PRÁCTICA VIRTUAL DE LABORATORIO QUÍMICO: SEPARACIÓN DE DICROMATO DE POTASIO Y ARENA.

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1 PRÁCTICA VIRTUAL DE LABORATORIO QUÍMICO: SEPARACIÓN DE DICROMATO DE POTASIO Y ARENA. Hilda González Medina Gonzalo Vidal Castaño Caridad Pérez Fuentes. Facultad de Química. Universidad de la Habana. hilda@fq.uh.cu gonzalo@fq.uh.cu RESUMEN. En este trabajo se presenta un programa informático titulado Separación de dicromato de potasio y arena, el cual puede ser usado para la realización de una práctica de laboratorio virtual de Química o para la autopreparación de los estudiantes para una práctica de laboratorio real. El programa forma parte de un conjunto de actividades, denominado Laboratorio Virtual de Química, elaborado en la Facultad de Química de la Universidad de la Habana, para la enseñanza universitaria de la química experimental. INTRODUCCIÓN. En todas las carreras universitarias, que presentan la asignatura Química General en su plan de estudio, aparecen incluidas en el programa de la asignatura la realización de actividades prácticas. Sin embargo, en algunas de esas carreras, debido a su perfil profesional, no se contempla como objetivo de la asignatura Química general la adquisición de habilidades manipulativas por parte de los estudiantes, y en otras, diferentes problemas impiden la realización de prácticas de laboratorio real. Por estas razones el uso de programas informáticos puede resultar una útil alternativa en la práctica docente. Aunque existen simuladores comerciales de laboratorio químico, como el Model ChemLab, en muchos de ellos no queda claro cuál es el modelo pedagógico en el cual se sustentan y no presentan algunas de las características fundamentales que debe poseer todo ambiente de aprendizaje virtual, como son la interactividad con el usuario y la adaptabilidad a las necesidades cognoscitivas individuales del mismo. (Britain,1999) (Vidal et al, 2002). Las nuevas propuestas de educación y divulgación tienen como uno de sus objetivos la de maximizar las posibilidades de aprendizaje. Dentro de estas propuestas se encuentra la multimedia educativa, como una herramienta para crear escenarios virtuales y trasmitir información conectando diferentes ambientes como audio, texto, gráficos y animaciones. (Fizgerald, 1997) (Yildrim et al., 2001). Las aplicaciones de multimedia constituyen una buena alternativa para complementar la educación tradicional, ya que cuentan con gran aceptación por parte de los estudiantes. (Navas, 2002) 19

2 Por otra parte, en las investigaciones sobre la enseñanza de las ciencias, existe una disposición positiva para considerar las prácticas de laboratorio como ocasión propicia de familiarizar a los estudiantes con el trabajo científico, elaborando estrategias de enseñanza para un aprendizaje de las ciencias como una investigación dirigida, lo que también contribuye a eliminar la separación entre teoría y práctica. (Gil et al, 1999). El objetivo de este trabajo es presentar un programa informático Separación de dicromato de potasio y arena, el cual puede utilizarse para la realización de una práctica de laboratorio virtual de química. Este programa fue realizado con el sistema de autor ToolBook II Instructor 6.5, emplea tecnología web y fue estructurado siguiendo las etapas de la metodología de investigación científica. RESULTADOS. El programa consta de una página de inicio o presentación, fig. 1, donde aparece el título y un animación alegórica a la práctica. La barra superior permite acceder a otras prácticas, a la ayuda y a la calculadora. Título Menú Animación Figura 1. Página Introducción. A la izquierda aparece una barra con hipervínculos a los diferentes momentos de la actividad, que constituyen las diferentes páginas del programa y a su vez, las etapas del método investigativo. Este menú se incluye en todas las páginas del programa. 20

3 Este es el orden que se le propone al usuario, no obstante él tiene la posibilidad, mediante este menú, de seguir otro orden de acuerdo a sus necesidades individuales. La página introducción sitúa al usuario en el tema en estudio, que en este caso se refiere a la separación de los componentes de una mezcla, teniendo en cuenta su diferencia de solubilidad en agua. También se brinda información acerca de las aplicaciones del dicromato de potasio. En la página problema a investigar, se le plantea al usuario el problema que debe solucionar en la actividad, que se refiere a la selección del mejor procedimiento experimental, para recuperar el mayor porcentaje de dicromato de potasio de una mezcla de dicha sal con arena. En estas dos páginas los textos se apoyan en imágenes. Para comprender el problema y lograr el esclarecimiento del mismo, se le orienta al estudiante en la página de autopreparación, diferentes tópicos que debe estudiar,fig. 2. Estos son: propiedades físicas del dicromato de potasio, solubilidad y factores que influyen en la misma, curva de solubilidad del dicromato de potasio, filtración por gravedad y filtración a presión reducida. Para estas operaciones se muestra el esquema del equipo correspondiente, con recomendaciones para el montaje correcto del mismo y se muestra un video en el que se realiza la operación de filtrar. Figura 2. Página Autopreparación. 21

