para la enseñanza, fomentar la interpretación de los procesos cualitativos donde tenga mayor incidencia las variables termodinámicas, abarcar la enseñanza del concepto equilibrio químico desde varios frentes conceptuales como cinética química, acido- base. favorecer formas de razonamiento basadas en el carácter dinámico del equilibrio, por considerarlo más rico y significativo para los estudiantes porque tienen que pensar en términos de moléculas y de mecanismos elementales de reacción (Raviolo, Martínez, 2003).
Enseñar desde un modelo histórico que abarque otros modelos tales como centrado en las fuerzas químicas, modelos centrados en las velocidades de reacción, modelos centrados en la energía. (Raviolo, 2007).
Como estrategia de enseñanza o propuesta del mismo se basa en la formulación de problemas que lleven al estudiante a la toma de decisiones racionales frente a la situación problema en el equilibrio químico. (Asuaje 2011)
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El uso práctico del concepto es decir involucrar en el proceso de enseñanza y aprendizaje los elementos procedimentales. Fomentado a si el pensamiento creativo o productivo en el equilibrio químico. (Asuaje, 2011).
Revisión curricular de los aspectos termodinámicos relacionados que permitan superar las deficiencias encontradas referentes a las diferentes formulaciones cualitativas. (Quílez, 2002).
Presentar al estudiante situaciones problemáticas en las experiencias de laboratorio que le faciliten tanto el desarrollo del pensamiento creador. (Asuaje, 2011).
Enseñanza fundamentada en la resolución de problemas cualitativos y manejo de variables. (Asuaje, 2011).
Plantear la estrategia de enseñanza por descubrimiento. (Asuaje, 2011).
Se plantea aquí una forma de posibilitar que el alumno construya una noción de sistema en equilibrio dinámico a partir del análisis de un hecho significativo, para después elaborar una noción más profunda y clara. (Scrandroli, 2007).
Tesis de Maestría Proceder desde un cambio metodológico, que abarque en el estudiante la claridad de conceptos prerrequisitos para avanzar en la construcción del equilibrio químico, mantener el uso de las analogías para contextualizar a los estudiantes en el tema de estudio, establecer contacto con la pruebas de laboratorio para vincular el aprendizaje en lo procedimental. (Pozo, 2013).
Se abordó la propuesta didáctica desde varios elementos metodológicos; resolución de problemas en grupos, trabajo en grupo para fomentar el aprendizaje colaborativo, relación de las ideas previas de los estudiantes con la concepción del equilibrio químico mediante el uso de mapas conceptuales (Mena, 2012).
Tabla 5. Resultados obtenidos en el proceso de categorización.
Además de estas tablas, se construyeron y se presenta a continuación dos tablas más (6 y
7), en las cuales se establece la manera en que se plantea el abordaje o el tratamiento de
los problemas de enseñanza y los problemas de aprendizaje del concepto de equilibrio
químico en una propuesta de enseñanza.
En este sentido, se realiza una triangulación de la información obtenida sobre los
problemas de enseñanza/aprendizaje y el correspondiente tratamiento que se les ha dado
en el planteamiento de las propuestas de enseñanza. Para ello, se realiza una tabla en la
cual se interrelacionan los siguientes aspectos: Problema en la enseñanza/problema de
56
aprendizaje (Pardo, López, 1995; Moncaleano, Furió, Hernández, Calatayud, 2003; Furió,
Bárcenas, 2009) y tratamiento al problema (Quílez y López, 1995; Rocha, 2000).
Cabe destacar que no todos los autores que abordan la detección de problemas en la
enseñanza sugieren alguna estrategia o forma de abordarlo para solucionarlo. Para
solucionar este vacío, propondremos algunas estrategias alternativas para hacer frente a
dicho problema.
3.3.1. Tratamiento de los problemas de enseñanza del concepto de equilibrio
químico en las propuestas metodológicas
PROBLEMA DE ENSEÑANZA TRATAMIENTO DEL PROBLEMA
Manejo algorítmico de la enseñanza basada en la visión acumulativa de las ciencias (Raviolo, 2005; Furió, Bárcenas, 2009; Moncaleano, 2008).
Fundamentar la enseñanza en un no proceso algorítmico, que establezca los procesos cualitativos donde lo estudiantes comprendan cada concepto desde un proceso más interpretativo (Pardo, López, 1995; Moncaleano, Furió, Hernández, Calatayud, 2003; Raviolo, 2005; Furió, Bárcenas, 2009).
Deficiencias conceptuales, actitudinales y epistemológicas en los procesos de enseñanza debido al manejo algorítmico del concepto (Pardo, López, 1995; Moncaleano, Furió, Hernández, Calatayud, 2003; Furió, Bárcenas, 2009).
Enfoques de enseñanza cientificistas, en los cuales, no hay coherencia entre los modelos mentales de los estudiantes con las etapas de desarrollo del conocimiento científico. (Rocha, 2000).
Implementar modelos de enseñanza donde el conocimiento científico no piedad su valides, pero que el conocimiento escolar logre homologar los saberes de los jóvenes. (Rocha, 2000).
La falta de imágenes o elementos concretos (trabajo de laboratorio, entre otros) en la enseñanza del equilibrio químico que permitan generar aprendizaje significativos sobre el equilibrio químico (Raviolo, 2002).
Promover en la enseñanza del concepto equilibrio químico el uso de imágenes adecuadas que le permitan al joven estudiante acercarse al concepto desde una mirada más concreta. Cuando el autor expresa el uso de imágenes se refiere a ejemplos prácticos o el trabajo de laboratorios como tal que le permiten al joven entender de manera más precisa (Raviolo, 2002).
El empleo de estrategias de resolución de problemas tipo algorítmico que no cuestionan su validez y que finalmente
No se debe enfrascar la enseñanza desde una sola mirada que redunda en lo algorítmico, si no avanzar en la construcción de un saber
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conducen a la obtención de resultados que en muy pocos casos son analizados (Quílez, 1995; Pardo, López, 1995).
más integral que determine los procesos algorítmicos y racionales interpretativos de la resolución de los problemas planteados en la enseñanza. (Quílez, López, 1995).
Dejar de lado la enseñanza del concepto de equilibrio químico, para centrarse en la explicación limitada del principio de Le Chatelier y en su formulación vaga y ambigua. Quílez, 1995; Pardo, López, 1995).
Según el autor propone que la enseñanza del concepto equilibrio químico no esté limita al principio de Le Chatelier dado que la explicación de uno otorga menos beneficios conceptuales al otro, el esfuerzo por explicar y entender resta menos atención, además no se profundiza en ninguno de los dos, a nivel conceptual quedan elementos pobres en los dos. (Quílez, López, 1995).
Problemas por omisión en la enseñanza de contenidos y habilidades necesarias para entender el concepto, como es el caso, de confusiones debidas al débil manejo de la estequiometria. (Quílez, 1995; Pardo, López, 1995).
Alternativa: Revisión de la coherencia curricular previa, de acuerdo a las necesidades educativas de cada contenido a abordar, de forma tal que dé cuenta de estas deficiencias y se tomen las medidas necesarias.
Errores producidos en el mismo contexto instruccional, debido, entre otras causas, a las analogías que tanto los profesores como los libros de texto usan para enseñar el concepto de equilibrio químico. (Quílez, 1995; Pardo, López, 1995).
Alternativa: Revisión de los libros de texto para determinar la existencia de anomalías didácticas y conceptuales en ellos y en las estrategias didácticas (analogías) que se proponen para la explicación de los conceptos. Proposición por el docente de estrategias y analogías apropiadas explicando las limitaciones de cada una de ellas de acuerdo al contexto científico del concepto.
El deficiente planteamiento didáctico que realizan muchos libros de química general. (Quílez, 1995; Pardo, López, 1995).
Aumentar los recursos didácticos para la enseñanza del concepto. (Quílez, López, 1995).
Profesores continúan utilizando estrategias tradicionales, centrados en la transmisión verbal, en las cuales se limitan a informar sobre lo que está en los libros y revistas, a explicar desde su saber lo que quieren que los alumnos aprendan, induciendo al aprendizaje memorista y mecanicista. (Moncaleano, 2008).
Generar procesos donde la enseñanza del concepto avance desde una mirada más profunda en la racionalización del problema a tratar, buscando la enseñanza desde lo cualitativo para interpretar sistema en equilibrio o perturbados, donde la cuantificación no genera una mirada integral al solucionar un problema en equilibrio químico. (Moncaleano, 2008).
Los estudiantes no aprenden lo que se les quiere enseñar, porque los profesores persisten en la enseñanza tradicional que
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desconoce los avances de la investigación didáctica. (Moncaleano, 2008).
Comprensión del equilibrio químico y dificultades en su aprendizaje. (Moncaleano, Furió, Hernández, Calatayud, 2003).
Alternativa: Elaborar diseños fundamentados didácticamente que logren que los alumnos comprendan cualitativa y cuantitativamente el equilibrio químico y vean su aplicabilidad en resolver problemas de la vida cotidiana.
Enseñanza basada en la construcción de la constante de equilibrio, ausencia de la compresión cualitativa del concepto en mención. (Rocha, 2000; Quílez, 2002).
Basar la enseñanza del concepto no desde una mirada cuantitativa, como lo resume la constante de equilibrio químico, si no fundamentar en lo cualitativo la enseñanza de la misma para una mayor interpretación de la misma, donde los estudiantes ganaran un espacio en la interpretación de los fenómenos naturales donde se involucre el equilibrio químico. (Rocha, 2000; Quílez, 2002).
Existencia de errores conceptuales debidos a la incorrecta aplicación del principio de le Chatelier. (Quílez, López, V, Solaz y otros, 1993).
Elabora una estrategia de enseñanza de mayor rigor conceptual, basada en las leyes de la termodinámica y otra de tipo metodológico alternativa podría ser asumida por los profesores y autores de libros de texto. (Quílez, 1993).
La enseñanza a-histórica.
Elaborar una propuesta de enseñanza, a partir de la historia del concepto mismo, generando potencialidades en los marcos de desarrollo del concepto mismo. (Quílez, 1993).
La falta de imágenes o elementos concretos (trabajo de laboratorio, entre otros) en la enseñanza del equilibrio químico que permitan generar aprendizaje significativos sobre el equilibrio químico.
Propone el trabajo con imágenes a manera de analogías que ayuden a reducir la abstracción haciendo tangible el concepto de equilibrio químico. (Raviolo, 2002).
Las proporciones cuantitativas en la enseñanza puede ser un obstáculo en la enseñanza del concepto, pero de forma paralela el autor describe que intrínsecamente en la proporción cuantitativas hay tres variables que se correlacionan con los problemas de enseñanza desde una perspectiva
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matematizable; por ejemplo, la solución de problemas que carecen sentido y lógica al criterio del estudiante, dificultades con el cálculo proporcional, Algunas dificultades en la aplicación cuantitativa de las leyes químicas.
Pozo 2013 citando a Raviolo 2006 argumenta que los recursos didácticos más utilizados en la enseñanza del equilibrio químico es el uso de analogías, ya que ellas ayudan a visualizar conceptos teóricos abstractos, pero estas pueden ser las causantes de algunos de los errores encontrados como es el de la compartimentación del equilibrio químico.
El equilibrio químico, dentro del currículo del área de química es de suma importancia ya que relaciona e integra gran cantidad de conceptos como son: reacción química, estequiometria, solubilidad, disoluciones, gases, estados de agregación entre otros; lo anterior unido a la naturaleza abstracta del mismo, hace que sea uno de los aspectos más difíciles de enseñar, (Paredes Oviedo citando a Pardo Q., 1995). Además el autor Oviedo expone que algunos de los investigadores que estudian las dificultades de enseñanza aprendizaje a nivel didáctico del tema equilibrio químico, coinciden en que las más comunes se relacionan con: aplicación inadecuada del principio de Le Chatelier; confusión entre extensión y velocidad de reacción; representación de reacciones químicas mediante ecuaciones químicas y concepción del sistema en equilibrio como dos compartimentos separados; ausencia de preconceptos, lo que interfiere con la
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elevada jerarquía conceptual que exige el tema; uso incorrecto de analogías por parte de profesores y estudiantes; concepciones alternas sobre equilibrio químico; falta de comprensión de conceptos estequiométricos, de concentración y de masa; uso del lenguaje tradicional al enunciar el principio de Le Chatelier; planteamientos didácticos incorrectos; utilización de reglas de tipo memorístico; y, finalmente, empleo de un razonamiento causal, lineal y secuencial, (Oviedo citando a Pardo & Villareal, 2008).
