Detalle de la propuesta La materia se transforma

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1 Detalle de la propuesta La materia se transforma Introducción La química, una de las más problemáticas de las llamadas ciencias duras, puede ser una aventura muy divertida. El acercamiento a la ciencia ocurre en los primeros años de vida, durante los cuales el niño esquematiza el mundo que lo rodea. Según Jean Piaget, la curiosidad surge cuando, luego de una etapa inicial en la que el niño percibe al universo creyendo dirigirlo (inteligencia subjetiva), se llega a una etapa en la que se concibe un mundo estable e independiente de la propia acción. La escuela tiene un lugar muy importante en el desarrollo del afán del niño por entender la estructura del universo en el que vive. Si no se fomenta el interés por el conocimiento científico en el ámbito escolar, el niño dejará de cultivarlo. La población objetivo de la presente propuesta son en primer lugar los maestros de educación primaria. A mediano plazo, se espera que la trasposición de los conocimientos adquiridos permita alcanzar otro nivel objetivo, desarrollando el interés por la ciencia y la tecnología en los niños. El eje temático que se propone abordar en particular es la materia y su transformación, sujeto de estudio de la química. Este eje temático está íntimamente relacionado con los contenidos de ciencia y tecnología del programa de Enseñanza Primaria [1]. Las transformaciones de la materia constituyen un eje temático de enorme relevancia sobre el que se sustentan la mayor parte de los contenidos de la disciplina química a lo largo del programa escolar. Sobre la base de la teoría corpuscular de la materia, se dará especial relevancia a las ideas básicas del enlace químico. A pesar que el concepto y la naturaleza del enlace químico no son objetos de enseñanza en sí mismos a nivel escolar, su conocimiento por parte de los maestros les permitirá abordar la complejidad de los contenidos disciplinares incluidos en el programa con una firme base conceptual. La comprensión de la naturaleza de las interacciones entre las partículas (átomos, moléculas, iones) resulta una herramienta imprescindible para racionalizar tanto las propiedades de la materia como las transformaciones físicas y químicas que ésta sufre. [2-5] Por ello se espera que el taller proyectado contribuya positivamente en la formación de los participantes en el área de la química. Se propone un abordaje interactivo, en el que el conocimiento surja de la construcción conceptual a partir de la discusión de los temas en un lenguaje adecuado, así como de la vivencia directa de los experimentos para los que se les brindarán los principios químicos involucrados. El empleo de modelos como recursos didácticos será la base para la construcción del conocimiento. El grupo de trabajo proponente está conformado por tres profesores de la Cátedra de Química Inorgánica de la Facultad de Química de amplia trayectoria en investigación y docencia, dos de ellos investigadores activos del área Química del PEDECIBA. El otro integrante cuenta además con años de experiencia dirigiendo actividades de educación no formal para escolares de todo el país mediante la creación y dirección del programa Química d+. Los tres docentes del grupo proponente ya ha trabajado en conjunto en varias actividades de formación docente, como por ejemplo en el proyecto financiado por CSIC Cuidemos las aguas naturales del Uruguay: un niño, un investigador [6], el proyecto financiado por la ANII Química d+: llevando la ciencia a la sociedad [7], el diseño y

