ISSN 0187-893-XSegunda poca

Volumen 11Nmero 3

Julio-Septiembre 2000

DE ANIVERSARIO

Formacin docente continua: ms que una necesidad Dificultades conceptuales y epistemolgicas en el aprendizaje

de los procesos qumicos

Los retos en la formacin de ingenieros qumicos

ECOQUMICAUn ciclo de compuestos de plomo como modelo de experimentoscon productos peligrosos

PROFESORES AL DAPropuesta para la enseanza del equilibrio qumico

SUSCRIPCIN ANUAL: NACIONAL: $160.00 M.N / INTERNACIONAL: $45 USD

Revista de la Facultad de QumicaVolumen 11, nmero 3

Segunda pocaJulio-Septiembre de 2000

Educacin Qumica (ISSN 0187-893X), ao 12, nm. 1. Seedita trimestralmente en la Facultad de Qumica de laUNAM, Ciudad Universitaria, Del. Coyoacn, 04510,Mxico, D.F. Certificado de Licitud de ContenidoN 4088. Certificado de Licitud de Ttulo N 5310,ambos con expediente N 1/43290/672 de laSecretara de Gobernacin. Nmero de Reserva04-1998-110311472100-102 de la Secretara deGobernacin. Registro del Servicio Postal MexicanoN 0790791, caractersticas 220461124. Tiraje 1,000ejemplares. La revista se encuentra registrada y susartculos aparecen indexados en el Chemical Abstracts,bajo el coden EUQUIM. Se autoriza la reproduccin de losmateriales citando la fuente (Ttulo clave abreviado:Educ. qum.). Los artculos firmados son responsabilidadde su autor.

Alison Pebworth, Desperate Measures, 1992. Tomado de The Sciences, marzo-abril 2000.

EDITORIAL

Ms sobre ideas previas y enseanza de la qumicaAndoni Garritz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291

DE ANIVERSARIO

o Formacin docente continua: ms que una necesidadMarta Bulwik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294

o Dificultades conceptuales y epistemolgicas en el aprendizaje de los procesos qumicosCarlos Furi y Cristina Furi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300

o Meaning and rationale: placing concepts in contextDavid Kent and Peter Towse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309

o Sobre a estrutura do ncleo atmico antes da descoberta do nutronMario Tolentino e Romeu C. Rocha-Filho . . . . . . . . . . . . . . 315

o Los retos en la formacin de ingenieros qumicosArmando Rugarca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319

ELEMENTAL

Helio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331

ECOQUMICA

Un ciclo de compuestos de plomo como modelo de experimentos con productos peligrososFrancisco J. Arniz, Mara R. Pedrosa, Aranzazu Menda, Susana Arniz y Rafael Aguado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333

PROFESORES AL DA

o La educacin rural en la gestin de los recursos hdricos subterrneosM.A. Herrero, V. May Maldonado, G. Sardi, A. Orlando y E. de Zavaleta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336

o Propuesta para la enseanza del equilibrio qumicoAdriana Rocha, Norberto Scandroli, Jos Manuel Domnguez Castieiras y Eugenio Garca-Rodeja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343

o Criterios para ingeniera 2000: Criterios para programas deacreditacin en ingeniera en los Estados Unidos . . . . . . . . 353

QUMICA Y VIDA DIARIA

Si las vacas se mueren, qu podemos hacer?Ana Martnez y Rubicelia Vargas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355

CIENCIA, TECNOLOGA Y SOCIEDAD

Contaminacin atmosfrica urbana: una experiencia pedaggica CTSJorge Codnia y Anita Zalts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360

QUIMOTRIVIA REJECTA

De ciencia y de cientficosJos Luis Crdova . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365

SUSCRIPCIONESEnve giro postal o cheque a nombre de laUNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMADE MXICO a:Dr. Andoni GarritzDirector de Educacin QumicaFacultad de Qumica, UNAMCiudad Universitaria, Apdo. Postal 70-197,04510, Mxico D.F.% (55) 5622 3439, fax (55) 5622 3711E-mail: educquim@servidor.unam.mxSuscripcin anual (2004) Dos aosNacional: $180 M.N. $300 M.N.Amrica, Europa, frica y Asia:

$45 USD $75 USDSuscripcin benefactora: $350.00

Julio de 2000 289

Consejo DirectivoDr. Francisco Barns de Castro

Director Fundador

M. en C. Santiago Capella VizcanoFacultad de Qumica, UNAM

M. en C. Jaime Noriega BernecheaSociedad Qumica de Mxico

Ing. Alejandro Villalobos HiriartInstituto Mexicano de Ingenieros

Qumicos

Ing. Rodolfo Torres BarreraColegio Nacional de Ingenieros

Qumicos y Qumicos

IBQ Juan ngeles UribeAsociacin Farmacutica Mexicana

Dra. Tessy Mara Lpez GoerneAcademia Mexicana de Qumica

Inorgnica

Ing. Vctor lvarez CastorelaComit Permanente de

Enseanza de la Ingeniera

QFB Gregorio A. Rodrguez PantojaAsociacin Mexicana de

Bioqumica Clnica

M. en C. Francisco Rojo CallejasAsociacin Mexicana de

Qumica Analtica

DirectorAndoni Garritz Ruiz

(andoni@servidor.unam.mx)

SubdirectoraGisela Hernndez Milln

(ghm@servidor.unam.mx)

Consejo EditorialSilvia Bello Garcs

Carlos Mauricio CastroJos Antonio Chamizo

Jos Luis Crdova FrunzAlberto Crdenas Ramrez

Carmen GiralEnrique Gonzlez Vergara

Hermilo GoiGisela Hernndez

Jorge G. Ibez CornejoGlinda Irazoque

Rafael Martnez PenicheAna Martnez Vzquez

Mara Teresa Merchand HernndezLaura Ortiz

Clemente RezaPilar Rius de la Pola

Alberto RojasYadira Rosas

Armando Snchez MartnezPlinio Sosa Fernndez

Consejo Editorial InternacionalMaria Ins R. M. Santoro (Brasil)Patricia Acua Johnson (Chile)

Jos Miguel Abraham (Argentina)Manuel Martnez Martnez (Chile)

Luis Corts (Venezuela)Cecilia I. Daz V. (Panam)Lueny Morell de Ramrez

(Puerto Rico)Teresa Reguero (Colombia)

Santiago de Vicente Prez (Espaa)Mnica Zolezzi (Canad)

Lourdes Zumalacrregui (Cuba)Marta Bulwik (Argentina)

Manuel Fernndez Nez (Espaa)Juan Carlos Len (Argentina)

Gabriel A. Infante (Puerto Rico)Marcela Arellano (Chile)

Vicente Talanquer Artigas (EUA)

Editor adjuntoArturo Villegas

(arturovr@servidor.unam.mx)

Asistentes coordinadoresGabriela Araujo, Filiberto Chvez

Edicin electrnicaCaligrafa Digital

%/FAX (55) 5573 5357

ImpresinFundacin Roberto Medelln

Mar del Norte 5, Col. San lvaroDel. Azcapotzalco, Mxico, DF

Grupo de Apoyo aEducacin Qumica

Suscripciones benefactorasadquiridas

Jos Luis Mateos Gmez(Fundador)

Francisco Barns de CastroBiblioteca de la

Facultad de Qumica de la UAEMAdela Castillejos Salazar

Eduardo Montao AubertColegio Madrid, AC

COSEI-UAM-Azcapotzalco

DIRECTORIO

Agradece a la

Subsecretara deEducacin Superior

e Investigacin Cientficade la

Secretara de Educacin Pblica

por el apoyo otorgadoa travs del proyecto

N 7-03-23-000-417-1008-19con anexo de ejecucin

98-19-09-001-187.

Vistanos en la WWW

www.fquim.unam.mx/eq/

Nuestra direccin es: http://www.fquim.unam.mx/eq/

290 Educacin Qumica, segunda poca, 11[3]

Un nuevo artculo de la seccin DE ANIVERSARIO seencarga de plantear algunas Dificultades concep-tuales y epistemolgicas en el aprendizaje de losprocesos qumicos. se es el nombre del artculoque amablemente nos envan Carlos y Cristina Fu-ri, padre e hija dedicados al tema de la enseanzade la qumica, en Valencia, Espaa. Una estupendaoportunidad para divulgar algunas nociones mssobre las ideas previas de los estudiantes.

Taber (1999) nos explica que la gente, de maneranatural, busca patrones y construye explicacionesacerca de lo que experimenta. Acta entonces, deesta forma, como un cientfico informal, observandoel mundo, formulando hiptesis y probando sus ideascontra evidencias que aparecen de forma adicional.

Lo anterior no sugiere que las personas seanbuenos cientficos. Mientras que los cientficos de-ben ser ultra crticos con sus ideas y buscar falsearsus teoras, otras gentes, incluidos los estudiantes dequmica, estn ms bien dispuestos a acomodar susobservaciones dentro de sus esquemas mentales, conmnima perturbacin de sus ideas preexistentes. Enocasiones, las ideas de los aprendices no slo estnfuertemente enraizadas, sino tambin estn ligadascon otros conocimientos. Estos conjuntos de ideas,ligadas como teoras, son descritas algunas vecescomo esquemas conceptuales alternativos o, sim-plemente, como esquemas alternativos.

Garnett et al. (1995) nos presentan una recopila-cin de las ideas previas que han sido publicadas enrelacin con la qumica, y nos manifiestan acerca dela importancia de conocerlas por la forma potencialen que su conocimiento puede mejorar la enseanzay el aprendizaje de esta ciencia. Nos alertan asimis-mo sobre algunas de las razones para que aparezcanestas ideas previas en los estudiantes, ms all delconocimiento informal adquirido en su mundo pri-vado y personal:

Uso del lenguaje cotidiano dentro de un contex-to cientfico. Por ejemplo, el trmino partcula enel uso comn se refiere a una pieza pequea y visiblede una sustancia slida, mientras que en qumica serefiere a un tomo, ion o molcula.

Sobresimplificacin de conceptos y utilizacinde aseveraciones generales. Pueden surgir concepcionesalternativas cuando los educadores, intentando sim-plificar conceptos, proveen a los alumnos de descrip-ciones que son limitadas o incluso errneas.

Uso de definiciones y de modelos mltiples. Eluso de mltiples definiciones en los temas de cido-base y de xido-reduccin ha sido informado comofuente de dificultades ordinarias en los estudiantes.Mientras tanto, el uso de diferentes modelos, prob-ablemente con diferentes niveles de sofisticacin,puede pensarse como algo de valor para ilustrar lanaturaleza cambiante de la ciencia, pero ello debe utili-zarse con mucho cuidado, enunciando claramentelas limitaciones de los varios modelos mostrados.

Memorizacin simple de conceptos y algorit-mos. Hay una tendencia a que los estudiantes reduz-can el conocimiento terico y de principios a unnivel factual y a aplicar dicho conocimiento de unaforma memorstica. Ello ocurre, por ejemplo, en laenseanza del Principio de Le Chatelier y en elbalanceo de reacciones redox. Aqu hay un claromensaje para los educadores: el material debe serpresentado de manera que se solicite al alumno elentendimiento de conceptos, en lugar de la aplica-cin de algoritmos sin razonar o de simples memo-rizaciones.