La temática del área por su orden y contenido resulta de gran dificultad para los estudiantes en cuanto a su comprensión, análisis y resolución de situaciones problemas. Además, Con estos antecedentes los estudiantes pierden fácilmente el interés y esto se refleja en las dificultades de aprendizaje que tienen frente a esta temática.
El autor propone el uso de un software que permite acercar al estudiante a la superación de los obstáculos conceptuales mencionados en el cuadro adjunto al presente, es decir, que mediante este software los estudiantes comprenderán que manera significativa e interesante los temas que complementan o constituyen un sistema en equilibrio, tales como la temperatura, la presión, la concentración molar, las condiciones estequiométricas y demás variables, el software permite que los estudiantes avancen a su propio ritmo, propicia la reflexión y la participación activa del educando, contribuye a la modernización de las prácticas docentes, posibilita el manejo de varias herramientas como videos, gráficos a nivel matemático y textos .
Según López González, W. (1) Y Escalona Tapia, J. (2) (2016) Exponen que los problemas de enseñanza y tal vez de aprendizaje del equilibrio químico son en gran parte a la cualificación de los docentes que enseñanza tal tema, los autores basan su argumento en una investigación que se basó en tomar diferentes profesionales en química (licenciados en química, farmacéuticos e inclusive químicos puros y estudiantes en
Los autores proponen que se debe hacer énfasis en la enseñanza desde una visión cualitativa en la formación profesional, dado que en parte estos problemas son el reflejo de un proceso formativo en la universidad.
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química) que enseñan tal asignatura, todos los mencionados que hicieron parte de la muestra en la investigación arrojaron contrariedades en la comprensión del concepto e inclusive en la compresión del principio de Le Chatelier. Se probó también la dificultad que existe cuando se aplica el principio de Le Chatelier relacionado con el aumento de la masa de una especie en el equilibrio; que no necesariamente implica un aumento en la concentración de la misma. Esto sucede debido a que no se tiene un control de las variables bajo las cuales se le hace una perturbación al sistema. Los autores argumentan que las dificultades de enseñanza se basan en el noble carácter de fundamentación de los que enseñan química lo cual se refleja en problemas de aprendizaje de los estudiantes.
En este artículo se exponen tres posibles fuentes de problemáticas las cuales pueden ser la causalidad de los problemas de enseñanza; a) Experiencias y lenguajes cotidianos, en el anterior aspecto se determina que el uso de lenguajes o referencias cotidianas sobre las condiciones del equilibrio químico generan una perturbación en cuanto a la compresión del concepto desde el lenguaje cotidiano, es decir que existen términos que pueden que pueden dar una imagen distinta a la interpretación del real. b) Concepciones alternativas de los profesores y en los libros de texto y c) Características de la recibida. A su vez se consideran cuatro aspectos en el análisis de las dificultades originadas por la enseñanza: la resolución de problemas, la realización de experimentos, las
Sugieren ser conscientes de las diferencias entre el uso técnico de ciertas palabras en ciencias y el uso cotidiano de esos términos.
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presentaciones expositivas y el lenguaje utilizado en las explicaciones. El origen de las dificultades y de las concepciones alternativas de los alumnos en relación con el equilibrio químico tienen su origen distintas dificultades como el lenguaje cotidiano, la experiencia previa al término y su relación con una experiencia cercana a la terminología o una analogía. Andrés Raviolo1 y Mª Mercedes Martínez Aznar2.
El autor argumenta que existen diferentes dificultades en el aprendizaje y los criterios en el concepto equilibrio químico, tales problemáticas se destacan por su permanencia en los estudiantes a pesar de las investigaciones y propuestas dadas para superarlas; 1. Se tiende a relacionar equilibrio químico con algo “estático” y “equilibrado”, como algo que finaliza; la asociación del término equilibrio a una igualdad e inmovilidad. 2. Los estudiantes perciben que las velocidades de una reacción en un sistema en equilibrio pueden cambiar, mientras otras disminuyen o permanecen constantes, es decir, no han adquirido que el concepto de velocidad se aplica a un sistema como un todo. 3. Una idea previa del cambio de condiciones del estado en equilibrio, es la de tratar a todas las sustancias involucradas en la reacción, como independientes, en lugar de identificar las interacciones entre ellas. 4. Pueden creer que la reacción directa se completa antes de que la reversa comience. Los estudiantes conciben las reacciones directa e inversa como sucesos separados e independientes, como si se tratase de dos recipientes diferentes. Según Ortiz Cáceres (2017) “La estrategia
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de escribir para aprender: el caso del equilibrio químico” citando a según Rocha et al., (2000); Bermúdez y De Longhi, (2011); Campanario (2002); Pozo (1991); Kind (2004), citados por Garay, Candela y Viafara, (2015, p. 74), entre las dificultades más comunes de aprendizaje del equilibrio químico se encuentran.
Lo que funda una prueba de que en las aulas persiste una enseñanza regida por elementos como: exposiciones teóricas donde el maestro asume un rol activo, resolución de problemas algorítmicos y laboratorios como recetas, los cuales no se muestra eficaz en superar estas dificultades Ortiz Cáceres (2017) Citando a (Raviolo & Martínez, 2003). Según Cáceres (2017) Así mismo, se puede considerar que dicha persistencia puede ser resultado de que los profesores ignoren los esquemas conceptuales de los estudiantes, por lo cual, no llevan al aula una metodología eficaz que contribuyan a superar dichas dificultades.
El autor propone que para superar los problemas de enseñanza en el concepto mencionado a lo largo de este documento, es necesario implementar una estrategia que avance en el carácter cualitativo que enfatice en el rol del maestro y estudiante, es decir, que la enseñanza no puede avanzar desde una metodología expositiva ni mucho menos desde una didáctica donde el estudiante sea el receptor y el docente el expositor, según Cáceres (2017) para superar este obstáculo de enseñanza se debe partir desde una metodología tareas de escritura acompañadas de procesos antecesores de discusión y lectura comprensiva. Igualmente, se estima que los estudiantes pueden aprender química a través del uso adecuado de actividades de lectura, oralidad y escritura. Así, hablar de química desarrolla la competencia de la argumentación, leer les permite ampliar los marcos de conocimientos manejados por ellos y escribir lleva su pensamiento a un nivel superior. Cáceres (2017).
El trabajo práctico de laboratorio, no aporta lo que debería contribuir, que es que los estudiantes desarrollen una conceptualización más acabada, de lo que es un sistema en equilibrio químico. Adriana Bertelle , Adriana Rocha ,José Manuel Domínguez Castiñeiras (2013), citando a Autores de trabajo de investigación sobre la enseñanza del Equilibrio Químico, como Gorodetsky y Gussarsky (1986); Jonhstone, Mac Donald y Webb (1977); Quílez Pardo,J. y San José
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López, V. (1993); Raviolo y Martínez (2003) plantean entre los puntos de mayor conflicto a nivel conceptual, que los estudiantes tienen dificultades para reconocer e interpretar las características más importantes de la conceptualización de un sistema químico en equilibrio, como son su dinamismo y la composición constante y perciben el sistema que ha alcanzado el equilibrio como si estuviese formado por dos recipientes separados.
Unos de problemas recurrentes en la enseñanza del concepto, es la metodología basada en la práctica de laboratorio dado que estas son empleadas de manera errada por los docentes que enfatizan en el cumplimiento de una recepta básica de laboratorio, donde el estudiante no se basa en la construcción ni explicaciones microscópicas de los sistemas en equilibrio o perturbados o conceptualizar las visiones microscópicas del equilibrio químico o las variables que determinan un estado reversible mediante una reacción química, la concentración molar, la presión y la temperatura.
Se propone una práctica de laboratorio que obligue al estudiante a describir cada factor que afecta el estado de equilibrio químico, además que permita un análisis cualitativo de la afectación de los estados de reversividad.
Tabla 6. Tabla de triangulación propuesta por el autor. Tratamiento de los problemas de enseñanza del concepto de equilibrio químico.
3.3.2. Tratamiento de los problemas de aprendizaje del equilibrio químico en
las propuestas pedagógicas
Problema de aprendizaje Tratamiento del problema
Los estudiantes no tienen una adecuada interpretación de los sistemas del equilibrio y sus cambios, debido a las debilidades conceptuales que existen por no poseer los prerrequisitos necesarios para abordar el concepto (Rocha, A., García, E., Domínguez. J.M., 2000).
Los autores proponen, iniciar la enseñanza del concepto desde una perspectiva de un sistema sencillo, donde se involucre un hecho significativo que le permita al estudiante un acercamiento al concepto de equilibrio químico desde las variables que enriquecen el concepto y su condición, además estas cualidades conceptuales contribuirían a
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recordar u obtener los prerrequisitos conceptuales del mismo (Rocha, A., García, E., Domínguez. J.M., 2000).
Los principales obstáculos que se pueden presentar en los estudiantes durante el aprendizaje del concepto de equilibrio químico (Scrandroli, 2011).
Se plantea aquí una forma de posibilitar que el alumno construya una noción de sistema en equilibrio dinámico a partir del análisis de un hecho significativo, para después elaborar una noción más profunda y clara (Scrandroli, 2011).
Las diferentes variables en el concepto, hacen que el estudiante no comprenda de manera clara el mismo. (Moncaleano, 2008).
Es recomendable el uso más frecuente de estrategias como los mapas, esquemas y redes conceptuales que les permiten construir gráficamente la estructura cognitiva que contextualiza el concepto objeto de aprendizaje. (Moncaleano, 2008). A todo esto, nosotros agregaríamos el uso de herramientas cognitivas de carácter tecnológico para simular el proceso del equilibrio químico y la injerencia de las variables en su transformación.
Las concepciones alternativas que el estudiante posee sobre el concepto son un obstáculo para el aprendizaje. (Moncaleano, 2008).
La condición abstracta del concepto fortalece el problema de aprendizaje. (Moncaleano, 2008).
La carencia de ideas alternativas en los estudiantes sobre el equilibrio químico puede generar un proceso de obstáculo conceptual, dado que no existe un apoyo conceptual desde las ideas o las imágenes alternativas para entender el concepto. (Quílez, L., 1995).
Debido a que el estudiante no presenta ideas alternativas intuitivas sobre el concepto, el maestro debe introducir el concepto en los jóvenes poco a poco con elementos concretos como animaciones, imágenes y simulaciones claras y precisas donde se apele a un proceso cualitativo de orden racional e interpretativo.
La existencia de errores conceptuales provenientes de la educación previa, en los cuales, los estudiantes se enfocan en la aplicación o interpretación de los fenómenos químicos que se desarrollan en el interior de una reacción química que se dice que está en equilibrio sin comprender los fenómenos químicos y físicos que se desarrollan en dicha
Avanzar en la enseñanza de las reacciones químicas desde una mirada menos operativa y más cualitativa, que aumente el análisis del significado de los fenómenos químicos y físicos comprendidos en una reacción química de un sistema en equilibrio químico.
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reacción química. (Quílez, L., 1995).
La no interpretación de las variables cualitativas del equilibrio químico, por falta del pensamiento formal. (Quílez, L., 1995; Raviolo, 1997).
Se propone el ubicar curricularmente el contenido en un grado en el cual el estudiante tenga madurez cognitiva suficiente para comprenderlo o en su defecto inducir actividades que promuevan reducir la abstracción y sirvan de andamio cognitivo en el proceso de aprender.
La necesidad de elementos concretos para su aprendizaje basándose en la formulación algorítmica. Encuentran los estudiantes es que no tienen claro a qué hacer con el resultado matematizable del problema a resuelto. (Moncaleano Furió, Hernández, Calatayud, 2003; Raviolo, 1997; Moncaleano, 2008).
Basar la enseñanza en procesos que permitan a los estudiantes entender e interpretar el resultado de un ejercicio partiendo de los aspectos cualitativos y la influencia de las variables que determinan un sistema en equilibrio.
El problema estructurante responde la necesidad de estudiar el equilibrio químico ni tampoco van a disponer de información sobre cuestiones o ejemplos concretos de e interés que se intentan resolver en el tema (Moncaleano, 2008).
Memorización simple de conceptos y algoritmos (Moncaleano, 2008).
Una de las ideas del autor es que se debe estar alerta a las representaciones simbólicas, y por simbólicas se entiende la representación numérica del concepto lo cual serviría para evitar las posibles ideas alternativas erróneas que puedan asumir los estudiantes.
Tendencia a que los estudiantes reduzcan el conocimiento teórico y den principios a un nivel factual y a aplicar dicho conocimiento de una forma memorística (Moncaleano, 2008).
Para aprovechar la motivación que despiertan las imágenes en los estudiantes en pro de aprendizajes más significativos, es recomendable el uso más frecuente de estrategias como los mapas, esquemas y redes conceptuales que les permiten construir gráficamente la estructura cognitiva que contextualiza el concepto objeto de aprendizaje (Moncaleano, 2008).