4 El usuario puede comprobar la efectividad del estudio realizado y la comprensión del problema accediendo a las páginas tareas y realizando las mismas. Aquí se incluyen el completamiento de un mapa conceptual relacionado con el concepto de solubilidad y los factores que influyen en ella; preguntas de selección múltiple relacionadas con el trabajo de curva de solubilidad, fig.3; sobre las condiciones experimentales adecuadas para trabajar con el dicromato de potasio, en base a sus propiedades; para identificar en el problema variables independiente y dependiente, etc. En todas las tareas el usuario obtiene inmediatamente retroalimentación a sus respuestas y puede en muchos casos, tras un nuevo estudio o análisis, cambiar la misma. En la página hipótesis se plantea un procedimiento que el usuario debe completar con la información previamente obtenida, dando así una respuesta anticipada al problema. El estudiante debe escoger entre dos temperaturas, 0 y 25ºC, cual es la que debe utilizarse, al enfriar el filtrado, para recuperar el mayor porcentaje de dicromato de potasio en la mezcla. En las páginas selección de sustancias y selección de útiles, el usuario elige los materiales necesarios para la realización del experimento, recibiendo retroalimentación de lo adecuado o no de su selección. Este momento de la actividad representa una ventaja con respecto a las prácticas tradicionales, ya que el alumno generalmente no selecciona los materiales a utilizar. Retroalimentación Figura 3. Página Tarea. 22

5 En la página experimento, fig. 4, el usuario puede observar a través de un video cada paso del mismo. En la práctica aparecen los experimentos a 0 y 25ºC, para que el usuario realice los mismos y posteriormente al analizar sus resultados, concluya acerca de lo acertado o no de la elección de la temperatura planteada en la hipótesis. A medida que se va realizando el experimento van apareciendo mensajes para que el estudiante anote algún dato o realice una observación. El video puede detenerse en cualquier momento o volver atrás, adaptándose a las necesidades de cada usuario. En la página resultados, el usuario escribe, para los procedimientos a las dos temperaturas, los datos experimentales y los valores de las magnitudes calculadas. En la página conclusiones, el estudiante, en base a los resultados obtenidos, completa una propuesta y concluye lo acertado o no de la elección de la temperatura de trabajo, recibiendo retroalimentación. Por último en la página evaluación, fig. 5, el usuario pulsando el botón Obtén tu calificación, recibe, en % de respuestas correctas, la calificación del trabajo realizado. Para borrar las respuestas dadas durante el trabajo, se pulsa el botón Cancelar. Mensaje Fig. 4. Página Experimento. 23

6 Calificación Fig. 5. Página Evaluación CONCLUSIONES. Se elaboró un programa informático Separación de dicromato y arena, el cual puede ser usado como práctica virtual en la enseñanza universitaria de la química experimental y también en la preparación previa de los estudiantes, para la realización de una práctica en el laboratorio real. El programa permite realizar la práctica como una investigación dirigida y el usuario puede interactuar con el programa, recibiendo retroalimentación cualitativa a medida que va trabajando, así como una calificación final. También el programa, por su estructura, permite ser adaptado de acuerdo a las necesidades de cada usuario. BIBLIOGRAFÍA. Britain S. A., A framework for pedagogical evaluation of virtual learning environments. JISC technology applications programme. University of Wales- Bangor. Fizgerald G.,Wilson B., Semaru L., An interactive multimedia program to enhance teacher proble-solving skills based and cognitive flexibility theory: design and outcomes, Journal of Educational Multimedia and Hypermedia, vol.6, nº 1, pag (1997). 24

7 Gil D., Furió C., Valdés P., Salinas J., Martínez J., Guisáosla J., González E., Dumas A., Goffard M, Pessoa A., Tiene sentido seguir distinguiendo entre aprendizaje de conceptos, resolución de problemas de lápiz y papel y realización de prácticas de laboratorio?, Revista Enseñanza de las Ciencias, vol. 17, nº 2, pag (1999). Navas A., Pombo J., Diseño y aplicación de software multimedia sobre la biología de las ballenas, Journal of Science Education, vol. 3, nº 1, pag (2002). Vidal G., González H., Evaluación Pedagógica del Model ChemLab. Un simulador del laboratorio, para la educación presencial y a distancia, Revista Pedagogía Universitaria vol. VII, nº 4, pag (2002). Yildrim Z., Ozden M., Asku M., Comparison of hypermedia learning and traditional instruction on knowledge acquisition and retention, The Journal of Educational Research, vol. 94, nº. 4,pag (2001) 25