QUIMICA

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Introducción Las prácticas 1 de laboratorio que habi- tualmente realizan los alumnos, basadas en el seguimiento de un guión cerrado, han sido ampliamente criticadas [1] mostrán- dose manifiestamente insuficientes en orden al aprendizaje de buen número de los objetivos escolares clasificados por Bloom y especificados en la gran mayoría de los currículos de ciencias [2] . Por otro lado, el laboratorio se consti- tuye como el más eficaz recurso para el aprendizaje de la casi totalidad de los contenidos procedimentales [3] habituales en las etapas de Secundaria y Bachillerato, siempre y cuando las actividades se desarrollen de forma afín con la metodología científica. Esta idea ha sido consensuada por la comunidad educativa y son numerosos los estudios e investigaciones en esta línea, si bien faltan propuestas concretas y realistas para la materialización de esta convicción en la realidad escolar de cada día. Estudios de sondeo realizados por nuestro equipo para el laboratorio de Física en Bachillerato [4] revelan que en los últi- mos años de la década de los noventa la utilización del guión cerrado lo ponen en práctica un 82% del profesorado, de entre los cuales hacen explicación previa de lo que se va a realizar, un 32%, y solo un 16% utiliza guiones que tienen aspectos abiertos en los que el alumno debe especular con sus conocimientos. A su vez, la media en número de experiencias llevadas a cabo a lo largo de un curso académico se cifra entre 6 y 7, para las cuales se utiliza una media de 8 periodos lec- tivos y siendo éstas, en su mayoría, desarrolladas en uti- lización cíclica del laboratorio por niveles. Entre los objetivos que dicen perseguir, los profesores declaran mayoritaria- mente: "Para afianzar conceptos fundamentales", "Para que los alumnos consigan habilidades y destrezas manipulativas", "Para que se familiaricen con las técnicas habituales del tra- bajo experimental" y "Para que aprendan a tabular y hacer gráficas". Como vemos, una gran mayoría de los contenidos procedimentales del currículo están ausentes. Por otro lado, el análisis que hemos realizado de 95 mate- riales bibliográficos de Física (libros de texto, manuales de laboratorio y guiones de prácticas) revelan que la "práctica receta" en la que el alumno sigue ciegamente un guión, está instaurada en un 86 % en los libros de texto, en un 100 % en los manuales de los equipos experimen- tales y en un 84 % en los guiones de labo- ratorio. En el primer lustro del presente siglo, la situación ha empeorado en términos ge- nerales [5] , ha descendido el interés de los jóvenes por el estudio de disciplinas "duras", entre ellas la Química. Paralela- mente, ha disminuido el peso de las mate- rias de ciencias en el currículo de la Enseñanza Secundaria y ello se traduce en una pérdida del nivel de conocimientos científicos de los jóvenes españoles en relación a los jóvenes de otros países, todo lo cual ha quedado ampliamente refleja- do en el informe aparecido en el Boletín Oficial del Senado. [6] En el caso de las actividades experimentales en el laborato- rio de Química, el paisaje es aún más desolador, no solo debido a las razones antes puntadas sino también a que su na- turaleza propicia el seguimiento ciego de un guión-receta en el que, si bien se logran con eficacia la ilustración y la adquisición de destrezas manipulativas, están ausentes la mayor parte de los procedimientos presentes en el currículo, tales como el planteamiento y acotación del problema, el manejo de la bibliografía, la emisión de hipótesis, el análisis de resultados, la extracción de conclusiones, la redacción de la memoria científica, etc. Durante años, nuestro equipo ha diseñado formas alternati- vas de uso del laboratorio de Física y Química que propicien el aprendizaje de los contenidos procedimentales presentes en el currículo [4] , [712] si bien los diseños han presentado serias dificultades de aplicación en la realidad escolar de un centro de secundaria. En los últimos años venimos trabajando en la puesta a punto de un modo de empleo del laboratorio de Química que supere las dificultades de aplicación, derivadas principal- mente de la rigidez del horario de un centro de ESO y Bachillerato, sin menoscabo grave de las virtudes que poseen nuestros anteriores diseños en orden al aprendizaje de con- tenidos procedimentales. Para ello partimos de la propuesta de Hadden [1314] y por aplicación de la técnica de Investigación-Acción a cuatro vueltas durante cuatro años, llegamos al diseño definitivo, el cual denominamos "Resolución de Problemas Experimentales" (RPE). También diseñamos métodos de evaluación de aprendizajes que atendieran a los contenidos que, se supone, aprenden los estu- diantes en el desarrollo de este tipo de actividades. Jesús M. Merino de la Fuente Hacer y pensar en el laboratorio de química Resumen: Se propone un tipo de actividades prácticas para el laboratorio de Química de Enseñanza Secundaria, como alter- nativa a las tradicionales prácticas recetísticas, de desarrollo afín con la metodología científica, que inciden en el aprendizaje de los contenidos procedimentales. Se oferta una amplia gama de modelos de problemas experimentales, de fácil aplicación en la realidad escolar de un centro de secundaria así como las directrices para la creación de nuevos problemas experimentales. Palabras Claves: Laboratorio, problemas experimentales, contenidos procedimentales. 41 An. Quím. 2007, 103(2), 4146 www.rseq.org © 2007 Real Sociedad Española de Química Aula y Laboratorio de Química (a) Departamento de Didáctica de las Ciencias Experimentales Universidad de Valladolid (Facultad de Educación) - 47011 Valladolid C-e: [email protected] (b) IES Legio VII (León) C-e: [email protected] Recibido 20/11/2006. Aceptado 13/12/2006 Francisco Herrero Mateos 1 En este artículo utilizaremos el término "prácticas" para referirnos con exclusividad al trabajo experimental recetístico, basado en el seguimiento de un guión, que realizan habitualmente los alumnos en la inmensa mayoría de los centros escolares hacer y pensar.qxd 13/06/2007 13:55 PÆgina 41