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Los estudiantes usan razonamientos lineales que conducen a un reduccionismo funcional, mediante el cual omiten algunas de las variables que intervienen en la solución de un problema (Moncaleano, 2008).
Para una mejor comprensión del concepto de equilibrio químico por parte de los estudiantes, consideramos conveniente presentar primero su descripción macroscópica y después su explicación a nivel microscópico, para así disminuir la tendencia que se observa frecuentemente de superponer estos dos niveles, según Moncaleano (2008).
Las dificultades analizadas se destacan tanto las que tienen que ver con las ideas previas sobre conceptos relacionados con el de Equilibrio Químico, como las derivadas de las formas de representación de los sistemas: confusión entre extensión y velocidad de la reacción, representación de las reacciones químicas mediante ecuaciones químicas (Moncelano, 2008, citando, Anderson, 1986; Nakhleh, 1992).
Según Moncaleano 2008 citando a Gorodetsky y Gussarsky (1986), afirman que la experiencia previa de reacciones que proceden hasta completarse, influye sobre la concepción alternativa de reacciones en equilibrio. Citan, entre los aspectos problemáticos de comprensión del equilibrio químico, la dificultad para identificar sistemas en equilibrio químico y diferenciarlos de sistemas que no están en equilibrio; la falta de comprensión de la naturaleza dinámica del estado de equilibrio; la identificación de la composición constante en el estado de equilibrio con la de la estequiometria de la reacción; la falta de habilidad para juzgar cómo y cuándo cambia la constante de equilibrio; la aplicación incorrecta del principio de Le Chatelier, por ejemplo, en sistemas heterogéneos donde se cambia la masa.
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Moncaleano (2008), retomando a Bergquist y Heikkinen (1990), registran algunos errores conceptuales sobre el equilibrio químico a partir de entrevistas realizadas a los estudiantes. Los autores encontraron que los estudiantes con frecuencia describen el equilibrio como una serie de reacciones oscilantes, es decir, que la reacción directa, que genera los productos, se completa antes de que se inicie la reacción inversa, que generará los reactivos iniciales. Además los autores referenciados en el párrafo anterior describen que algunos estudiantes presentan evidencian poca comprensión química dado que no describen con detalle los cambios observables en un sistema dinámico.
Según (Moncaleano, 2018) citado a Pozo et al (1999), dicen que normalmente, los alumnos no tienen esquemas conceptuales desarrollados sobre el equilibrio químico al comenzar su estudio.
Una de las propuestas que remota Moncaleano en su tesis es la propuesta de introducir el cambio metodológico en el aprendizaje de conceptos, que aproxime las estrategias de razonamiento de los estudiantes al conocimiento procedimental y explicativo de los científicos.
El autor también muestra que los estudiantes usan razonamientos lineales que conducen a un reduccionismo funcional, mediante el cual omiten algunas de las variables que intervienen en la solución de un problema (Moncaleano, 2018).
Con el tratamiento didáctico basado en las actividades de aprendizaje, los estudiantes lograron comprender conceptos básicos del tema de equilibrio químico tales como: la reversibilidad de las reacciones químicas, la situación de equilibrio y su alteración a nivel macroscópico, la igualación de las velocidades de la reacción directa e inversa y su explicación a nivel submicroscópico con base en las colisiones entre las partículas (modelo elemental de la reacción), por el cambio conceptual logrado mediante modificaciones en la estructura cognitiva, producto de la reflexión y el análisis en los pequeños grupos.
Los estudiantes no tienen criterios químicos claros para describir cuándo un sistema químico está en equilibrio.
Es importante que los estudiantes comprendan no solo las razones por las cuales deben estudiar un concepto, sino que entiendan el
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Como una posible causa se observa que en el grupo de profesores encuestados en relación al tratamiento empírico-inductivo del tema se hace muy poco énfasis en la interpretación de la situación de equilibrio, y en cambio mucho énfasis en su modificación. (Moncaleano, 2018).
sentido de las estrategias para disminuir la dependencia del docente y asuman el papel protagónico en el desarrollo de sus propias competencias (Moncaleano 2018).
La escasa relación existente entre los conocimientos científicos que se pretenden enseñar y las ideas y experiencias previas de los educandos. Este es un aspecto vital, toda vez que los estudiantes al adquirir conceptos científicos no van a llenar vacíos de contenido, sino que reorganizan estructuras de ideas y concepciones ya existentes (Fuentes A. y Malagón M., 2002).
Los autores proponen que para tratar este problema se debe establecer una relación entre directa entre las concepciones alternativas de los estudiantes y la alfabetización científica por parte del docente, esto garantizara que los estudiantes generen estructuras mentales significativas, además guardar una estrecha relación entre la edad del estudiante y el carácter científico del tema. En ese sentido los autores proponen (Fuentes A. y Malagón M., 2002), tener en cuenta los avances de la psicología educativa para establecer relaciones entre los estilos de aprendizaje y las formas de enseñanza. También, los autores plantean que los procesos que se generen para el aprendizaje deben partir de una problemática con sentido, donde el estudiante comprende que él es parte activa del proceso, además la solución a la problemática lo relaciona con la solución, logrando que los estudiantes busquen información y estrategias de solución.
UNIDAD DIDÁCTICA. EL EQUILIBRIO. Máster universitario en profesor de educación secundaria obligatoria y Bachillerato, formación profesional y enseñanza de idiomas. Curso 2012-2013. Autora: Verónica del Pozo Velasco. Según Pozo Velasco (2013) Los principales problemas y errores que se han encontrado en la comprensión del equilibrio químico y en su aprendizaje son que los estudiantes desconocen a qué problema intenta dar respuesta la
Se propone una didáctica que promueva en los estudiantes del equilibrio químico aprendizajes significativos que logre una mirada cualitativa del concepto, para desarrollar este propósito emplea una metodología activa donde comprenden el aprendizaje como un proceso de construcción de conocimientos y no como una recepción y memorística de información. Donde fomentan el aprendizaje cooperativo, perdiéndole al estudiante o estudiantes una cooperación mutua entre ellos o varios actores (aprendizaje). Para desarrollar este proceso la
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introducción del tema de equilibrio químico y muestran poca capacidad para identificar ejemplos de situaciones de equilibrio que les representen algún interés, no logran precisar las características microscópicas y las características macroscópicas, así como la relación entre estos dos niveles, en una situación de equilibrio químico, además Por otro lado, muestran poco dominio en el manejo cualitativo de los aspectos del equilibrio químico debido a que la enseñanza se centra en una visión operativista del concepto, y no reconocen la dependencia de la constante de equilibrio con la temperatura y con la forma en la que se representa la reacción química.
metodología y propuesta se basa en clases magistrales y practicas donde se resalte el valor de los cualitativo y el aprendizaje significativo, además como recurso didáctico el autor propone que una de las formas para superar este problema sería emplear analogías como trasposición didáctica para bríndale una imagen concreta al tema al estudiante. En ese sentido, también se promueve un juego análogo que acerca al estudiante al concepto y permite acercarse al aprendizaje de manera más significativa y motivado el juego está basado en la analogía de Huddle, White y Rogers (2000).
La temática del área por su orden y contenido resulta de gran dificultad para los estudiantes en cuanto a su comprensión, análisis y resolución de situaciones problemas. Además, Con estos antecedentes los estudiantes pierden fácilmente el interés y esto se refleja en las dificultades de aprendizaje que tienen frente a esta temática.
El autor propone el uso de un software que permite acercar al estudiante al superación de los obstáculos conceptuales mencionados en el cuadro adjunto al presente, es decir, que mediante este software los estudiantes comprenderán que manera significativa e interesante los temas que complementan o constituyen un sistema en equilibrio, tales como la temperatura, la presión, la concentración molar, las condiciones estequiométricas y demás variables, el software permite que los estudiantes avancen a su propio ritmo, propicia la reflexión y la participación activa del educando, contribuye a la modernización de las prácticas docentes, posibilita el manejo de varias herramientas como videos, gráficos a nivel matemático y textos .
Uno de los aspectos relevantes de las clases analizadas, es que son escasas las discusiones de los estudiantes durante el desarrollo del trabajo de laboratorio y que los mismos no hacen explicita la noción de sistema en equilibrio que están elaborando.
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Los alumnos explican los cambios sobre las velocidades de reacción en el equilibrio, aplicando el Principio de Le Chatelier. Para Gonçalves Teixeira y Ghisolfi Silva (2009), los problemas con el Principio de Le Chatelier pueden considerarse basados en una aplicación mecánica del mismo y en que el alumno no percibe el comportamiento microscópico del sistema químico. Análisis de las discusiones de los estudiantes en una clase de laboratorio sobre el equilibrio químico. Adriana Bertelle 1,2 , Adriana Rocha 1, José Manuel Domínguez Castiñeiras 3 .
Tabla 7. Problemas de aprendizaje en el concepto equilibrio químico. Análisis de la categoría problema de APRENDIZAJE en el equilibrio químico.
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4. TERCER CAPITULO: ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS Con base a las categorías planteadas, se desarrolló un proceso de triangulación de
información consistente en la relación de la información obtenida sobre la existencia de
los problemas de enseñanza/aprendizaje vs el tratamiento que los investigadores
proponen darle a estos problemas. Cabe destacar que esta triangulación se materializó en
las tablas 6 y 7, las cuales condensan los problemas de enseñanza/aprendizaje y al
tratamiento a dichos problemas que diferentes autores proponen para el concepto
equilibrio químico.
En ese sentido, se realiza un análisis que abarca en forma general los matices
conceptuales y los elementos propuestos en los diferentes documentos que sirvieron
como insumo bibliográfico para la elaboración de este trabajo. A continuación se
presentan cada uno de estos análisis:
4.1. Análisis al Tratamiento de los problemas de enseñanza del
concepto de equilibrio químico En este apartado se realizará el análisis a los problemas de enseñanza y al tratamiento a
dichos problemas que diferentes autores proponen para el concepto equilibrio químico,
los cuales están registrados en la Tabla 6. En ese sentido, para la realización de este
análisis se tiene como referencia los aportes encontrados en los diferentes documentos
que sirvieron como insumo bibliográfico para la elaboración de este trabajo.
Un primer hallazgo al realizar este análisis y que asumimos como un elemento de partida,
es reconocer la existencia de dos tipos de intenciones en la realización de estas
investigaciones: la primera consiste en la existencia de un buen número de investigaciones
que no solo se enfocan en detectar los problemas de enseñanza, sino que avanzan hacia
proponer alternativas para darles solución, a estas las denominaremos con Intenciones
pedagógicas lo cual nos permitimos aclarar que son aquellos trabajos que tiene como
propósito final superar los obstáculos o los problemas de enseñanza y aprendizaje del
concepto equilibrio químico manifestados en el aula de clase. Es decir que algunos
ejemplares exponen los problemas pero también argumentan como se debe superar
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estos, este proceso se logró a través de la recopilación y la categorización lo cual es uno de
los objetivos intrínsecos del presente trabajo.
El segundo tipo consiste en aquellas que se enfocan fundamentalmente en describir a
profundidad las dificultades que no permiten avanzar en la enseñanza del equilibrio
químico de manera significativa, de manera que luego sean tomadas de base para el
planteamiento de soluciones didácticas, a estas las denominaremos con Intención
pedagógica-investigativa.
Cabe mencionar que las primeras generalmente se refieren a trabajos de grado o tesis de
postgrado y las segundas principalmente se inscriben al planteamiento de artículos de
revistas indexadas.
Es adecuado mencionar la presencia de la convergencia sobre el planteamiento de
propuestas de solución similares para abordar determinados problemas en la enseñanza,
lo cual ocurre a pesar de que sean planteadas por autores que a pesar de realizar
investigaciones de manera diferenciada llegan a propuestas muy similares, lo que puede
interpretarse como una carencia creativa de los investigadores para el planteamiento de
soluciones a dichos problemas.
