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TRABAJO FIN DE ESTUDIOS
Revisión de los conceptos de calor y temperatura yelaboración de una estrategia didáctica en la
Educación Secundaria
Lara Orcos Palma
MÁSTER UNIVERSITARIO EN PROFESORADO DE ESO, BACHILLERATO, FPY ENSEÑANZA DE IDIOMAS
Tutor: Rodrigo Martínez RuizFacultad de Letras y de la Educación
Curso 2011-2012
FÍSICA Y QUÍMICA
© El autor© Universidad de La Rioja, Servicio de Publicaciones, 2012
publicaciones.unirioja.esE-mail: publicaciones@unirioja.es
Revisión de los conceptos de calor y temperatura y elaboración de unaestrategia didáctica en la Educación Secundaria, trabajo fin de estudios
de Lara Orcos Palma, dirigido por Rodrigo Martínez Ruiz (publicado por la Universidad deLa Rioja), se difunde bajo una Licencia
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Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y
Elaboración de una Estrategia Didáctica en la
Educación Secundaria LARA ORCOS PALMA
TRABAJO FIN DE MÁSTER DE FORMACIÓN DE PROFESORADO: FÍSICA Y QUÍMICA
07/06/2012
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
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ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………………………………………3
2. RESUMEN DE LAS ASIGNATURAS TEÓRICAS DEL MÁSTER…………………………………4-16
2.1. PROCESO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE………………………………………………………7-9
2.2. TEORÍAS DEL APRENDIZAJE…………………………………………………………………………9-14
2.2.1. Teoría Conductista…………………………………………………………………………………….10-11
2.2.2. Teoría Cognitiva…………………………………………………………………………………………11-12
2.2.3. Teoría Constructivista………………………………………………………………………………..12-14
2.3. OPINIÓN PERSONAL………………………………………………………………………………….14-16
3. RESUMEN DE LAS PRÁCTICAS DEL MÁSTER……………………………………………………..16-49
3.1. CONTEXTO GENERAL DEL CENTRO……………………………………………………………16-17
3.2. CARACTERISTICAS DEL CENTRO……………………………………………………………………..18
3.3. EQUIPAMIENTO DEL CENTRO……………………………………………………………………18-19
3.3.1. Recursos humanos………………………………………………………………………………………….18
3.3.2. Recursos materiales…………………………………………………………………………………..18-19
3.4. NIVEL SOCIOCULTURAL DEL ALUMNADO………………………………………………….19-20
3.5. GRUPOS CLASE………………………………………………………………………………….........20-27
3.5.1. Características psicopedagógicas……………………………………………………………….20-23
3.5.2. Características psicosociales……………………………………………………………………...23-25
3.5.3. Proceso de enseñanza-Aprendizaje………………………………………………………….25-27
3.6. RESUMEN DE LAS ACTIVIDADES REALIZADAS…............................................27-30
3.7. UNIDAD DIDÁCTICA CALOR Y TEMPERATURA: FÍSICA
Y QUÍMICA 4º E.S.O…………………………………………………………………………………………30-48
3.7.1. Introducción……………………………………………………………………………………...........21-23
3.7.2. Competencias Básicas……………………………………………………………………............23-25
3.7.3. Objetivos Generales………………………………………………………………………...........25-26
3.7.4. Objetivos de Aprendizaje………………………………………………………………...........26-28
3.7.5. Contenidos……………………………………………………………………………………............28-29
3.7.6. Actividades de Enseñanza-Aprendizaje…………………………………………...........29-35
3.7.7. Criterios de Calificación………………………………………………………………………............35
3.7.8. Recursos y TICs………………………………………………………………………………...........35-36
3.7.9. Atención a la Diversidad…………………………………………………………………...........36-39
3.7.10. Autoevaluación de la Unidad Didáctica…………………………………………..........39-40
3.8. OPINIÓN PERSONAL……………........................................................................48-49
4. PROYECTO DE INNOVACIÓN: REVISIÓN DE LAS CONCEPCIONES
ALTERNATIVAS SOBRE CALOR Y TEMPERATURA EN LA EDUCACIÓN
SECUNDARIA………………………………………………………………………………………...................50-73
5. BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………….............................................73-75
6. ANEXOS…………………………………………………………………………………………..................76-86
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
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1. INTRODUCCIÓN
El Trabajo Fin de Máster es un documento que recoge el trabajo realizado
durante todo el curso académico. Es el compendio y reflejo de todas las competencias,
incluidas las Prácticas en el Centro de Secundaria, adquiridas en el Máster así como
una reflexión sobre las mismas. Sirve para mostrar la adquisición de las competencias
profesionales por parte del estudiante, y está orientado a la evaluación global de las
competencias asociadas a su especialización.
Para llevar a cabo el análisis de la parte teórica del máster se analizan los
procesos de enseñanza-aprendizaje de las materias generales y de la especialidad.
Asimismo se estudian los principios de las Teorías del Aprendizaje y se incluye una
opinión personal.
La segunda parte del trabajo se basa en un resumen de las prácticas del Máster.
Para ello se analiza el contexto, características y funcionamiento del centro, así como
las características del alumnado y lleva a cabo la explicación de las actividades
realizadas. Se expone una de las Unidades Didácticas impartidas durante la realización
de las prácticas docentes que tiene relación con el proyecto de Innovación y se incluye
una opinión personal.
Por último se incluye el Proyecto de Innovación aplicado a la Unidad Didáctica
desarrollada.
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2. RESUMEN DE LAS ASIGNATURAS TEÓRICAS DEL MÁSTER
El Máster de Formación de Profesorado tiene como objetivo formar y preparar
a futuros docentes. Está estructurado en dos bloques, por un lado las clases teóricas y
por otro el periodo de prácticas. Las clases teóricas se estructuran de la siguiente
manera:
Asignaturas comunes:
• Aprendizaje y Desarrollo de la Personalidad: Se estudian los fundamentos del
desarrollo y el aprendizaje humano a partir de las teorías de autores
importantes como Piaget, Vigotsky… A su vez, se tratan los enfoques en la
Psicología del desarrollo, tanto cognitivo y socio-emocional (principalmente en
la etapa de la adolescencia) y los problemas y alteraciones en la adolescencia.