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Hacer y pensar en el laboratorio de quimica

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  • Introduccin

    Las prcticas1 de laboratorio que habi-tualmente realizan los alumnos, basadas enel seguimiento de un guin cerrado, hansido ampliamente criticadas[1] mostrn-dose manifiestamente insuficientes enorden al aprendizaje de buen nmero delos objetivos escolares clasificados porBloom y especificados en la gran mayorade los currculos de ciencias[2].

    Por otro lado, el laboratorio se consti-tuye como el ms eficaz recurso para el aprendizaje de la casitotalidad de los contenidos procedimentales[3] habituales enlas etapas de Secundaria y Bachillerato, siempre y cuando lasactividades se desarrollen de forma afn con la metodologacientfica. Esta idea ha sido consensuada por la comunidadeducativa y son numerosos los estudios e investigaciones enesta lnea, si bien faltan propuestas concretas y realistas parala materializacin de esta conviccin en la realidad escolar decada da.

    Estudios de sondeo realizados por nuestro equipo para ellaboratorio de Fsica en Bachillerato[4] revelan que en los lti-mos aos de la dcada de los noventa la utilizacin del guincerrado lo ponen en prctica un 82% del profesorado, de entrelos cuales hacen explicacin previa de lo que se va a realizar,un 32%, y solo un 16% utiliza guiones que tienen aspectosabiertos en los que el alumno debe especular con susconocimientos. A su vez, la media en nmero de experienciasllevadas a cabo a lo largo de un curso acadmico se cifra entre6 y 7, para las cuales se utiliza una media de 8 periodos lec-tivos y siendo stas, en su mayora, desarrolladas en uti-lizacin cclica del laboratorio por niveles. Entre los objetivosque dicen perseguir, los profesores declaran mayoritaria-mente: "Para afianzar conceptos fundamentales", "Para quelos alumnos consigan habilidades y destrezas manipulativas","Para que se familiaricen con las tcnicas habituales del tra-bajo experimental" y "Para que aprendan a tabular y hacergrficas". Como vemos, una gran mayora de los contenidosprocedimentales del currculo estn ausentes.

    Por otro lado, el anlisis que hemos realizado de 95 mate-riales bibliogrficos de Fsica (libros de texto, manuales delaboratorio y guiones de prcticas) revelan que la "prcticareceta" en la que el alumno sigue ciegamente un guin, estinstaurada en un 86 % en los libros de texto, en un 100 % en

    los manuales de los equipos experimen-tales y en un 84 % en los guiones de labo-ratorio.

    En el primer lustro del presente siglo, lasituacin ha empeorado en trminos ge-nerales[5], ha descendido el inters de losjvenes por el estudio de disciplinas"duras", entre ellas la Qumica. Paralela-mente, ha disminuido el peso de las mate-rias de ciencias en el currculo de laEnseanza Secundaria y ello se traduce enuna prdida del nivel de conocimientos

    cientficos de los jvenes espaoles en relacin a los jvenesde otros pases, todo lo cual ha quedado ampliamente refleja-do en el informe aparecido en el Boletn Oficial del Senado.[6]

    En el caso de las actividades experimentales en el laborato-rio de Qumica, el paisaje es an ms desolador, no solodebido a las razones antes puntadas sino tambin a que su na-turaleza propicia el seguimiento ciego de un guin-receta enel que, si bien se logran con eficacia la ilustracin y laadquisicin de destrezas manipulativas, estn ausentes lamayor parte de los procedimientos presentes en el currculo,tales como el planteamiento y acotacin del problema, elmanejo de la bibliografa, la emisin de hiptesis, el anlisisde resultados, la extraccin de conclusiones, la redaccin dela memoria cientfica, etc.