Dentro de las propuestas para dar respuesta a los problemas en la enseñanza del
concepto de equilibrio químico través de la recopilación y categorización, se destacan las
siguientes:
a) El uso de la experimentación de manera diferente a una receta a seguir, sino de
manera problemática con diferentes momentos que permitan reflexionar
pausadamente la práctica y los elementos que de ella se derivan para comprender la
forma como las variables de estado afectan el equilibrio químico.
b) Los aspectos curriculares, es decir abandonar la linealidad del currículo para tener una
posibilidad de desarrollar de manera libre estos conocimientos a otros que están
directamente relacionados como la cinética química, la termodinámica, aspectos
biológicos y físicos, entre otros, de manera que el estudiante encuentre más
significancia a estos conocimientos y a tener una comprensión de los aspectos
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cualitativos del equilibrio químico y no solo los cuantitativos como ocurre
normalmente.
c) Cambios metodológicos en donde se abandone la enseñanza algorítmica y repetitiva
teniendo acercamiento a la realidades académicas y contextuales del estudiante en la
búsqueda de una enseñanza de tendencia constructivista en donde el estudiante sea
más activo y propositivo en la construcción de su conocimiento cualitativo sobre el
equilibrio químico.
d) La incorporación de recursos y herramientas tecnológicas que permitan realizar
representaciones de lo que el profesor intenta que el estudiante comprenda, esto
permitiría hacer el puente entre los lenguajes simbólicos, microscópicos y
macroscópicos de la química y reducir la abstracción de este concepto en especial.
Lo paradójico en relación a la existencia de estas propuestas es que a pesar de ellas, los
resultados actuales de la enseñanza demuestran que los problemas en su enseñanza y
aprendizaje persisten en la medida que el profesor en ejercicio poco accede a los
resultados y a los aportes de este tipo de investigaciones, en ocasiones por
desconocimiento y en otras por falta de interés o tiempo para adaptarlas a los contextos
reales de enseñanza. Es decir, el docente en ejercicio no consulta ni hace uso de los
aportes de este tipo de materiales que le pueden dar orientaciones sobre cómo hacer
para mejorar su trabajo en el aula de manera que sus resultados sean más significativos y
eficaces en términos de la enseñanza y el aprendizaje, del concepto de equilibrio químico.
Una de las problemáticas más comunes detectadas en la categorización de estas
investigaciones está asociada a una enseñanza enfocada en la matematización del
concepto a través del manejo algorítmico de la enseñanza basada en la visión acumulativa
de las ciencias motivada por deficiencias conceptuales, epistemológicas y actitudinales
como lo mencionan algunos autores (Rocha, (2000) Quílez, Pardo (2002)) Que han
participado como insumo en el destacamento de la problemática y la preposición hacia la
superación del problema de enseñanza.
Creemos firmemente que el docente en ejercicio puede hacer parte del proceso de diseño
de la enseñanza del concepto de equilibrio químico la revisión de este tipo de propuestas
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dado que ellas le aportaran un sin número de evidencias metodológicas y didácticas del
cómo enseñar desde una mirada que le permita a los estudiantes potencializar la
compresión del concepto desde una mirada cualitativa (Química).
Como se plantea la enseñanza del concepto equilibrio químico se le permite al estudiante
no centrar su atención en los aspectos cualitativos y de compresión que identifican y
categorizan al concepto, de tal manera que genera lo opuesto y se asocia la enseñanza y el
aprendizaje a momentos matematizables como se hace en la actualidad, dicha práctica
permite la construcción de nociones vacías en el campo de la química y la compresión de
un sistema en equilibrio que puede cambiar a través del tiempo o la generación de una
variable que determine si el sistema cambia o se inclina hacia la producción de los
reactivos o los productos, creemos que la enseñanza no hace mal desde una perspectiva
cuantitativa, pero se lograría más si el estudiante se basa desde un análisis químico y no
matemático.
No obstante confiamos que la naturaleza abstracta del concepto permite que los docentes
tienden fundamentar el concepto en mención en imágenes concretas como los son las
matemáticas, dado que estas le imprimen una imagen más corroborrable, pero a cambio
de esto creemos que esta forma de enseñar provoca la incubación de concepciones
alternativas en torno al equilibrio químico, o analogías poco eficientes en para la
compresión de los estados de equilibrio.
Ahora, en lugar de la evidencia algorítmica, podemos construir evidencias más sujetas a la
explicación química, como lo puede ser un cambio químico, un cambio físico y nos dará
una imagen de interpretación lo cual no se hace en la imagen concreta de la enseñanza
cuantitativa.
Si bien, la resolución de ejercicios seleccionados por el docente no es del todo perjudicial,
ya que enfoca la enseñanza en un objetivo preciso, que es que al final de la clase o del
periodo, el estudiante pueda dar cuenta de interpretar las relaciones de algunos
conceptos determinantes en el equilibrio químico como lo son: la constante de equilibrio,
las variables de estado, las condiciones estequiometrias, etc., según Nurrenbem y
Pickering, (1987) una resolución algebraica y algorítmica basada en la colocación de datos
76
en ecuaciones no garantiza el conocimiento de los conceptos, estos solo generan
respuestas mecánicas y poco análisis de los problemas.
Raviolo y Andrade Gamboa (1998), argumentan que la problemática puede ser más
compleja de lo que creemos dado que los problemas de enseñanza radican en problemas
de aprendizaje y enseñanza de la matemática como asignatura y que estos llegan a un
nivel más avanzado como los cursos universitarios. Para esto el autor fomenta un paralelo
entre el nivel cualitativo y el nivel cuantitativo buscado con esto un significado en ambas
variables.
4.2. Análisis al Tratamiento de los problemas de aprendizaje
del concepto de equilibrio químico En consonancia con la tabla 7 que destaca los problemas de aprendizaje y las posibles
proposiciones para superar los problemas ya mencionados, se busca establecer un análisis
de la información obtenida, de tal forma que podemos argumentar que los jóvenes
estudiantes presentan múltiples problemas de aprendizaje que se basan en diferentes
factores epistemológicos y en diferentes situaciones metodológicas de la enseñanza y del
aprendizaje.
En ese sentido, se puede decir que generalmente un problema de aprendizaje está
relacionado con tres factores, que a saber son: las condiciones propias del estudiante, la
naturaleza del concepto y un problema de enseñanza. Sin embargo, la mayoría de ellos
guardan una mayor relación con este último factor, es decir que en la mayoría de los
problemas en el aprendizaje está relacionado con la metodología y las estrategias
utilizadas para su enseñanza, es decir, que cuando se detecta un problema de aprendizaje
se debe analizar los procesos de enseñanza o por los menos la naturaleza con la que el
docente ve la enseñanza y la alfabetización científica.
Los problemas que se vienen presentando no solamente son de carácter cuantitativo, sino
también de carácter cualitativo, donde cada estudiante presenta dificultades en la
comprensión de un sistema en estado de equilibrio y las condiciones de las variables como
77
la temperatura, la concentración y la presión y la solubilidad, es decir, las dificultades
detectadas son de carácter cualitativo e interpretación de los “roles” que juegan las
variables en un sistema de reacciones en equilibrio químico.
Basándose en los elementos bibliográficos de la categoría problemas de aprendizaje y en
autores como Bertelle y Moncaleano (2018), entre otros citados anteriormente, se puede
afirmar que los estudiantes con frecuencia describen el equilibrio como una serie de
reacciones que suceden de manera independiente, sin tener en cuenta las implicaciones
microscópicas de los cambios en las variables de estado para un sistema en equilibrio
químico, esta es una situación generada por los procesos repetitivos de la enseñanza que
se basa solo en la aplicación de modelos simbólicos en la química, pero no en construir
pensamientos que puedan explicar los procesos de reacciones que simbolizan el equilibrio
químico.
En consonancia con el anterior párrafo, debemos expresar que un aspecto importante
para el proceso de aprendizaje del concepto equilibrio químico, es que este debe
fundamentarse desde una mirada más integradora, es decir, que los estudiantes
fortalezcan aprendizajes de conceptos básicos de la química y/o contenidos que sirvan
para establecer nociones cualitativas y conocimientos cuantitativos que resultan siendo
favorables para comprender aspectos claves del concepto mencionado anteriormente.
Por otro lado, otro de los aspectos relevantes es el fortalecimiento de las estructuras
mentales de los estudiantes, mediante el desarrollo de ejercicios cualitativos, tales como:
generar o escribir mapas conceptuales, redes semánticas cuadros comparativos y
descriptivos los cuales puede coexistir con las soluciones algorítmicas de la química
matematizable, ya que estas redes conceptuales les permiten construir gráficamente la
estructura cognitiva que contextualiza el concepto objeto de aprendizaje.
78
79
CONCLUSIONES
Establecimiento de elementos pedagógicos
Después de desarrollar el análisis de los datos recolectados en cada una de las tablas de
cada categoría, es necesario destacar que a partir de este emergen algunos elementos
pedagógicos, los cuales son sustentados del análisis de las propuestas presentadas por
diferentes autores y que en caso de ser tenidos en consideración en el proceso de diseño
y desarrollo de la práctica docente, pueden contribuir a mejorar los resultados obtenidos
en el proceso de enseñanza y aprendizaje del concepto equilibrio químico. Los más
relevantes de estos resultados son presentados a continuación:
1. Es necesario que la enseñanza del concepto equilibrio químico sea vista desde una
perspectiva diferente a la “bancaria”, es decir en la concepción tradicional que cree
que la unción del docente consiste en “vaciar sus conocimientos” en química para
llenar a sus estudiantes, por el contrario se pretende que el docente asuma un rol de
mediador entre el concepto que se espera construir y el estudiante a través del diseño
y desarrollo de un proceso de enseñanza que contribuya a que el educando pueda
construir dichos conocimientos desde una mirada cualitativa y cuantitativa que le
ayude a entender la manera cómo interactúan los principales factores de un sistema
en equilibrio llegando a distinguir y comprender las variables de estado y con ellas
intervienen o influyen en la dinámica del proceso.
2. Un segundo aspecto pedagógico que se considera fundamental es basar la enseñanza
en la naturaleza química de un sistema en equilibrio químico y no en su
matematización o formulación algorítmica, es decir que la situaciones de enseñanza
deben estar orientadas por la necesidad que el estudiante aprenda a leer y a entender
el lenguaje macroscópico, microscópico y simbólico de la química, sin depender
exclusivamente de la formulación algorítmica que en muchas ocasiones es inacabada,
abstracta, irrelevante y sin expresión química.
3. Es necesario que los docentes en ejercicio comprendan las bondades pedagógicas que
trae consigo enseñar desde la metodología cualitativas, dado que estas son elementos
80
significativos que pueden ayudar a los estudiantes a comprender el verdadero valor
químico de aspectos como la constante de equilibrio (Kc y Kp), no obstante también es
oportuno mencionar que después de categorizar, catalogar y analizar dichos
elementos bibliográficos la enseñanza del concepto equilibrio químico debe acercarse
a una relación casi desigual donde la mayor e importancia la tendría la explicación
cualitativa y un pequeño pero también importante porcentaje la tendría la
metodología y el análisis cuantitativo, esto se menciona dada la necesidad de lograr la
abstracción y la realización de analogías más concretas del fenómeno en el equilibrio
químico. Una metodología que se mueva desde estos dos ámbitos puede generar un
proceso aprendizaje significativo, donde el estudiante tendrá la posibilidad de
cualificarse de tal manera que puede dar respuesta a estos dos mundos de la química
escolar.
4. En el ámbito de las analogías y las imágenes concretas para comprender el concepto
dado la naturaleza abstracta y las dificultades pedagógicas y de aprendizaje que se
detectaron por la naturaleza propia del concepto, es necesario que el docente acerque
su proceso de enseñanza a un dimensión más concreta para el estudiante, es decir,
que podría plantearse que en algunas clases se emplee las Tecnologías de la
información y la comunicación y los medios y recursos que ellas proveen para
flexibilizar el aprendizaje del estudiante en cuanto a conceptos abstractos y complejos,
un ejemplo de estos medios y/o recursos son las simulaciones, animaciones y los
programas educativos (software) que como una herramienta cognitiva que le permita
al estudiante y al docente simular o modelar un fenómeno o reacción química en la
cual puedan variar las condiciones o variables en tiempo real, dado que estos recursos
pueden aportar elementos y representaciones que lleguen a propiciar una mayor y
mejor asimilación de los contenidos temáticos relacionados al equilibrio químico, lo
cual conlleva a una mejor resolución de las situaciones problemas planteadas.
5. Al explicar el sentido de la evolución de un sistema en equilibrio se puede optar por
razonamientos a nivel microscópico, dejando de lado la opción de calcular y comparar
el cociente de reacción con el valor de K y la utilización del principio de Le Chatelier, es
81
decir ponderar en la enseñanza la validez y explicación del principio de Le Chatelier,
dado que este se puede emplear en las situaciones donde las constantes no tienen
validez cualitativa, en cambio el principio de Le Chatelier explica los cambios de
perturbación de un sistema en equilibrio químico dejando de manera amplia la
explicación de la influencia de las variables de estado.
