Modelos, representaciones y lenguajes

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1 Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Universidad de Buenos Aires Santiago de Chile- Agosto de 07 Modelos, representaciones y lenguajes Galagovsky, Lydia R. Centro de Formación e Investigación en Enseñanza de las Ciencias. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires. Ciudad Universitaria, Pabellón II, 48 Buenos Aires, Argentina lydia.galagovsky@gmail.com

2 La palabra "modelo" tiene diferentes significados: - Como un ejemplo típico o específico de una cierta categoría: Modelo de mesa - Como un ejemplo a seguir Johann S. Bach Lionel Messi - Como un dispositivo más sencillo que muestra los rasgos esenciales de un sistema complejo: Modelo es una palabra polisémica Un VW como modelo de automóvil

3 Modelo de disposición de átomos vistos por mediación de espectroscopía de efecto túnel Modelo molecular del trans-dibromoetileno Modelo de un tejido visto a través de microscopía óptica Modelo de infección viral a Células T (defensa) Modelo de una molécula compleja Modelo atómico de J.J. Thom Son estos dibujos representaciones del mismo tipo de modelo Modelo de la cadena de ADN Modelo de cristales de nieve Qué es un modelo científico y cómo puede aplicarse su significación a la enseñanza de Química Átomo de Hidrógeno Átomo de Oxígeno Modelo D hexagonal del agua en un cristal Modelo es una palabra polisémica Modelo molecular de esteroide obtenido por cristalografía de rayos X Modelo de formación de la unión iónica

4 Expresar sus interpretaciones utilizando dibujos y explicaciones verbales Resultados de un taller sobre fuerzas intermoleculares Los docentes debieron realizar estos tres experimentos Tubo Aceite (5ml) Agitar 0 Dejar segundos reposar* X X X X X X X X X X *Indique el tiempo durante el cual se observan cambios en el sistema. Agua (5ml) Alcohol (ml) Equipo Equipo Diferentes códigos para representar cada componente: Círculos, óvalos, puntos, cruces & también HO L Galagovsky, M A Di Giacomo & V Castelo (009). Modelos vs. dibujos: el caso de la enseñanza de las fuerzas intermoleculares. Rev. Electrónica de Enseñanza de las Ciencias Vol.8 () pp- CH-CHOH

5 Usa un código para representar uniones intermoleculares (UI) entre agua y alcohol (puente de hidrógeno) No lo usa más (ver tubos, ). Pero No usa códigos para otras uniones UI (aceite aceite) Equipo Equipo Expresar sus interpretaciones utilizando dibujos y explicaciones verbales Cercanía como único código para mostrar UI en la solución. micro macro Pero L Galagovsky, M A Di Giacomo & V Castelo (009). Modelos vs. dibujos: el caso de la enseñanza de las fuerzas intermoleculares. Rev. Electrónica de Enseñanza de las Ciencias Vol.8 () pp- Partículas que se tocan es el código para sólido y esa distancia aumenta cuando se dibuja líquido o gas (ver tubos y )

6 Usa un código para representar uniones intermoleculares (UI) entre agua y alcohol (puente de hidrógeno) No lo usa más (ver tubos, ). Pero No usa códigos para otras uniones UI (aceite aceite) Expresar sus interpretaciones utilizando dibujos y explicaciones verbales Emulsión: explicación submicroscópica pero.. No hay códigos que la distingan de una solución! Emulsión: explicación macroscópica. No hay códigos para componentes (aunque los tubos y lucen muy diferentes!) Equipo Equipo micro macro Insolubilidad total entre agua y aceite (ver tubo ) Son modelos estos dibujos Cercanía como único código para mostrar UI en la solución. Pero L Galagovsky, M A Di Giacomo & V Castelo (009). Modelos vs. dibujos: el caso de la enseñanza de las fuerzas intermoleculares. Rev. Electrónica de Enseñanza de las Ciencias Vol.8 () pp- Partículas que se tocan es el código para sólido y esa distancia aumenta cuando se dibuja líquido o gas (ver tubos y )

7 Expresar sus interpretaciones utilizando dibujos y explicaciones verbales Cómo se dibujan las UI en diferentes libros de textos Imagen típica para explicar emulsiones Chang (005): sibujos para explicar UI entre moléculas polares Team Team Son modelos estos dibujos micro ACS (005): Dibujos para explicar interacciones dipolodipolo L Galagovsky, M A Di Giacomo & V Castelo (009). Modelos vs. dibujos: el caso de la enseñanza de las fuerzas intermoleculares. Rev. Electrónica de Enseñanza de las Ciencias Vol.8 () pp- macro Atkins & Jones (006): dibujos para explicar Fuerzas de London.