Sobreposicin de conceptos similares. Cuandoun alumno pretende alcanzar el entendimiento delconcepto de equilibrio qumico, pero lo coloca comodependiente del concepto de equilibrio fsico, puederesultar una magna confusin.

Dotar a los objetos de caractersticas humanas oanimales . Se presenta este hecho en aseveracionescomo la corriente elctrica escoge la trayectoria conmenor resistencia o los tomos tratan de obteneruna comparticin de ocho electrones. Esto sugiereel empleo de un lenguaje ms preciso.

Conocimiento inadecuado de los prerequisitos.Por ejemplo, estudiantes con un inadecuado conoci-miento de la naturaleza de la corriente elctrica, deconductores y circuitos, deben tener gran dificultadpara comprender tpicos tales como la electroqumica.

Incapacidad para visualizar la naturaleza parti-cular/submicroscpica de la materia. ste es un pun-to crucial para el entendimiento de la qumica. Si noest comprendido este punto, poco podr lograrseen temas que vayan ms all.

Independientemente de donde hayan surgidolas ideas previas del alumno, la labor del docente es,entonces, confrontar dichas ideas previas y ayudarloa ganar nuevo conocimiento basado en principioscientficamente aceptados. El docente necesita saber

EDITORIAL

Ms sobre ideas previas y enseanza de la qumica

Julio de 2000 291

en qu creen sus estudiantes y ensearles de acuerdocon ello. Ello puede lograrse proponiendo un reto asus nociones existentes, mediante la presentacin decontra evidencia o argumentos que muestren porqu una visin particular del fenmeno debe descar-tarse en favor de la visin cientfica ortodoxa.

Los estudiantes tienen las mayores dificultadescon la abstracta e inobservable base particular de laqumica y la forma en la que los qumicos y loseducadores qumicos se mueven entre la repre-sentacin macroscpica, submicroscpica y simb-lica de los procesos y las sustancias qumicas. En estesentido, recomendamos al lector una serie de trestrabajos de Jensen (1998) en los que asigna unaestructura lgica a la qumica, al discurrir en tresniveles: el nivel molar, el nivel molecular y el nivelelectrnico, y nos da un enfoque histrico muyadecuado para organizar los actuales conceptos ymodelos de la qumica.

Andoni Garritz Ruiz

ReferenciasFuri, Carlos y Furi, Cristina, Dificultades concep-

tuales y epistemolgicas en el aprendizaje de losprocesos qumicos, Educ. qum., 11[3] 300-305(2000).

Garnett, PJ, Garnett, PJ, Hackling, MW, StudentsAlternative Conceptions in Chemistry: A Re-view of Research and Implications for Teachingand Learning, Studies in Science Education, 25,69-95 (1995).

Jensen, WB, Logic, History and the Chemistry Text-book. I. Does Chemistry Have a Logical Struc-ture, J. Chem. Educ., 75[6] 679-687 (1998). II. CanWe Unmuddle the Chemistry Textbook,J. Chem. Educ., 75[7] 817-828 (1998). III. OneChemical Revolution or Three?, J. Chem. Educ.75[8] 961-969 (1998).

Taber, KS, Alternative Frameworks in Chemistry,Education in Chemistry, 36[5] 135-137 (1999).

EDITORIAL

ACLARACIN

Educacin Qumica no apareci durante cuatro nmeros en 1999----los nmeros 3, 4, 5 y 6 del volumen 10---- debido a causas de fuerza mayor.

A los suscriptores de 1999 les estamos enviando los cuatro nmeros queaparecern en el ao 2000 como sustitutos de los no recibidos en 1999.Con el nmero de octubre-diciembre del ao 2000 les enviaremos unrecordatorio para que efecten su resuscripcin oportunamente.

Gracias por conservar el aprecio por nuestra revista.

Andoni GarritzDirector

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Objetivos---- Brindar un espacio para la actualizacin y el perfeccionamiento de los docentes

de todos los niveles. ---- Promover el intercambio de experiencias innovadoras entre docentes.---- Proporcionar estrategias metodolgicas para el desarrollo de actividades.---- Estimular una actitud crtica frente a los diferentes enfoques.---- Establecer espacios de discusin y reflexin de la prctica docente.

Temas eje1. Estrategias metodolgicas en la enseanza de la qumica, en todos los niveles (inicial, E.G.B., polimodal terciario y universitario).2. Enfoque ciencia - tecnologa y sociedad.3. Divulgacin cientfica y su insercin en la educacin.4. Investigacin educativa en el rea de la qumica en todos los niveles.5. Epistemologa e historia de la ciencia.6. Relacin de la qumica con otras disciplinas para el tratamiento de temas referidos a la salud, medio ambiente, etc.

Actividades---- Conferencias---- Comunicacin y poster---- Mesas redondas---- Mesas de trabajo---- Minicursos---- Presentacin de trabajosTalleres

Universidad de MornCabildo 134, PB(1708) Morn Pcia. de Bs. As.Tel.: (011) 4483-1023: 114/115/215Fax: 4627-8551 E-Mail: xreq@unimoron.edu.arInternet: http://www.unimoron.edu.ar

Dcima Reunin de Educadoresen Qumica17 al 21 de Septiembre de 2000

Valor de la inscripcin* Socio de ADEQRA No Socio de ADEQRA Estudiantes

Antes del 30/4 $40.00 $ 70.00 $30.00

Desde el 1/5 $70.00 $100.00 $30.00

*Los asistentes de pases latinoamericanos socios de asociaciones similares en sus pases de origen abonarncomo socios de ADEQRA.

Giro Postal a nombre de:Lic. Vilma Beatriz CabreraCasilla de correo 86 (1708) Morn.Prov. Bs.As.----Argentina

IntroduccinPermanentemente los docentes enfrentan la necesi-dad de adecuar su tarea a los requerimientos delsistema educativo, por lo que deben realizar unaconstante actualizacin de la informacin que ma-nejan, de sus conocimientos y de sus habilidadesprofesionales.

Para que un pas se desarrolle democrticamen-te, es necesario que sus ciudadanos sean capaces de,por ejemplo:

---- leer crticamente un artculo periodstico quetrate temas tales como el uso de insecticidas o elreciclaje de ciertos plsticos

---- opinar y optar libremente, por ejemplo acercade la conveniencia o no de la instalacin de unbasurero nuclear.

---- ser usuarios inteligentes de los productos que lasociedad y la tecnologa les ofrece; es decir, queno puedan ser fcil y errneamente influencia-dos por la publicidad o la moda.

Es de esperar que durante su paso por la escuela losalumnos incorporen una actitud cientfica a su estilode vida, que sean curiosos, que no pierdan la capa-cidad de asombro, que indaguen y busquen respues-tas basadas en razonamientos propios, que comuni-quen sus logros y dificultades, que sean capaces dehacer recorridos alternativos de aprendizajes, dese-chando las certezas absolutas.

Para contribuir al desarrollo de estas caracters-ticas es necesario efectuar cambios en las estrategiastradicionales de enseanza, en los criterios de selec-cin y secuenciacin de contenidos y en las formasde evaluar los aprendizajes.

ste es el gran desafo que tienen los docentesde ciencias, y en particular los de qumica.

Aunque hay un consenso generalizado acerca dela importancia de que el ciudadano adquiera unaformacin cientfica bsica, en la prctica cotidianade nuestras actuales escuelas hay un abordaje insu-ficiente de los contenidos del rea de las ciencias dela naturaleza.

Sabemos que para que una innovacin educati-va se logre, tiene que estar acompaada por uncambio en la formacin docente; lo que los docentessaben y pueden hacer constituye el aporte funda-mental en lo que aprenden los alumnos.

Cualquier iniciativa de reforma curricular, anla ms justificada y pertinente, puede pasar desaper-cibida a menos que los docentes encargados deaplicarla la comprendan y se comprometan con ella.Es por ello que el perfeccionamiento o capacitacindocente debera entenderse como una estrategiapara el cambio educativo.

La formacin continua, capacitacin, nivela-cin, actualizacin de los docentes (maestros, profe-sores, directores y supervisores) es fundamental parael logro de una real transformacin.

La comunidad educativa requiere docentes conuna slida formacin tanto en lo cientfico como enlo metodolgico, capaces de aplicar variadas estra-tegias didcticas con el fin de que sus alumnos alcan-cen una adecuada alfabetizacin cientfica al finali-zar la educacin obligatoria; maestros y profesoresque entiendan la necesidad de actualizarse en formacontinua y que conciban su formacin como unmodo de vivir y de estar en la profesin

La capacitacin docente surge, entonces, comocasi imprescindible, para acompaar la bsquedade respuestas a nuevos interrogantes que planteala realidad social en la que se encuentra inserta laescuela, la transformacin de los contenidos y/o lamodificacin en las orientaciones de las teoras peda-ggicas.

Un buen docenteAl docente de ciencias de la naturaleza (y en particularal de qumica) se le pide que posea una serie decompetencias, entre ellas: Dominio de la asignatura y una profunda convic-

cin de su importancia y valor para los alumnosy la sociedad en general.

Hbitos de reflexin consciente y crtica, respectode la enseanza y el aprendizaje.

Se espera que el docente sea capaz de: Analizar con sentido crtico los contenidos que

provienen de distintas fuentes de informacin, alos efectos de seleccionar y jerarquizar aquellos

DE ANIVERSARIO

Formacin docente continua: ms que una necesidadMarta Bulwik*

* Instituto Superior del Profesorado Dr. Joaqun V. Gonzlez.Buenos Aires, Argentina. Correo: martabul@satlink.com

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adecuados para el trabajo en el aula y para supropia actualizacin.

Resolver situaciones de enseanza vinculadas conel aprendizaje de los contenidos seleccionados,fundamentando las decisiones adoptadas.

Detectar, analizar e interpretar las concepcionesde los alumnos relacionadas con los temas y/osituaciones problemticas propuestos y ajustar lasestrategias didcticas en funcin de esas concep-ciones.

Disear y guiar el diseo y realizacin de experi-mentos que permitan contrastar hiptesis formu-ladas como respuestas a una pregunta o a unasituacin problemtica disparadora.

Conducir proyectos de investigacin realizadospor los alumnos (investigaciones bibliogrficas,trabajos creativos, etctera).

Plantear situaciones problemticas relacionadastanto con los contenidos fundamentales de lasdisciplinas que conforman el rea, como con losintereses del alumno y de la sociedad. (Cienciapara el ciudadano, enfoque Ciencia-Tecnologa-Sociedad, etctera.)

Disear y aplicar diferentes instrumentos paraevaluar los aprendizajes.

Autoevaluarse. Trabajar en equipo.

Qu se puede hacer para mejorar la realidad escolar?La prctica docente es una prctica compleja, ines-table, incierta y conflictiva.

Por lo general, el docente tiene muy pocasoportunidades de trabajar con otros sobre un temdidctico o alguna actividad pedaggica.

La prctica reflexiva, dentro del equipo detrabajo, debera ser una meta en la formacin conti-nua del docente ya que el pensamiento reflexivojustifica las acciones, brinda por qus, ofrece razo-nes y fundamentos.

