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Tipo: Apuntes
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Trabajo Final presentado como requisito para optar al título de Magister en la Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales
Director:
JORGE EDUARDO GIRALDO ARBELÁEZ MAGISTER EN QUÍMICA
A Dios, por ser la luz que guía mi camino.
A mi madre, a mi familia, a Nazly Melissa Nieto y Yina Paola Vanegas, ejemplos de entrega y compromiso, por su constante apoyo para continuar construyendo este sueño.
Gracias a mis amigas y amigos, especialmente a Diana Mosquera, Rocío Martínez, Piedad Córdoba y Javier Prada, compañeros en este viaje de construcción de conocimiento, fuentes inagotables de apoyo, compañerismo y solidaridad.
A mi asesor de tesis, Magister Jorge Eduardo Giraldo Arbeláez, por creer en mí y en mi trabajo, por su acompañamiento, orientación y dedicación aún en la distancia.
Al Magister Carlos Andrés Paredes Perdomo por su sincera colaboración en la revisión de la primera etapa de mi trabajo.
A mis compañeros de maestría, especialmente a Indira, Liliana y César, por las experiencias compartidas que enriquecieron mi formación como maestra y como persona.
A las estudiantes de grado 10° del colegio de La Presentación de Neiva, por su colaboración, participación y responsabilidad, sin ellas no hubiese sido posible este trabajo.
En este trabajo se implementaron las analogías como una estrategia para la enseñanza-aprendizaje del concepto de reacción química; desarrollada con estudiantes de grado 10 ° del Colegio de La Presentación de Neiva, Huila, con el propósito de establecer relaciones entre el uso de las analogías y el aprendizaje del concepto de reacción química. Para tal efecto, se realizó un cuestionario inicial con el fin de identificar los obstáculos en el aprendizaje de este concepto, posteriormente se seleccionaron y adaptaron analogías para la explicación del tema, luego se elaboraron planes de clase que incluían las analogías seleccionas y finalmente se evaluó la pertinencia de esta estrategia con un cuestionario final. Los resultados obtenidos indicaron que las analogías son una estrategia apropiada para la enseñanza de reacción química, puesto que las estudiantes lograron aprender significativamente el concepto, demostrando mayor apropiación del mismo.
Palabras claves: Analogías, reacción química, ideas previas, estrategia didáctica.
La enseñanza de las ciencias naturales (Biología, Química y Física) cumple un papel preponderante en la educación y el desarrollo de las comunidades, debido a que estas ciencias involucran diversos procesos relacionados con la realidad de los educandos, por ello es importante que se diseñen y apliquen estrategias que promuevan el interés de los estudiantes por conocerlas, donde se incentiven el pensamiento crítico y reflexivo que acerque a los alumnos al conocimiento científico para comprender su contexto a través de las herramientas que éstas ciencias le proporcionan, con el fin de transformar y aportar ideas para la posible solución de problemas que afectan sus comunidades.
De acuerdo con lo anterior, la responsabilidad de apoyar la educación en ciencias naturales la sostienen dos actores: el Estado, quien debe crear y cumplir políticas y gestionar recursos necesarios para favorecer la enseñanza de estas ciencias; y los maestros quienes deben desarrollar estrategias de aprendizaje donde los protagonistas sean los estudiantes, que los motive a involucrarse con las ciencias, a querer saber más, a hacer del estudio su principal actividad; ya que la enseñanza tradicional ha creado una barrera que impide a los jóvenes acercarse al conocimiento científico de manera consciente, voluntaria e interactiva.
En este orden de ideas, la enseñanza de las ciencias naturales y en el caso particular de la enseñanza de la química, se ha visto abordada por una serie de dificultades que generan rechazo de los estudiantes por su aprendizaje, debido a diferentes factores, uno de ellos es la imagen que la enseñanza tradicional ha formado de esta ciencia, donde se muestra la química como un cúmulo de datos y conceptos ajenos a la realidad. De allí surge la necesidad de generar estrategias de enseñanza que tengan la capacidad de captar la atención de los estudiantes y que promuevan el aprendizaje de los conceptos químicos. Cumpliendo con estas características se presentan las analogías como una alternativa sencilla y económica para lograr el acercamiento de los estudiantes al conocimiento científico.