También, se presentan aspectos como la motivación, clima socio-emocional en
el aula, la resolución de conflictos y la interacción profesor-alumno. Por último
mencionar que se da una pincelada a temas relacionados con la inteligencia
emocional, las dificultades en el aprendizaje y diferentes trastornos, tanto
físicos como psicológicos. Durante el transcurso de esta asignatura se llevó a
cabo la elaboración de un artículo científico basado en el estudio de la
evolución y funciones de la amistad desde la infancia hasta la adolescencia.
• Procesos y Contextos Educativos: Se lleva a cabo la caracterización del sistema
educativo y de la Educación Secundaria, el análisis de los procesos de
interacción y comunicación que se dan tanto en el aula como en el centro, las
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formas de abordar las intervenciones para la educación en valores, la
formación ciudadana y la convivencia y la comprensión de los elementos y
dimensiones que definen el Proyecto Educativo del Centro.
• Sociedad, Familia y Educación: Se estudia la influencia de la sociedad en la
educación, el derecho de la educación, la familia, escuela y comunidad, los
centros educativos y el rol social y funciones educadores del profesorado.
Asignaturas específicas:
• Aprendizaje y Enseñanza de la Física y la Química: Se estudian los modelos de
enseñanza-aprendizaje aplicados a la Física y la Química pretendiendo adquirir
la habilidad suficiente para programar el trabajo del aula orientado a la
adquisición de los objetivos y competencias establecidos en la enseñanza de la
Física y de la Química. Así mismo, se pretende adquirir la habilidad de manejar
las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TICs) como una
herramienta para realizar trabajos en el aula. Durante el transcurso de esta
asignatura, en el primer cuatrimestre, se llevó a cabo la actividad Divulgaciencia
en la que fueron desarrollados diversos experimentos científicos con materiales
caseros con el propósito de inculcar la Ciencia en los adolescentes como algo
cotidiano en nuestras vidas a la par que divertido. Durante los meses de marzo,
abril y mayo tuvo lugar el XIV Programa de promoción de la Cultura Científica y
Tecnológica en la Casa de las Ciencias el cual se basó en una serie de
conferencias impartidas por científicos españoles sobre investigaciones
actuales en las ramas de la Química, Física, Biología, Geología y Matemáticas.
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Como trabajo individual para la asignatura se llevó a cabo la exposición de dos
de dichas conferencias encuadrándolas en el currículum correspondiente a un
determinado nivel educativo.
• Complementos para la Formación Disciplinar: Se trata de proporcionar a los
futuros profesores de Secundaria de Física y Química diversas herramientas
que le serán de utilidad en el desarrollo de su actividad docente. Se utilizan
diversos recursos didácticos como la realización de prácticas de laboratorio,
revisión de libros de texto, la realización y explicación de experimentos
sencillos que se pueden realizar en el aula, utilización de páginas web, conexión
con dispositivos cotidianos y con la tecnología actual, etc. Se estudia la Historia
de las Ciencias como recurso didáctico, para lo cual se llevó a cabo la exposición
de la evolución de la Tabla Periódica y las Energías Renovables de las cuales se
escogió como tema de estudio las pilas de combustible. Así mismo, se llevó a
cabo el análisis de determinados artículos científicos y las posibles estrategias
que podría adquirir un docente para introducir los conceptos tratados en un
nivel educativo concreto.
• Innovación Docente e Iniciación a la Investigación Educativa: Se lleva a cabo el
análisis de determinados trabajos de Investigación e Innovación indicando los
factores y colectivos implicados en el desarrollo de la Didáctica de las Ciencias
Experimentales. Se estudia el papel de la de la imagen en la enseñanza de las
ciencias experimentales y la importancia de los modelos y se comparan libros
de texto y manuales relacionados con la Didáctica de las Ciencias. Se lleva a
cabo la realización de un Proyecto de Innovación abordado durante el periodo
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de prácticas. Todo el trabajo llevado a cabo se incluyó en un portafolio que
incluía los aspectos más relevantes de la asignatura.
2.1. PROCESO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE
Enseñanza y aprendizaje forman parte de un único proceso que tiene como fin
la formación del estudiante. La referencia etimológica del término enseñar puede
servir de apoyo inicial: enseñar es señalar algo a alguien. No es enseñar cualquier cosa;
es mostrar lo que se desconoce. Esto implica que hay un sujeto que conoce (el que
puede enseñar), y otro que desconoce (el que puede aprender). El que puede enseñar,
quiere enseñar y sabe enseñar (el profesor); El que puede aprender quiere y sabe
aprender (el alumno). Ha de existir pues una disposición por parte de alumno y
profesor.
Aparte de estos agentes, están los contenidos, esto es, lo que se quiere enseñar
o aprender (elementos curriculares) y los procedimientos o instrumentos para
enseñarlos o aprenderlos (medios).
Cuando se enseña algo es para conseguir alguna meta (objetivos). Por otro
lado, el acto de enseñar y aprender acontece en un marco determinado por ciertas
condiciones físicas, sociales y culturales (contexto).
De acuerdo con lo expuesto, se puede considerar que el proceso de enseñar es
el acto mediante el cual el profesor muestra o suscita contenidos educativos
(conocimientos, hábitos, habilidades) a un alumno, a través de unos medios, en
función de unos objetivos y dentro de un contexto. El proceso de aprender es el
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proceso complementario de enseñar. Aprender es el acto por el cual un alumno
intenta captar y elaborar los contenidos expuestos por el profesor, o por cualquier otra
fuente de información. Él lo alcanza a través de unos medios (técnicas de estudio o de
trabajo intelectual). Este proceso de aprendizaje es realizado en función de unos
objetivos, que pueden o no identificarse con los del profesor y se lleva a cabo dentro
de un determinado contexto. Es importante resaltar que el profesor no es una mera
fuente de información, sino que ha de cumplir la función de suscitar el aprendizaje. Ha
de ser un catalizador que incremente las posibilidades de éxito del proceso motivando
al alumno en el estudio.
El profesor, antes de ponerse a enseñar, debe tener claro cuáles son los fines
que persigue en el proceso. Existe una taxonomía clásica sobre los fines y objetivos
educativos que divide los fines docentes en seis apartados:
1. Conocimientos: Aspectos de información que se deben tener.
2. Comprensión: Capacidad de entender la información.
3. Aplicación: Capacidad de trasladar los planteamientos teóricos (principios) a
situaciones concretas y reales.
4. Análisis: Capacidad para descomponer un conjunto de información en sus
partes o aspectos.
5. Síntesis: Capacidad para componer, con elementos y partes, un todo o
conjunto de información.
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6. Evaluación crítica: Juicios sobre el valor del material y de los procedimientos
utilizados.
