EL TRABAJO EXPERIMENTAL EN EL LABORATORIO DE CIENCIAS NATURALES

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Provincia de Santa Fe

EL TRABAJO EXPERIMENTAL EN EL LABORATORIO DE CIENCIAS NATURALESDocentes responsables: Prof. Mara Elisa Cacciolatto

Prof. Mara Laura Grecco.

Este material forma parte de un proyecto de extensin llevado a cabo durante el ao 2013 por las Profesoras Cacciolatto, Mara Elisa y Grecco, Mara Laura. El proyecto fue destinado a docentes de 6to y 7mo grado del rea Ciencias Naturales de las siguientes escuelas asociadas: Escuela Domingo Faustino Sarmiento N 365, Escuela Mariano Moreno N 356, Colegio Corazn de Jess N1055.

La propuesta fue pensada en dos instancias de encuentro entre docentes del Instituto Superior de Profesorado y docentes de Ciencias Naturales de 6to y 7mo grado del Nivel Primario de las escuelas asociadas. Una primera instancia, que implic dos encuentros, estuvo destinada a adquirir seguridad en el manejo de los materiales del laboratorio, en el diseo de actividades y permiti la reflexin en torno a conceptos y procedimientos propios de las Ciencias Naturales. Luego, en una segunda instancia, se invit a que los docentes de las escuelas asociadas logren un encuentro con sus propios alumnos, en el su propio laboratorio o en el del instituto, previo diseo de una clase adaptada a los contenidos desarrollados durante el ao. Luego de llevado a cabo los encuentros podemos decir que se ha logrado un acercamiento de las docentes de las escuelas primaria a este espacio fsico, tan temido por ellas por desconocimiento e inseguridad, que es el laboratorio. Las propuestas elaboradas por ellas fueron innovadoras y permitieron el trabajo con situaciones problemticas en donde sus alumnos pudieron realizar hiptesis, trabajar con material de laboratorio, establecer conclusiones, entre otras competencias cientficas. A continuacin se presenta las secuencias de actividades que se realizaron en el marco de este proyecto, junto con la fundamentacin, objetivos y bibliografa utilizada. El nio no es una botella que hay que llenar,

sino un fuego que es preciso encender

Montaigne

ENTRE TODOSMANOS A LA MASA!

FUNDAMENTACIN:

La enseanza experimental de las Ciencias Naturales es una actividad compleja que requiere de la utilizacin de distintos tipos de conocimientos relacionados con la propia Ciencia y sus metodologas, con estrategias didcticas y con la aplicacin de protocolos de procedimientos cientficos.

En el Laboratorio de Ciencias se aprende haciendo, se logra interrelacionar la teora con la prctica, siempre cuando las actividades propuestas estimulen en los alumnos las competencias cientficas como son la observacin, la elaboracin de hiptesis y predicciones, la argumentacin, expresin de ideas, la interpretacin de resultados, como as tambin, la creatividad en el diseo de dispositivos y experiencias. Es un lugar de construccin de aprendizajes significativos. Como dice Paulo Freire: Ensear no es transferir conocimientos, sino crear las posibilidades para su propia produccin o construccin. (Freire, Paulo: 1997)

Desde esta perspectiva, el trabajo en el laboratorio debe ocupar un lugar importante en el proceso de enseanza-aprendizaje de las Ciencias Naturales. Pero para poder lograr un aprendizaje significativo cada actividad desarrollada debe permitir el despliegue en los alumnos de los mltiples procedimientos propios de la ciencia.

Pese a esto, a lo largo de la historia, podemos visualizar que la metodologa propuesta para el tratamiento de las Ciencias Naturales se centra en rescatar los contenidos conceptuales de la ciencia, organizndose en torno a modelos didcticos descontextualizados que comprenden la produccin y comprensin de textos disciplinares del rea, sin vincularlos con el trabajo experimental y mucho menos con la construccin de saberes.

De la misma manera, percibimos que a los docentes les representa una dificultad acudir al laboratorio o llevar adelante diseos experimentales o experiencias sencillas, repitindose esta caracterstica a lo largo de los distintos ciclos de la enseanza. Se percibe este espacio fsico como un mbito que genera miedo e incertidumbre.

Atendiendo esta situacin surge la necesidad de desarrollarnos profesionalmente en el manejo del laboratorio de Ciencias Naturales. Por lo tanto, el presente proyecto est orientado a la realizacin de prcticas de enseanza-aprendizaje en el marco de dicho espacio.