6. Una de las dificultades encontradas es que a pesar de las numerosas y reiterativas
investigaciones en cuanto a la enseñanza y el aprendizaje del equilibrio químico, los
resultados y las dificultades en estos procesos siguen siendo muy similares, lo cual en
parte se debe a que los docentes poco se nutren de los resultados de las
investigaciones quizás por estar pendientes de aspectos curriculares más que
pedagógicos y formativos. De lo anterior se considera que es de gran importancia que
el docente en ejercicio desarrolle o fortalezca una visión crítica y propositiva acorde al
desarrollo de procesos de investigación en el aula para identificar, interpretar y
articular elementos pedagógicos derivados de las investigaciones y de su propia
práctica educativa, de manera que estos le faculten para potenciar sus procesos
educativos a partir de la revisión de las fuentes bibliográficas, su propia práctica
docente y la interpretación de los obstáculos que se generan en el aprendizaje y
enseñanza del concepto equilibrio químico.
Planteamientos finales
Teniendo como referencia todo este proceso realizado con el fin de dar respuesta al
problema planteado en este trabajo monográfico y los resultados obtenidos en él, es
decir, el tener que hacer una amplia revisión bibliográfica de un conjunto de
investigaciones publicadas que nos permitieron catalogar y categorizar la información
contenida en estos importantes documentos referenciados sobre el proceso de
enseñanza y aprendizaje del equilibrio químico, es adecuado afirmar que la realización de
este tipo de trabajos son necesarios pues ayudan en varios aspectos de la formación inicial
del docente, por ejemplo:
82
Contribuye a que el docente en formación realice un detallado proceso de análisis
sobre los resultados de diversos trabajos de investigación y con ello generar procesos
de reflexión y autoconciencia sobre los procesos de enseñanza - aprendizaje que se
llevan a cabo en el campo de las ciencias naturales y más específicamente en el caso
del concepto equilibrio químico, es decir, el poder desarrollar procesos de búsqueda,
selección y análisis de fuentes documentales sobre la práctica misma, nos hace
consientes de las numerosas carencias en la formación del docente y de la necesidad
de transformar las prácticas de enseñanza a partir de los aportes que nos brindan los
resultados de la investigación.
Además este trabajo contribuyo a desarrollar algunas competencias como la capacidad
de desarrollar procesos de revisión, catalogación y categorización de documentos, el
análisis crítico de la información y la escritura organizada de un documento académico
resultado de la investigación.
Todas estos aportes se consideran de gran importancia para fortalecer el carácter
académico e investigativo en el docente en formación, lo cual, seguramente influirá de
manera positiva en el desarrollo profesional y en el desempeño laboral como maestro
de ciencias, brindándole al maestro un carácter más holístico para enseñar.
En relación al proceso de enseñanza, las investigaciones apuntan que en términos
generales los profesores continúan utilizando estrategias tradicionales, centrados en la
transmisión verbal, en las cuales se limitan a informar sobre lo que está en los libros de
texto y a explicar desde su saber lo que quieren que los estudiantes aprendan, induciendo
al aprendizaje memorista y mecanicista, sin preocuparse porque sean ellos los
constructores de los conceptos y por ende de sus propios saberes. Esto se refleja en el
tratamiento simplista del tema a través de ejercicios y talleres sin la reflexión cualitativa,
ni la clarificación de los conceptos relacionados con el tema, conduciendo a un
operativismo mecánico que es respaldado por los libros de texto, ya que estos aportan
errores metodológicos que se heredan en la enseñanza del docente y el aprendizaje de los
estudiantes. Por tanto, estas investigaciones arrojan que el eje del problema consiste en la
83
forma en que se viene enseñando y la enseñanza se convierte en el verdadero obstáculo
para la formación de pensamientos cualitativos.
En este sentido, estas investigaciones en su intento por darle respuesta a esta
problemática y dándole relevancia a las necesidades pedagógicas y a los elementos
metodológicos que se pueden destacar como aportes al proceso de enseñanza se basan
en planteamientos de carácter constructivista para la construcción del saber científico del
estudiante, es decir, que todas las metodologías para superar los problemas de enseñanza
que en este documento se destacaron promueven la existencia de un estudiante activo en
este proceso y el docente mediador del mismo.
En relación a las propuestas de cambios metodológicos y de visión del concepto a tratar,
los docentes siguen enseñando de la misma forma tradicional, tal como ellos mismos
fueron educados en el pasado. En este sentido, el docente no parte de las necesidades
conceptuales de los estudiantes si no que inicia desde una visión matematizada que ilustra
el concepto desde algoritmos y no desde los fenómenos que suceden a nivel cualitativo en
los sistemas alterados o en equilibrio.
En relación al proceso de enseñanza, aprendizaje y evaluación del concepto equilibrio
químico, se detectaron en los documentos referenciados diversos aspectos problemáticos
en el proceso de enseñanza y aprendizaje, entre ellos se puede señalar que los problemas
de conceptualización no solo ocurren en los estudiantes, sino también en sus maestros, de
manera que ambos no tienen claridad sobre el problema central al que responde la
necesidad de estudiar el concepto de equilibrio químico.
En cuanto al proceso de enseñanza y su relación con el aprendizaje se puede inferir que
no existe una adecuada articulación, debido a que las propuestas no generan resultados
satisfactorios, es decir, no se llega a obtener aprendizajes significativos y holísticos que
comprendan la necesidad de entender las variables básicas y necesarias del concepto en
mención.
Los modelos de enseñanza basados en los símbolos de representación de la producción
científica que ignoran los procesos de la ciencia misma y se centran en sus productos,
ocasionan una ruptura entre las experiencias y la información tratada, de tal forma que el
84
estudiante no encuentra relación ni importancia entre lo que aprende y sus vivencias.
Estos modelos pueden ser llamados inductivos, ya que rompe con cualquier promesa de
razonamiento y postura reflexiva frente a los fenómenos.
Se puede afirmar que los estudiantes tiene dificultades de conceptualización y
representación sobre el concepto equilibro químico, entre las dificultades se puede
argumentar que una de ella es una inadecuada representación del concepto equilibrio.
Esto está ligado a una particularidad operativa, que se preocupa por las formulas y los
elementos que las conforman, sin la capacidad reflexiva de realizar un análisis cualitativo
de dichos factores y la manera como intervienen ellos en el proceso frente a los
fenómenos naturales que requieren del concepto equilibrio químico y su explicación
científica.
En ese sentido, la compresión de los fenómenos naturales y las expresiones científicas
tales como algoritmos, formulas y la matematización de lenguaje de la ciencia en este
caso sobre el equilibro químico son el obstáculo para fomentar en los estudiantes
habilidades científicas o mejor la formación de pensamiento científico con base al
equilibrio químico para abordar dicho tema y terminar en la interpretación logística y
cualitativa del equilibrio químico y sus apéndices.
En esa lógica no se niega la importancia que tiene la compresión de los fenómenos en
equilibro químico desde una mirada cuantitativa, pero aportaría mucho más si generan
perspectivas cualitativas - cuantitativas en la enseñanza de la ciencia, porque de lo
contrario se estaría solo enseñando un lenguaje matemático y poco químico dejando de
lado el manejo de variables que determinan la posibilidad de entender un sistema sin
perturbación ósea en equilibrio químico en relación a las necesidades termodinámicas y
los principios de la cinética química, el valiosísimo Principio de Le Chatelier.
85
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ANEXOS
UNIVERSIDAD DEL VALLE
IEP Facultad: INSTITUTO DE EDUCACION Y PEDAGOGIA Programa: LICENCIATURA EN CIENCIAS NATURALES DIRECTOR DE TRABAJO DE GRADO: ROBINSON VIAFARA ORTIZ Estudiante: OCTAVIO ALFONSO BOCANEGRA
Fichas Bibliográficas. Problemas en la enseñanza en el concepto equilibrio químico
Titulo
Autor y fecha
Tipo
Resumen
Problema
Comprensión
Metodología
Análisis
Propuesta
Conclusiones
Bibliografía
Ficha Bibliográfica No. 1. Quílez, Juan (2006). “Análisis de los problemas de selectividad de equilibrio químico: errores y dificultades correspondientes a libros de texto, alumnos y profesores”.
Titulo ANÁLISIS DE LOS PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD DE EQUILIBRIO QUÍMICO: ERRORES Y DIFICULTADES CORRESPONDIENTES A LIBROS DE TEXTO, ALUMNOS Y PROFESORES.
Autor y fecha Quílez, Juan (2006)
Tipo Artículo de investigación, ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2006, 24(2)
Resumen Mediante este articulo el autor Quilez Pardo pretende evidenciar que los problemas de enseñanza se basan en una sola metodología, lo cual le permite argumentar que el modelo de enseñanza basado en la resolución de ejercicios solo genera aprendizajes memorísticos y faltos de significado químico, según Quilez (2006), los profesores pueden estar transmitiendo e incluso reforzando algunos de los errores detectados en este artículo. No obstante dichos errores puede estar vinculados con la
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interpretación de la perturbación de un sistema a través de la concentración molar, el cambio de temperatura y demás variables de estado.
Problema Los problemas de aprendizaje del equilibrio químico tienen su origen en ciertas prácticas de enseñanza. Además, de estos estudios se infiere que algunos errores son transmitidos directamente por parte del profesorado. En este contexto, no se propicia la enseñanza de estrategias de tipo heurístico, sino más bien un modelo didáctico por transmisión-recepción (Quilez, 2006).
Comprensión Se puede argumentar que la enseñanza basada en los procesos de repetición son errores que permanecen en la enseñanza actual y generar obstáculos difíciles superar, además generan se dificulta en el empleo de otras estrategias de resolución de mayor nivel conceptual, adecuadas para analizar de forma precisa e inequívoca los cambios que se producen en los equilibrios químicos que han sido perturbados.
Metodología Para detectar los problemas de compresión de un sistema en equilibrio, Juan Quílez se basó en la siguiente metodología. En concreto, para este estudio se seleccionaron un total de cuatro problemas que corresponden a ciertos problemas de equilibrio químico en los que participan gases. En cada caso, el criterio de selección obedeció al estudio de los siguientes aspectos problemáticos: Cambios de concentración por variación del volumen del reactor (problema No. 1). Adición de un gas reactivo y variación de la presión parcial por cambio del volumen (problema No. 2). Control de variables, cambio de presión, adición de un gas inerte y variación de la temperatura (problema No. 3). Variación de las cantidades iniciales (problema No. 4). El autor realizó una revisión bibliográfica para verificar si en la bibliografía escolar existe alguna referencia de cómo solucionar problemas de carácter cualitativo sin inducir a la solución cuantitativa. Además, escogieron dos estudiantes de bachillerato y dos de universidad para resolver estas preguntas, lo cual arrojo como resultado que los dos grupos de estudiantes no tienen competencias ni habilidades para solucionar problemas de orden cualitativo.
Análisis Dichos problemas pueden ser inducidos por el maestro, dado que en otros investigaciones estos problemas son inducidos por el mismo docente, dado que su metodología se basa en la solución de ejercicios matemáticos y no en la solución microscópica, también dichos problemas son propiciados por los libros texto que enfocar su didáctica y propuesta curricular en la solución de ejercicios de poco significado químico.
Propuesta No expresa propuesta.
Conclusiones Los estudiantes no tienen criterios químicos para describir un sistema en equilibrio. La enseñanza que se basa en la memoria y la solución de ejercicios de
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selección del docente son vacíos por que no aportan nada para comprender los estados de perturbación por la presión o la concentración. La resolución de este tipo de ejercicios requiere unos prerrequisitos conceptuales que algunos estudiantes ni docentes dominan de manera clara. “p.e., se deben manejar correctamente las leyes de los gases ideales y el concepto de concentración en el contexto de la expresión de la constante de equilibrio), lo cual está asociado a la necesidad de estudiar sistemas con varias variables, así como la alta demanda conceptual de los conceptos necesarios para la correcta resolución de cada uno de los problemas”. Según Quilez (2006). La interpretación de la constate de equilibrio se ve opacada por la interpretación matemática.
Bibliografía Quílez, Juan (2006). “Análisis de problemas de selectividad de equilibrio químico: errores y dificultades correspondientes a libros de texto, alumnos y profesores”. Revista de ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 24(2).
Ficha Bibliográfica No. 2. Furió Mas Carlos J. Ortiz Elena. Persistencia de errores conceptuales e en el estudio del equilibrio químico. Enseñanza de las ciencias.
Titulo PERSISTENCIA DE ERRORES CONCEPTUALES E EN EL ESTUDIO DEL EQUILIBRIO QUIMICO
Autor y fecha CARLOS J. FURIO MAS ELENA ORTIZ
Tipo Artículo
Resumen En el presente trabajo se pretende exponer cuales son los errores conceptuales que persisten en el estudiantes y profesores sobre el concepto equilibrio químico.