Se puede observar un doble aspecto: informativo (adquisición de
conocimientos) y formativo (desarrollo de habilidades para razonar y criticar). Por lo
tanto esos seis fines educativos constituyen la referencia que debe guiar nuestra
metodología didáctica y el trabajo de evaluación.
2.2. TEORÍAS DEL APRENDIZAJE
Los estudios sobre las teorías del aprendizaje no han seguido en su desarrollo
una evolución paralela a los del aprendizaje. Inicialmente no existía preocupación por
elaborar teorías sobre el aprendizaje. Hacia 1940 surge una preocupación teórica
caracterizada por el esfuerzo en construir aplicaciones sistemáticas que dieran unidad
a los fenómenos del aprendizaje y así empezaron a aparecer sistemas y teorías,
aunque el término teoría fue empleado con poco rigor. A comienzos de la década
1950-1960 surge un cambio en los estudios sobre las teorías del aprendizaje, ante el
hecho de que gran parte de los sistemas de la etapa anterior no cumplían una de las
funciones de toda la teoría, como es la de totalizar y concluir leyes. Con el fin de
ofrecer una base empírica sólida, los estudios actuales sobre el aprendizaje se centran,
más que en elaborar teorías, en lograr descripciones detalladas de la conducta en
situaciones concretas.
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Las características principales del aprendizaje se basan en que éste debe ser un
proceso de cambio, debe adquirirse como resultado de la experiencia y sus efectos han
de ser relativamente permanentes.
Las principales Teorías del aprendizaje son: la Teoría Conductista, la Teoría
Cognitiva y la Teoría Constructivista.
2.2.1. Teoría Conductista
El conductismo es una corriente de la psicología que surge a principios del siglo
XX, cuyo padre es considerado Watson, que consiste en usar procedimientos
experimentales para analizar la conducta, concretamente los comportamientos
observables, y niega toda posibilidad de utilizar los métodos subjetivos como la
introspección. Se basa en el hecho de que ante un estímulo suceda una respuesta, el
organismo reacciona ante ese estimulo del medio ambiente y emite una respuesta.
Esta corriente considera como único medio de estudio la observación externa,
consolidando así una psicología científica. Sus dos aspectos más importantes según
Watson son:
- El conductismo metafísico: sostenía que la mente no existe y que toda
actividad humana, más pensamientos y emociones, se pueden explicar a través
de movimientos musculares o secreciones glandulares.
- Por otra parte, Watson negaba el papel de la herencia como el factor que
determina el comportamiento ya que consideraba que la conducta se adquiere
casi exclusivamente mediante el aprendizaje.
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Watson sentó las bases de lo que hoy conocemos como "conductismo
metodológico". Actualmente el conductismo no se limita al estudio de fenómenos
observables sino que también incluye sucesos internos (pensamientos, imágenes),
manteniéndose la relación de las teorías de la conducta con el enfoque experimental.
A partir de la década de los 30, se desarrolló en Estados Unidos el "condicionamiento
operante", como resultado de los trabajos realizados por B. F. Skinner y colaboradores.
Este enfoque es semejante al de Watson, según el cual debe estudiarse el
comportamiento observable de los individuos en interacción con el medio que les
rodea. Skinner, sin embargo, se diferencia de Watson en que los fenómenos internos,
como los sentimientos, debían excluirse del estudio, sosteniendo que debían
estudiarse por los métodos científicos habituales y dando más importancia a los
experimentos controlados tanto con animales como con seres humanos. En la década
de 1950 surgen, en distintos lugares y como resultado del trabajo de investigadores
independientes, corrientes de pensamiento que luego confluirán. Una de ellas,
mediante “las neurosis experimentales”, se estableció el importante principio de la
inhibición recíproca. A partir de los años sesenta, se desarrolla el “aprendizaje
imitativo u observacional” que estudia bajo qué condiciones se adquieren, o
desaparecen, comportamientos mediante el proceso de imitación: el individuo aparece
como un mediador entre el estímulo y la respuesta.
2.2.2. Teoría Cognitiva
Desde una perspectiva cognitiva, en los propósitos del aprendizaje no sólo se
consideran los contenidos específicos sobre un determinado tema sino también la
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consideración de las técnicas o estrategias que mejorarán el aprendizaje de tales
contenidos. Las decisiones profesionales del docente respecto a la práctica de la
enseñanza, inciden de un modo directo sobre el ambiente de aprendizaje que se crea
en el aula y están centradas, tanto en las intenciones educativas como en la selección y
organización de los contenidos, la concepción subyacente de aprendizaje y el tiempo
disponible.
El enfoque cognitivo supone que los objetivos de una secuencia de enseñanza,
se hallan definidos por los contenidos que se aprenderán y por el nivel de aprendizaje
que se pretende lograr. Por otra parte, las habilidades cognitivas a desarrollar siempre
se encuentran en vinculación directa con un contenido específico.
En síntesis, son tres etapas en el proceso de enseñanza, la primera pretende
preparar al alumno a través de la búsqueda de saberes previos que podrían propiciar u
obstaculizar el aprendizaje, la segunda, la de activar los conocimientos previos al
presentar los contenidos y, finalmente, estimular la integración y la transferencia en
virtud de la nueva información adquirida.
2.2.3. Teoría Constructivista
La perspectiva constructivista del aprendizaje puede situarse en oposición a la
instrucción del conocimiento. En general, desde la postura constructivista, el
aprendizaje puede facilitarse, pero cada persona reconstruye su propia experiencia
interna, con lo cual puede decirse que el conocimiento no puede medirse, ya que es
único en cada persona, en su propia reconstrucción interna y subjetiva de la realidad.
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Por el contrario, la instrucción del aprendizaje postula que la enseñanza o los
conocimientos pueden programarse, de modo que pueden fijarse de antemano unos
contenidos, método y objetivos en el proceso de enseñanza.
La diferencia puede parecer sutil, pero sustenta grandes implicaciones
pedagógicas, biológicas, geográficas y psicológicas. Por ejemplo, aplicado a un aula con
alumnos, desde el constructivismo puede crearse un contexto favorable al aprendizaje,
con un clima motivacional de cooperación, donde cada alumno reconstruye su
aprendizaje con el resto del grupo. Así, el proceso del aprendizaje prima sobre el
objetivo curricular, no habría notas, sino cooperación. Por el otro lado y también en
ejemplo, desde la instrucción se elegiría un contenido a impartir y se optimizaría el
aprendizaje de ese contenido mediante un método y objetivos fijados previamente,
optimizando dicho proceso. En realidad, hoy en día ambos enfoques se mezclan, si
bien la instrucción del aprendizaje toma más presencia en el sistema educativo.