Al reflexionar, los docentes interrogan a suprctica, preguntan por qu la realizan, y con queficacia, por lo que estas interrogaciones crticassirven para promover la conciencia y el conocimientode la propia identidad como docente.

La acumulacin de un cuerpo de conocimientoscada vez ms firme, vinculado con las cuestiones quetienen que ver con el aprendizaje y la enseanza delas ciencias de la naturaleza, permite planear accio-nes para transformar la actividad en el aula, acelerarlas renovaciones curriculares, mejorar la formacinde los docentes y, especialmente, superar los fracasos

escolares y el rechazo de los alumnos hacia lasdisciplinas del rea, en particular hacia la qumica.

Para que la capacitacin mejore la enseanza ysus resultados (los aprendizajes), el contenido y laforma con que se estudia deben ser coherentes conla necesidad sentida, por el docente capacitando, demodificar su propia prctica, o bien promover larevisin crtica de la misma.

Capacitacin, perfeccionamiento, actualizacinTodava hay quienes sostienen que para un docentelo fundamental en su tarea es ensear los conceptoscientficos y que para ello basta con dominarlosprofundamente. Hay cierta tendencia a rechazaraquello que supere lo estrechamente conceptual,como son los aspectos cognitivos, afectivos y moti-vacionales que entran en juego en los procesos deenseanza y de aprendizaje.

Por otra parte, como en general, en su formacinde base los docentes no adquirieron conocimientossobre la epistemologa y la historia de las ciencias, sedeja de lado el anlisis de los problemas que surgie-ron en la construccin de los conocimientos cientficosy que ayudara para elaborar con mayor proba-bilidad de xito el modelo didctico a utilizar. Estasituacin puede llevar a la transmisin de una visinestrecha, esttica y acrtica de la ciencia.

Es conveniente que los docentes puedan refle-xionar, por ejemplo, en cuanto a las distintas concep-ciones sobre la naturaleza de la labor de los cient-ficos y la forma como progresa la construccin deeste tipo de conocimiento.

Los valores culturales de la ciencia y las interac-ciones entre ella, la tecnologa y la sociedad, sontemas que deberan ser considerados.

Los problemas de la transposicin didctica ysus consecuencias para la prctica docente puedenser puntos de partida para analizar cuestiones talescomo los estilos de aprendizaje, los tiempos de losdocentes, de los alumnos, los niveles de tratamien-to de los conceptos, de los procedimientos y lasactitudes.

Por otra parte, es conveniente que se trabajenaspectos tales como qu ensear, cules pueden serlos criterios posibles para la seleccin y la organiza-cin de los contenidos, cules pueden ser sus secuen-cias, etctera

La capacitacin docente no debera ser sinnimode cursos estandarizados aplicables a cualquier situa-cin. Por el contrario, es una herramienta de gestinde cambios, en la que lo temtico debe estar en

DE ANIVERSARIO

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estrecha vinculacin con el desarrollo de competen-cias docentes institucionalmente contextualizadas.

Formacin docente continuaLa capacitacin, inserta en el marco de la educacinpermanente, en la etapa de formacin post-inicial, seorienta hacia la revisin, renovacin y profundi-zacin de conocimientos, actitudes y habilidadesadquiridas.

En las acciones para la formacin docentecontinua el lugar que ocupa la prctica docente es lade un objeto a indagar, a analizar, a reformular, atransformar.

Es conveniente encarar la capacitacin comoun proceso consciente, deliberado, participativo ypermanente implementado por un sistema educati-vo, con el fin de mejorar el desempeo acadmico ylos resultados de los programas educativos, pero quetambin estimule el autodesarrollo pleno y un cons-tante esfuerzo de renovacin profesional entre losdocentes. De este modo se posibilita el espritu decompromiso de los docentes con la sociedad y la co-munidad en la cual se desenvuelven.

Caracterizar la capacitacin docente desde unaptica estratgica supone la necesidad de una tareade planeamiento por parte de los sistemas educativospara la articulacin y secuenciacin de las metaspropuestas en el corto, mediano y largo plazo, demodo tal que cada paso en el proceso deba construirviabilidad para la concrecin del siguiente y seaarmnico con la estructura educativa.

La principal problemtica de un docente es larelacionada con la preparacin y el desarrollo de susclases y la capacitacin debe apuntar a facilitar suresolucin.

La capacitacin debera ser una instancia de articu-lacin entre la teora y la prctica, por lo que las propiasestrategias de capacitacin deben ofrecer un carcterinnovador, en tanto que la modalidad de capacita-cin se constituye en un contenido en s misma.

La tarea de perfeccionamiento o capacitacin seorienta hacia dos objetivos convergentes: La actualizacin en contenidos en cada una de las

reas curriculares y de nuevas reas del saber. La reflexin sobre la prctica pedaggica para

generar puentes entre los esquemas prcticos conlos que los docentes buscan y resuelven su coti-dianeidad, y las aportaciones conceptuales queofrecen respuestas a los obstculos que encuentreen sus intentos. Se trata de lograr que los docentespuedan articular lo perdurable con lo novedoso,

equilibrar lo que es necesario cambiar con lo quevale la pena conservar. Se trata de lograr puentesentre la enseanza real y la deseable.

En las acciones de perfeccionamiento, el sujetode aprendizaje es el docente y es l a la vez uno delos principales objetos de conocimiento.

Es conveniente partir de los saberes previos delos destinatarios de la capacitacin ya sea para retra-bajar posibles errores conceptuales as como paraprofundizar o incorporar nuevos saberes.

El conocimiento de los logros alcanzados y dela utilidad de los nuevos aprendizajes es un elementoimportante para la participacin activa de un adultoen la capacitacin. Los procesos de sntesis parcialesy de evaluacin que se desarrollen durante el proce-so de aprendizaje constituyen un componente cen-tral del dispositivo de capacitacin.

La capacitacin docente no debera circunscri-birse solamente al enriquecimiento conceptual delos docentes (no obstante ser ste un componentefundamental), tiene que impactar en el seno de lainstitucin en el que ste se desempea, la escuela.

Si se pretende que los capacitandos enmarquenlos nuevos contenidos disciplinares en una prcticaescolar diferente, la capacitacin tiene que ofrecerlesesta misma posibilidad. Esto es, la propuesta deberser acorde con las condiciones de implementacinexistentes en las escuelas, propiciando que las aulassean espacios en los que se privilegie la construccincolectiva del conocimiento a partir del trabajo enequipo.

Lo metodolgico es tambin, entonces, conte-nido de la capacitacin. As, los dispositivos que seorganicen tienen que dar lugar al desarrollo y puestaen prctica en las escuelas de las competencias desa-rrolladas por los capacitandos. Esto implica, a su vez,que el sistema educativo debe prever que las escuelasen las cuales los capacitandos trabajan, aseguren unespacio reconocido y legitimado para el desplieguede las mencionadas competencias. De no hacerlo as,estara contradiciendo ----en trminos estratgicos---- supropia demanda.

Puede entonces sintetizarse que una capacita-cin que articule la teora con la prctica no esresponsabilidad exclusiva del capacitador y los ca-pacitandos; sino que ----desde una visin sistmica----son todos los actores del sistema educativo quienes,desde sus diferentes roles y funciones, se comprome-ten con este imperativo.

La formacin docente continua es un procesoque requiere continuidad y seguimiento. Atender a

DE ANIVERSARIO

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este rasgo, es inscribirla en la complejidad de losprocesos de institucionalizacin de nuevas prcticasescolares que requieren de la asistencia y participa-cin de directivos y supervisores, que no puedenestar ajenos a la capacitacin de los docentes a sucargo, desvinculando a la misma de una concepcinde coyuntura, como un fin en s misma.

Es deseable que la intervencin de supervisoresy directivos favorezca la continuidad de las propues-tas exitosas y que su participacin en el seguimiento delas acciones de capacitacin ayude a su optimizacin.

Sera conveniente que la capacitacin se reali-zara a nivel institucional; es decir que se capacitarasimultneamente a la mayor cantidad posible dedocentes del rea de una misma institucin, conel objeto de fomentar la formacin de equipos detrabajo.

Para la capacitacin de docentes de qumica sepuede seleccionar un eje o tema de fuerte trascen-dencia para la disciplina, y que permita abordarcontenidos tanto cientficos como didcticos, de ma-nera que luego el docente pueda transferir el tipo detratamiento realizado a otros temas.

Dado que la qumica en una ciencia fctica,resulta indispensable que en los cursos de capacita-cin se utilice la experimentacin como una de lasvertientes de la informacin.

El curso debe proporcionar al capacitando laposibilidad de utilizar diferentes habilidades intelec-tuales y estrategias para resolver las situaciones pro-blemticas que se le presenten, en grado crecientede dificultad. De esta forma el docente vivenciarmetodologas de enseanza que podr utilizar consus propios alumnos.

Capacitador, una nueva profesin?Todo docente est en condiciones de actuar comocapacitador?

Un capacitador es un profesional de la ensean-za habilitado conceptual y metodolgicamente paratrabajar con maestros y profesores, promoviendoaprendizajes que incidan sobre la prctica docente.

Qu caractersticas debe reunir un capacitador? Entre otras: Conocer con profundidad y rigurosidad los

aspectos conceptuales de la disciplina o reade su especialidad.

Tener experiencia de aula, real y concreta, enel nivel para el cual capacita.

Haber implementado las propuestas queofrece (o que pone a debate).

El docente llega a una accin de capacitacin connecesidades e interrogantes surgidos de su prcticacotidiana con alumnos, padres y directivos, con elcmulo de exigencias que le plantean el aula y lainstitucin escolar. Cuenta con saberes adquiridosen su etapa de formacin inicial o en contextos deperfeccionamiento, pero fundamentalmente poseeun repertorio de estrategias laborales (didcticas,de convivencia institucional, etctera) que le handado diversos resultados y que constituyen un aspec-to de su cultura profesional en el que basa gran partede su identidad.

Se reconocen diversos intereses en maestros yprofesores, entre ellos: a) compensar carencias profesionales (conceptua-

les y metodolgicas); b) acceder a innovaciones; c) lograr condiciones de acceso a cargos de con-

duccin, y d) conservar su puesto de trabajo.

El desafo del capacitador est en atender la deman-da del docente a travs de las propuestas de conte-nidos que aporten tanto al enriquecimiento de susesquemas prcticos como de sus marcos interpretativos.

Cuando el sentido del perfeccionamiento sejuega en el orden de los aprendizajes instrumentales,es tarea del capacitador elaborar, con el capacitando,la transferencia de los contenidos trabajados en lacapacitacin al contexto del aula.

En cada clase, durante el transcurso de todos ycada uno de los encuentros, son mltiples las deci-siones didcticas que se toman. Es muy til que elcapacitador explique el proceso que se va siguiendopara hacerlo. Ante cada situacin planteada, se leabren diversas alternativas de accin, es convenienteque las haga explcitas en algn momento, aclarandolos criterios que orientaron la seleccin de algunas yla desestimacin de otras. De esta forma se sometena anlisis las condiciones que inciden en la toma dedecisiones (cansancio, falta de tiempo, caractersticasdel espacio, etctera), estableciendo as diferencias ysemejanzas con las situaciones que abordan maes-tros y profesores en su realidad de aula.