2 elaboración de los materiales del curso Química I dictado en modalidad semipresencial para alumnos de formación docente del Instituto de Profesores Artigas, o el dictado del curso de posgrado en Didáctica de la Enseñanza Media Sustancias y reacciones químicas, para docentes de Enseñanza Secundaria. Objetivos Objetivos generales Contribuir a la formación en química de los maestros participantes mediante la realización de un taller que promueva la aprehensión de esta disciplina desde la discusión crítica, la observación y la experimentación Generar las condiciones para la escritura académica a realizarse a posteriori, como estrategia adicional para el mejoramiento de los procesos de enseñanza y aprendizaje del colectivo educador Objetivos específicos Apoyar la labor docente en áreas científicas contenidas en el programa escolar para nivel escolar Generar en los maestros una profundización del conocimiento de las interacciones y fuerzas químicas que gobiernan las transformaciones de la materia Ahondar en el conocimiento de la transformación de la materia desde el nivel corpuscular modélico y su relación con el nivel macroscópico experimental Lograr, a mediano plazo, la transferencia de estos logros a los niños, para que ellos tengan una mejor apreciación de la química y su relación con las observaciones de la vida diaria A partir de la tercera etapa, expandir esta experiencia a otros educadores, multiplicando así el alcance de la misma Plan de actividades Se seguirán las tres etapas propuestas en las bases del llamado (convocatoria, taller, elaboración de material académico). El taller está diseñado para aproximadamente 25 maestros. Previamente se realizará la preparación del mismo. Debido al alto componente práctico de esta actividad, que implica la preparación de materiales de laboratorio, compra de reactivos, preparación de soluciones, etc. así como la elaboración de los protocolos de trabajo para cada actividad, se prevé la contratación de personal técnico, así como la financiación para la compra de los reactivos y materiales necesarios. El taller se realizará en modalidad presencial en 3 jornadas de 8 horas de duración en el período de las vacaciones de setiembre de Durante el taller se propondrán distintos tipos de actividades a desarrollar sobre el eje temático La materia se transforma. Durante los tres días de taller se discutirán aspectos teóricos de las temáticas abordadas,

3 pero se realizarán sobre todo actividades tipo taller interactivo y un conjunto de experimentos para ejemplificar los conceptos químicos involucrados. Asimismo se prevé entrenar a los maestros en la realización de algunos experimentos sencillos que puedan ser realizados posteriormente en el aula. Se definen los siguientes tipos de actividades, que serán desarrollados cada día de manera de completar cada núcleo temático diario (día 1, la materia y el enlace químico; día 2, las transformaciones físicas; día 3, las transformaciones químicas): Tipos de actividades propuestas Tipo 1. Presentación del tema: Al inicio de cada día se presentarán los temas en una clase expositiva de dos horas que será dictada por los docentes del grupo de trabajo. El dictado de la clase partirá del conocimiento ya existente de la temática por parte de los participantes, reforzando y profundizando los distintos aspectos teóricos involucrados. Se empleará un lenguaje riguroso pero sencillo y se adecuará el ritmo de la exposición al nivel del grupo. Tipo 2. Taller de discusión: Luego de las clases expositivas se realizarán instancias en las que los maestros formarán por ejemplo 5 subgrupos de 5 compañeros para discutir sobre temas o preguntas disparadoras que se les brindarán en forma escrita. Estas preguntas serán diferentes para cada subgrupo aunque versarán sobre los mismos contenidos temáticos de la clase expositiva anterior y forzarán la discusión entre pares con la acción moderadora de los docentes del grupo proponente. Sobre el final se realizará una breve puesta en común de los aspectos discutidos en cada subgrupo y se enfatizarán los conceptos más importantes trabajados durante la actividad. Tipo 3. Aprendizaje experimental: A continuación se realizarán experimentos en modalidad exploratoria o demostrativa, con la participación activa de los maestros. Los experimentos les permitirán observar los diferentes fenómenos, promoviendo la conceptualización de las ideas previas a partir de la experiencia. La comparación de las ideas o conceptos trabajados con estas observaciones permitirán verificar si esas ideas se ajustan a lo que se observa o si hace falta mejorar nuestra concepción. La elaboración de un breve informe con los resultados observados y las conclusiones desprendidas permitirá afirmar los conocimientos, relacionando los niveles corpuscular y macroscópico. Tipo 4. Experimentos para escolares: Se dará a los maestros los materiales y las técnicas necesarias para hacer experimentos que han sido diseñados para niños por el grupo Química d+, especialmente para tratar estas temáticas a nivel escolar [8]. Se mostrarán además los recursos didácticos que comúnmente emplea nuestro grupo para dichas presentaciones. Tipo 5. Reflexión crítica conjunta: Se solicitará la elaboración de una breve devolución de lo vivido en el día, socializando así las ideas fundamentales. En esta etapa se espera que los docentes participantes realicen una prospección de la trasposición didáctica de los