Como figuras claves del construccionismo podemos citar a Jean Piaget y a Lev
Vygostky. Piaget se centra en cómo se construye el conocimiento partiendo desde la
interacción con el medio. Por el contrario, Vigostky se centra en cómo el medio social
permite una reconstrucción interna. La instrucción del aprendizaje surge de las
aplicaciones de la psicología conductual, donde se especifican los mecanismos
conductuales para programar la enseñanza de conocimiento.
Las tres Teorías tienen ventajas e inconvenientes. Los principales
inconvenientes de la Teoría Conductista son que en ella prima el aprovechamiento de
las destrezas, individualismo, sumisión y pasividad e ignora el desarrollo de las
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habilidades generales y las diferencias que surgen entre lo que se pretende enseñar, lo
enseñado y lo aprendido.
Los resultados obtenidos mediante la Teoría Cognitiva son difícilmente
observables y complicados de medir cuantitativamente. Faltan materiales de clase y
orientaciones didácticas concretas, claras y precisas.
En cuanto a la Teoría Constructivista la gran desventaja que existe es que
dificulta la organización de un plan de educación masiva y la evaluación, ya que cada
estudiante se organiza con su propio ritmo de aprendizaje.
En mi opinión, considero que La Teoría Constructivista constituye el mejor
enfoque para el aprendizaje ya que promueve la autonomía en los estudiantes, genera
procesos de interacción, planificación y evaluación participativos, es flexible y dinámica
y se adecuan a las necesidades del grupo y propicia el desarrollo de las destrezas del
pensamiento, la interdisciplinariedad y el trabajo cooperativo.
2.3. OPINIÓN PERSONAL
El papel del docente es clave en el proceso de enseñanza-aprendizaje. No nos
podemos quedar conformes con que el alumno adquiera los conocimientos
implantados, ya que la mayoría de ellos probablemente ni le interesen. La motivación
es crucial para el aprendizaje significativo y para ello, cuanto más cercanos a su vida
cotidiana pueda ver el alumno los contenidos tratados, más fácil resultará el proceso
de enseñanza-aprendizaje. La enseñanza para el profesor ha de ser intrínsecamente
motivante y para ello le debe de gustar el trato con adolescentes, sentirse satisfecho
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cuando estos aprenden, disfrutar enseñando y valorar la importancia de la labor social
que lleva a cabo. Además de lo citado, para ser buen docente debe ser capaz de reunir
las siguientes características:
• Mantener relaciones sociales positivas con el grupo-clase y con cada miembro,
lo que requiere consideración y comprensión social. Comunicación positiva.
• Mentalidad abierta: integración en el grupo de todos sus miembros.
• Capacidad intelectual.
• Motivar a cada individuo y al grupo. Trato individual
• Debe organizar la clase, marcando planes, objetivos y métodos. De esta manera
guía al alumno.
• Controlar el logro de los objetivos propuestos y las aportaciones de los
alumnos.
• Procurar un clima positivo en el grupo, una atmósfera de seguridad, en la que
el alumnado se sienta miembro aceptado y útil.
• Debe enseñar al alumnado modos de trabajar juntos y de respetar las opiniones
ajenas.
• Mantener la disciplina y el orden necesario para posibilitar el trabajo.
Considero que la Teoría Constructivista sería la más acertada para abordar el
proceso de enseñanza-aprendizaje ya que el alumno es que reconduce su propio
conocimiento: “me lo contaron y lo olvidé, lo vi y lo entendí, lo hice y lo aprendí”. Esta
cita pone de manifiesto lo importante que es, y sobre todo en el aprendizaje de las
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Ciencias, que el estudiante sea participe en todo momento del proceso de enseñanza-
aprendizaje para afianzar los conceptos.
La Didáctica de las Ciencias no es tarea fácil. La dificultad que suponen, la base
de los estudiantes y la falta de motivación hacen que para muchos de ellos sea un
calvario tener que lidiar con ellas. En la asignatura de Innovación Educativa se llevó a
cabo la comparación de dos congresos de Didáctica de la Ciencias de 1985 y 1987
mostrando que los primeros didactas estudiaron principalmente la enseñanza de la
Física dado que su explicación presenta más complejidad que la Química. Esta mayor
complejidad puede ser debida a las interacciones del lenguaje cotidiano con el
científico, agravándose más en cuestiones como el Calor y la Temperatura. Detectar
esos errores así como diseñar una estrategia didáctica son los objetivos en lo que se ha
basado mi proyecto de innovación.
3. RESUMEN DE LAS PRÁCTICAS DEL MÁSTER
3.1. CONTEXTO GENERAL DEL CENTRO
El I.E.S. “Inventor Cosme García” es el continuador de la Escuela de Artes y
Oficios que por el año 1886 comenzaba a impartir las primeras enseñanzas técnico-
profesionales en nuestra Comunidad. La Ley General de Educación de 1970 convertía a
este centro educativo en el primer Instituto Politécnico de La Rioja con el propósito de
dar respuesta a la creciente demanda social de una formación técnica acorde con los
nuevos retos del desarrollo industrial. En 1985, la pujanza de las enseñanzas
profesionales en nuestro país obligaba a desdoblar el Centro y daba origen a un nuevo
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Instituto Politécnico bautizado con el nombre del insigne inventor riojano Cosme
García Sáenz. Este nombre aunaba la tradición pasada con un nuevo proyecto de
enseñanza tecnológica e integral, cuyos frutos son los miles de alumnos de las ramas
de Automoción, Administrativo, Electricidad, Electrónica y Metal que han pasado por
sus aulas y han logrado un puesto de trabajo en un mundo laboral exigente y
competitivo.
Tras la implantación de la última Ley Educativa este Centro ofrece, sobre bases
de calidad y eficacia, desde la Enseñanza Secundaria Obligatoria hasta los Bachilleratos
Humanístico y Tecnológico, desde los Ciclos de Iniciación Profesional hasta los Ciclos
Formativos de Grado Medio y Superior de las familias profesionales de Administración,
Electricidad y Electrónica, Mantenimiento de Vehículos Autopropulsados, Fabricación
Mecánica, Soldadura y Calderería, y Mantenimiento y Servicios a la Producción. Todo
ello acompañado de Proyectos de vanguardia como los que facilitan el intercambio con
alumnos comunitarios, los que promueven la inserción laboral de los jóvenes entre los
16 y los 20 años o los que amplían la formación sobre nuevas tecnologías.