En este trabajo se seleccionan y aplican analogías como una estrategia para la enseñanza-aprendizaje de reacción química, vistas como una alternativa que permite a los estudiantes aprender significativamente el concepto mencionado, favoreciendo de esta forma el protagonismo del estudiante en la clase, incentivando los procesos de interpretación y argumentación, necesarios para la comprensión del lenguaje químico. Considerándose de igual manera como un aporte a la educación en Química.
Las estudiantes de grado 10° del Colegio de La Presentación de Neiva, están
siendo educadas con una metodología de educación personalizada, en donde
ellas desarrollan “guías didácticas” sobre los temas que se deben tratar en un
periodo académico determinado. Este tipo de enseñanza tiene sus ventajas y
desventajas, sin embargo, para asignaturas como química, será indispensable una
explicación y orientación por parte del docente para que las estudiantes puedan desarrollar las actividades propuestas. Por ello, se plantea el desarrollo de
analogías en reacciones químicas como una estrategia para el desarrollo de dicha
unidad y de esta manera se apoya el proceso de enseñanza – aprendizaje, el
trabajo personalizado para que las estudiantes puedan resolver las guías
asignadas y no se interfiere con los lineamientos institucionales de educación
personalizada.
Teniendo en cuenta la situación anteriormente expuesta, se formulan las siguientes preguntas de investigación:
¿Cómo lograr una mejor comprensión del concepto de reacción en estudiantes de grado 10?
¿A través de analogías es posible mejorar el proceso de enseñanza – aprendizaje del concepto de reacción química en estudiantes de grado 10?
¿Cuáles son los modelos e ideas previas qué tienen las estudiantes sobre el concepto reacción química?
¿Cuáles son los obstáculos que dificultan el aprendizaje del concepto reacción química?
¿Son las analogías una propuesta metodológica pertinente para la enseñanza aprendizaje del concepto de reacción química?
Los conceptos químicos representan para muchos estudiantes grandes dificultades para su aprendizaje debido a diferentes factores que obstaculizan la comprensión de esta ciencia. Uno de ellos, es la ausencia de estrategias metodológicas llamativas y relacionadas con la realidad, que permitan al estudiante contextualizar los conceptos y de esta manera apropiarse de ellos.
Otro de los obstáculos que se presenta para el aprendizaje de la química, radica en la imagen que los estudiantes tienen acerca de ella, pues la observan como una ciencia complicada de interpretar, generando así una explícita desmotivación en los estudiantes por aprender, y en algunos casos una falta de iniciativa de los maestros por innovar, continuando de esta manera sumergida la enseñanza de las ciencias en el marco de la enseñanza tradicional, aletargando el dinamismo que debe caracterizar a las ciencias naturales.
Uno de los conceptos primordiales en la enseñanza de las ciencias naturales son los relacionados con reacción química, pues en ellos se involucra el uso de simbología propia de la química, generando la necesidad de interpretación de dichos símbolos y la incorporación de los mismos para comprender el lenguaje químico. Sin embargo, muchos estudiantes encuentran dificultades para interpretar estos conceptos, y por ende se ve afectado el aprendizaje de otros temas de la química que los tienen como punto de partida.
Este hecho requiere el apoyo de diversas estrategias que dinamicen la incorporación de estos conceptos a los esquemas mentales que poseen los estudiantes; por ello la aplicación de analogías relacionadas con esta temática se convierten en una buena herramienta para la comprensión de estos conceptos, por ser sencillas, económicas y relacionadas con aspectos cotidianos de los estudiantes; además, de acuerdo con Gilbert (1993), Harrinson y Treaugust (2000) citados por Oliva (2006): “ las analogías pueden constituir elementos idóneos para desarrollar la creatividad, la imaginación y las aptitudes y actitudes necesarias para el uso crítico de los modelos científicos y para ser capaz de modelar la realidad por uno mismo”.
En este sentido, incorporar analogías a la enseñanza de la química, específicamente al concepto de reacciones químicas, se hace coherente con la formación integral de los estudiantes, donde se debe buscar su participación activa, donde se fomente el desarrollo del pensamiento para la generación de ideas y la capacidad de argumentación, necesarias para lograr una mejor interpretación de la realidad.
El papel de los maestros en la educación es tan importante que va más allá del dominio de su área de conocimiento, pues este ejercicio implica el manejo de herramientas pedagógicas y didácticas, la construcción de estrategias y la consolidación de metodologías que lleven al estudiante a la apropiación consciente de determinado concepto.