    Durante aos, nuestro equipo ha diseado formas alternati-vas de uso del laboratorio de Fsica y Qumica que propicienel aprendizaje de los contenidos procedimentales presentes enel currculo[4], [712] si bien los diseos han presentado seriasdificultades de aplicacin en la realidad escolar de un centrode secundaria.

    En los ltimos aos venimos trabajando en la puesta apunto de un modo de empleo del laboratorio de Qumica quesupere las dificultades de aplicacin, derivadas principal-mente de la rigidez del horario de un centro de ESO yBachillerato, sin menoscabo grave de las virtudes que poseennuestros anteriores diseos en orden al aprendizaje de con-tenidos procedimentales. Para ello partimos de la propuestade Hadden[1314] y por aplicacin de la tcnica deInvestigacin-Accin a cuatro vueltas durante cuatro aos,llegamos al diseo definitivo, el cual denominamos"Resolucin de Problemas Experimentales" (RPE). Tambindiseamos mtodos de evaluacin de aprendizajes queatendieran a los contenidos que, se supone, aprenden los estu-diantes en el desarrollo de este tipo de actividades.

    Jess M. Merinode la Fuente

    Hacer y pensar en el laboratorio de qumica

    Resumen: Se propone un tipo de actividades prcticas para el laboratorio de Qumica de Enseanza Secundaria, como alter-nativa a las tradicionales prcticas recetsticas, de desarrollo afn con la metodologa cientfica, que inciden en el aprendizajede los contenidos procedimentales. Se oferta una amplia gama de modelos de problemas experimentales, de fcil aplicacin enla realidad escolar de un centro de secundaria as como las directrices para la creacin de nuevos problemas experimentales.Palabras Claves: Laboratorio, problemas experimentales, contenidos procedimentales.

    41An. Qum. 2007, 103(2), 4146 www.rseq.org 2007 Real Sociedad Espaola de Qumica

    Aula y Laboratorio de Qumica

    (a) Departamento de Didctica de las Ciencias ExperimentalesUniversidad de Valladolid (Facultad de Educacin) - 47011 Valladolid C-e: [email protected](b) IES Legio VII (Len)C-e: [email protected] 20/11/2006. Aceptado 13/12/2006

    FranciscoHerrero Mateos

    1 En este artculo utilizaremos el trmino "prcticas" para referirnoscon exclusividad al trabajo experimental recetstico, basado en elseguimiento de un guin, que realizan habitualmente los alumnos enla inmensa mayora de los centros escolares

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  • Finalmente, hicimos un estudio etnogrfico del compor-tamiento de los estudiantes en el contexto escolar creado conobjeto de detraer juicios de valor acerca del diseo.

    Haremos a continuacin una exposicin detallada del di-seo RPE. La actividad segn se describe, fue diseada encondiciones reales y con las dificultades inherentes a las limi-taciones que tiene el trabajo docente en un I.E.S. Teniendouna infraestructura de laboratorio limitado y un horario rgidoque se ha de cumplir a lo largo de todo el ao.

    Condiciones para la aplicacin del diseo RPE

    El tamao de los grupos de alumnos.

    El nmero de alumnos que trabajan simultneamente en estamodalidad no debe exceder de 21, formado como mximosiete equipos de tres alumnos. Rebasar estas cifras comportaun menoscabo importante de la atencin del profesor a cadaequipo la cual, como veremos ms adelante, sigue un proto-colo bastante estricto.

    Muy frecuentemente, el nmero de alumnos de un grupoest entre 30 y 40; ello obliga a desdoblar el grupo y requerirla presencia de un profesor de desdoble.

    Dotacin de material requerida en el laboratorio.

    Es la normal de cualquier laboratorio escolar de Fsica yQumica de un centro de Enseanza Secundaria. No serequiere por tanto, ninguna dotacin adicional. Eso s, la orde-nacin racional del material y reactivos, que nunca debe fal-tar en cualquier laboratorio, es aqu imprescindible toda vezque los alumnos requieren unos y otros en funcin de susdecisiones del momento, y su peticin ha de ser atendida sindemora alguna. Por otro lado, el laboratorio ha de disponer deuna pequea biblioteca de textos asequibles para la consultade datos (por ejemplo, puntos de fusin, masas atmicas,composicin qumica de los reactivos, etc.) y de manejo delinstrumental.

    Secuenciacin temporal de las actividades.