Problema La persistencia de errores conceptuales expresa el desconocimiento por el profesorado de los esquemas conceptuales de los alumnos, lo cual significaría que lo docentes no han logrado vincular diversas metodologías que beneficien al estudiante y le propicien aprenderes significativos sobre el concepto. No obstante,
Comprensión La enseñanza debe basarse en las ideas alternativas de los estudiantes, dado que estas son procesos que puede generar estados de inercia conceptual o jugar como factores de obstáculos que intervienen para mal o para bien.
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Metodología Para determinar la persistencia de errores conceptuales en el equilibrio químico el autor se basó en la siguiente metodología; se encuesta por una parte a dos grupos de alumnos del Curso de Orientación Universitaria (COU) y por otra, a otros dos grupos de alumnos del CAP, que pueden ser consideradas, a priori, muestras de diferentes poblaciones. Para verificar la existencia de errores conceptuales en los estudiantes se diseñó un test donde el estudiante deberá razonar sus respuestas. Donde se expresaron los siguientes errores: 1. Desconocimiento de las condiciones que debe reunir un sistema químico; 2. Concepción del estado de equilibrio como dos estados, atribuidos a los reaccionantes y a los productos respectivamente; 3. ¿Se concibe la constante de equilibrio como una función o como una constante a la misma temperatura? (No constancia de la constante); 4. El error [(masa-concentración)] -si bien, la masa venía medida en moles de sustancia-. Es decir, el alumno considera de forma automática que el número de moles de sustancia es la concentración, 5: Equivalencia mental entre la frase «la concentración de sólido)) y la frase [(la masa de sólido)], que vendría a constatar nuevamente el error masa-concentración aunque por otra vía.
Análisis Basados en la interpretación de los resultados por parte de los autores, se establece que ambos grupos de estudiantes los errores conceptuales persisten por la razón en que los docentes ven la enseñanza y al estudiante, es decir que los docentes parten en sus clases sin importar que saben los estudiantes y cuáles son sus concepciones sobre el tema.
Propuesta No se ofrece una alternativa didáctica, pedagógica.
Conclusiones Según los autores el fracaso conceptual de los estudiantes es basado en una metodología empirista, que no tiene en cuenta lo que saben los estudiantes del tema, además este conocimiento que funge como variable determinante a la hora de enseñar y aprender.
Bibliografía Furió Mas Carlos J.; Ortiz, Elena (1983). “Persistencia de errores conceptuales e en el estudio del equilibrio químico. Enseñanza de las ciencias. Investigación y experiencias didácticas”. Primeras jornadas de investigación didáctica de -la física y la química en el bachillerato. pp. 15-20, 1.
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Ficha Bibliográfica No. 3. López González, W; Y Escalona Tapia, J. Dificultades conceptuales para predecir equilibrios químicos homogéneos y heterogéneos.
Titulo Dificultades conceptuales para predecir equilibrios químicos homogéneos y heterogéneos.
Autor y fecha LÓPEZ GONZÁLEZ, W. (1) y ESCALONA TAPIA, J. (2)
Tipo Articulo
Resumen En este trabajo quedan evidenciados los errores conceptuales, se planteó distintas situaciones para predecir el desplazamiento de un sistema en equilibrio. Se planteó distintas situaciones para predecir el desplazamiento de un sistema en equilibrio. Además la muestra demostró tener graves dificultades para predecir el desplazamiento de los equilibrios planteados con la aplicación del principio de Le Chatelier y su relación con la aplicación de la constante de equilibrio, donde la relación Q/K es la fuerza propulsora de una reacción hacia el equilibrio.
Problema El texto pone en evidencia los problemas que se tienen a la hora de enseñar el concepto equilibrio químico lo cual indica un problema de aprendizaje, además genera dificultades que no pueden ser superados por la descripción de los aspectos cualitativos del equilibrio químico.
Comprensión A pesar que el concepto recurrente en la enseñanza escolar y universitaria se siguen presentando los mismo aspectos problemáticos en la enseñanza, los cuales son el principal obstáculo para generar procesos de aprendizajes claros que permitan a los estudiantes describir lo fenomenológico de los sistemas en equilibrio.
Metodología Se aplica un test lo cual consistió en trabajar con cuatro grupos los cuales estaban categorizados de la siguiente manera: A; profesores en educación, b, profesores universitarios de licenciatura química, estudiantes en licenciatura en química, estudiantes en licenciatura en química. Donde el test constaba de pregunta en equilibrio químico con opciones múltiples, donde la respuesta se puede obtener mediante la aplicación del principio de Le Chatelier, las otras partes consistió en preguntas abiertas, de ahí se pasó a un proceso de clasificación basándonos en justificaciones y argumentos, después se sistematizaron dichas respuestas para analizar las tendencias de las respuestas.
Análisis Todos los grupos de aplicación mostraron una fuerte tendencia a fundamentar sus explicaciones en criterios matemáticos, vacíos de explicación cualitativa. Además esto nos permite afirmar que los problemas de enseñanza pueden estar fundamentados en la formación del personal docente, es decir que estos problemas son desde el contexto universitario.
Propuesta No presenta propuesta didáctica ni pedagógica.
Conclusiones Los problemas de enseñanza son problemas que se originan en las facultades de ciencias y de educación.
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Bibliografía López González, W. Y Escalona Tapia, J. “Dificultades conceptuales para predecir equilibrios químicos homogéneos y heterogéneos. VIII Congreso Internacional sobre Investigación en la Didáctica de las Ciencias (ISSN 0212-4521).
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Ficha bibliográfica No. 4. Raviolo, Andrés. (1993). Implicaciones didácticas de un estudio histórico sobre el concepto equilibrio químico.
Titulo IMPLICACIONES DIDÁCTICAS DE UN ESTUDIO HISTÓRICO SOBRE EL CONCEPTO EQUILIBRIO QUÍMICO
Autor y fecha Raviolo, Andrés. (1993)
Tipo Artículo
Resumen El autor (Raviolo, 1993) argumenta que las dificultades de enseñanza son basadas en la ausencia de historicidad del concepto que puede dar luces al maestro de los elementos conceptuales que permitieron la construcción del mismo, además de eso, argumenta que el proceso de enseñanza debe pasar una reflexión constante. También explica que el equilibrio químico es un tema en permanente cambio metodológico lo cual lo determina el estudio e histórico, este concepto ha pasado por varias metodologías según Raviolo, los cuales se han basado en un modelo centrado en las fuerzas de atracción y repulsión, el otro modelo está basado en la historicidad del concepto en mostrar como evoluciono este. También basado en el modelo de las velocidades de cambio.
Problema La carencia de historia en la enseñanza y el modelo didáctico escogido por los profesores se convirtió en un obstáculo para generar metodologías capaces de generar aprendizajes en los estudiantes si tener que recurrir a la estrategia numérica. Entonces enseñar desde una lógica matemática a parta a los estudiantes del saber cualitativo.
Comprensión Los modelos históricos pueden ser un elemento didáctico que generé en los estudiantes aprendizaje cualitativos donde puede relacionar conceptos que convergen en el equilibrio químico, enseñar desde un modelo histórico aporta el sentido evolutivo de los sistemas.
Metodología El autor realizo una revisión histórica del cómo se enseña equilibrio químico desde una mirada e integradora y concluyo que pueden ser más eficaces dado que contienen un carácter cualitativo, porque abarca diferentes modelos de compresión.
Análisis
Propuesta No presenta propuesta didáctica ni pedagógica.
Conclusiones Una mirada histórica también contribuiría a consolidar la didáctica de la química como ciencia, en el campo de la didáctica de las ciencias. Por otro lado, la historia de las ciencias puede ayudar en la definición de conceptos estructurantes, es decir aquellos conceptos que una vez que han sido construidos por el alumno determinan una transformación de su sistema conceptual que le permite continuar con el aprendizaje (Gagliardi, 1988).
Bibliografía Raviolo, Andrés (2007). “Implicaciones didácticas de un estudio histórico sobre el concepto equilibrio químico”. Enseñanza de las ciencias e historia y epistemología. No. 18 (1), pp. 15- 18.
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Ficha bibliográfica No. 5. Quilez Pardo. La necesidad de un cambio metodológico en la enseñanza del equilibrio químico: limitaciones del principio de Le Chatelier.
Titulo LA NECESIDAD DE UN CAMBIO METODOLÓGICO EN LA ENSENANZA DEL EQUILIBRIO QUIMICO: LIMITACIONES DEL PRINCIPIO DE LE CHATELIER.
Autor y fecha QUILEZ PARDO, J.', SOLAZ PORTOLES, J.J. CASTELLÓ HERNÁNDEZ, M.~J~ SANJOSÉ LÓPEZ, V.
Tipo Artículo
Resumen Los autores discuten la problemática que se presenta a través del aprendizaje del concepto equilibrio químico , según Quilez Pardo (1993) citando a Pozo (1991), estos problemas de aprendizaje solo radican en un proceso de enseñanza y el uso de analogías que tanto profesores y libros texto persisten en su empleo, que limita la solución de sistemas en equilibrio y que son inducidos por el profesorado y hacen difíciles de remover dado que la generan problemas de compresión, además la falta de reflexión cualitativa que al resolver problemas selectos del equilibrio apartan al estudiante a comprender de manera reflexiva el contexto de la problema. También, manifiesta la dificultad al control de variables que ajustan un sistema en equilibrio lo cual obstaculiza la justificación de sus respuestas y la predicción cualitativa de la evolución del sistema, suele jugar un papel fundamental el principio de Le Chatelier.
Problema A pesar de la existencia de la bibliografía que se basan en la formulación de investigaciones y propuestas para mejorar la enseñanza y el aprendizaje del concepto en mención en este texto, se sigue presentándose tanto por los profesores como por los libros de texto de una forma simplificada desde una visión matemática. En ese sentido, esta presentación puede llevar a los alumnos a una aplicación mecánica y superficial del mismo, en la que no realicen el pertinente control de variables y no utilicen la expresión de la constante de equilibrio para apoyar sus predicciones. En consonancia el texto propone dos hipótesis las cuales son coherentes con el propósito inicial del texto: “Hipótesis 1. En los libros de texto, el principio de Le Chatelier se formula generalmente de una forma simplificada, sin fundamentación teórica, y sigue utilizándose como guía infalible en la predicción de la evolución de un sistema en equilibrio por la variación de las magnitudes que lo definen”. “Hipótesis 2. En función de esta formulación, la forma en la que los profesores resuelven problemas en los que se aplica este principio conduce a un tratamiento superficial del mismo, en el que predomina un operativismo mecánico y una ausencia del control de las variables que en el sistema”.
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Comprensión
Metodología Para validar dichas hipótesis se revisaron libros texto lo cual los hallazgos establecieron la validez de la hipótesis establecidas, además se genera un cuestionario para aplicar a los textos, además se aplica un test a un número considerable de maestros de segundaria y otros de nivel universitario de carácter cualitativo y cuantitativo.
Análisis Los problemas de enseñanza radican en la naturaleza de la ciencia del docente, es decir el carácter fenomenológico que este le imprime a su metodología es la forma como los estudiantes ven el concepto y resuelven los problemas de un sistema en equilibrio.
Propuesta Propone una visión de la ciencia más integral y un cambio metodológico desde el libro texto y la enseñanza.
Conclusiones Al centrarse los mismos en un aprendizaje memorístico y repetitivo en el que no se favorece el pensamiento divergente, produciendo con ello aprendizajes carentes de significado químico.
Bibliografía Quilez Pardo, J.', Solaz Portoles, J.J. Castelló Hernández, M. ~J~ San José López, V. La necesidad de un cambio metodológico en la enseñanza del equilibrio químico: limitaciones del principio de Le Chatelier. Revista de Enseñanza de las Ciencias. Universidad de Valencia. No. II, pp. 281-288.
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Ficha bibliográfica No. 6. Gonzalo M. A. Bermúdez y Ana Lía De Longhi (2011). Niveles de comprensión del equilibrio químico en estudiantes universitarios a partir de diferentes estrategias didácticas.
Titulo Niveles de comprensión del equilibrio químico en estudiantes universitarios a partir de diferentes estrategias didácticas.
Autor y fecha Gonzalo M. A. Bermúdez y Ana Lía De Longhi (2011).
Tipo Artículo de investigación
Resumen En este texto se basó en una investigación a aplicando un test, para comprender los problemas de aprendizaje y luego evidenciar los problemas de enseñanza, lo cual se basó en experiencias universitarias desde los dos aspectos pedagógicos como es el aprendizaje.