La propuesta de este proyecto sostiene que el uso del laboratorio implica prcticas que, si se orientan adecuadamente, permitirn la construccin del conocimiento escolar sobre la naturaleza, las ciencias naturales y el trabajo cientfico, ya que posibilita otro tipo de acercamiento hacia los fenmenos naturales, y abre una nueva perspectiva para mirar, hablar, escribir y pensar la ciencia y el mundo natural.

OBJETIVOS:

Acordando con un concepto amplio de alfabetizacin que trasciende el conocimiento de la lengua y entendiendo la alfabetizacin cientfica como una combinacin dinmica de habilidades cognitivas, lingsticas y manipulativas, proponemos concretar prcticas de laboratorio con finalidad didctica.

Reconstruir la representacin del laboratorio para que deje de ser un lugar peligroso y hacer productivas las condiciones materiales del laboratorio con las que ya cuenta la escuela.

Compartir con los docentes de las escuelas asociadas diferentes bibliografas referidas a las prcticas en el laboratorio y a la Didctica y Epistemologa de las Ciencias Naturales.

ACCIONES PREVISTAS:

Reflexin en torno a la bibliografa sugerida en relacin al conocimiento escolar que nos proponemos construir: alfabetizacin integral.

Capacitacin sobre estrategias metodolgicas para las prcticas de laboratorio.

Realizacin de prcticas de laboratorio sencillas. Diseo e implementacin de una actividad de laboratorio adaptada a los contenidos curriculares del ao.

TEMPORALIZACION:

Primer momento: encuentro entre docentes del instituto y docentes de escuelas asociadas.

Segundo momento: encuentro con docentes de las escuelas asociadas y alumnos.

ACTIVIDADES A DESARROLLAR en el LABORATORIO PROPIAMENTE DICHO

Se trabajar teniendo en cuenta estos 4 puntos:

1) Laboratorio y visualizacin de seres vivos microscpicos;

2) Laboratorio y cambios qumico-fsicos de la materia.

3) Laboratorio y su relacin con los sistemas de nutricin.

4) Laboratorio como lugar para desplegar los procedimientos propios de las ciencias.

Eje temtico central: El pan: los procesos fsicos, qumicos y biolgicos que intervienen en su elaboracin y en su digestin cuando lo tomamos como alimento.

Por qu el pan?

El pan, alimento bsico y nutritivo. Rico en nutrientes como hidratos de carbono, protenas, lpidos, sodio, hierro, fibras, zinc, vitamina B1, cido flico, vitamina B6, entre otros. Es un alimento conocido por todos, relativamente accesible y que se puede combinar agradablemente con una elevada cantidad de complementos alimenticios. Adems, la masa de pan es bsica ya que a partir de ella y realizando pequeas modificaciones en su receta se pueden obtener pizzas, facturas, biscochos e incluso panes de diferentes sabores. Forma parte de uno de los alimentos que requiere de la accin de un ser vivo microscpico para su para su elaboracin.

Adems, es un alimento rico en historia que puede permitir el trabajo escolar desde distintas reas.

Primer encuentro:

Quiero Pan

QUIERO PAN de Xuxa (1990)Quiero pan, quiero pan, quiero pan,pan alemn, alemn, alemn,o pan de ans, pan de ans, pan de ans,quiero uno ms, ms, ms.

Est sabroso por dems y esponjoso por demsSi soy manteca me derrito rapidito as, as...

En el primer encuentro se trabajar en relacin al Hongo Levadura como un ser vivo necesario en la elaboracin del pan. Se pretende demostrar con dos experiencias de laboratorio que la levadura es un ser vivo que se nutre y reproduce. Las experiencias permitirn la elaboracin de hiptesis; el diseo experimental para la verificacin de las mismas; el uso de materiales de laboratorio como termmetros, bao termostatizado, microscopios, tubo de ensayo, entre otros; el dominio de conceptos como: variables experimentales, control o testigo. Para una mejor presentacin se dividi a los encuentros en momentos.1er momento: En ese momento se pretende que se expresen todas las ideas relacionadas con el pan, muchas de las mismas sern de trabajadas a lo largo de los encuentros.

Qu sabemos respecto del pan? Qu preguntas podemos hacernos respecto del pan? Qu podemos trabajar en el aula? Conocemos recetas para hacer pan? Cules son los ingredientes que se necesitan para hacer el pan? Cul es el valor desde el punto de vista energtico? Qu le sucede al pan cuando lo incorporamos a la boca? cmo utiliza nuestro cuerpo el pan?