8 Cómo se dibujan las UI en diferentes libros de textos Expresar sus interpretaciones utilizando dibujos y explicaciones verbales Imagen típica para explicar emulsiones Chang (005): sibujos para explicar UI entre moléculas polares No existen códigos unívocos consensuados para explicar Fuerzas Intermoleculares Entonces.. Los dibujos no modelos Esos dibujos representaciones artísticas para expresar ideas abstractas! Son modelos estos dibujos ACS (005): Dibujos para explicar interacciones dipolodipolo L Galagovsky, M A Di Giacomo & V Castelo (009). Modelos vs. dibujos: el caso de la enseñanza de las fuerzas intermoleculares. Rev. Electrónica de Enseñanza de las Ciencias Vol.8 () pp- Atkins & Jones (006): dibujos para explicar Fuerzas de London.

9 Expresar sus interpretaciones utilizando dibujos y explicaciones verbales Explicaciones verbales macroscópicas mencionan partículas & verbos se atraen, se repelen Explicaciones verbales microscópicas mencionan: - Moléculas que se atraen o se repelen - Fuerzas de Van der Waals, de London o dipolos transitorios entre moléculas de aceite, pero no entre alcohol y aceite! Equipo Equipo micro macro - Mencionan nubes electrónicas sólo para las moléculas de aceite - Mencionan unión hidrógeno solo entre moléculas de alcohol y agua - Mencionan atracciones dipolo-dipolo entre moléculas de agua Son modelos estas descripciones verbales La visión de los estudiantes de Química es: Tanta complicación para explicar un experimento! Cuál es la verdadera forma de explicar L Galagovsky, M A Di Giacomo & V Castelo (009). Modelos vs. dibujos: el caso de la enseñanza de las fuerzas intermoleculares. Rev. Electrónica de Enseñanza de las Ciencias Vol.8 () pp-

10 moleculas o partículas se atraen o se repelen El profesor explica modelos utilizando palabras, dibujos, fórmulas. Pero en los libros se explica diferente!!! Nubes electrónicas Interacciones dipolo-dipolo Uniones hidrógeno Existen fuerzas o uniones de van der Waals y de London Dipolos transitorios... Pueden los estudiantes procesar correctamente toda esta información Pueden ellos construir una significación (mental) similar al modelo mental del profesor Hay una brecha de comunicación en la clase!! Qué proponemos Los modelos explicaciones complejas que están dentro de la mente del experto. Los expertos seleccionan partes de esa información para comunicar lo que les parece relevante para sus explicaciones. Cada ciencia (en especial Química) debe ser vista como un conjunto de lenguajes expertos, llenos de códigos.

11 construyen sus conocimientos en base a INFORMACIÓN crean en sus mentes dispositivos de comunicación diseñados por científicos para explicar sus por transposiciones se vuelven dispositivos de comunicación diseñados por docentes para explicar sus al investigar al comunicar presentan compleja información a sus explican el mundo a través de sus propios Idiosincrásicos porciones de tratan de repetir el discurso de ejemplos de

12 construyen sus conocimientos en base a INFORMACIÓN crean en sus mentes dispositivos de comunicación diseñados por científicos porciones de para explicar sus por transposiciones se vuelven ejemplos de dispositivos de comunicación diseñados por docentes para explicar sus al investigar al comunicar presentan compleja información a sus explican el mundo a través de sus propios Idiosincrásicos tratan de repetir el discurso de se expresa mediante La información científica es compleja y utiliza diferentes lenguajes Necesidad de discriminar entre Recursos Didácticos y Modelos Lenguaje gráfico Lenguaje verbal Lenguaje de fórmulas Códigos utilizan Formatos sintácticos

13 construyen sus conocimientos en base a INFORMACIÓN crean en sus mentes dispositivos de comunicación diseñados por científicos para explicar sus por transposiciones se vuelven ejemplos de dispositivos de comunicación diseñados por docentes para explicar sus se utilizan como al investigar se expresa mediante al comunicar presentan compleja información a sus ejemplos de Mediciones con instrumentos explican el mundo a través de sus propios Idiosincrásicos Lenguaje gráfico Lenguaje verbal Lenguaje de fórmulas Códigos utilizan Formatos sintácticos