    El nmero de sesiones puede oscilar, siendo recomendableuna sesin cada quince das, lo que suele proporcionar unas16 sesiones de laboratorio en un curso acadmico. El tiempocorrespondiente a cada sesin coincide con el de una sesinlectiva normal, esto es, 50 minutos. Durante este tiempo, losalumnos resuelven el problema y cumplimentan la ficha.Posteriormente, el profesor corrige y valora el contenido delas mismas en orden a la evaluacin de los alumnos. Lasactividades RPE pueden y deben iniciarse desde el principiodel curso y la temtica de los problemas experimentales pro-puestos se ha de corresponder con la materia tratada previa-mente en el aula.

    Las fichas de trabajo

    Las actividades RPE tienen como base un sencillo documen-to que, a modo de ficha de trabajo, plantea el problema ydirige en gran medida las actividades de aprendizaje de losalumnos. A modo de ejemplo, se incluye al final de esteartculo el anverso y el reverso de una de estas fichas.

    El anverso est encabezado por un recuadro en el que seidentifica a los alumnos que han realizado la actividad, ascomo la fecha de realizacin de la misma. A continuacin unao varias frases sirven de introduccin al problema que van aresolver, con ello se trata de motivar y orientar a los alumnosy de conectarles con la experiencia cotidiana. Por ejemplo enlos problemas de cristalizacin se les recuerda que ese es elproceso bsico de las fbricas azucareras, o en problemas decido-base se cuestiona la autenticidad de una etiqueta ali-mentaria correspondiente a un vinagre comercial

    A continuacin viene el problema que han de resolver. Seha de redactar de forma clara y sencilla, pero tambin moti-vadora, de forma que al alumno se le oriente a actividades dela vida cotidiana, siempre que esto sea posible. As en algunosproblemas de disoluciones se les pone en el lugar de un vo-luntario que en frica tiene que preparar sueros para ayudar acuidar a nios deshidratados o bien un bodeguero tramposoque quiere preparar vino con un alcohol barato. Esto se deberealizar siempre que sea posible y no desoriente la resolucindel mismo complicndola innecesariamente.

    Se suele aadir a continuacin una ayuda que da datosnecesarios u orienta para la resolucin del problema. As enlas disoluciones en que interviene el alcohol se les da la den-sidad de los distintos alcoholes que intervienen en las opera-ciones que han de hacer. No es conveniente dar los datos jus-tos, ms bien se les debe dar varios valores, de los cuales elloshan de hacer uso nada ms que de aquellos que les sean nece-sarios. Con ello se promueve la adquisicin de destrezas re-ferentes al anlisis de datos y premisas y tambin a la dis-cusin en equipo y la toma de decisiones.

    En el apartado "TU PLAN" se pide que expliquen, lo quecreen que deben hacer para resolver el problema. Es unrecuadro vaco para que los alumnos escriban a modo deproyecto lo que han de hacer y los instrumentos que van anecesitar. Al final del cuadro hay una nota que les indica quesi no lo saben resolver revisen las ayudas y si an no lo con-siguen, despus de haberlo intentado, que recurran al profe-sor para que les d alguna pista. Con esto se pretende forzara que los alumnos sean los que resuelvan el problema y quese empeen en ello, orientndoles a las ayudas que les puedendar alguna luz para la solucin. Esto permite al profesor sabersi realmente han elaborado una hiptesis razonable para laresolucin del problema antes de darles los materiales con losque realizar la parte experimental. El valor didctico de estecuadro es incuestionable, toda vez que en l quedan plas-madas las indagaciones, deliberaciones y decisiones de losalumnos as como las hiptesis de trabajo que han elaborado.Por otro lado cumple la doble funcin de, primero, evaluarsobre la marcha la viabilidad de las hiptesis dando opcin aque el profesor reconduzca situaciones que de otro mododesembocaran en el fracaso y, segundo, es un documentoescrito que permite evaluar los aprendizajes de contenidosprocedimentales del tipo "anlisis de datos", "consideracinde premisas", "discusin en grupo", "elaboracin de hipte-sis", "diseo experimental", "planificacin del trabajo", etc.

    En el ltimo cuadro se les indica lo que deben hacerdespus de haber escrito el plan de accin.