Trabajamos en grupo y hacemos un plenario.

2do momento: Nos detenemos a trabajar con uno de esos ingredientes: La Levadura

LA LEVADURA, es un ser vivo?

Aunque poca gente lo sepa, la levadura que se le agrega al pan o a la pizza para que, justamente, leven (se hagan ms esponjosas y ms livianas) no es ni ms ni menos que un hongo. Y, como todo hongo, es un ser vivo. Pero, qu significa exactamente eso? Piensen por un momento: qu quiere decir que algo est vivo? Creen su propia definicin. Aydense imaginando cosas que estn vivas y otras que definitivamente no lo estn. En qu se diferencian? Intercambien ideas con sus compaeros/as sobre las diferencias entre un ser vivo y otro no vivo. Como habrn visto, definir que algo est vivo no es cosa sencilla; y probarlo, mucho menos.

Plenario.

EXPERIMENTOS PARA RESPONDER PREGUNTAS

Tratamos de orientar a las docentes para ver qu hiptesis surgen respecto de las preguntas planteadas en la introduccin, de esta manera la podemos ir guiando para llegar a las hiptesis que estructurarn las experiencias de laboratorio.

HIPTESIS N 1. Si la levadura es un ser vivo, entonces se nutre.

Qu alimentos podemos darle de comer a la levadura?

Escuchamos que alimentos proponen:

Cmo nos vamos a dar cuenta que se alimenta?

Escuchamos a ver qu proponen:

MATERIALES.

Pasta de levadura previamente preparada, azcar, sal, y tantos otros alimentos como se les ocurra a las docentes.

PROCEDIMIENTO.

1.Cada grupo rotula los tubos de ensayo de acuerdo con los alimentos que se les dar a la levadura.

2. Disolver la levadura en agua tibia (37C). Debe quedar un preparado espeso.

3. Mezclar los componentes.

4. Predecir lo que suceder para cada tubo de ensayo.

Tubo de ensayoPreparado de levaduraAlimento Qu esperamos que suceda

12 cucharadas.

22 cucharadasAzcar (una cucharada)

32 cucharadasSal (una cucharada)

4----------------------Azcar (una cucharada)

5

2 cucharadas

Otro alimento si es que proponen

2. Ponemos los tubos en un bao termostatizado a 37C y esperamos 5 minutos aproximadamente cinco minutos sin tocar los vasos y observen lo que sucedi en cada uno. Anoten sus resultados en una tabla como la siguiente.

VasoCantidad de burbujas (ninguna, pocas, muchas)

1

2

3

4

5

La levadura est viva

3.Analicen los datos que obtuvieron en el cuadro y respondan las siguientes preguntas:

a) Qu significa la presencia de burbujas?

b) Qu conclusiones pueden extraer de lo que sucedi en cada vaso?

c) Por qu preparamos el vaso 1? Y el 4?

d) La levadura se alimenta de sal? Justifiquen su respuesta sobre la base de los resultados obtenidos.

HIPTESIS N 2. Si la levadura est viva, entonces puede reproducirse.

La levadura como todo ser vivo, debiera reproducirse y de esta manera asegurar su existencia dentro de la naturaleza. La reproduccin de un ser vivo implica un aumento de poblacin; lo que implica mayor cantidad de organismos dentro de un territorio ( sustrato ).

MATERIALES.

2 rodajas de pan humedecidas con agua.

Levadura.

Palillo Escarbadiente.

PanHongos nuevos? (cantidad, color, etc.)

1 (con levadura)

2 (sin levadura)

PROCEDIMIENTO.

1.En una de las rodajas, desparramen la levadura con el mondadientes, cubriendo slo la mitad de la rodaja (dejen la otra mitad sin levadura). En la otra rodaja no pongan nada de levadura, como muestra la figura 1.

2.Esperen unos 4 das y observen los panes (aunque es buena idea ir viendo qu sucede da a da). Crecieron hongos nuevos? Completen una tabla con los datos y respondan las preguntas.

a) Cul es el objetivo de poner un pan sin levadura? Y de sembrar levadura slo en la mitad del pan?

b) Por qu usaron pan humedecido con agua?

c) Qu concluyen de este experimento?

3.Comparen su diseo experimental con el de otros grupos.

Existen diferencias? Hay algn diseo que conteste mejor a la pregunta que otros?