Esta tarea es trascendental y más en esta época donde captar la atención de los estudiantes es tan complicado por diversas fuentes de distracción, que van desde los problemas socioeconómicos y familiares, hasta la adicción a sistemas digitales que ensimisman a los estudiantes, los aísla a un mundo virtual del cual difícilmente sale.
Por ello, la enseñanza de las ciencias debe ser ecléctica, con el fin de permitir el desarrollo de las diversas habilidades que poseen los estudiantes y acercar los conceptos más a la realidad, a la cotidianidad del individuo, pues lo pondrá más en contacto con su propio entorno y se libera un poco del encierro virtual al cual hoy se encuentra sometida la sociedad en general.
Dentro de las estrategias para captar la atención de los estudiantes y facilitar la comprensión de ciertos conceptos, están las Analogías. Por ello, en este marco teórico se hace referencia a dichas estrategias en el área de la química y busca ubicar algunas en el concepto de Cambio químico y reacción química.
El concepto de reacción química ha logrado consolidarse en el transcurso de la historia y el desarrollo de la química, convirtiéndose en la idea central que dio inicio al desarrollo de la química moderna.
Martínez, en “Historia de la química”, menciona que la química del siglo XVIII venía precedida de un amplio desarrollo de la metalurgia, donde el fuego adquiría un papel fundamental ya que permitía transformar los metales y desarrollar combustiones.
“A los químicos alemanes J.J Becher y G.E Stahl se les atribuye el nacimiento de una teoría explicativa y globalizadora de todas las observaciones anteriores sobre los procesos de combustión, denominada teoría del flogisto. Dicha teoría suponía que las sustancias combustibles contienen un “principio inflamable” denominado
flogisto (del griego, llama). La combustión es concebida como el proceso de liberación a la atmósfera del flogisto contenido en la sustancia, dando lugar a un residuo denominado (ceniza o cal, en el caso de los metales). Cuanto más inflamable sea una sustancia, mayor será su contenido de flogisto. De modo que los procesos de calcinación y combustión pueden ser representados por las ecuaciones:
Calcinación: Metal cal + flogisto
Combustión: Sustancia ceniza + flogisto
Martínez también afirma que el mayor éxito de la teoría del flogisto fue que permitió unificar los procesos de combustión y calcinación. A la vez, explicaba el proceso de reducción de los metales, ya que según dicha teoría, al calentar la cal de un metal con una sustancia más rica en flogisto (carbón, considerado como flogisto casi puro) el metal recupera el flogisto y se “revivifica”. Esquemáticamente se puede representar este proceso así:
Cal + Carbón Metal
Sin embargo, dicha teoría dejaba planteado un serio problema, por qué al calcinar un metal, su cal pesa más si se ha perdido flogisto. Encontrar una respuesta razonable desde la perspectiva de la teoría del flogisto no era posible. A pesar de sus limitaciones, muchos investigadores, impulsados por la teoría del flogisto, realizaron numerosos experimentos destinados a estudiar todo tipo de combustiones y recoger los “aires” que se desprendían con la finalidad de estudiarlos.
Dos ejemplos de la labor investigadora expuesta fueron el inglés J. Priestley y el sueco K.W Scheele. Ambos descubrieron de forma independiente la existencia de un “aire” que aviva el fuego, que fue denominado por Priestley como “aire deflogisticado”
Los resultados de los experimentos de Priestley y Scheele le permitieron al químico francés Antoine Laurent Lavoisier (1743 - 1794) interpretar de forma distinta el proceso de combustión y con ello iniciar una revolución en la Química.”
Martín, en su documento “La química de Lavoisier”, indica que “Lavoisier siempre se decantó por la ciencia práctica y desde muy joven se interesó por toda clase de instrumentos de medida, tratando de aplicar gran parte de la metodología de la física a la química. Su interés por el tema del flogisto comenzó cuando leyó la memoria de Guyton de Morveau, titulada Dissertation sur phlogistique que fue publicada en 1772. En ella se establecía que el aumento de peso en la calcinación, era un fenómeno que ocurría siempre y no era exclusivo de los metales. Guyton consideraba al flogisto como una sustancia volátil , cuyo comportamiento explicaba utilizando la idea de atracción newtoniana entre las partículas que lo constituían.