Problema Autores como Gómez Crespo (1996) y Moncaleano (2003), Quilez Pardo y Sanjosé López (1995, 1996) entre otros (Quilez, 1998a, b, 2006), han observado que en el desarrollo del tema “equilibrio químico”, suelen aparecer muchas dificultades de aprendizaje y errores conceptuales relacionados con una incorrecta interpretación de la doble flecha, con el carácter dinámico del equilibrio, confusiones debidas a la estequiometría, errores en el estudio de los equilibrios heterogéneos, dificultades con la constante de equilibrio (K), errores acerca del efecto de catalizadores sobre el equilibrio, errores en la predicción de la evolución de un sistema en equilibrio por un cambio de las magnitudes que lo definen. En consonancia con el anterior párrafo los autores ya mencionado argumentan que las dificultades en la compresión del equilibrio químico se identifica hasta en el nivel universitario, donde el carácter cualitativo del concepto no se evidencia por ningún lado , lo cual nos permite argumentar que los procesos de enseñanza no evolucionan en ningún nivel de escolaridad, la enseñanza más frecuente en las aulas, constituida por exposiciones teóricas magistrales o actividades de resolución de problemas cuantitativos no muestra ser eficaz en superar estas dificultades.
Comprensión
Metodología Para la verificación de la problemática, el diseño de la presente investigación didáctica es de tipo casi experimental, con pre y pos-test, y de carácter cualitativo, donde se aplicó en cada uno una estrategia particular (Hernández Sampieri y otros, 2006), a las que llamaremos “transmisión-recepción”, “metacognición” e “indagación dialógica problematizadora”. Se realizó un análisis comparado de las mismas, a través de pruebas pre-postest y desde las dimensiones de la comprensión.
Análisis Las estrategias de enseñanza permiten a los estudiantes construir o no construir conocimientos duraderos frente al equilibrio químico si bien cualquier metodología de enseñanza genera un proceso aprendizaje, pero los que se basan en la transmisión y solución de problemas
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matemáticos no son los procesos y aprender que se desean. En ese sentido, los procesos que promueven aprendizajes con significado químico son aquellos que se basan en la construcción en modelos constructivistas.
Propuesta Proponen el modelo de instrucción problematizada, que exige un proceso de evolución, cambio conceptual y epistemológico propio de una enseñanza que sea capaz generar espacios donde promueva el pensar, hacer y debatir. Necesita un lenguaje altamente simbólico y de modelos analógicos para la comprensión de sus principios debido a las dificultades que experimentan los alumnos en su aprendizaje. Cambio de metodología que implique un rol más activo del estudiante donde la enseñanza se base en la construcción del saber disciplinar y no la repetición de modelos problemáticos.
Conclusiones En el texto se resalta que los modelos de enseñanza no son el ciento por ciento del aprendizaje del estudiante pero si puede ser una catapulta que genera obstáculo a la hora de formar aprenderes. También importa el rol que juega el docente a la hora de acercar el conocimiento al estudiante. Además, necesaria encontrar situaciones problemáticas que generen la movilidad del conocimiento en el aula, dándole un carácter funcional, así como planificar y reflexionar sobre la interacción dialógica que surja con los estudiantes a partir de ellas.
Bibliografía Gonzalo M. A. Bermúdez y Ana Lía De Longhi (2011). “Niveles de comprensión del equilibrio químico en estudiantes universitarios a partir de diferentes estrategias didácticas”. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias. Vol. 10, Nº 2, 264-288.
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Ficha bibliográfica No. 7. Andrés Raviolo y Andoni Garritz (2007). Analogías en la enseñanza del equilibrio químico.
Titulo Analogías en la enseñanza del equilibrio químico
Autor y fecha Andrés Raviolo y Andoni Garritz (2007)
Tipo Monografía enseñanza de la ciencias naturales.
Resumen El objetivo de este trabajo es presentar una revisión bastante exhaustiva de las analogías propuestas para presentar el equilibrio químico y discutir aspectos que hacen a su aprendizaje y enseñanza. Para después realizar una sistematización de las analogías más empleadas en la enseñanza del equilibrio químico las posibles dificultades o concepciones alternativas que promueve. Las analogías se clasificaron en cinco categorías.
Problema Según los autores, el uso de las analogías en la enseñanza es de valor didáctico, dado que acercan al estudiante a comprender los elementos sustantivos del concepto en este caso la naturaleza del equilibrio químico. En algunos casos se hace necesario que el estudiante evidencia o se haga un modelo de representación que le permita visualizar y acercar la imagen que por su origen es abstracta. Estas analogías tienen un carácter simbólico donde la imagen o la concertación que se genere es la que durara por un buen tiempo en el estudiante, estas analogías pueden tener su visión positiva si hablamos de la representación básica del concepto, pero el problema radica en la imagen deformada que genera del concepto cuando no es bien tratada. En algunas ocasiones pueden tener su lado negativo como pueden ser la generación de comprensiones erróneas, la sola retención de aspectos superficiales o pintorescos o la no abstracción de las correspondencias entre los dominios conceptuales.
Comprensión Las analogías se deben emplear con cuidado de generar imágenes deformadas del concepto. Las analogías tiene un sin número de significados y además sus orígenes sin múltiples.
Metodología Los autores se basaron en la revisión bibliográfica que comprendió 73 artículos o textos de los que se extrajeron 36 propuestas de analogías para el equilibrio Químico. Después genero una tabulación para categorizar dichas analogías y analizar su orígenes y aportes a la enseñanza o los obstáculos que genera en el aprendizaje del concepto y se clasificaron a su vez en los cinco grupos mencionados. Porcentajes, para el total de 36 propuestas de analogías, los aspectos que abordan y las concepciones alternativas que promueven. Entre los aspectos del equilibrio químico ilustrados por las analogías se destacan los siguientes:
Aspecto dinámico,
Igualdad de velocidades en el equilibrio,
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Reversibilidad, deducción de una constante, alteración del equilibrio (y/o aplicación del principio de Le Chatelier) y catalizador en un sistema en equilibrio.
Después los autores relacionaron el tipo de analogía con las variables que se estudian en un sistema de equilibrios y las perturbaciones al sistema en equilibrio.
Análisis El uso de las analogías tiene una base positiva y una base negativa. Se debe primero enfatizar a los estudiantes que es una aproximación no real de la naturaleza del concepto.
Propuesta Emplear en la enseñanza del equilibrio químico analogías para acercar al estudiante, sin embargo se debe hacer un paralelo entre el concepto natural y la analogía, con el fin que el estudiante haga comparaciones desde lo metodológico.
Conclusiones “Las analogías constituyen una estrategia válida para la enseñanza del equilibrio químico, dada la complejidad y la abstracción del concepto según” Según Raviolo (2000). Lo cual permite visualizar lo fenomenológico del concepto. A pesar de su utilidad en el campo de la química y específicamente en el equilibrio químico se debe tener cuidado en el empleo para no generar e interpretaciones duraderas frente a los niveles macroscópico y microscópico. En los aspectos metodológicos se debe revisar el decálogo del Raviolo (2006) para enseñar a través de las analogías.
Bibliografía Andrés Raviolo y Andoni Garritz (2007). “Analogías en la enseñanza del equilibrio químico”. En: Monografía: Enseñanza de las ciencias: perspectivas iberoamericanas. Enero.
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Ficha bibliográfica No. 8. Verónica del Pozo Velasco (2012- 2013). Unidad didáctica el equilibrio químico.
Titulo UNIDAD DIDÁCTICA EL EQUILIBRIO QUÍMICO
Autor y fecha Verónica del Pozo Velasco (2012- 2013)
Tipo Tesis para optar al título de Máster Universitario en profesor de educación secundaria.
Resumen El autor del documento se basa en los problemas de enseñanza y aprendizaje que se halla mediante una intervención en el aula, dicho proceso se establece en el marco del concepto equilibrio químico y sus dificultades para enseñar y aprender este. De este modo la autora establece una propuesta de enseñanza para superar y evidenciar cuales serían las metodologías que se deben destacar desde una unidad didáctica. El proceso consta de cuatro partes diferenciadas. En la primera se trata de concretar qué se entiende por unidad didáctica y a qué aspectos ha de responder su elaboración. La segunda se centra en la importancia de la enseñanza del equilibrio químico y en la consideración de las principales dificultades que encuentran los alumnos en la comprensión y aprendizaje del mismo. En la tercera parte, núcleo central del trabajo, se planifica y desarrolla la unidad didáctica sobre el equilibrio químico. El quinto apartado trata, de forma muy general, algunas de las medidas que se pueden adoptar para contemplar la diversidad que se presenta en el alumnado. En el sexto se desarrolla Equilibrio químico la unidad didáctica con una descripción pormenorizada de los objetivos, contenidos, actividades y recursos propuestos para las trece sesiones de clases dedicadas a la unidad. El último apartado se dedica a la evaluación. Finalmente, en la cuarta parte se exponen las conclusiones derivadas de la elaboración del trabajo. Desde esa lógica la autora establece una metodología específica que consiste en destacar algunos elementos básicos de la propuesta didáctica los cuales se deben destacar en cada clase al planearse; determinar unos objetivos pedagógicos que se puedan alcanzar estos deben tener relación con la capacidades del estudiantado y el profesor, es ese sentido se partir de las actitudes aptitudes del conjunto del aula, dado, que este es un factor determinante en dichos proceso.
Problema Uno de aspectos relevantes en la formulación de la unidad de didáctica es determinar los problemas de enseñanza y aprendizaje que se pueden presentar en el aula cuando se enseña Equilibrio químico unos de los
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aspectos determinantes son los planteamientos metodológicos que pueden estar determinados por las creencias del profesor sobre la ciencia y la enseñanza, es indudable que los escolares tendrán una imagen de la ciencia y del proceso de enseñanza-aprendizaje transmite el profesor. En ese sentido de la enseñanza transmisiva uno de los aspectos relevantes marcados como problemas para el aprendizaje que se basan en la enseñanza son la resolución de problemas o ejercicios sin sentido para el estudiante, obviamente este un problema inducido por la enseñanza, la comprensión del equilibrio químico y en su aprendizaje, es que los estudiantes desconocen a qué problema intenta dar respuesta y muestran poca capacidad para identificar ejemplos de situaciones de equilibrio Por otro lado, muestran poco dominio en el manejo cualitativo de los aspectos del equilibrio químico debido a que la enseñanza se centra en una visión operativista del concepto, y no reconocen la dependencia de la constante de equilibrio con la temperatura y con la forma en la que se representa la reacción química (Hernando et al., 2003). Otro problema relevante en la enseñanza es basar este proceso a partir de la libro texto, dado que este tiene una visión operativista y poca reflexiva desde los aspectos cualitativos y se utiliza como guía infalible en la predicción de la evolución de un sistema en equilibrio, el libro texto se centra en el cálculo de las magnitudes que definen la constantes de equilibrio químico.
Comprensión Es importante establecer que los problemas de aprendizaje se basan en los problemas de enseñanza, además estos proceso están relacionados con el como el docente asume la enseñanza y la ciencia.
Metodología La autora se basa en el sondeo de las ideas alternativas de los estudiantes sobre el Equilibrio químico ejecutando una prueba diagnóstica. En otro aspecto de la unidad es una introducción magistral, lo cual se fundamentó en aspectos didácticos como videos, esquemas, libros texto etc., luego la resolución de algunos ejercicios sobre el tema. Normalmente la clase se dividirá en tres partes. En la primera se expondrán los objetivos de la manera más clara y concreta posible, en la segunda se desarrollará la teoría, conceptos, actividades… y en la tercera se expondrán los resultados y las conclusiones a modo de cierre. 1. Actividad de diagnóstico 2. Actividad de motivación e introducción. 3. Actividades de desarrollo del proceso de aprendizaje. 4. Actividades de refuerzo y ampliación. 5. Actividad de evaluación.
Análisis Es evidente que las estrategias centradas en una posición constructivista del conocimiento activan más dimensiones de la comprensión que
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aquellas basadas en la transferencia de conocimientos. La concepción que el profesor tenga del proceso de enseñanza aprendizaje determina sus aspectos pedagógicos, si se asume como objetivo la labor docente la construcción de aprendizajes por los estudiantes.
Propuesta Se basa en la formulación de una unidad didáctica, se establece una relación entre concepto y el modelo pedagógico constructivista.
Conclusiones En este trabajo se estableció como objetivo la formación del conocimiento del estudiante mediante una serie de actividades que motiven comprender el tema desde los aspectos importantes y no operativista, el proceso metodológico empleo diferentes elementos que pueden ser básicos y no muy lejanos de lo que hacen los otros profesores.
Bibliografía Pozo Velasco, Verónica del (2012- 2013). Unidad didáctica el equilibrio químico. Máster universitario en profesor de educación secundaria obligatoria y bachillerato, formación profesional y enseñanza de idiomas. Curso 2012-2013 .