4 conceptos adquiridos durante el taller. Este tipo de actividad tiene la doble función de afirmar los conocimientos del día a la vez que enriquecer la discusión con los aportes pedagógicos y didácticos aportados por los maestros. Todos los materiales necesarios se diagramarán previamente en un librillo que se entregará a los participantes. Este contendrá el material de apoyo para el seguimiento de las presentaciones de los temas, los tópicos a discutir en subgrupos en los talleres y los protocolos y detalles prácticos de los experimentos a realizar. Allí los participantes podrán además incluir sus observaciones y conclusiones así como las distintas ideas que surjan de la discusión conjunta. Este material será el punto de partida para la elaboración posterior del trabajo académico por parte de los maestros seleccionados para la etapa 3. Cronograma detallado del taller Se trata de horarios tentativos que se adecuarán a las necesidades de los participantes y del lugar en el que se desarrollará el taller. Tipo 1. Presentación del tema Día 1: La materia y el enlace químico Concepto y tipos de de enlaces químicos. Átomos, moléculas, redes, iones. Enlaces de baja energía. Propiedades macroscópicas de la materia y su relación con el enlace. Pausa Tipo 2. Aplicación de los Taller de conceptos de enlace discusión químico, para la explicación de fenómenos macroscópicos. Evaluación de la Día 2: Las transformaciones físicas Las transformaciones físicas. Cambios de estado. Gas o vapor? Evaporación o ebullición? Solubilidad. Algunas propiedades de las mezclas. Conceptualización de fenómenos físicos macroscópicos descriptos mediante las transformaciones a nivel corpuscular. Interpretación desde el punto de vista de los enlaces químicos. Día 3: Las transformaciones químicas Las transformaciones químicas. La energía en las transformaciones químicas: enlaces rotos y formados. Ejemplos de aplicación: los ácidos y las bases, reacciones redox, etc. Conceptualización de fenómenos químicos macroscópicos, interpretación de los enlaces que se forman y se rompen. Transformaciones químicas vs. transformaciones físicas. importancia de definir el sistema en estudio. Almuerzo Tipo 3. Observación y Observación de los Observación de los

5 clasificación de Aprendizaje diferentes muestras. experimental Evaluación de algunas propiedades de la materia. Elucidación de los aspectos esenciales de la temática. Pausa Tipo 4. Modelo corpuscular de la materia Experimentos realizado con niños para niños como recurso lúdico didáctico Experimentos sobre propiedades de la materia: densidad. Tipo 5 Reflexión crítica distintos estados de la materia y de los cambios de fase. Trabajo con nitrógeno líquido. Solubilidad y temperatura. Juego de imanes: clasificación de los estados de la materia y de los cambios de estado. Fusión y solidificación de chocolate. El oráculo químico (revelado con iodo gas). Mezclas. Ósmosis y capilaridad. cambios químicos, reacciones que absorben o desprenden calor, indicadores y reacciones ácido base. Transformaciones químicas: ejemplos. La reacción de descomposición del peróxido de hidrógeno. Los ácidos y las bases, indicadores, neutralización. Electrólisis del agua. Luego de la realización del taller presencial, se procederá a la siguiente etapa en la que un subgrupo de maestros elaborará un material de apoyo para sus pares. Esta etapa se considera de enorme importancia para que este taller trascienda el grupo de participantes, llegando a un mayor número de docentes. Se prevén instancias presenciales así como de comunicación por medios disponibles para la concreción del trabajo. Bibliografía [1] [2] El enlace químico, F. Ibáñez Walker, Ediciones Universidad Católica de Chile (1995) [3] Química, Curso Universitario, B.M.Mahan, R.J.Myers, Addison-Wesley Iberoamericana, 4 ta edición [4] Química, La Ciencia Central, T.L.Brown, H.E.Le Mey Jr., B.E.Bursten; Prentice-Hall Hispanoamericana, 9 ma edición [5] Química, R.Chang, McGraw Hill, 6 ta edición [6] Informe final de ejecución Cuidemos las aguas naturales del Uruguay: un niño, un investigador, un año de duración, dirigido por Julia Torres [7] Informe final de ejecución Química d+: llevando la ciencia a la sociedad financiado por la ANII, un año de duración, dirigido por Marcelo Queirolo y Julia Torres [8] La Química está d+!, libro de divulgación para escolares y maestros. Autores: Julia Torres y Marcelo Queirolo.