Un capacitador debe ser capaz de:---- Escuchar y ser escuchado;---- Identificar obstculos y resolver problemas para

realizar proyectos o satisfacer necesidades indi-viduales, grupales o institucionales;

---- Planificar e implementar estrategias realistas(tiempo, recursos, caractersticas e intereses

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de los participantes) evaluando beneficios yriesgos;

---- Reevaluar en forma continua su accin y, si esnecesario, cambiar la estrategia;

---- Documentar los procesos y productos de la si-tuacin de capacitacin;

---- Tener una mirada amplia que contemple la di-versidad de los capacitandos;

---- Considerar su propia formacin como un modusvivendi., y

---- Mostrar comportamiento tico, compromisocon la tarea y espritu de colaboracin.

Posibles contenidos para una capacitacinde docentes de Qumica del nivel medio

Cuestiones epistemolgicas e histricasLos conceptos bsicos para el anlisis epistemolgi-co de las disciplinas que conforman las Ciencias dela Naturaleza permitirn al docente reflexionar so-bre las caractersticas del conocimiento cientfico.Asimismo, se podran analizar los principales cam-bios de las Ciencias de la Naturaleza, particular-mente de la Qumica, a travs de su historia y loscomplejos vnculos existentes entre la ciencia, latecnologa y la sociedad. Esto lleva tambin a consi-derar el planeamiento de temas transversales.

La enseanza y el aprendizaje de QumicaEn las dos ltimas dcadas, la investigacin educati-va se increment notablemente y con ella el cmulode conocimientos sobre la Didctica de las Ciencias,que han ido evolucionando intensa y rpidamente.En particular, los estudios sobre los fracasos reiteradosde los estudiantes en el aprendizaje y la comprensinde la importancia de las concepciones o epistemolo-gas iniciales de los estudiantes y docentes han trans-formado profundamente la concepcin de los proce-sos de enseanza y de aprendizaje en ciencias.

La experiencia ha mostrado la insuficiencia deconcebir la formacin docente slo como la sumade saberes disciplinares y pedaggicos y de unaprctica docente reproductiva.

Los aspectos didcticos (teoras del aprendizaje,estrategias didcticas, prcticas especficas, modelosdidcticos) deben ser tratados en las acciones decapacitacin, simultneamente con los aspectos con-ceptuales especficos de la disciplina. No debe olvi-darse el tratamiento de la problemtica de la evalua-cin y la elaboracin y aplicacin de instrumentospara realizarla.

Contenidos disciplinaresUno de los objetivos principales de la qumica es lacomprensin de la estructura y composicin de losmateriales, como as tambin de sus propiedades.Es por esto que resulta fundamental afianzar en lacapacitacin, temas tales como uniones qumi-cas, fuerzas intermoleculares y relacin estructura-propiedades.

Por otra parte, dada la importancia de los fen-menos vitales y su interpretacin a nivel molecular,debe contemplarse el estudio de la estructura y funcio-nes de las biomolculas.

Es muy adecuado el enfoque Ciencia-Tecnolo-ga-Sociedad (CTS) que lleva a considerar de sumaimportancia el estudio de reacciones qumicas rela-cionadas con aspectos industriales y de la vida diaria.

Tambin es importante acceder al estudio delo que hoy se llama Qumica de los materiales,dado que permite comprender la naturaleza de losmismos, de modo que sea posible anticipar las pro-piedades macroscpicas de los materiales a partir delconocimiento de su estructura microscpica; la es-tructura condiciona las propiedades y stas el usoque se le puede dar.

Para tener siempre presenteLa formacin permanente cobrar sentido siempreque no se esperen resultados inmediatos, que no secrea que bajo el disfraz de un nuevo lenguaje yase han abandonado situaciones rgidas y estereotipa-das, incorporadas y repetidas durante mucho tiempo.Creer en recetas, en cambios repentinos, en innova-ciones aisladas es como apagar incendios a medidaque se declaran, es dejar muchos problemas restan-tes humeando.

Los cursos para la formacin docente continua(capacitacin, perfeccionamiento, actualizacin)deberan desarrollarse permanentemente, siendoimprescindible que la formacin de base se vaya ade-cuando constantemente a los avances cientficos,tecnolgicos y didcticos y a los requerimientos de lacomunidad educativa. En caso contrario, ya estarandesactualizados los docentes que recin se inician.

El camino transitado en ArgentinaEn 1993 dio comienzo en la Argentina el ProgramaNacional de Capacitacin Docente, con la constitu-cin de un equipo central de especialistas que tuvie-ron a su cargo la formacin de capacitadores en lasdiferentes jurisdicciones educativas del pas. Ademscomenz la elaboracin y distribucin de material

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de apoyo a la tarea docente. La capacitacin docentese dividi en circuitos (Circuito A: para docentes delNivel Inicial; Circuito B: Primero y Segundo Ciclode la Educacin General Bsica ----EGB----; Circuito C:Tercer Ciclo de la EGB; Circuito D: Polimodal; Cir-cuito E: profesores de Institutos de Profesorado;Circuitos F y G: directores de escuela y supervisores).

Desde 1995 se llev a cabo un proceso de insta-lacin masiva de la capacitacin como estrategia demejoramiento educativo y de desarrollo profesionaldocente, en el marco de la Red Federal de FormacinDocente Continua que se estructur sobre la base detres criterios orientadores:---- descentralizacin operativa;---- optimizacin de los recursos, y---- calidad de la oferta de capacitacin docente.

Este proceso tuvo muy en cuenta la necesidadde dinamizar las modalidades de gestin, informati-zar la comunicacin y organizar circuitos adminis-trativo-contables para el seguimiento financiero delas acciones.

Durante 1996, a medida que se consolidaba lagestin de las Cabeceras Provinciales, se enfatiz elcriterio de optimizacin de recursos a travs deconvocatorias pblicas a oferentes de capacitacin,en torno a trminos de referencia precisos, a fin degarantizar la transparencia del proceso y asegurar laadecuacin de los cursos a las necesidades propiasde la regin. Se cre e implement el Registro Fede-ral de Evaluacin, Proyectos y Certificacin Docente(REFEPEC) y se conformaron las Comisiones Evalua-doras de Proyectos de Capacitacin en cada jurisdic-cin, velando por la calidad de las ofertas. Uno delos miembros de dichas comisiones era un repre-sentante del Ministerio de Educacin de la Nacin.

En el ao 1997 result imperativo atender espe-cialmente al mejoramiento de la calidad de la capa-citacin docente, estableciendo criterios nacionalesespecficos por rea y nivel para la evaluacin delos proyectos y para el seguimiento y monitoreode los cursos en ejecucin. Se llevaron a cabo proce-sos de mejoramiento, entre los que pueden citarse:la construccin de estndares de calidad acadmicay de gestin; el fortalecimiento de los equipo-base

provinciales con acciones de apoyo a los mismos,como la capacitacin de capacitadores, el monitoreointegral de la ejecucin de la capacitacin y otros.

En 1998, la experiencia transitada permitiampliar la diversificacin de las modalidades de lacapacitacin, logrando una mejor contextualizacinde la oferta.

En 1999 se priorizaron las acciones de evalua-cin de los cursos dados y se hizo el cierre delPrograma.

En el ao 2000 comienza, con las nuevas auto-ridades educativas nacionales, una nueva etapa. ?BibliografaAlen B. y Delgadillo C., Capacitacin docente: Aportes

para su didctica, Ed. Norma, Bs.As., 1994.Bulwik M., Lastres L. y Vidarte L., El Programa

Nacional de Capacitacin para Docentes enQumica, en la Repblica Argentina, EducacinQumica, 7[4] (1996).

Devalle de Rendo A. y Vega V., La capacitacindocente: una prctica sin evaluacin?, Magisteriodel Ro de la Plata, Bs.As., 1995.

Huberman S., Cmo se forman los capacitadores. Arte ysaberes de su profesin, Paids, Bs.As., 1999.

Lombardi G. La capacitacin docente y sus desafos.Ministerio de Cultura y Educacin de la Nacin.Programa Nacional de Gestin de la Capacita-cin Docente. Junio 1997.

Tricrico H., Formacin continua y permanente.Reflexiones acerca de la formacin continua ypermanente de los docentes de ciencias. Educacinen Ciencias, UNSaM, 1[1] (1997).

Mejoramiento de la calidad de la capacitacin Seguimientoy evaluacin de las acciones de capacitacin. Mi-nisterio de Cultura y Educacin de la Nacin.Direccin Nacional de Formacin Perfecciona-miento y Actualizacin Docente. Septiembre 1997.

Orientaciones para la elaboracin de proyectos de capaci-tacin para 3er ciclo de EGB, Ministerio de Culturay Educacin. Programa Nacional de Gestin dela Capacitacin Docente. Sin fecha.

Programa Nacional de Gestin de la Capacita-cin Docente. Principios generales de la Capacitacinpara la Transformacin Educativa. 27/11/99.

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1. IntroduccinLa lnea de investigacin sobre las concepciones alternativasde los estudiantes en temas de Ciencia ha sido, desde hacems de 20 aos, el eje medular del cuerpo terico de cono-cimientos que hoy llamamos Didctica de las Ciencias. Sedispone de mucha informacin sobre las ideas, preconcep-ciones o concepciones alternativas como puede apreciarseen la literatura didctica. Y aunque, como indica Duit (1993),el dominio en el que ms se ha investigado es en el de laFsica, tambin hay un 18% de los ms de 3,000 artculosreferenciados por aquellos autores a los que podemos acudiren el campo de la enseanza-aprendizaje de la Qumica(Furi, 1996). No solamente podemos dirigirnos a las revistasespecializadas en Didctica de las Ciencias, sino que tambinhay captulos enteros dedicados a las concepciones alterna-tivas en manuales recientes que se han esforzado en presen-tar sntesis de investigaciones realizadas en este mbito(Gabel, 1994; Fraser y Tobin, 1998). Nosotros limitaremos elobjeto de este trabajo a la presentacin de los principalesobstculos que se han detectado en el aprendizaje de lasreacciones qumicas a nivel cualitativo y de los que hayabundante literatura.

El exceso de informacin sobre esta temtica generatambin un problema, que consiste en cmo organizar ypresentar aquellas concepciones alternativas y dificultadesderivadas sin que se convierta en una lista de preconcepcio-nes sin hilacin donde el lector puede perderse fcilmente.A tal efecto, dividiremos el contenido de este artculo envarios apartados que vayan de lo general a lo particular. Enprimer lugar, se presenta una panormica de las caractersticasgenerales del pensamiento discente espontneo que muestre cmoven el mundo natural los adolescentes y qu tipos derazonamientos espontneos emplean en sus interpretaciones(apartado 2). En segundo lugar, se exponen las principalesdificultades de los estudiantes en algunos prerrequisitos con-ceptuales bsicos para poder comprender las reaccionesqumicas, tales como las relativas a la naturaleza corpuscularde la materia (3) y a los conceptos de sustancia (4) y decompuesto qumico (5). Finalmente, se aborda cmo mode-lizan los alumnos la reaccin qumica (6). En cada uno deestos apartados se revisar la bibliografa referente tanto alas dificultades encontradas en el nivel macroscpico de

descripcin de los cambios qumicos como en el primer nivelde explicacin microscpica que conocemos como teoraatmica clsica.