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Ficha bibliográfica No. 9. QUÍLEZ, J. y SAN JOSÉ. El principio de Le Chatelier a través de la historia y su formulación didáctica en la enseñanza del equilibrio químico.
Titulo EL PRINCIPIO DE LE CHATELIER A TRAVÉS DE LA HISTORIA Y SU FORMULACIÓN DIDÁCTICA EN LA ENSEÑANZA DEL EQUILIBRIO QUÍMICO
Autor y fecha QUÍLEZ, J. y SAN JOSÉ
Tipo Articulo
Resumen El presente artículo pretende explicar y dar a conocer los diferentes momentos en los cuales se puede empelar el principio de Le Chatelier para comprender aspectos cualitativos de la variación de los estados iniciales del sistema en equilibrio, explicando los aspectos matemáticos y los aspectos químicos cualitativos que se puede evidenciar en un sistema en equilibrio o perturbado, y como este principio es utilizado como base didáctica para que los estudiantes comprendan las necesidades cualitativas.
Problema A pesar de la gran cantidad de autores que se han ocupado en señalar el carácter vago y ambiguo del principio de Le Chatelier, y las limitaciones del mismo, y a pesar de la elocuencia de sus argumentaciones, el impacto que han tenido estas críticas en el ámbito didáctico ha sido mínimo. En general, tanto los libros de texto de Química General como los profesores siguen utilizando adaptaciones de la formulación más simple del principio de Le Chatelier. La situación se agrava, ya que en la mayoría de los casos no se controlan las variables implicadas, lo que conduce a su empleo como guía infalible para la resolución de problemas (Quílez, 1995b). Ya en otras perspectivas el principio suele relacionarse con principios básicos de la matemática y la física, lo cual estable una mayor dificultad para comprender los elementos fundamentales y como este se relaciona con las ideas cualitativas de los estados en equilibrio.
Comprensión A pesar de los ataques que ha recibido el principio de Le Chatelier para explicar las perturbaciones o la necesidad de variar alguna de las variables cualitativas de los sistemas en equilibrio, este sigue vigente en los profesores y los libros texto. Este carece de verificación y además no se puede evidenciar mejorar didácticas para uso académico.
Metodología Revisión histórica y didáctica de las diferentes fuentes bibliográficas.
Análisis En el intento de reformulación del principio con fines didácticos se ha demostrado la imposibilidad de conseguir un enunciado sencillo exento de ambigüedad o dificultad, por lo que no se consiguen los fines inicialmente propuestos (Quílez, 1996).
Propuesta No presenta.
Conclusiones A pesar de sus carencias didácticas para explicar dichas perturbaciones, se sigue empleado en la explicación docente.
Bibliografía QUÍLEZ, J. y SAN JOSÉ. El principio de Le Chatelier a través de la historia y
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su formulación didáctica en la enseñanza del equilibrio químico. Vol. 2.
Ficha bibliográfica No. 10. Andrés Raviolo y Mª Mercedes Martínez Aznar. El origen de las dificultades y de las concepciones alternativas de los alumnos en relación con el equilibrio químico.
Titulo El origen de las dificultades y de las concepciones alternativas de los alumnos en relación con el equilibrio químico.
Autor y fecha Andrés Raviolo y Mª Mercedes Martínez Aznar
Tipo Articulo
Resumen Este artículo analiza las causas de estas dificultades y concepciones alternativas, encontradas en una revisión bibliográfica y en la experiencia personal, clasificándolas en tres posibles fuentes: (a) experiencias y lenguajes cotidianos, (b) concepciones alternativas de los profesores y en los libros de texto y (c) características de la enseñanza. A su vez se consideran cuatro aspectos en el análisis de las dificultades originadas por la enseñanza.
Problema En este artículo se evidencian tres aspectos e importantes como formulación de problemas para generar en los estudiantes aprenderes significativos. Para esto se clasificaron tres aspectos problemáticos tales como; la experiencia previa, 2. Concepciones alternativas de los profesores y en los libros de texto, 3. Características de la enseñanza, 4. En la resolución de problema, 4. El lenguaje utilizado en las explicaciones, pero nosotros solo vamos a tener en cuenta para esta catalogación los criterios 2 y 4. En ese sentido el criterio número 2 establece que unos aspectos problemáticos de la enseñanza 1) En la resolución de problemas, 2) En la realización de experimentos,3) En las presentaciones expositivas y 4) Con el lenguaje utilizado en las explicaciones. Entonces varios estudios muestran que la resolución de problemas en el equilibrio químico no implicaba una compresión de los conceptos correctos del concepto equilibrio químico, para el autor este puede provocar un obstáculo permanente en el estudiante a la de comprender los elementos básicos del equilibrio químico .
Comprensión Los problemas de enseñanza se basan en la metodología propias del docente basado su proceso en aspectos cuantitativos donde el menos favorecido es el estudiante.
Metodología Este trabajo se propone analizar las causas de las dificultades y de las concepciones alternativas relacionadas con el tema equilibrio químico, que surgen como producto de una revisión bibliográfica amplia y de la experiencia propia, clasificándolas en tres posibles fuentes: A. Experiencias y lenguajes cotidianos. B. Concepciones alternativas de los
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profesores y en los libros de texto. C. Características de la enseñanza recibida.
Análisis El proceso de enseñanza desde una mirada cuantitativa genera diferentes problemas de aprendizaje en los estudiantes.
Propuesta No evidencia una propuesta concreta sin embargo argumenta sobre los problemas de enseñanza y aprendizaje.
Conclusiones La enseñanza no se puede generar sin una reflexión que fomente aprendizajes significativos. El docente debe evaluar su didáctica constantemente desde los resultados que obtienen sus estudiantes.
Bibliografía Andrés Raviolo y Mª Mercedes Martínez Aznar (2005). “El origen de las dificultades y de las concepciones alternativas de los alumnos en relación con el equilibrio químico”. Investigación Educativa. Febrero.
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Ficha bibliográfica No. 11. Carlos Andrés Santa Montoya (2014). Estrategia didáctica para la enseñanza del equilibrio químico utilizando la metodología “The Flipped Classroom” y la plataforma Moodle.
Titulo Estrategia didáctica para la enseñanza del equilibrio químico utilizando la metodología “The Flipped Classroom” y la plataforma Moodle.
Autor y fecha Carlos Andrés Santa Montoya (2014)
Tipo Tesis para optar al título de Maestría.
Resumen El presente trabajo presenta el desarrollo e implementación de la metodología “The Flipped Classroom” para la enseñanza de los conceptos básicos del Equilibrio Químico para superar los problemas de enseñanza algorítmica.
Problema Los docentes no tienen una capacitación profunda en el tema, y eso genera que tengan que recurrir, en sus explicaciones, al uso de ecuaciones tanto químicas como matemáticas, relativamente complejas para el nivel, y al uso de prácticas de laboratorio no adecuadas para el tema. Lo anterior genera no solamente desinterés de los estudiantes.
Comprensión Debido a la e inexperiencia de los docentes sobre la enseñanza del concepto equilibrio químico, ellos deben recurrir a metodologías menos favorables para los estudiantes en cuanto al aprendizaje del concepto.
Metodología El autor propone un test para identificar cuáles son los problemas de aprendizaje basados en la enseñanza, además el análisis del test se basara en De otro lado, el análisis de la información empleado es de corte cuali-cuantitativo pues el trabajo tiene un corte social (educación) y algunos datos se reportan bajo los parámetros de tratamiento estadístico de datos. Después se lleva acabo el acceso a la plataforma para verificar si funciona como recurso didáctico. También se lleva a cabo un proceso de práctica de laboratorio para contrastar la formulación del aprendizaje y diferenciar el estado desde una clase magistral y otra como práctica.
Análisis Los estudiantes responder con mayor facilidad al tema desde una lógica informática (moodle) dado la convergencia en los recursos y gustos tecnológicos, en ese sentido se debe mencionar que estas plataformas generar un proceso más asertivo en el aprenderes que las clases magistrales.
Propuesta Crea y emplear una plataforma e interactiva para generar e interés en el concepto equilibrio químico. Desde esta propuesta los estudiantes podrán e interactuar con elementos pedagógicos como las prácticas de laboratorio.
Conclusiones Este tipo de formatos o herramientas didácticas como las plataformas moodle fomentan en los estudiantes la motivación para aprender desde otra visión de enseñanza, también es un recurso preciso para fomentar en los estudiantes capacidades de análisis cualitativo superando los procesos de enseñanza algorítmica.
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Bibliografía Santa Montoya; Carlos Andrés (2014). Estrategia didáctica para la enseñanza del equilibrio químico utilizando la metodología “The Flipped Classroom” y la plataforma Moodle. Universidad Nacional de Colombia, Medellín.
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Ficha bibliográfica No. 12. Juan Quílez Pardo. Superación de errores conceptuales del equilibrio químico mediante una metodología basada en el empleo exclusivo de la constante de equilibrio.
Titulo Superación de errores conceptuales del equilibrio químico mediante una metodología basada en el empleo exclusivo de la constante de equilibrio
Autor y fecha Juan Quílez Pardo
Tipo Artículo de revista
Resumen El artículo expone los diferentes problemas que se vienen presentando a la hora enseñar el concepto equilibrio desde la revisión bibliográfica. Además de eso se formula un test para conocer el conocimiento de los estudiantes sobre el tema en estudio mediante dos grupos uno control y un experimental que establece las variables conceptuales.
Problema En el planteamiento del problema en este artículo se basa en la forma en que los profesores trabajan el tema con los estudiantes, Entre otras causas, se han señalado las siguientes: a) dificultades de comprensión del lenguaje utilizado (Bergquist y Heikkinen, 1990); b) la alta demanda conceptual de los conceptos relacionados (Huddle y Pillay, 1996); c) las analogías empleadas en su didáctica (Johnstone, MacDonald y Webb, 1977); d) dificultades de tipo estequiométrico (Hackling y Garnett, 1985); e) deficiente capacidad en la resolución de problemas (Camacho y Good, 1989); f) planteamientos didácticos incorrectos (Quílez, Solaz, Castelló y Sanjosé, 1993); g) utilización de reglas de tipo memorístico (Quílez y Sanjosé, 1995), y h) empleo de un razonamiento causal lineal y secuencial (Quílez, 1996). Según (Quílez pardo). Estas deficiencias tienen un origen metodológico y se ven propiciadas por los planteamientos didácticos incorrectos que realizan los profesores que refuerzan los problemas de aprendizaje en los estudiantes, lo cual apartan de manera imprecisa a los estudiantes a querer comprender el tema. No obstante, un problema mayor es la forma en que se emplea el principio de Le Chatelier se utiliza como regla segura y universal, eclipsando otros razonamientos alternativos de mayor rigor conceptual.
Comprensión Los problemas de aprendizaje formulados en los estudiantes se basan en las situaciones didácticas que el profesorado plantea en las clases, estos problemas didácticos pueden expresarse en la compresión del concepto, sin embargo el planteamiento metodológico expresa un cambio dinámico permite al estudiantes comprender en que momentos se puede emplear la constante y el principio de Le Chatelier para solucionar un equilibrio perturbado.
Metodología Se diseña un protocolo experimental con dos grupos de trabajo que incluyen un grupo control y un grupo variable experimental, para trabajar una alternativa metodológica que se basa en el principio de Le Chatelier, el grupo se estableció mediante verificación que estos no conocen las reglas del principio de Le Chatelier. La prueba administrada a todos los
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alumnos consta de una primera parte con cuestiones cerradas y una segunda con cuestiones abiertas. En las tres primeras cuestiones se pretende evaluar el correcto significado y manejo de la expresión de la constante de equilibrio. La cuarta cuestión está basada en el tratamiento realizado por Stanks et al (1967).
Análisis Los planteamientos didácticos de los profesores a la hora de enseñar el concepto equilibrio químico son los causantes de los problemas de aprendizaje y enseñanza. Mediante la constante de equilibrio se puede superar los obstáculos y los planteamientos didácticos para comprender el principio de Le Chatelier.
Propuesta Se propone emplear la constante de equilibrio como medio didáctico para solucionar los problemas de compresión del tema en los estudiantes. Además basar la mayoría de las explicaciones en la compresión y utilización al principio de Le Chatelier.
Conclusiones Los errores relacionados con el deficiente tratamiento de equilibrios heterogéneos se pueden superar claramente mediante un tratamiento de mayor rigor conceptual y metodológico que el profesor ofrezca a los estudiantes.
Bibliografía Juan Quílez Pardo. Superación de errores conceptuales del equilibrio químico mediante una metodología basada en el empleo exclusivo de la constante de equilibrio.