    El reverso tiene seis apartados que el equipo de alumnos hade cumplimentar despus de haber acabado la actividad. Estova a sustituir al informe final del trabajo experimental2. Lacomunicacin de los resultados es muy importante dentro deltrabajo cientfico, sin embargo el hacer un informe final es

    J. M. Merino de la Fuente, F. Herrero MateosAnalesRSEQ

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  • algo tedioso y complicado para los alumnos. El reverso de laficha contiene, en forma de seis cuestiones, las fases queestructuran el desarrollo de todo proceso cientfico y a su vez,su cumplimentacin obliga a que el alumno ordene los ele-mentos de su informe a la usanza cientfica. As, inconscien-temente se ejercita en la redaccin de este tipo de textos (locual constituye un importante contenido procedimental) y sefamiliariza con la metodologa cientfica Se pretende ademsque al rellenar los apartados, los alumnos recapaciten sobre loque han hecho:

    El primero es una pregunta: "En qu consiste el problemaque has resuelto? Explcalo en pocas palabras." Se les induceas a que recapaciten y relacionen el contenido terico con loque han manipulado en la parte prctica. Con su lectura esposible saber si el grupo ha entendido y aprendido el trasfon-do terico que subyace en la resolucin del problema pro-puesto. Para ello es necesario que los alumnos no copien li-teralmente el problema que se les propone y que lo redactende forma diferente a cmo se les da.

    El segundo y tercer puntos piden que se escriba sobre el"material que han necesitado" y "qu manipulaciones yoperaciones efectuaron" Con esto se pretende que los alum-nos describan y conozcan el material utilizado y que reca-paciten sobre las manipulaciones realizadas. Este apartado locumplimentan correctamente la mayora de las veces. Aunquees una repeticin de lo que ya consignaron en "TU PLAN" esinteresante para ver si hubo tomas de decisiones durante laexperimentacin, si emplearon todos los aparatos solicitadoso si tuvieron que pedir ms a medida que avanzaba el trabajo.Aqu interesa tambin que no copien literalmente lo que yaescribieron, y que den explicacin de qu material del pedidoemplearon y si solicitaron ms, si la eleccin fue acertada y sihubiesen alcanzado mejores resultados por otro camino.

    En el cuarto se les pide que expresen los "clculos", siem-pre sencillos, que han tenido que realizar, resaltando losresultados. Con ello, lo que se pretende es entrenarles en elrigor del lenguaje matemtico y su importancia en todoinforme cientfico. Adems sirve para que el profesor puedacorregir y comprobar si los clculos son correctos.

    Sabemos por experiencia que los alumnos se quejan detener que cumplimentar este apartado argumentando que esoya lo han hecho en el anverso al resolver el problema. Anteello, el profesor debe insistir sobre su necesidad. Al igual queen los dos anteriores, no se trata de una mera copia de lo quehicieron en "TU PLAN", sino de una reflexin tras haber rea-lizado la experimentacin acerca de si lo que haban calcula-do inicialmente es lo que al final obtuvieron, o si fue nece-sario hacer nuevos clculos sobre la marcha para determinarcon ms exactitud lo que hicieron (as por ejemplo, cuandorealizan una disolucin de concentracin determinada la masade soluto calculada no puede ser dosificada con total exacti-tud y es necesario recalcular la concentracin tras pesar elsoluto para conocer la concentracin exacta resultante).

    En el quinto punto se les pide que indiquen las "conclu-siones a que han llegado". En este apartado deben resumir y

    sintetizar lo que han hecho y cmo lo han hecho. A vecescuando el problema es sencillo, todo consiste en indicar loque les ha parecido la actividad. En cualquier caso se les pideuna opinin del grupo.

    Por ltimo, en el apartado sexto, se les pide que "propon-gan un problema parecido al que han hecho y que les parez-ca mejor o ms bonito". En este apartado se pretende inducira los alumnos a la extraccin de conclusiones finales y laemisin de juicios de valor, lo que exige que los aprendizajesprecedentes sean realmente significativos. De hecho se cons-tata que en los trabajos sencillos proponen problemas muyoriginales y creativos: As, por ejemplo, en los primeros, demanipulacin de la balanza, proponen ideas como: "Qupesa ms un anillo o dos pendientes?" Sin embargo cuando elproblema trata un tpico difcil, los alumnos proponen pro-blemas que no estn relacionados con el que se propone. Asen la valoracin cido base, propusieron: "Cmo hallaras elpH de un cido bromhdrico?"

    Resumiendo, el reverso de la ficha pretende por una partesustituir el cuaderno tradicional de prcticas y por otra, orien-tar la estructura del informe hacia el formato de un informecientfico. Las cuatro primeras preguntas les sirve para reca-pacitar individualmente y llegar a acuerdos que les permitanllegar a las conclusiones. Al pedirles que propongan un pro-blema semejante al propuesto, se pretende que se esfuercen enla reflexin. Solamente cuando tienen las cosas claras soncapaces de proponer un problema creativo y original. De estamanera se crean las situaciones de aprendizaje de contenidosprocedimentales importantes, tales como: "anlisis de resulta-dos", "extraccin de conclusiones", "elaboracin de juicios devalor", "redaccin de la memoria cientfica", etc.

    Evaluacin

    La evaluacin de los aprendizajes en el contexto del diseoRPE se corresponde obviamente con los objetivos de apren-dizaje, y dado que estos atienden de forma preferente a loscontenidos procedimentales, es precisamente este tipo deaprendizajes el objeto primordial de evaluacin.