Con una larga trayectoria de trabajo concienzudo de muchos profesionales
anónimos en pro de la ciencia, la tecnología y la cultura en general, dotado de aulas y
equipamientos de primer orden, de modernos laboratorios, de talleres con avanzada
tecnología, de un claustro de profesores estable y de una visión de futuro abierta e
ilusionada, este Instituto está preparado para afrontar con optimismo los retos del
siglo XXI.
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3.2. CARACTERÍSTICAS DEL CENTRO
El centro cuenta con una serie de normas básicas propias que hacen referencia
al comportamiento de los alumnos tanto dentro como fuera del aula, y establecen
detalladamente las sanciones que se llevarán a cabo en caso de no ser cumplidas, las
cuales los propios alumnos conocen. No se trata de un régimen disciplinario estricto,
sino de la defensa de una conducta que defiende valores como la igualdad, la libertad,
el respeto, la educación. Como consecuencia de ello, cabe destacar también la puesta
en práctica con éxito del plan de préstamo de libros de texto, y mencionar la existencia
de un plan de emergencia del centro a modo de simulacro de evacuación.
3.3. EQUIPAMIENTO DEL CENTRO
3.3.1. Recursos humanos
Los diversos niveles educativos impartidos en el Centro están atendidos por
una amplia plantilla de profesores distribuidos en diferentes departamentos, un
Administrador y personal de administración y servicios. Cuenta asimismo con una
Asociación de Padres y Madres de Alumnos y una Asociación de Ex-alumnos.
3.3.2. Recursos materiales
El I.E.S. "Inventor Cosme García" cuenta entre sus dependencias, además de
ocho aulas generales, con once aulas de E.S.O., un aula de tecnología, dos laboratorios,
un aula de Música, un aula de Plástica, dos aulas de Informática, un aula de Diseño, un
aula de Mecanizado, un aula de Neumática, un aula de Control Numérico, un aula con
Línea de Fabricación Flexible, un aula de Iniciación Profesional, dos aulas de
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Mantenimiento de Vehículos, tres aulas de Administrativo, cuatro Aulas-Taller de
Mantenimiento de Vehículos Autopropulsados, cinco Aulas-Taller de Electrónica, tres
Aulas-Taller de Electricidad, un Aula-Taller de Iniciación Profesional, dos Aulas-Taller de
Mecanizado, Biblioteca General, Salón de Usos Múltiples, Secretaría, dos Salas de
Tutoría, Conserjería con Sala de Reprografía, siete Salas para Departamentos
Didácticos, despacho de Dirección, despacho del Administrador, despacho de
Orientación, dos despachos de Jefatura de Estudios, una sala de Tutoría FCT, Sala de
Profesores, Gimnasio, Pistas Deportivas y Cafetería.
Todas estas dependencias están dotadas con materiales actualizados de forma
continua que fomentan la utilización de las nuevas tecnologías y la confortabilidad de
los alumnos.
3.4. NIVEL SOCIOCULTURAL DEL ALUMNADO
Aunque se trata posteriormente con mayor profundidad las características de
los grupos en los que he impartido clase, a modo de observación general, el I.E.S.
“Inventor Cosme García” cuenta con alumnos de un nivel sociocultural bastante
satisfactorio. La procedencia de los mismos es relativamente variada, pero en general
puede enmarcarse bajo familias de un nivel económico y cultural medio-alto. No
obstante, el centro cuenta con programas de integración y atención a la diversidad que
permiten que los grupos de alumnos de otras culturas e idiomas se puedan adaptar de
manera progresiva. Aunque estos alumnos tienden a relacionarse más entre ellos que
con el resto, la educación impartida en el centro hace lo necesario para que en la
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medida de lo posible no se aíslen y participen de manera conjunta con el resto de los
grupos a los que pertenecen.
3.5. GRUPOS CLASE
3.5.1. Características psicopedagógicas
Uno de los grupos de trabajo fueron dos clases de 3º de la E.S.O. La diferencia,
a nivel psicopedagógico, entre unos alumnos y otros a este curso es abismal. Aunque
según las teorías psicológicas de Piaget de las etapas de la adolescencia, a estas edades
todos los alumnos deberían de estar viviendo su adolescencia temprana, en la práctica
vemos que no necesariamente es así. Algunos de ellos pueden calificarse todavía como
auténticos niños, con todas las consecuencias que la definición de esta palabra implica,
mientras que otros se encuentran en pleno proceso de desarrollo adolescente. Una de
las tareas más complicadas a la hora de “bajar” a estos niveles es encontrar la manera
de conseguir mantener la atención y el interés de todos independientemente de su
madurez, pues su comportamiento y su manera tanto de plantear sus dudas como de
interpretar las explicaciones vienen condicionados muchas veces por la misma, de
manera involuntaria. A consecuencia de ello, se encuentran alumnos que son capaces
de auto instruirse tras las explicaciones recibidas en el aula para resolver ejercicios en
su casa, incluso sin necesidad de que se les impongan como tarea obligatoria, y
alumnos que no tienen la capacidad para hacerlo por sí mismos, o que directamente
desconectan hasta la sesión siguiente al salir por la puerta del aula.
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El grupo con el que se desarrolló el Proyecto de Innovación es de 4º de E.S.O.
estaba compuesto a su vez por 28 alumnos. A pesar de tratarse de una edad en la que
los alumnos están en plena transición entre la etapa de adolescencia temprana y
media el grupo con el que se ha trabajado estaba formado por alumnos de buen
comportamiento. Estando en el último año de la E.S.O. es importante para ellos
decidirse por las asignaturas que querrán cursar al año siguiente en el Bachillerato ya
que muchos de ellos tomaron la decisión de elegir Física y Química y Matemáticas B
por no cerrarse puertas más bien que porque realmente les gustasen como
asignaturas. De todos modos, este grupo parecía mostrar cierto respeto ante la
asignatura, incluso rechazo, algunos, pero a nivel psicopedagógico su actitud no era
para nada problemática. Si bien es cierto que mostraban cierta facilidad para
distraerse de las explicaciones, y que resultaba más complicado despertar su interés y
mantener su atención que en los cursos inferiores, en general, procurando que la clase
se desarrollara de forma participativa y dinámica, usando presentaciones de Power
Point u otros recursos, se pudieron conseguir buenos resultados.