2. Cmo ven y razonan los estudiantes el mundonatural que les rodea?A ttulo de hiptesis y como intento de explicar de manerageneral los orgenes de las concepciones alternativas quetienen los alumnos sobre los fenmenos qumicos podemosimaginar, en primer lugar, qu caractersticas generales po-see la cultura experimental que los estudiantes traen consigoal aula (Bachelard, 1938). Aun aceptando de antemano queel pensamiento humano no est determinado sino que esevolutivo y adaptativo, se pueden avanzar algunos aspectosque la investigacin est poniendo de relieve y que puedenfacilitar la comprensin de algunas de las dificultades deaprendizaje con que nos podemos encontrar los profesores.

Una primera caracterstica ontolgica de la cultura coti-diana surge cuando se plantea la relacin entre la Ciencia yla realidad. Ms concretamente se observa cuando se pre-gunta a los estudiantes qu significa para ellos la realidadexterna. Suele emerger una visin realista ingenua en la que seconsidera que cualquier hecho real es la imagen directaque detectan nuestros sentidos (Pozo y Gmez, 1998). Esdecir, para los adolescentes la realidad del mundo naturalcoincide con las percepciones sensoriales del sujeto, quequedan registradas o impresas directamente en nuestra men-te, sin tener en cuenta que dichas percepciones son filtradasa priori por lo que ya existe en ella ( Johnstone et al., 1994).Se comprende as que los adolescentes pongan en duda lamaterialidad de aquellos estados de la materia que seandifcilmente perceptibles, como veremos ms adelante cuan-do analicemos las dificultades macroscpicas que para ellosplantea el estudio de los gases (no se ven, no se tocan, nopesan, etctera). Tampoco es difcil derivar que gran partede las generalizaciones errneas que cometen los estudian-tes, se basarn en la aplicacin de aquella visin realistaingenua que poseen sobre el mundo natural al nivel micros-cpico de descripcin de la materia. Es decir, para ellos elmundo de los tomos, molculas, redes inicas, etctera, esel mismo mundo macroscpico de los materiales y las sus-tancias pero en diminuto. No comprenden que existen dis-tintos niveles de descripcin de la materia en ntima relacin:el nivel macroscpico de las sustancias con sus propiedades ycambios y, por otra parte, el nivel microscpico de aquellasmismas sustancias que la Qumica modela a base de tomos,

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Dificultades conceptuales y epistemolgicasen el aprendizaje de los procesos qumicosCarlos Furi* y Cristina Furi**

* Departamento de Didctica de las Ciencias Experimentales y Sociales.Universitat de Valncia (Espaa).* Instituto de Enseanza Secundaria de Silla (Espaa).

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iones o molculas. Es con estas ltimas entidades elementa-les (que, dicho sea de paso, tienen sus propias propiedades einteracciones) con las que intentamos explicar unitariamente laestructura de la materia y los cambios qumicos que observamosen un mundo tan diverso como el que nos rodea.

Una segunda caracterstica del pensamiento del estu-diante se deriva de su integracin en el medio social ycultural. Como ser social acepta las ideas que estn asumidasen su cultura y, en particular, las transmitidas a travs dellenguaje, cuyo significado forma parte de esa cultura cotidia-na. A veces, estas ideas son aceptadas como evidencias desentido comn a pesar de que han sido rebatidas por laciencia hace siglos (la sntesis newtoniana, la teora atmica,etctera). Ello es sntoma de que la cultura cientfica todavano ha llegado, lamentablemente, a integrarse en esa culturapopular. Estas ideas de sentido comn se presentan comonaturales en el sentido de que para los estudiantes siemprehan estado ah fuera, en la realidad externa, sin darnoscuenta de que muchas de ellas han sido construidas enparadigmas anteriores a los actuales. As, por ejemplo, la ideade peso fue introducida antiguamente por los griegos paradiferenciar la materia corprea (slidos y lquidos) de lamateria rara (gases y vapores). El peso se defini comola tendencia de los cuerpos a ir hacia abajo, hacia las esferasterrestre y acuosa, que eran el lugar natural de los objetoscuya composicin tena mayor proporcin de los elementostierra y agua (los cuerpos graves o pesados). Esta idea todavaest vigente y hace que, por ejemplo, los medios de comu-nicacin e incluso algunos libros de texto incurran en erroresconceptuales al comentar la falta de peso (ingravidez) de losastronautas de una nave espacial por el simple hecho de estarflotando en el interior de la cpsula situada a unos pocoscentenares de kilmetros de la Tierra. Esta idea de peso esdiferente al concepto newtoniano de peso como fuerzarealizada por la Tierra sobre la masa de cada astronauta.Cmo podemos creer, hoy, que a unos 500 km del planetano hay campo gravitatorio terrestre! Esta asociacin entre laidea de flotacin y la de falta de peso se extrapola a otrosdominios y lleva a inferir que en aquellos cambios fsicos oqumicos donde desaparece perceptiblemente masa de ma-teria condensada (slidos y lquidos) y se forman gases, nose conservar el peso (que para los estudiantes es lo mismoque la masa), como veremos en el siguiente apartado.

En resumen, la percepcin de cualquier fenmeno serfiltrada ontolgica y conceptualmente por el estudiante,basndose no slo en su experiencia fsica, sino tambin enla cultura y lenguaje cotidianos. Este filtro conceptual de lapercepcin puede explicar muchas de las dificultades yobstculos epistemolgicos comentados en la literatura (Llo-rens, 1994). Por ejemplo, cuando el profesor muestre unfenmeno qumico como la calcinacin del magnesio en el

que se observan varios estmulos el alumno seleccionar losque le parezcan ms relevantes a la hora de interpretar estehecho (Kempa & Ward, 1988).

Para algunos autores la existencia y persistencia de estasconcepciones alternativas vendran originadas por las formasde razonar (componentes epistemolgica y metodolgica delpensamiento) en el quehacer cotidiano. Esto es, estaranbasadas en el uso de razonamientos espontneos como lametodologa de la superficialidad (Gil et al., 1991) o elcausalismo simple (Andersson, 1990). La metodologa delsentido comn o de la superficialidad se caracteriza por larapidez en extraer conclusiones o generalizaciones a partirde unas pocas observaciones cualitativas poco rigurosas, oen aceptar como verdades absolutas evidencias de sentidocomn asumidas en la cultura cotidiana. Esta impulsividaden esta forma de pensar se opone a una concepcin hipot-tica del conocimiento cientfico y a la reflexin necesariaspara poner en cuestin las evidencias de sentido comn.Aceptar que cualquier conocimiento es hipottico significaponerlo en duda y someterlo a prueba bien mediante expe-rimentos bien mediante el anlisis de su coherencia con otrasideas aceptadas en el cuerpo terico de conocimientos en elque se ha construido. Muchas veces, esta impulsividad o faltade reflexin metodolgica conduce, a la hora de explicarfenmenos naturales, a la bsqueda de soluciones basadasen relaciones causales simples, inspiradas en criterios pocorigurosos como, por ejemplo, la proximidad espacial, laconcurrencia temporal o la semejanza entre el efecto yla causa (Pozo y Gmez, 1998).

Entre las formas de razonamiento espontneo que hadetectado la investigacin, y que pueden actuar como barre-ras epistemolgicas y metodolgicas, destacan la fijacin y lareduccin funcionales. La fijacin funcional consiste en el apren-dizaje memorstico de relaciones (conceptos y reglas) queimpiden la reflexin y el pensamiento creativo ante situacio-nes reconocidas por el sujeto cognitivo. As, por ejemplo,cuando se pregunta a los estudiantes de COU (17-18 aos) cules la geometra de una molcula sencilla (XYn), frecuente-mente la deducen directamente a partir de la forma que tienesu estructura de Lewis. No se dan cuenta de que esta geome-tra se ha de deducir a partir de la distribucin espacial delos pares enlazantes y libres de la capa de valencia del tomocentral en la molcula (Furi y Calatayud, 1996). Otro tipode razonamientos de sentido comn es la reduccin funcional(Viennot, 1996) que se presenta cuando en una situacinproblemtica se tiene que analizar la influencia de variasvariables (causas) sobre una funcin o variable dependiente(efecto). Es frecuente observar que el anlisis se reduce a vercmo influye una nica variable en la funcin. As, porejemplo, esta reduccin funcional se presenta cuando seconsidera que la entropa de un gas ideal solamente depende

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del volumen del sistema, sin tener en cuenta que tambinpueden influir en aquella funcin de estado la temperatura(Candel et al., 1984). Esta reduccin funcional vendra a serla falta de una destreza anterior a la de control de variables.Es decir, para poder efectuar un control de variables de lasque depende una funcin es previo realizar el oportunoanlisis funcional en el que se admite que varias causas(variables independientes) pueden actuar y producir un ni-co efecto (variable dependiente o funcin). Por ejemplo,sabemos que la polaridad de las molculas depende de dosvariables: la geometra de la molcula y la polaridad de losenlaces entre cada tomo perifrico y el central. Se haobservado que, en los estudiantes de Qumica, se dan los dostipos posibles de reduccionismos funcionales (el geomtricoo el de los enlaces) cuando slo consideran que influye unade las dos variables indicadas (Furi y Calatayud, 1996).Otras formas de razonamiento de sentido comn aparecencuando el argumento explicativo empleado es complejo y senecesita establecer una sucesin de varias proposiciones encadena para llegar a una conclusin lgica. La investiga-cin ha detectado que es frecuente el uso de razonamientosen forma de secuencias lineales, basados en un anlisis decontigidad temporal o espacial, hecho paso a paso (causa-efecto) cuando, muchas veces, se requieren anlisis holsticosde lo que ocurre en todo el sistema (argumentos sistmicos).

En resumen, para poder explicar el pensamiento discen-te espontneo sobre el mundo natural, en general, hay queconocer las ideas de los alumnos sobre el fenmeno estudiadopero no solamente. Hay que ir ms all. Es importanteconocer tambin cmo ven el fenmeno (componente on-tolgica de su pensamiento) y cmo relacionan estas ideasal razonar (componentes epistemolgica y metodolgica).Esta epistemologa discente deber considerarse como uncuerpo preterico de conocimientos que podemos tomarcomo paradigmtico en los estudiantes y que, por supuesto,hay que valorar positivamente. Se ha de tener en cuenta queel alumnado va a tener que construir los nuevos conocimien-tos a partir de los que ya posee (Carretero y Limn, 1996).