    Son dos los procedimientos que ha de emplear el profesorpara tal fin: Observacin y valoracin de las fichas cumpli-mentadas.

    La observacin se realiza durante el transcurso de la activi-dad en el laboratorio y ha de hacerse metdicamente, fijandopreviamente varios focos de atencin:

    a) Habilidades de trabajo en grupo (discusin constructiva,lenguaje cientfico, reparto de tareas, colaboracin, adopcinde acuerdos, etc.).

    b) Destrezas manipulativas (manejo correcto del instru-mental, respeto a las normas de seguridad, optimizacin deerrores, orden y metodismo, etc.).

    En cuanto a la valoracin de las fichas cumplimentadas, elhecho de estar parceladas permite valorar con la escala tradi-cional de 0 a 10 sus distintos apartados y evaluar de formaconcreta muchos tipos de aprendizajes, as, la valoracin delapartado "TU PLAN" permite evaluar aprendizajes del tipo"identificacin de problemas", "emisin de hiptesis", "rela-ciones entre variables", "diseo experimental", "anlisis dematerial escrito o audiovisual", "bsqueda de informacin", etc.

    La valoracin de los apartados del reverso de la ficha per-mite evaluar aprendizajes del tipo "observacin cientfica","medicin", "clasificacin y seriacin", "transformacin e

    2 Los informes finales de las "prcticas-receta" tradicionales no sonsino copias, en el mejor de los casos, convenientemente maquilladasdel guin. Esta es una realidad asumida por todos los profesoresquienes por ello, dan muy poco o nulo valor a dichos informes. Elresultado es que, en este contexto, la redaccin del informe es unatarea estril tanto para los alumnos como para el profesor.

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  • interpretacin de datos", "anlisis de datos", "elaboracin deconclusiones" etc.

    Los problemas experimentales

    El tema objeto de un Problema Experimental Qumico ha deser relevante en el currculum de la asignatura y promover elaprendizaje de conceptos y procedimientos, y en cualquiercaso, ha de plantear un desafo a la inteligencia. Su temticapuede versar sobre:

    Tpicos sencillos manipulativos que promueva el adies-tramiento en el manejo de algn aparato o tcnica (p.e.,manejo de la pipeta, transvase cuantitativo de sustancias, obtencin de disoluciones de determinada concentracin, etc.) o la adquisicin de alguna destreza propia del traba-jo experimental (p.e., limpieza y orden, seriacin, tabu-lacin, observacin, etc.).

    Cuestiones del currculo (p.e., cido-base, oxidacin-re-duccin, solubilidad, etc.).

    Tpicos de cierta dificultad, importantes en el desarrollocognitivo de la Qumica, como puede ser la cantidad desustancia, el concepto de mol, la reactividad, etc.

    Es interesante que aparezcan redactados con conexiones ala vida real y con connotaciones de ciencia-tecnologa-sociedad.

    Adems, para que un tema pueda ser presentado comoactividad RPE, ha de cumplir una serie de condiciones: [15]

    Ha de poderse realizar con el material experimental dispo-nible en el laboratorio.

    Ha de comportar actividades de indagacin y decisin. Ha de ser asequible conceptualmente al alumno. Ha de ser realizable en un perodo de tiempo no superior

    a un perodo lectivo de aula normal. Aunque ya hemoscomentado que por la estructura de las fichas entregadasse puede retomar lo hecho en la sesin anterior, pero esideal que los alumnos puedan acabar lo empezado en lasesin. Salvo, como ya dijimos, cuando el problema noest integrado en el currculo, que sern necesarias, almenos, tres sesiones.

    El tema elegido debe poner en juego fases del mtodocientfico como la emisin de hiptesis, diseo experimen-tal, realizacin de experimentos y anlisis, discusin y presentacin de los resultados.

    Ha de resultar un problema semiabierto, un pequeo desa-fo, que obligue a poner en juego conocimientos y destre-zas. En ningn caso la solucin ha de ser obvia ni ha depoderse conocer el resultado aplicando un algoritmo.

    Propuesta de Problemas Experimentales deQumica

    Se incluye a continuacin una serie de problemas experimen-tales de fcil aplicacin en el currculo de Qumica de ESO yBachillerato con niveles de dificultad diversos, que puedenservir de orientacin a cuantos profesores quieran utilizarnuestro diseo RPE. Al propio tiempo esperamos que sirvande modelo para la creacin de nuevos problemas. En losenunciados no se incluyen las ayudas, toda vez que ello es

    decisin de los profesores, en funcin de las circunstancias enque vayan a ser propuestos.