En cuanto a la etapa de Bachillerato, se trabajó con alumnos de segundo curso
de las asignaturas de Química y de Física. Al igual que el resto de grupos, el de segundo
de Bachillerato de la asignatura de Química era bastante homogéneo a nivel
psicopedagógico. Aunque existían diferencias notables entre el interés que los
alumnos muestraban por la asignatura, su comportamiento y grado de madurez era
bastante similar, aunque como en todo, se notaban diferencias entre aquellos que
comenzaron el Bachillerato con la idea de continuar sus estudios y aquellos que lo
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
22
hicieron posiblemente por sentirse presionados sin tratarse realmente de la opción
que más les interesaba. Algunos de ellos parecían presentar cierto respeto, incluso
miedo, hacia la asignatura, considerándola como una de las más complicadas de
entender del curso, ya que la mayoría de los alumnos que cursaban esta asignatura no
tienen la Física de 2º de Bachillerato y viceversa, pero la tomaban con ganas y la solían
llevar al día. Otros, sin embargo no mostraban prácticamente interés por la misma
quedando claro que su único propósito era aprobarla como fuese para cursar al año
siguiente la carrera que prefieren, que por lo general no tiene que ver mucho con la
Química. El último día de las prácticas, tuve una charla con ellos sobre las salidas
profesionales relacionadas con la rama de la Salud y lo cierto es que, en determinados
momentos, notaba en ellos bastante incertidumbre al respecto, no queriendo expresar
en muchos casos lo que les gustaría estudiar. Muchos de ellos hablaban de Enfermería
porque podrían hacerla aquí, pero también es cierto que no tenían en cuenta la nota
de corte necesaria para poder acceder a ella. Otra cuestión importante a resaltar en
los cursos de Bachillerato tiene que ver con el sistema de evaluación ya que es
ligeramente diferente al de los cursos anteriores, reduciéndose el número de pruebas
de evaluación por asignatura y provocando con ello que los alumnos se muestren más
nerviosos, sobre todo de cara al final de trimestre.
Con el grupo de Física no se trabajó tantas horas como con el de Química
precisamente por ser el más problemático de todos tanto a nivel psicopedagógico
como de comportamiento. Una clase de 34 alumnos, siendo 30 de ellos chicos de 17
años, es bastante difícil de llevar y más aún si su interés por la Física es prácticamente
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
23
nulo pero la necesitan cursar para hacer una Ingeniería, tal y como alguno de ellos me
comentó, aclarándoles por mi parte, que si no les gusta la Física y no muestran interés
no tiene sentido que piensen en hacer una de estas carreras. Mi tutor me comentó
que hacía muchos años que no tenía un grupo tan complicado de llevar y que
probablemente muchos de ellos tendrían grandes problemas para finalizar el
Bachillerato. Yo, por mi parte, estuve hablando con alguno de ellos, en especial con
una chica que quería hacer una Ingeniería pero viendo lo mal que le iba había optado
por Magisterio. Queriendo animarla le dije que vaya a por lo que le gusta, que pensara
que una vez llegara a la Universidad se iba a tener que olvidar de las asignaturas de
letras y tendría más tiempo para la Física y sino que buscara ayuda. Le estuve
explicando la corrección de un examen de Electromagnetismo y sinceramente me di
cuenta de que su problema en concreto, y supongo que el de todos en general, es que
no estudian lo suficiente ya que ni siquiera se sabía las fórmulas. Tengo que resaltar
que lo poco que estuve en esta clase, me caló bastante hondo y me hizo reflexionar
sobre las futuras generaciones, en especial sobre su falta de inquietud y decisión.
3.5.2. Características psicosociales
Respecto a los grupos de 3º de la E.S.O., aunque la mayor parte del alumnado
procedía de familias de un nivel económico satisfactorio, y la educación de gran parte
de los alumnos era realmente ejemplar, existe un número reducido de casos en los que
la vida que llevan los mismos fuera del instituto afecta a su comportamiento dentro
del aula. El comportamiento de los niños se ve ligeramente afectado y cambia en
función de los problemas con los que se puedan encontrar en casa, de si tienen algún
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
24
hermano estudiando en el mismo instituto y, a su vez, de las relaciones que hagan con
gente de otros cursos, sobre todo, posteriores. Por otro lado, el nivel educativo está
ligado a cambios importantes relacionados con la pubertad y ya se empieza a observar
que los alumnos de distinto sexo tendían más a mezclarse entre sí haciendo incluso
comentarios de encuentros durante el fin de semana.
No percibí muchas diferencias significativas a nivel psicosocial entre el grupo de
4º de la E.S.O. y los de 3º de la E.S.O. Se podían apreciar ciertas distinciones en la
forma de pensar de los padres en relación con el futuro de sus hijos que
inevitablemente transmiten a los mismos, priorizando algunos que estudien aquello
que consideran mejor para su formación puesto que consideraban que debían cursar
Bachillerato de Ciencias una vez que han elegido Física y Química y Matemáticas B en
este curso.
Respecto a los grupos de de Física y Química de 2º de Bachillerato, a nivel
psicosocial, no había grandes diferencias. Por lo general, aquellos alumnos cuyos
padres tienen estudios universitarios de las ramas Ciencias tienden a cursar este tipo
de asignaturas como la Física y la Química, lo que ya no me atrevo a afirmar es que las
cursen porque realmente les gusten o porque sea iniciativa de sus padres, los cuales
consideren que son las carreras de Ciencias las que van a albergar mejor futuro para
sus hijos. Bajo mi punto de vista, creo que sería necesario romper con los cánones
establecidos a lo largo de la historia de la educación e intentar hacer ver a los padres
que sus hijos son personas independientes que han de tomar sus propias decisiones
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
25
respecto a su futuro profesional independientemente de si se trata de una carrera
universitaria o de un grado superior.