Scheele, negasen su existencia como tal”. No obstante, con el tiempo la teoría de Lavoisier se fue consolidando e impulsó una profunda reforma de la química.
Por su lado Guillermina Martín concluye su documento “La Química de Lavosier” con las siguientes palabras: “A esta revolución contribuyó también el desarrollo de la tecnología. La incorporación a los laboratorios de los nuevos aparatos de recogida de gases, las bombas de vacío, termómetros y aquellos más sofisticados y caros diseñados por Lavoisier y sus colaboradores, hizo posible que las medidas y los análisis de las sustancias obtenidas fueran fiables y reproducibles, permitiendo servirse de ellos como base para desarrollar una teoría. La genialidad de Lavoisier fue encontrar la manera de encajar todas las piezas de este gran rompecabezas, que eran muchas y estaban bastante revueltas.”
La enseñanza de la química es un proceso que requiere un amplio conocimiento
de esta ciencia y de igual manera una alta creatividad y compromiso para lograr
óptimos resultados en quienes aprenden esta ciencia.
De acuerdo con Galagovsky (2007) “la enseñanza de la química a nivel mundial
se halla en crisis: los países ricos con enormes recursos de infraestructura,
económicos y tecnológicos para la enseñanza, no logran despertar el interés de
sus alumnos por las ciencias; en especial por la química”. En este mismo artículo, realiza una reseña de varias dificultades que se afrontan con respecto a la
enseñanza de la química, hace un análisis desde los referentes legales de la
educación hasta los currículos sobrecargados de información, que lo único que
hacen es alejar a los estudiantes de la realidad y predispone a los maestros a
realizar explicaciones de carácter tradicional para dar cumplimiento a dichas
programaciones.
En este sentido, Galagovsky realiza unas consideraciones acerca de los deberes
de la Didáctica de la Química en la enseñanza de esta ciencia, entre ellos menciona las siguientes:
“Investigar sobre las problemáticas referidas a la enseñanza, al aprendizaje y a la
brecha real que existe entre la química enseñada y la química aprendida en la
escuela.
Hacer aportes para renovar la concepción sobre qué debería significar enseñar química en la escuela media, tendientes a mejorar la percepción púbica de esta disciplina. Hacer propuestas concretas de concientización, articulación y comunicación entre los actores responsables de la enseñanza de la química en diferentes niveles educativos. Hacer esfuerzos para revalorizar la tecnología química como contenido escolar. Acompañar propuestas de enseñanza de contenidos con reflexiones que ayuden a convertirlos en insumos para aprendizajes significativos y sustentados. Favorecer que la enseñanza de la química sea un vehículo para estimular en los estudiantes la autoconfianza en sus capacidades cognitivas y en sus cualidades creativas; en desarrollar estrategias positivas de trabajo en equipo y de comunicación; y en generar placer por satisfacer la curiosidad innata de la naturaleza humana, sin oprimir sus mentes forzándolos a estudiar de memoria respuestas sin significado a preguntas que ellos jamás se hicieron.”
4.2.1 Algunas teorías sicológicas y modelos pedagógicos que abordan la enseñanza de la química
La enseñanza de la Química, se ha abordado desde diferentes percepciones, modelos pedagógicos y teorías sicológicas que apoyan las diversas estrategias que buscan interpretar las dificultades del aprendizaje en esta área con el objetivo de subsanarlas para lograr que dichos procesos evidencien mejores resultados en el quehacer educativo.
De Jong (1996) afirma que “la investigación en la enseñanza de la química se han visto fuertemente influidos por las teorías psicológicas generales acerca de la enseñanza y el aprendizaje. Hace algunas décadas, el paradigma fundamental era conocido como conductismo descriptivo, y englobaba teorías de estímulo- respuesta sobre la orientación de la conducta mediante el condicionamiento operativo (Skinner, 1953). Este punto de vista ha propiciado la aparición de estudios sobre cursos de química en los que está implicada la enseñanza programada: series de tareas con realimentación directa de las respuestas de estudiantes que aprenden de forma individual. En las dos últimas décadas, ha aparecido otro paradigma conocido como psicología cognitiva. Este método ha suscitado el interés hacia ciertos cursos que estaban basados, por ejemplo, en teorías del aprendizaje mediante descubrimientos dirigidos (Bruner, 1975) o basados en teorías de proceso de la información acerca del aprendizaje y de las condiciones de aprendizaje (Gagné, 1977).