3. Principales dificultades de aprendizaje en lanaturaleza corpuscular de la materiaComo se ha indicado anteriormente, hay muchos trabajossobre las dificultades de los estudiantes en la naturalezacorpuscular de la materia, pero pocos son los que hanorganizado la literatura existente. Siguiendo lo indicado porGabel (1998), las principales dificultades que se presentanen la comprensin del complejo mundo de la Qumicapueden deberse a incomprensiones en las interpretacionesmacroscpica y/o microscpica de los fenmenos qumicosy, tambin, a la falta de relaciones entre estos dos niveles deinterpretacin de la materia. Esta doble interpretacin de los

fenmenos qumicos ha sido sealada por la bibliografacomo fuente de obstculos subyacentes en las dificultadesque se presentan en la enseanza de la Qumica, no slo enla enseanza secundaria, sino tambin en la Universidad.As, por ejemplo, Barlet et al. (1997) han mostrado los obst-culos ligados a la dualidad macro-micro en el aprendizaje decuatro campos especficos de la qumica (mecanismos de re-accin, estereoisomera, estabilidad y reactividad qumica, yla presin y el volumen en gases), al tiempo que sealancmo estos obstculos estn originados por la persistenciade concepciones de sentido comn y la ausencia de cons-ciencia microscpica, en el sentido de que el alumnado noutiliza la teora cintica de la materia en la interpretacin deaspectos macroscpicos. Estas dificultades aumentan, comoes lgico, en estudiantes de Secundaria que inician susestudios de Qumica. Fensham (1992) indica que, despusde ensear la naturaleza corpuscular de la materia en cursosintroductorios de Qumica, el alumnado no sabe utilizarla,en particular cundo han de aplicarla al explicar las propie-dades de los gases.

Las dificultades macroscpicas de los estudiantes respec-to a las propiedades de los gases han sido bien investigadas.En un trabajo con estudiantes de edades comprendidas entrelos 12 y los 18 aos, para averiguar cmo conciben los gases,Furi, Hernndez y Harris (1987) han mostrado que, porcen-tajes muy elevados del alumnado ----que van desde un 90% alos 12 aos, hasta un 50% en alumnos de COU----, que hanestudiado Qumica durante 3 aos mantienen concepcionesalternativas persistentes sobre los gases, derivadas de laexperiencia fsica y de la cultura popular. Estos modelosmentales alternativos conciben al gas como algo sustancialcon muy poco estatus material debido a que es poco corp-reo y no se percibe. La idea de su poca materialidad(apenas tienen masa y/o peso) viene reforzada por laobservacin de que habitualmente flota. Se comprende,pues, que los estudiantes jvenes s acepten la existencia delos gases, y del aire en particular, cuando perciben algunode sus acciones o efectos en situaciones dinmicas (porejemplo, cuando hay viento) y difcilmente lo hagan ensituaciones estticas, a no ser que se perciban algunas de suspropiedades, como el color o el olor. Normalmente, en estemodelo mental se comprueba coherentemente que el gasejerce presin hacia arriba y se comprende que no se aceptela existencia de la presin atmosfrica, ya que no se nota.A ttulo de ejemplo, cuando se pregunt a un grupo dealumnos de segundo de Magisterio por qu no caa el aguadel interior de una botella invertida en un recipiente abiertoy lleno de liquido, solamente cinco de los 33 alumnosencuestados aport ideas cercanas a admitir que la presinatmosfrica externa era la que impeda la cada (Hernndez1997).

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En este mismo sentido, la investigacin ha mostradoque la idea de que el aire tiene oxgeno es aceptada por losestudiantes en situaciones antropocntricas (cuando se rela-ciona con la salud de las personas, como por ejemplo en larespiracin, la nutricin de seres vivos, etctera) pero no enotras situaciones ms contextualizadas en el estudio de laQumica, como combustiones de materiales orgnicos, oxi-dacin de metales, etctera. Por ejemplo, en el caso de lacombustin de la gasolina, es bien conocida la cuestin enla que se pregunt a alumnos ingleses de 16 aos, cul era elpeso de los gases de escape producidos al quemar los 30 kgde gasolina del depsito de un coche. La mayora de losalumnos respondi que los gases pesaran menos de 30 kg,basndose en que el lquido se converta en gas y, por tanto,se perda peso. Otros indicaban que pesaran lo mismo y lorazonaban directamente mediante la aplicacin del princi-pio de conservacin de la masa, sin tener en cuenta aloxgeno como reactivo.

Como una muestra ms de las dificultades que sepresentan respecto a la conservacin de la masa en una reaccinqumica y cmo las respuestas de los estudiantes estn condi-cionadas por la percepcin que stos tienen acerca de lo queocurre en los procesos fsicos y qumicos cuando se formano participan gases, se presentan los resultados obtenidos conuna muestra significativa de ms de 1,000 estudiantes de EGB,BUP y COU (12 a 18 aos) en un cuestionario de cinco tems.Las preguntas se disearon de manera que presentaban ungradiente perceptivo en la desaparicin de materia corprea(slidos o lquidos) por formacin de gases (figura 1). As, porejemplo, el tem 2 se refera a la prediccin del peso de unrecipiente hermtico donde un lquido se haba vaporizadototalmente, mientras en el tem 5 se preguntaba lo mismo,pero referido a la disolucin de un poco de azcar en agua(la prueba conservativa de Piaget) donde no intervienengases. Las situaciones de los tems 6, 7 y 8 eran intermediasy se referan, respectivamente, a la disolucin de una aspirinaefervescente en agua, a la oxidacin de polvo de hierro y ala combustin de un papel, siempre en recipientes cerrados(Furi et al., 1987; Hernndez, 1997)

En cuanto a las dificultades microscpicas sobre el mo-delo corpuscular que tienen los estudiantes, tambin hansido bastante investigadas. De entrada, resaltar, como sedeca anteriormente, que en la enseanza se da escasa im-portancia a razonar las propiedades fsicas o qumicas me-diante el modelo de partculas de la materia (Duschl, 1995).En un reciente trabajo (Domnguez et al., 1998) se presentaun resumen de las ideas alternativas al modelo cintico dela materia como el que sigue:

a) Los estudiantes atribuyen comportamiento macroscpi-co a las partculas (como ya se ha dicho antes). As, por

ejemplo, consideran que las partculas de la materia sepueden fundir, evaporar, disolver, contraer, dilatar, tie-nen color, etctera.

b) Los estudiantes difcilmente aceptan la idea de que noexista algo entre las partculas. A veces, indican queentre las partculas de un gas hay aire.

c) Coherentemente con el modelo corpuscular de slidosin huecos abundan concepciones estticas de la mate-ria. Piensan que, habitualmente, las partculas estn enreposo o, en todo caso, dejan de moverse cuando seenfran. En resumen, mientras los gases no sean considerados

macroscpicamente como cuerpos tan materiales (con masa,volumen, densidad, presin, etctera) como los slidos ylquidos que pueden interaccionar sustancialmente, es lgicoque los estudiantes tengan dificultades en la comprensin delos cambios qumicos (Hesse y Anderson 1992) y en laaceptacin de la ley de la conservacin de la masa en estosprocesos (Furi et al., 1987; Stavy, 1990). Parece que la ideapredominante en su modelo de materia fuera la de un slidoformado por partculas que lo llenan todo, modelo que seextrapola a lquidos y gases. Esta idea nos recuerda lahiptesis de horror al vaco que se aceptaba antiguamentepara explicar por qu no cae el agua de la botella invertida,hiptesis aceptada como evidencia de sentido comn y

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Figura 1. Resultados encontrados al encuestar 1198 estudiantes desde 7EGB hasta Qumica de COU sobre la conservacin del peso en procesos fsicoo qumicos donde intervienen gases (Furi, Hernndez y Harris, 1987) .

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que era la hegemnica hasta que se puso en cuestin con lahiptesis del mar de aire de Torricelli y Pascal. Pero, encoherencia con sus visiones ontolgica y empirista sobre elmundo natural, no parecen tan persistentes y estables estosmodelos mentales de los estudiantes sobre la estructuracorpuscular de la materia. Finalmente, la investigacin hapuesto claramente de manifiesto que los alumnos no estable-cen relaciones entre los aspectos macroscpicos y los micros-cpicos cuando hay que explicar la materia y sus propiedades.

4. Sobre el concepto estructurante de sustanciaEn el supuesto de que los estudiantes hayan vencido lasdificultades que se presentan en la aceptacin macroscpicade los gases como materiales que intervienen en los procesos,hay otro gran grupo de obstculos que pueden dificultar lacomprensin de los cambios qumicos. Nos referimos a losproblemas relativos a los conceptos de sustancia qumica y decompuesto qumico, que son prerrequisitos conceptuales nece-sarios para pasar despus a conceptualizar cambio qumicoy poder diferenciarlo de cambio fsico. Como indica Llorens(1994), los estudiantes que se inician en la Qumica tienendificultades para adquirir el concepto de sustancia pura ysu capacidad de conceptualizacin llegar, en todo caso, a lanocin de material (madera, aire, etc) como toda aquellaclase de materia caracterizada por algn rasgo relacionadocon su utilidad o con algn fenmeno especialmente rele-vante para los alumnos, tal vez como una especie de agenteportador de una propiedad: una especie de principio quemuchas veces representa la sustancializacin de una propiedad(Sanmart 1990). No es de extraar, por tanto, que agua yhielo, o el aluminio de una pieza y el aluminio en polvo, por citaralgunos ejemplos, se consideren como sustancias distintas.

A nuestro entender, la cuestin radica fundamentalmen-te en que la enseanza no tiene en cuenta los significadosque los alumnos dan a estas palabras, significados que sonhegemnicos en su contexto cultural. As por ejemplo, elconcepto macroscpico de sustancia qumica que emplean losestudiantes es sinnimo del de material, y es el aceptadomayoritariamente en el propio contexto cultural cotidianodel estudiante. La enseanza de la Qumica hace muy pocopor establecer las diferencias macroscpicas entre lo que esuna sustancia y cualquier material o producto observable(papel, tiza, lpiz, etctera) que, en general, representan parael qumico mezclas de sustancias. En la vida corriente, todoslos materiales, productos o sustancias son considerados como mezclasde elementos. De ah se deriva que los elementos, ltimos compo-nentes de cualquier material, para el alumnado sean, paradjica-mente, las sustancias puras (Pozo y Gmez, 1998). Esta visinontolgica de la materia tiene grandes similitudes con laasumida por la filosofa natural griega, si bien, a los cuatroelementos terrestres griegos (tierra, agua, aire y fuego) se les

daba connotaciones metafsicas y, por tanto, no tenan exis-tencia real. Esto es, los elementos eran considerados sustan-cias abstractas que representaban materialmente a una o dospropiedades (Solsona e Izquierdo, 1998). Actualmente, losestudiantes y la enseanza relativizan el concepto de sustan-cia y dan mayor importancia a la clasificacin de los mate-riales en mezclas ms o menos ntimas. Parece que prevalez-ca como problema estructurante el de las mezclas en cuyaclasificacin (homogneas y heterogneas) se usa como cri-terio el de la percepcin u observacin.