3.5.3. Proceso de enseñanza-aprendizaje en el aula
Los procesos de enseñanza-aprendizaje que se llevan a cabo en los niveles de
3º y 4º de la E.S.O deben promocionan al mismo tiempo la individualidad y autonomía
del alumno y su socialización e interacción con el resto de compañeros. Es necesario
que exista una continua interactuación entre los alumnos y el profesor, ya que los
conceptos que aprenden a estas edades son una base para lo que aprenderán en el
futuro, y si dejamos que se limiten a la mera recepción pasiva de información no
conseguiremos que reflexionen sobre la misma ni que la procesen y comprendan
adecuadamente. Las explicaciones teóricas no deben de ser muy largas, para no
aburrir al alumno y evitar que se distraiga, y deben ir acompañadas de ejercicios
prácticos que refuercen los conocimientos adquiridos antes de aportar otros nuevos, y
de actividades de carácter dinámico que de forma eventual rompan con el ritmo
habitual del desarrollo de la lección. La utilización de material interactivo o construido
por el propio alumno despierta su interés y agudiza su atención, y el empleo de las
nuevas tecnologías puede resultar de gran utilidad para una mejor comprensión,
principalmente si se les facilita el empleo de las mismas en sus casas. Asimismo, son
cursos decisivos para que el alumno decida qué camino tomar a corto plazo y qué
asignaturas coger, por lo que el profesor juega un papel fundamental en esta misión
haciendo ver al alumno que debe escoger aquello que más le gusta, pero teniendo
mucho cuidado debido a la relatividad de los gustos a estas edades. Guiar a los
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
26
alumnos en función de sus inquietudes, actitud de interés o no en clase en todas las
asignaturas y de sus calificaciones es una tarea crucial para el profesor que debe saber
desempeñarla con cautela y tacto tanto con los alumnos como con los padres.
En el caso de los alumnos de 2º de Bachillerato, puede parecer que al tratarse
de alumnos más mayores, mantener su atención pueda resultar una tarea más sencilla
que con los pequeños que tienden más a distraerse y no tienen tanta presión sobre
todo al final del curso, pero esto no es así exactamente. El grupo de Químicas, en el
que estuve impartiendo clase, con la Unidad Didáctica “Reacciones de precipitación”,
sí que es cierto que mostraban más interés y su comportamiento era en general muy
aceptable, llegando incluso a darme la gracias por haberles impartido la unidad de una
manera más didáctica, con el uso de imágenes en Power Point y videos, que lo que
ellos habían estado habituados en sus seis años de instituto, o por haberles elaborado
un guión de prácticas para ir al laboratorio o hasta incluso por la charla que les di en la
última sesión. Por el contrario, en el grupo de Física aunque como ya he mencionado
no impartí docencia, considero que muchos de ellos, y aunque es una pena decirlo,
pasaron los cursos anteriores sin tener una buena base de Física y por ello, su nivel
educativo no era para nada satisfactorio. En general los alumnos de Bachillerato están
estudiando de forma voluntaria y eso obviamente se nota sin entrar o no en el tipo de
influencias que tengan en casa. También se puede destacar que las explicaciones
teóricas son de mayor duración, y aunque es importante acompañarlas de ejemplos
resultan más densas que en cursos inferiores. Hay que fomentar la participación del
alumno dentro del aula, animarle a que intervenga, aporte sus ideas y pregunte sus
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
27
dudas. Es importante enfocar los ejercicios para que realicen en casa como un refuerzo
o complemento a su trabajo en el aula, y no como una obligación, para que intenten
realizarlos por ellos mismos sin presiones ni fechas de entrega establecidas
continuamente, puesto que poco a poco tienen que aprender a diferenciar qué es lo
que cada uno necesita de forma individual para adquirir los conocimientos y destrezas
que se les exigen.
3.6. RESUMEN DE LAS ACTIVIDADES REALIZADAS
El periodo de Prácticas duró del 13 de Febrero al 6 de Abril del 2012. Durante la
primera semana nos presentaron el centro en una reunión y nos enseñaron las
instalaciones del mismo. En mi caso, debido a que cursé la Educación Secundaria allí,
no fue necesario que me enseñaran el equipamiento ni que me presentaran a los
profesores, aun así, en todo momento se preocuparon de que estuviésemos a gusto y
de que no tuviéramos ningún reparo en pedir cualquier material, documento, etc. que
necesitásemos.
A partir de la segunda se comenzó a trabajar con los grupos de 3º de la E.S.O.
Se desarrolló la Unidad Didáctica “Estequiometría de las Reacciones Químicas” en 7
sesiones de clase. Se trataron conceptos como los cambios físicos y químicos, la ley de
conservación de la masa, las ecuaciones químicas y su ajuste, los aspectos energéticos
de las reacciones químicas y los cálculos realizados con masas y volúmenes. Para
abordar el proceso de enseñanza-aprendizaje de la misma, se seleccionaron
determinados recursos como un cuestionario de preconceptos, debate en grupo,
modelos moleculares, videos seleccionados de la web y prácticas, tanto de cátedra
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
28
(experimento del bicarbonato de sodio y el ácido acético) como de laboratorio llevadas
a cabo por ellos (lluvia dorada).
Seguidamente se impartió la Unidad Didáctica “Reacciones de Precipitación” a
los de Química de 2º de Bachillerato en un total de 6 sesiones. Los conceptos tratados
a ese nivel están totalmente fijados por los contenidos que se requieren en las Pruebas
de Acceso a la Universidad y fueron: producto de solubilidad, reacciones de
precipitación, solubilidad y efecto del ión común, aplicaciones de la reacciones de
precipitación y, como contenidos complementarios, la formación de iones complejos.
Se llevó a cabo un debate para saber que entendían por solubilidad y precipitación y se
emplearon recursos como videos, presentaciones Power Point y una práctica de
laboratorio basada en la determinación cuantitativa de la concentración de iones
cloruro en una muestra de NaCl mediante argentometría.
Con los de 4º de la E.S.O se desarrolló la Unidad Didáctica “Calor y Energía
Térmica” en un total de 6 sesiones. Se trataron conceptos como el equilibrio térmico,
el Calor como forma de transferencia de Energía, las escalas termométricas, la
Capacidad Calorífica y el Calor Específico, el cambio de estado, la dilatación y las
máquinas térmicas y su rendimiento. Mi proyecto de Innovación está basado en esta
Unidad Didáctica motivo por el cual está adjuntada en el Trabajo Fin de Máster.
A lo largo del periodo de prácticas se han desarrollado otras actividades en el
instituto como por ejemplo un Concurso de primavera de Matemáticas al cual
asistieron los alumnos de tercero de la E.S.O. que mejores calificaciones en esta
asignatura tenían.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
29
Los de 4º de la E.S.O. realizaron un intercambio con alumnos extranjeros
ausentándose durante un periodo de unas dos semanas de las clases para viajar a
Londres. Aunque se alteró un poco el trascurso normal de la clase y algunos alumnos
estaban distraídos durante la ausencia de los otros, considero que este tipo de
actividades aportan dinamismo y en la medida justa resultan bastante positivas.