4.Para discutir entre todos:

Todos los grupos obtuvieron los mismos resultados? Si hay diferencias, a qu podra deberse?

Creen que estos experimentos demuestran que la levadura es un ser vivo?

Agregaran algn otro experimento?

Tercer momento:Observacin de levaduras en reproduccin: Utilizando el microscopio y una muestra de levadura, previamente disuelta en agua azucarada a una temperatura de 37C, se pueden visualizar las levaduras en reproduccin. Segundo encuentro:

Primera parte: Hacemos Pan: La biologa, Fsica y qumica presentes en la receta del pan

...El panadero amasa a mano bien la masa (muy gustoso)y va cantando una cancin que dice as, as:"Mira que ya es la hora pongamos ya la horneadael pan que no hago ahora ya no lo hago ms...""Mira que ya es la hora pongamos ya la horneadael pan que no hago ahora ya no lo hago ms..."

(Xuxa, 1990)

En la primera parte este encuentro se pretende realizar un anlisis fsico-qumico en la elaboracin del pan. Se trabajar con conceptos propios de la las ciencias naturales como son calor, temperatura, formas de transmisin del calor, cambios fsicos y qumicos. ste anlisis se puede hacer haciendo pan o analizando una receta, dependiendo de los tiempos de trabajo.

Primer momento:

Siguiendo una receta para la elaboracin del pan, hacemos un pancinto por grupo. Los importante en este momento es ir analizando los conceptos de biologa, de fsica y de qumica que se ponen en marcha en este proceso.

Tal vez en lugar de hacer los panes podemos analizar la receta y hacer preguntas que la interpelen como por ejemplo:

Receta para hacer pan: (PARA UN KILOGRAMO DE PAN)

Ingredientes: 750 gramos de harina comn, 30 gramos de levadura, una cucharada de sal fina, 400 ml. de agua tibia y 1 cucharada de azcar.

La preparacin

1) Empieza combinando la levadura con el agua tibia (50ml) y el azcar (1 cucharada), dejndola reposar un rato. Mientras tamiza la harina y la sal dentro de un recipiente hondo.

2) Agrega la mezcla de levadura a la harina ya salada y luego el resto del agua tibia.

3) Mezcla hasta que consigas una pasta que sea firme y pegajosa, entonces, preprate la superficie de trabajo y enharnala. Dispn sobre ella la masa y empieza a amasarla hasta que veas que se queda elstica y brillante.

4) Cuando la masa ya est a punto forma una bola, colcala en el recipiente hondo que utilizaste. Cbrela con film transparente y deja reposar hasta que veas que dobla su volumen, dependiendo de la temperatura y de la humedad, tardar entre 1 y 2 horas.

5) Ahora comprobars si la masa ya est a punto, presiona con un dedo la masa y si tu huella se mantiene unos instantes, ya est lista. Entonces vulvela a amasar y forma una bola que cubrirs con un trapo, dejndola reposar unos 15 minutos ms.

6) Ahora dale la forma deseada y hazle unas cuantas incisiones en la superficie, a tu gusto.

7) El horno deber estar precalentado a 200 C.

Preguntas que interpelan la receta:

1)Para qu se utiliza el azcar al inicio de la receta? cul es su funcin?

2)Para qu se utiliza el agua tibia? Por qu no puede ser fra o caliente?

3)Qu cambios fsicos y qumicos se observan a lo largo de la receta?

4)Por qu se deja reposar a la masa durante largo tiempo antes de cocinarla? Por qu se duplica el tamao de la masa?

5)Cmo se transfiere el calor en el momento de la coccin?

6) Qu conceptos de fsica, qumica y biologa se ponen en juega en esta receta? con qu otros temas se pueden relacionar?

Segunda Parte: La degustacin del pan

Quiero pan, quiero pan, quiero panPan alemn, alemn, alemn; alemn,O pan de ans, pan de ans, pan de ansQuiero uno ms... ms, ms

Pan de salvadoPan de quesoAlgn pan dulce bien horneadoCon mermelada o con azcarYo quiero uno!... Ms, ms!..

Segundo momento:

En la segunda parte de este encuentro se pretende realizar un anlisis fsico-qumico de la digestin de un trozo de pan, es decir, comenzar a analizar qu sucede con el trozo de pan ya incorporado a la boca de un ser humano. El anlisis de este aspecto requerir repasar conceptos puramente biolgicos como digestin fsica y qumica, enzimas y accin de las mismas. Pero tambin permitir el desarrollo de tcnicas de laboratorio y manipulacin de material.