Tambin, se plantearn los estudiantes el problema delreconocimiento o caracterizacin de los materiales (mezclas)y, para ello, emplearn alguna de las propiedades cualitati-vas observables que les resulten ms relevantes (color, olor,sabor, origen natural o artificial, utilidad, etctera). En estecontexto se ha sealado que los estudiantes de EGB (12/13aos) suelen emplear explicaciones sustancializadoras de laspropiedades (semejantes a las que se dieron a lo largo de lahistoria), atribuyendo a esta causa las dificultades que tienenpara diferenciar entre los conceptos de mezcla y compuesto(Sanmart, 1990; Sanmart e Izquierdo 1995). Los alumnosconsideran al material o a la sustancia como portadora depropiedades especficas perceptibles. No es de extraar queutilicen como principal criterio para saber si en un cambiose conserva o no el material, lo que ocurre con la propiedadespecfica en la que se han fijado. As por ejemplo, se puedecomprender que al aadir cido ntrico a un hilo rojo decobre y preguntar qu ha pasado con el cobre, indiquen queest en los gases rojizos que se desprenden en el proceso. Esdecir, estos alumnos son conservativos de la propiedad colorrojo que atribuyen especficamente al cobre y, por ello,hacen un seguimiento fijndose en qu producto tiene lapropiedad que permite caracterizar al cobre. En este mismosentido, no se debe olvidar que famosos psiclogos comoPiaget han utilizado tambin la conservacin de una propie-dad cualitativa para mostrar que exista un atomismo simpleen el pensamiento de los nios de 8 a 10 aos. En efecto, unade las pruebas empleadas en las entrevistas clnicas piagetia-nas consista en diagnosticar la conservacin del azcarpreguntando a los nios y nias qu haba pasado con lasustancia al disolverla en agua y desaparecer de su vista.Unos indicaban que desapareca mientras otros, los conser-vativos de la sustancia, sealaban que el azcar segua estan-do all en forma de pequeos granitos aunque no se vieran.Estos ltimos argumentaban que la disolucin tambin esta-ba dulce como el azcar inicial. Es decir, la prueba de laconservacin del azcar en el proceso se basaba en admitirla conservacin de la dulzura en el producto obtenido (ladisolucin). No obstante, se hubiera llegado a una conclusinerrnea si en lugar de tomar azcar y disolverlo, se calentarapor ejemplo un poco de clorato potsico hasta descompo-

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nerlo y quedara un residuo de cloruro potsico. Los niosconcluiran equivocadamente que la sustancia inicial no seconserva al comprobar que el polvo blanco inicial tambinera salado como el del KCl obtenido.

La dificultad principal no estara, por tanto, en que losestudiantes tomen como criterio para decidir si ha habidocambio sustancial el de la no permanencia de las propieda-des de la sustancia. De hecho, la definicin operacional(macroscpica) de sustancia reside precisamente en que statiene un conjunto de propiedades especficas que permitensu caracterizacin. El error metodolgico estara en extraerconclusiones a partir de la conservacin de una nica pro-piedad cualitativa no muy especfica como, por ejemplo, elsabor, el color o el aspecto. Y ste parece ser el criteriosuperficial que siguen los estudiantes de Qumica cuando seles pregunta si ha habido cambio qumico en experimentosno conocidos por ellos como, por ejemplo, la fusin de polvoamarillo de azufre al convertirse en un lquido rojizo quesigue siendo la misma sustancia. La contestacin mayoritariacomprobada en alumnos de 3 de BUP y de Qumica de COU(un 50%) es que se trata de una reaccin qumica debido alcambio de color (Furi, Bullejos y de Manuel, 1994). Por elcontrario, el criterio cientfico a seguir se basara en lacaracterizacin macroscpica de las sustancias a partir de lacontrastacin de varias propiedades (no slo una) y si, pornecesidad, se ha de elegir una convendra seleccionar aque-lla que fuese ms especfica (p.e., un reactivo especfico) y, aser posible, ms objetiva (por ejemplo, que se pueda medirinstrumentalmente como la temperatura de fusin o deebullicin, la densidad, el ndice de refraccin, etctera). Aspor ejemplo, se puede plantear a un grupo de alumnos cmosaber si la naftalina (el naftaleno) y la parafina (mezcla dehidrocarburos saturados de alto peso molecular) son mezclaso sustancias. Los alumnos pueden proponer la observacindel punto de fusin de cristales de cada una de las muestraspara llegar a tener indicios racionales de una respuesta msfundamentada. Al hacerlo en el laboratorio observarn quela naftalina funde sbitamente a 80 C mientras que laparafina tiene una banda de fusin que puede ir desde los45 hasta los 65 C segn la composicin de esta mezcla.

En resumen, un primer obstculo a vencer por losestudiantes para comprender los cambios qumicos consisti-r en aprender significativamente el concepto macroscpicode sustancia qumica y saber diferenciarlo del de mezcla quees como se presentan la mayora de los sistemas materialeso productos que manejamos en la vida ordinaria. Llegadosa este punto conviene indicar que hay pocos trabajos de in-vestigacin sobre las visiones microscpicas que tienen losestudiantes sobre lo que es una sustancia en general. Hayalgun artculo especfico sobre cmo ven las molculas delos cidos (Nahkleh, 1992) en el que vuelven a aparecer

concepciones que se han dado en nuestro pasado histricocomo, por ejemplo, que tienen aristas con las que se explicasu actividad corrosiva (interpretacin basada, como ya se vioen el apartado anterior, en la transferencia de las propieda-des macroscpicas de la sustancia a las partculas). Tambinse ha puesto de relieve en la literatura la ausencia de relacio-nes entre los perfiles macroscpico y microscpico del con-cepto de sustancia. No es de extraar que cuando se hacenpreguntas a estudiantes de Ciencias en Magisterio sobre elnmero de sustancias existente en sistemas materiales repre-sentados microscpicamente en forma de bolitas (figura 2),indiquen mayoritariamente que cada bolita corresponde auna sustancia distinta. Es decir, se desconoce la idea micros-cpica de sustancia como conjunto de muchsimas partculastodas iguales. Tal vez influya en ello el abuso de un formu-lismo memorstico donde se enfatiza la asociacin entrefrmula y partcula en el uso de las ecuaciones qumicas ycomo indica Johnstone (1993) no se relacionan explcitamen-te con el nivel macroscpico de las sustancias.

5. Sobre la idea de compuesto qumicoConsecuencia lgica que se deriva de la falta de diferencia-cin del concepto macroscpico de sustancia que se haindicado en el apartado anterior, es la gran dificultad conque se encuentran los estudiantes al considerar que la mezcla(homognea) de sustancias es lo mismo que el compuesto. As porejemplo, se ha comprobado en grupos de estudiantes meji-canos de Bachillerato (17 a 19 aos) que la mitad de ellosopinan que lo obtenido cuando se disuelven sustancias co-nocidas como cloruro sdico o azcar en agua son compues-tos. En este caso aluden, paradjicamente, a la conservacindel sabor y al aumento del volumen (Valdez et al. 1998). Estaidentificacin entre mezcla y compuesto tambin se hacomprobado mayoritariamente (80%) en grupos de estu-

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Figura 2.

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diantes de 2 de Magisterio (20-21 aos) al proponerles larealizacin de un mapa conceptual con 15 palabras clave deQumica. En la figura 3 se puede observar cmo el trminocompuesto resulta ms inclusor que el de mezcla. Es decir,el concepto compuesto se presenta por la casi totalidad delos estudiantes ms general que el de mezcla, cuando des-de el punto de vista qumico debera ser al revs.

Al mismo tiempo puede observarse en el mapa concep-tual del estudiante que los trminos materia (para ellos msgeneral) y sustancia son sinnimos como ya se indic en elapartado anterior. Esta identificacin ocurra en la casi tota-lidad de los mapas de la muestra de estudiantes.

Otra derivacin de la idea de que todo se presentamezclado y que han detectado Llorens (1994) y Sanmart(1990), es el significado que dan algunos estudiantes a laexpresin sustancia pura. Para ellos las sustancias purasson las sustancias sin mezclar, esto es los ltimos compo-nentes que conforman las mezclas o los compuestos y, portanto, se asocian fcilmente con los elementos qumicos.Vendran a ser una especie de elementos aristotlicos (esen-cia de las mezclas ms o menos ntimas) pero dndolesexistencia real. Esta idea se ve reforzada cuando los profeso-res presentamos, en el perfil microscpico, a los elementosqumicos como un sistema material formado por una clase detomos iguales. Coherentemente las molculas (bien seande tomos iguales o diferentes, bien estn unidos o mezcla-dos) son partculas complejas representativas de las mezclas ode las sustancias compuestas, bien como mezclas de elementosqumicos o, peor an, como mezclas de sustancias simples.

6. Cmo modelizan los alumnos los cambiosqumicos?De las caractersticas generales del pensamiento discenteespontneo, as como de las ideas y formas de razonamiento

que manejan los estudiantes sobre los conceptos de sustanciay compuesto qumico tratados en los apartados anteriores,se pueden derivar la mayor parte de los modelos mentalesque puede usar el alumnado para interpretar los cambiosfsicos y qumicos que ocurren a nuestro alrededor.

En primer lugar, al no tener asimilado el conceptooperacional (macroscpico) de sustancia como cuerpo carac-terizado por tener un conjunto de propiedades especficas y,por el contrario, tener una idea ambigua donde se asocia laidea de material con la de sustancia, es de suponer que alpreguntarles por la conservacin o no de la sustancia en uncambio traten de concluir si es fsico o qumico empleandoalgn criterio superficial como es su caracterizacin a travsde alguna propiedad cualitativa observable. Si en la preguntasolamente aparece una sustancia no conocida y no se pre-senta en el texto ningn rasgo caracterstico de la misma,ser difcil encontrar respuestas bien fundamentadas. Inclusocuando las sustancias utilizadas son conocidas por los estu-diantes, es de esperar elevados ndices de confusin, porejemplo, al intentar clasificar los procesos en fsicos y qumicos.Por ejemplo, se ha mostrado que, en un 50%, el alumnadode BUP no sabe diferenciar entre la vaporizacin del alcoholo su combustin (Carbonell y Furi, 1987).

En el caso de que se aumente la complejidad delproceso, como por ejemplo que interaccionen dos sustanciaspoco conocidas (o que una de ellas sea un gas), se presentarnmuchas ms dificultades y una diversidad de interpretacio-nes. En efecto, segn sea la seleccin perceptiva que haganlos estudiantes de los estmulos observables que se presentenen el proceso, as ser la interpretacin que hagan. A esterespecto, se comprende la variedad de modelos mentales al-ternativos sobre el cambio qumico que detect Andersson(1990) cuando encuest a grandes muestras de estudiantes suecosde 12 a 16 aos sobre lo que sucede cuando se quema la gasolinade un coche. Estos modelos se resumen a continuacin:

a) El cambio qumico concebido como desaparicin de pro-ductos donde muy pocos estudiantes hacen mencin delos gases de escape.

b) La reaccin qumica imaginada como un desplazamientode materia, donde los componentes del reaccionantedesaparecen del material original y aparecen en otrolugar. Aparte de las combustiones de la gasolina o de lamadera (en este caso slo se quemara o desplazaran loscomponentes combustibles de la madera), tambin sepone como ejemplo la disolucin de azcar en aguasiempre que se obtenga una mezcla homognea.

c) Una tercera categora de reaccin qumica es la modifi-cacin en la que el material vara su apariencia pero siguemanteniendo su identidad. Cambia, sin embargo, algu-na de sus propiedades iniciales (aspecto, color, etctera).