    Pesada

    Cmo puedes saber lo que pesa un alfiler? Cmo puedes saber la masa de una hoja de papel de 40

    cm de lado? Cmo puedes saber la masa de un metro cuadrado de

    papel?

    Medida de volmenes y masas

    Debes encontrar cul tiene ms volumen: la gota de unabureta o de una pipeta.

    Debes encontrar cunto gas se desprende en la disolucin de una tableta de vitamina C efervescente.

    Debes encontrar qu masa de agua es capaz de absorberuna muestra de 100 g de silicagel completamente seco.

    Debes encontrar qu masa tiene una gota de alcohol de90.

    Determinacin de densidades

    Debes encontrar la densidad que tiene una moneda de 1peseta.

    Debes encontrar la densidad de la glicerina. Debes encontrar la densidad de un alcohol de 96 Debes encontrar la densidad que tiene una chapa homog-

    nea de cinc

    Cantidad de sustancia

    Debes preparar una disolucin acuosa que tenga 6,022 tri-llones (6,022 1018) de molculas de sacarosa (C12 H22O11) en 100 ml de agua.

    Debes preparar una disolucin acuosa que tenga 602.200 billones de molculas de alcohol etlico o etanol en 10 ml de agua.

    Debes preparar una disolucin acuosa que tenga 6.022 bi-llones (6,022 1015) de iones de sodio y de cloruro porcada 20 g de agua.

    Preparacin de disoluciones

    Eres un bodeguero tramposo y quieres preparar un vinode 12 para lo que dispones de un alcohol muy barato, en la etiqueta del mismo tiene los siguientes datos: 90 ydensidad 0,84 g/cc

    Eres un voluntario en un hospital de frica en el que seacaba el suero y hay muchos nios deshidratados, es ne-cesario preparar una disolucin con una concentracin de 0,5 mol/L de cloruro sdico

    Eres un comerciante y quieres preparar 500 cc de un vina-gre de concentracin 0,5 M. Dispones de un cido acti-co del 99,5 % de riqueza y densidad 1,051 g/cc.

    Cristalizacin

    Dispones de sulfato de cobre (II) pentahidratado mezcla-do con arena, que es totalmente insoluble en agua. Has de

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  • separar la sal de la arena y calcular el rendimiento finalde la purificacin, es decir la cantidad de sulfato de cobre (II) obtenido de cada 100 gramos de mezcla.

    Dispones de azcar (sacarosa, C12 H22 O11) sucia y lahas de obtener pura.Has de calcular el rendimiento final de la purificacin, es decir el porcentaje de azcar obtenido de cada 100 gramosde mezcla.

    Se te ha entregado una muestra que contiene cloruro am-nico y polvo de carbn. Has de separar ambos por dos pro-cedimientos distintos.

    Acido-base

    Se te van a dar cuatro disoluciones con las etiquetas X, Y, Z y T, en ellas habr una disolucin de un cido fuerte,otra de una base fuerte, y las otras sern neutras, y nonecesariamente en ese orden. Has de encontrar al menos cuatro modos distintos para encontrar cul es el cido y cul la base.

    Te van a dar tres pastillas blancas, una de ellas es una as-pirina, has de indicar al menos 4 mtodos para diferenciar la aspirina de los otros productos que son neutros o bsicos.

    Los tres tubos etiquetados como A, B y C contienen diferen-tes disoluciones diluidas de cido clorhdrico.Puedes colocar las tres disoluciones en orden crecientede concentracin usando una disolucin de hidrxido de sodio de concentracin conocida, p.ej. 0,1 M?

    Te han vendido un vinagre y en su etiqueta pone que tiene

    6 el 6% de acidez, cmo podras saber si es cierto ofalso?

    Debes preparar disoluciones de pH 2, 4, 9, y 12, para loque dispones de HCl y NaOH, ambos de concentracin 0,1 M. Adems debes indicar cmo verificars que esasdisoluciones tienen ese pH indicado.

    En los tubos A, B y C hay un cido monoprtico (HA),uno diprtico (H2A) y uno triprtico (H3A), no necesaria-mente en este orden, los tres a concentracin 0,1 M. Has de identificar dnde est cada uno.

    Oxidacin-reduccin

    Debes cambiar el color de una disolucin de sulfato decobre (II)

    Has de comprobar la frmula del agua. Tienes que encontrar el nombre del metal cuya muestra

    slida se te ha proporcionado. Usando los materiales que se te han proporcionado (bar-

    niz, pintura, aceite, etc.), debes buscar la mejor manerade proteger contra la corrosin una lmina de zinc sumer-gida en la disolucin azul.

    Debes determinar la molaridad de una disolucin de per-manganato potsico.