El ingrediente en mayor proporcin que tiene el pan es la harina. Si nos detenemos en la composicin qumica de este componente podemos observar que dentro de los nutrientes que aporta este alimento el que presenta mayor proporcin son los hidratos de carbonos, en especial, el almidn (hidrato de carbono con funcin de reserva energtica en las plantas, es un polisacrido de glucosa).

Los hidratos de carbono son la fuente de energa por excelencia que nuestro cuerpo necesita para poder realizar las actividades diarias, para poder vivirpero Qu sucede para que el trocito de pan llegue a nuestras clulas y puedan utilizarlo como fuente de energa?Digestin qumica de los hidratos de carbono, en este caso, del almidn.

Cmo demostrar experimentalmente la accin de la saliva sobre el almidn?

Para responder esta pregunta necesitan 4 tubos de ensayo o (frascos de vidrio), gradilla , varilla de vidrio, pan ,reactivo de lugol, vaso de precipitados, saliva, pinza de madera y un mechero.

Coloquen los tubos de ensayo en una gradilla y numrenlos.

Desmenucen miga de pan en un vaso de precipitado y agreguen agua hasta obtener una pasta.

Viertan porciones iguales de la mezcla anterior en cada tubo de ensayo.

Agreguen en el tubo (o frasco) N 1 tres gotas de reactivo de lugol. Observen los resultados y elaboren conclusiones.

Agreguen saliva en el tubo N 2 y revuelvan con una varilla de vidrio. Mantengan entre sus manos el tubo de ensayo durante 10 minutos. Pasado el tiempo agreguen tres gotas de lugol. Observen el resultado obtenido e interpreten lo ocurrido.

Preguntas de anlisis:

a)Por qu usamos el reactivo lugol en el tubo de ensayo N 1?

b)Qu sucedi cuando agregamos la saliva con la pasta de pan? Explcalo.

c)Qu sucedi cuando agregamos al tubo de ensayo las tres gotas de lugol? cmo se interpreta esto?

d)por qu es importante que el trozo de pan este triturado previamente? con qu se compara en el proceso digestivo?

Actividad para la finalizacin de toda la jornada: (la cual tiene el objetivo de analizar los encuentros realizados y de evaluarlos). 1)Qu materiales de laboratorio hemos utilizado a lo largo del encuentro?

2)Qu contenidos conceptuales se pusieron en juego?

3)Qu procedimientos propios de las ciencias naturales desarrollamos a lo largo del encuentro? En qu momento se utiliz cada uno de ellos?

4)Cmo se puede relacionar este tema con otras disciplinas? Realiza un cuadro conceptual que lo evidencie.

5)Qu otras preguntas podramos trabajar con nuestros alumnos respecto del tema El Pan?

6)cules son los aspectos positivos de los encuentros? Cules son los aspectos a mejorar?

Para finalizar los encuentros, se dialogar entorno a la bibliografa compartida con los docentes. Se les pedir que realicen una evaluacin sobre los aspectos positivos y a mejorar del encuentro y se los invitar a comenzar a disear sus propios trabajos de laboratorio, quedando a disposicin de ellos para cualquier consulta.

Cabe destacar que a lo largo de los encuentros se indicarn las medidas de seguridad a tener presentes en un trabajo de laboratorio, como as tambin se presentar cada instrumento del laboratorio, explicando su nombre, funcin y cuidado que requiere.

Bibliografa:

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Caamao, A. (2004). Experiencias, experimentos ilustrativos, ejercicios prcticos e investigaciones: una clasificacin til de los trabajos prcticos? Alambique. [Versin electrnica]. Revista Alambique 39

Fernndez, Nancy (2010) Algo ms que locos experimentos para hacer en clase Edicin Utopas, Ushuaia, Tierra del Fuego, Argentina. 132p.

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http://www.directoalpaladar.com/ingredientes-y-alimentos/como-hacer-pan Secuencia de Actividades de Melina Fuman y otros publicada en la Coleccin de Ciencias Naturales del Ministerio de Educacin, entre otros. disponible en HYPERLINK "http://coleccion.educ.ar/coleccion/CD21/ce/archivos/levaduraviva.pdf" \t "_blank" http://coleccion.educ.ar/coleccion/CD21/ce/archivos/levaduraviva.pdf bajo el ttulo La levadura est viva?

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