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Figura 3. Mapa de conceptos bsicos de Qumica realizado por un estudiantede Magisterio.

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d) El proceso qumico como transmutacin del materialdonde se agrupan muchas subcategoras, como porejemplo las sustancias se transforman en otras nuevassin relacin alguna con las originales, la conversin dela materia en energa o de energa en materia, etctera.Suelen asociar esta idea con alguna analoga que hanregistrado en su memoria al observar algn suceso.

e) Y finalmente la reaccin como interaccin sustancial prximaa la aceptada por el modelo atmico daltoniano. Llamala atencin el autor en que solamente el 2% de lasrespuestas de la muestra total de alumnos se han clasifi-cado en esta categora.

Tambin se indica que las respuestas dependen del tipode pregunta y de la experiencia de los alumnos, si bien en ladescripcin general de la materia utilizan un modelo conti-nuo, esttico y sin vaco. En efecto, por nuestra parte serealiz una encuesta ante fenmeno con un grupo de 33estudiantes de Qumica de Magisterio (edades entre 20 y 23 aos)que confirm la existencia de aquellas categoras de Anders-son, si bien dada la edad y experiencia de los alumnos seconstat una mayor riqueza de pensamiento (Hernndez,1997). La encuesta se llev a cabo en un contexto de revisinde la teora atmica que la mayora ya haba estudiado encursos anteriores de Bachillerato y COU. El profesor calcinuna laminilla de metal gris brillante y lisa de Mg (4 cm)delante de toda la clase y solicit que describieran indivi-dualmente y por escrito el cambio qumico ocurrido, altiempo que tenan que predecir cul debera ser el peso dela cal obtenida en relacin al peso del Mg original. Se busca propsito este experimento por la variedad de estmulosperceptivos que se dan en el fenmeno pues siguiendo loindicado por Kempa y Ward (1988) los alumnos selecciona-ran los que para ellos fueran ms relevantes. Los estmulosobservables que pueden presentarse son: 1) se aproxima unacerilla encendida hasta que el Mg empieza a arder; 2) apa-rece una espectacular llama con luz blanca deslumbrante; 3)la elevada temperatura del proceso hace que se formenhumos de color blanco que puede ser parte del xido forma-do; 4) pero la mayor parte del xido queda en forma delaminilla blanca un poco arrugada que se present como lacal de magnesio. As por ejemplo, si el estudiante se fijabaen los slidos inicial y final (estmulo 4) explicaba que se tenael mismo magnesio pero haba cambiado su color y aspecto(es decir, era una modificacin, modelo c anterior). Encambio si a esta apreciacin del cambio de aspecto del slidose unan la de la llama (estmulo 2) y la formacin de humos(estmulo 3), entonces se asociaba con la analoga de lacombustin de la madera. En este caso se consideraba quela reaccin qumica producida era un desplazamiento de loscomponentes del magnesio que se queman y forman el

humo (modelo b) y, al mismo tiempo, una modificacin parala parte no quemada (cal). Estas interpretaciones se parecena las dadas por la teora del flogisto en cuanto a que relacio-nan analgicamente la calcinacin del metal con la combus-tin de materiales orgnicos. Tambin se describieron trans-mutaciones (modelo d) en las redacciones cuando erahegemnica la atencin puesta en la formacin de humoblanco, que alguno identificaba con el anhdrido carbnico,o cuando el estudiante se fijaba en la gran cantidad deenerga producida. En este ltimo caso se aplicaba inadecua-damente un principio de la conservacin de la suma demasas y energa para concluir que el peso del magnesio eramayor que de la cal obtenida. Solamente dos estudiantes deaquella muestra dieron respuestas acordes con la interpreta-cin qumica de lo que es una reaccin.

7. ConclusionesLa conclusin que ms resaltaramos de esta breve panor-mica que se ha ofrecido sobre los posibles obstculos quepueden presentarse a los estudiantes que se inician en elestudio del mundo complejo de la qumica es la siguiente:aprender Qumica no es sencillo y, consecuentemente, suenseanza tampoco lo es. Como bien indica Ausubel en sumanual clsico sobre psicologa cognitiva, es muy importan-te que el profesorado conozca cules son las ideas de losestudiantes sobre la temtica que se intenta que aprendanpara ensearles en consecuencia. Los avances logrados porla didctica de las Ciencias como cuerpo terico de conoci-mientos estn mostrando que no slo conviene conocer lasideas de los alumnos sino tambin hay que saber cmorazonan y aprenden para poder ayudarles a construir losconocimientos qumicos.

En este trabajo se ha hecho una revisin de las dificul-tades conceptuales y epistemolgicas de los estudiantes so-bre los conceptos bsicos (naturaleza corpuscular de la ma-teria, sustancia y compuesto qumico) cuya superacin esnecesaria para poder interpretar adecuadamente los proce-sos qumicos. Hemos separado estas dificultades segn per-tenecieran al mbito de descripcin macroscpica de lamateria o a su interpretacin microscpica. Como sealala investigacin, la enseanza de la Qumica se preocupa enexceso de los aspectos simblicos y tericos olvidando losaspectos macroscpicos que se pretenden explicar. Por otraparte, conviene no superponer los niveles macroscpico ymicroscpico de interpretacin de los procesos qumicosy hacer que los alumnos los relacionen adecuadamente. Fi-nalmente, indicar que en el trabajo se han primado conscien-temente los aspectos cualitativos de los conceptos qumicosmencionados dejando de lado los cuantitativos (por ejemplo,los clculos estequiomtricos) y aquellos otros conceptos ydominios de la Qumica de mayor complejidad (por ejem-

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plo, la cantidad de sustancia y su unidad el mol, el equilibrioqumico, etctera) y de los cuales tambin hay literatura. ?Referencias bibliograficasAndersson, B., Pupils conceptions of matter and its trans-

formations (age 12-16). Studies in Science Education, 18,53-85, 1990.

Bachelard, G., La formation de lesprit scientifique, Vrin, Pars, 1938.Barlet, R. y Plouin, D., La dualit microscopique-macrosco-

pique un obstacle sous-jacent aux difficults en Chimie danslenseignement universitaire, Aster, 25, 143-174, 1997.

Candel, A., Satoca, J. y Soler, J.B., Interpretacin errnea delconcepto de entropa, Enseanza de las Ciencias, 2(3), 198-202, 1984.

Carbonell, F. y Furi, C., Opiniones de los adolescentesrespecto al cambio sustancial de las reacciones qumicas,Enseanza de las Ciencias, 5(1), 3-9, 1987.

Carretero, M. y Limn, M., Problemas actuales delconstructivismo. De la teora a la prctica. En: RodrigoM.J. y Arnay (Eds). La construccin del conocimiento escolar.Ecos de un debate. Auque, Buenos Aires, 1996.

Domnguez, J.M., de Pro, A. y Garca-Rodeja, E., Las part-culas de la materia y su utilizacin en el campo concep-tual de calor y temperatura: un estudio transversal,Enseanza de las Ciencias, 16(3), 461-475, 1998.

Duit, R., Research on students conceptions. Developments& trends. Paper presented at the Third International Semi-nar on Misconceptions and Educational Strategies in Scienceand Mathematics, Cornell University, Ithaca, USA, 1993.

Duschl, R., Ms all del conocimiento: los desafos episte-molgicos y sociales de la enseanza mediante cambioconceptual, Enseanza de las Ciencias, 13(1), 3-14, 1995.

Fensham, P., Beginning to teach Chemistry. Comunicacinpresentada en Content Pedagogy Writing Workshop, Mo-nash University Centre for Science, Mathematics andTechnology, Melbourne (Australia), 1992.

Fraser, B. y Tobin, K.G. (Eds), International Handbook of ScienceEducation, Kluwer Academic Publishers, London, 1998.

Furi, C, Las concepciones alternativas del alumnado en cien-cias: dos dcadas de investigacin. Resultados y tenden-cias. Alambique, 7, 7-17, 1996.

Furi, C., Bullejos, J. y De Manuel, E, Lapprentissage de la ractionchimique comme activit de recherche, Aster, 18, 141-164, 1994.

Furi, C. y Calatayud, M.L., Difficulties with the geometryand polarity of molecules: beyond misconceptions, Jour-nal of Chemical Education, 73, 37-41, 1996.

Furi, C., Hernndez, J. y Harris, Parallels between adoles-centsconception of gases and the history of Chemistry,Journal of Chemical Education. 64(7), 617-618, 1987.

Gabel, D.L (ed), Handbook of Research on Science Teaching andLearning, MacMillan Pub Co, N.Y, 1994.

Gabel, D.L , The complexity of chemistry and implications

for teaching. En B. Fraser y K. Tobin (ed.) InternationalHandbook of Science Education, Kluwer, London, 1998.

Gil D., Carrascosa, J., Furi, C. y Mtnez-Torregrosa, J, Laenseanza de las ciencias en la educacin secundaria, Horsori,Barcelona, 1991.

Hernndez, Dificultades de aprendizaje sobre la naturalezacorpuscular de la materia en la enseanza secundaria.Una propuesta para superarlas. Tesis Doctoral. Univer-sitat de Valncia, 1997.

Hesse, J.J. y Anderson, C.W., Students conceptions of chemicalchange. Journal of Research in Science Teaching, 29(3), 277-299, 1992.

Johnstone, A.H., The development of Chemistry teaching.,Journal of Chemical Education, 70, 701-703, 1993.

Johnstone, A.H., Sleet, R.J. y Vianna, J.F., An informationprocessing model of learning: its application to an un-dergraduate laboratory course in Chemistry, Studies inHigher Education, 19, 77-87, 1994.

Kempa, R.F y Ward, J.E, Observational threshold in schoolChemistry, International Journal of Science Education, 10,275-284, 1988.

Llorens, J.A., Comenzando a aprender Qumica. Ideas para eldiseo curricular, Ed. Visor, Madrid, 1991.

Llorens, J.A., Introduccin a los conceptos bsicos de Qu-mica, en Aspectos didcticos de Fsica y Qumica (Qumica5), ICE de la Universidad de Zaragoza, Zaragoza, 1994.

Nakhleh, M.B., Why some students dont learn Chemistry:chemical misconceptions, Journal of Chemical Education,69, 191-196, 1992.

Pozo, J.I. y Gomez, M.A., Aprender y ensear ciencia. Delconocimiento cotidiano al conocimiento cientfico, EdicionesMorata S.L., Madrid, 1998.

Sanmart, N., Estudio sobre las dificultades de los estudiantesen la comprensin de la diferenciacin entre los concep-tos de mezcla y de compuesto. Tesis Doctoral. Lleida.Facultat de Ciencies Qumiques de la Universitat Aut-noma de Barcelona, 1990.

Sanmart N. e Izquierdo M., The substantialisation of propertiesin pupils thinking and in the history of science, Science &Education, 4, 349-369, 1995.

Solsona N. e Izquierdo M., La conservacin del elemento,una idea inexistente en el alumnado de Secundaria,.Alambique, 17, 76-84, 1998.

Stavy, R.. Pupils problems in u