    Compuestos inorgnicos

    Dos de los cuatro slidos que se te han proporcionado son marcadamente inicos y los otros dos son acusadamente

    EQUIPO: FECHA: PROYECTO: NOMBRE Y APELLIDOS: NOMBRE Y APELLIDOS: NOMBRE Y APELLIDOS:

    EL PROBLEMA: Has de preparar 250 cc de un vin agre de concentracin 0,5 M. Se dispone en el laboratorio de un cido actico del 99,5 % de riqueza y densidad 1,051 g/cc

    NOTA: Puedes emplear libros de texto, libros de datos o las notas de Qumica que desees

    AYUDA: El cido actico (H 3C-COOH) tiene de masa molecular 60 u.m.a. El vinagre es cido actico diluido.

    TU PLAN: ESCRIBE BAJO ESTA LNEA TU PLAN PARA LO QUE QUIERES HACER: NOTA: Si no tienes ideas para un plan despus de haberlo pensado, revisa la seccin de ayudas, y si an no encuentras ninguna solucin, puedes preguntar a tu profesor para que te d alguna pista.

    DESPUS DE HABER ESCRITO TU PLAN: 1. Pregunta a tu profesor para que por seguridad, revise tu plan. 2. Decide qu aparatos necesitars y pregunta a tu profesor po r ellos. 3. AHORA EMPIEZA TUS EXPERIMENTOS.

    45An. Qum. 2007, 103(2), 4146 www.rseq.org 2007 Real Sociedad Espaola de Qumica

    Hacer y pensar en el laboratorio de qumica

    hacer y pensar.qxd 13/06/2007 13:55 Pgina 45

  • covalentes. Has de distinguir entre unos y otros. Las disoluciones de los tubos A, B, C y D contienen nitra-

    to de cobre (II), sulfato de magnesio, cloruro de bario y sulfato de cobre (II), no necesariamente en ese orden. Hasde encontrar dnde est cada uno.

    Los tubos A, B y C contienen nitrato de plata (I), yoduro de sodio y cloruro de cinc, no necesariamente en ese or-den. Dispones adems de disolucin de cloruro sdico.Has de encontrar dnde esta cada compuesto.

    Las muestras slidas A, B y C son un nitrato, un cloruroy un carbonato, no necesariamente en ese orden. Disponesde disoluciones de cido sulfrico y de hidrxido de cal-cio. Has de identificar cada uno de los tres slidos.

    Compuestos orgnicos

    Los tubos A, B y C contienen hexano, hexeno y etanol, no necesariamente en ese orden. Has de identificar dnde es-t cada uno.

    Las muestras A, B y C contienen glucosa, fructosa y saca-rosa, no necesariamente en ese orden. Has de identificarcada una.

    Has de encontrar el nmero de molculas de jabn quehay en la muestra que se te entrega. Dispones para ello de disolucin de hidrxido clcico 0,5 M y de cido clorh-drico 0,1 M

    Agradecimientos

    Esta investigacin forma parte de la tesis doctoral titulada "LosProblemas Experimentales de Qumica en el currculo delBachillerato", realizada por Francisco Herrero bajo la direccindel Dr. J. Mariano Merino en la Universidad de Valladolid. Losautores agradecen a las instituciones pblicas: Ministerio deEducacin y Cultura y Junta de Castilla y Len por las ayudasrecibidas para el desarrollo de la mencionada tesis.

    Bibliografa

    [1] Pay, J. "Los trabajos prcticos en la enseanza de la F-sica y la Qumica: un anlisis crtico y unapropuesta fun-damentada" Tesis doctoral, Depto. de Didctica de las Ciencias Experimentales. Univ. de Valencia. 1991

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    [11] Merino, M. y Prez, P. 1997 en Investigacin e innova-cin en la Didctica de las Ciencias" Univ. Autnoma de Barcelona, 505

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    [14] Hadden, R.A. "Problem solving at the bench: 50 Midi-projects in Chemistry for 1618 year olds. Centre forScience Education. Univ. Glasgow. Ed. Royal Society in Chem. 1992

    [15] Tamir, P. y Garca, M.P., Int. Jour. Sci. Ed., 1992, 14 (4), 381392

    1. En qu consista el problema que has resuelto? Explcalo brevemente.

    2. Material que has necesitado.

    3. Cmo lo has ejecutado? Qu manipulaciones u operaciones habis realizado?

    4. Clculos que has tenido que realizar (resalta los resultados):

    5. A qu conclusiones habis llegado?

    6. Propn un problema parecido, que te parezca mejor o ms bonito que el que has resuelto.

    J. M. Merino de la Fuente, F. Herrero MateosAnalesRSEQ

    2007 Real Sociedad Espaola de Qumica www.rseq.org An. Qum. 2007, 103(2), 414646

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