14 Modelo de disposición de átomos vistos por mediación de espectroscopía de efecto túnel INFORMACIÓN se utilizan como se expresa mediante Modelo molecular del trans-dibromoetileno ejemplos de Mediciones con instrumentos Lenguaje gráfico Lenguaje verbal Lenguaje de fórmulas Códigos utilizan Formatos sintácticos

15 INFORMACIÓN Modelo de un tejido visto a través de microscopía óptica se utilizan como se expresa mediante Modelo de infección viral a Células T (defensa) ejemplos de Mediciones con instrumentos Lenguaje gráfico Lenguaje verbal Lenguaje de fórmulas Códigos utilizan Formatos sintácticos

16 INFORMACIÓN Modelo molecular de esteroide obtenido por cristalografía de rayos X Modelo de cristales de nieve se utilizan como se expresa mediante ejemplos de Mediciones con instrumentos Átomo de Hidrógeno Átomo de Oxígeno Lenguaje verbal Modelo D hexagonal del agua en un cristal Modelo atómico de Thom Lenguaje gráfico Modelo de formación de la unión iónica Lenguaje de fórmulas Códigos utilizan Formatos sintácticos

17 construyen sus conocimientos en base a INFORMACIÓN crean en sus mentes dispositivos de comunicación diseñados por científicos para explicar sus por transposiciones se vuelven ejemplos de dispositivos de comunicación diseñados por docentes para explicar sus se utilizan como al investigar se expresa mediante al comunicar presentan compleja información a sus ejemplos de Mediciones con instrumentos explican el mundo a través de sus propios Idiosincrásicos Lenguaje gráfico Lenguaje verbal Lenguaje de fórmulas Códigos utilizan Formatos sintácticos

18 construyen sus conocimientos en base a INFORMACIÓN crean en sus mentes dispositivos de comunicación diseñados por científicos para explicar sus por transposiciones se vuelven ejemplos de dispositivos de comunicación diseñados por docentes para explicar sus se utilizan como al investigar se expresa mediante al comunicar presentan compleja información a sus ejemplos de Mediciones con instrumentos explican el mundo a través de sus propios Idiosincrásicos Lenguaje gráfico Lenguaje verbal Lenguaje de fórmulas Códigos utilizan Formatos sintácticos

19 construyen sus conocimientos en base a INFORMACIÓN crean en sus mentes dispositivos de comunicación diseñados por científicos para explicar sus por transposiciones se vuelven ejemplos de dispositivos de comunicación diseñados por docentes para explicar sus se utilizan como al investigar se expresa mediante al comunicar presentan compleja información a sus INCOMUNICACIÓN ejemplos de Mediciones con instrumentos explican el mundo a través de sus propios Idiosincrásicos Lenguaje gráfico Lenguaje verbal Lenguaje de fórmulas Códigos utilizan Formatos sintácticos

20 Modelo de disposición de átomos vistos por mediación de espectroscopía de efecto túnel Modelo molecular deltrans-dibromoetileno Modelo de un tejido visto a través de microscopía óptica Modelo de infección viral a Células T (defensa) Modelo de una molécula compleja Modelo atómico de J.J. Thom Son estos dibujos representaciones del mismo tipo de modelo Modelo de la cadena de ADN Modelo de cristales de nieve Qué es un modelo científico y cómo puede aplicarse su significación a la enseñanza de Química Átomo de Hidrógeno Átomo de Oxígeno Modelo D hexagonal del agua en un cristal Modelo es una palabra polisémica Modelo molecular de esteroide obtenido por cristalografía de rayos X Modelo de formación de la unión iónica

21 Modelo de disposición de átomos vistos por mediación de espectroscopía de efecto túnel Modelo molecular deltrans-dibromoetileno Modelo de un tejido visto a través de microscopía óptica Modelo de infección viral a Células T (defensa) Modelo de una molécula compleja Modelo atómico de J.J. Thom Enseñé a Manchas a silbar No lo escucho silbar! Dije que le había enseñado No que él había aprendido Modelo de la cadena de ADN Modelo de cristales de nieve Átomo de Hidrógeno Átomo de Oxígeno Modelo D hexagonal del agua en un cristal Modelo es una palabra polisémica Modelo molecular de esteroide obtenido por cristalografía de rayos X Modelo de formación de la unión iónica