Los alumnos más pequeños estuvieron vendiendo bizcocho los jueves, durante
todo el curso, formando parte de una actividad del instituto basada en la cocina
económica para reunir dinero y mandarlo a alguna organización no gubernamental.
Así mismo cabe destacar que miembros de la Ciaxa llevaron a cabo una
actividad de experimentación en el laboratorio del Departamento de Física y Química
en la que los alumnos de Bachillerato fueron participes.
Por último, indicar que la última sesión antes de las vacaciones de Semana
Santa de los alumnos de segundo de Bachillerato fue destinada, para aquellos que
estuviesen interesados, a hablar un poco de las salidas profesionales. El jefe de
estudios, personalmente, me preguntó si no me importaría ir para hablarles de las
salidas a los de la rama sanitaria y por supuesto que acepté, además con ese grupo
había desarrollado una Unidad Didáctica y una práctica de laboratorio y el trato con
ellos fue muy positivo. Acompañándome estuvieron dos ex-alumnos del año pasado,
que están ahora realizando su primer año de grado, que les explicaron muy bien el
modelo actual de las pruebas de acceso a la universidad, que lo cierto es que ha
cambiado bastante de cuando yo las hice. No es que muchos estuvieran interesados
por la charla, debido al escaso número de alumnos que se quedaron, aunque puede
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
30
que el hecho de que fuera la última hora de la mañana también influyese, pero creo
que muchas dudas que ellos tenían sobre contenidos de alguna carrera les quedaron
más o menos claras.
3.7. UNIDAD DIDÁCTICA CALOR Y ENERGÍA TÉRMICA. FÍSICA Y QUÍMICA 4º DE E.S.O.
3.7.1. Introducción
La Unidad Didáctica “Calor y Energía Térmica” está encuadrada en el decreto
23/2007 de 27 de Abril (B.O.R. 03-05-2007) dentro del cuarto curso de la Educación
Secundaria Obligatoria y pertenece al bloque 3: Energía, trabajo y calor junto con las
Unidades Didácticas:
• “Trabajo, Potencia y Energía Mecánica”.
• “La Energía de las ondas: luz y sonido”.
El concepto de Energía se inicia en el 2º curso de la E.S.O., en la asignatura
Ciencias de la Naturaleza, en el bloque 2 “Materia y Energía” y en el bloque 4
“Transferencia de Energía en la Tierra“. El concepto de Calor también se comienza a
estudiar en este curso en el bloque 3 “Transferencia de Energía”.
En el 3º curso de la E.S.O. la Energía se estudia en la asignatura Física y Química
en el bloque 2 “Energía y electricidad”.
Esta Unidad está a su vez relacionada con otras Unidades Didácticas dentro de
la asignatura Física y Química de 4º de la E.S.O. como son “Trabajo, potencia y energía
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
31
mecánica,” y “La energía de las ondas: luz y sonido” con las que engloba el bloque 3
“Energía, trabajo y calor”.
Los contenidos de esta Unidad Didáctica tienen también relación con los de la
asignatura Física y Química de 1º de Bachillerato en lo que se refiere al bloque 7 “La
energía y su transferencia: trabajo y calor”. Con la asignatura Ciencias para el Mundo
Contemporáneo hay una relación en el bloque 4 “Hacia una gestión sostenible del
planeta”.
Durante el curso de 2º de Bachillerato, en la asignatura de Química, también se
puede encontrar una relación, con la Unidad Didáctica “Reacciones químicas”, en el
bloque 5 “Transformaciones energéticas: espontaneidad de las reacciones químicas”.
En cuanto al nivel al que va dirigida la Unidad Didáctica, cabe destacar que la
etapa de la E.S.O. va ligada a cambios significativos en la persona en lo que se refiere al
desarrollo cognitivo, afectivo, social y moral. Así mismo, en la adolescencia, por los
cambios debidos a la pubertad, se pueden llevar a cabo trastornos, tanto de tipo
alimenticio como de conducta, que son importantes tener en cuenta para vincularlos
con las necesidades y posibilidades educativas.
El estudio de asignaturas relacionadas con la ciencia como la Física y la Química
en alumnos que están terminando la Educación Secundaria Obligatoria, puede servirles
para orientar sus futuros pasos educativos y profesionales, ya que se trata del fin de la
etapa y se establecen aspectos muy importantes para afianzar las capacidades que
dichos alumnos deben adquirir para poder promocionar.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
32
3.7.2. Competencias Básicas
Las competencias básicas consideradas en esta Unidad Didáctica son las
siguientes:
• Conocimiento e interacción con el mundo físico. Esta unidad es fundamental
para adquirir las destrezas necesarias que permitan hacer entender al alumno
el mundo que nos rodea. A partir del conocimiento del calor como proceso de
transferencia de energía, la medida de la temperatura, el principio de la
conservación de la energía y los cambios de estado, se llega a entender la
importancia de los procesos energéticos así como aprender a hacer un uso
adecuado de los recursos que nos rodean.
• Competencia matemática: En esta unidad se presentan nuevas fórmulas para la
resolución de problemas por lo que el cálculo matemático así como la correcta
utilización de las unidades y su conversión es imprescindible para poder
promocionar.
• Tratamiento de la información y competencia digital: Para abordar la
explicación de la unidad se han empleado diferentes páginas webs relacionadas
con la temática tratada en esta unidad y así poder seleccionar experimentos
que permitan a los alumnos entender determinados principios vistos en esta
unidad.
• Competencia para aprender a aprender: La práctica continuada que los
alumnos ejercitan a lo largo del curso desarrolla en ellos la habilidad de
aprender a aprender. Se consigue que los alumnos no dejen de aprender cosas
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
33
cuando cierran el libro de texto, sino que son capaces de seguir aprendiendo, a
partir de los conocimientos adquiridos, de las cosas que les rodean.
• Autonomía e iniciativa personal: Los diversos ejercicios y prácticas realizadas a
lo largo de la unidad sirven para trabajar esta competencia. Así mismo se
proponen ejercicios extra para valorar la iniciativa que puedan tener los
alumnos.
• Competencia lingüística: La adquisición de nueva terminología por parte del
alumno relacionada con la transferencia de energía en forma de calor a partir
de conceptos tales como calor específico, capacidad calorífica, calor latente,
etc. y su correcta definición es muy importante para que el alumno aprenda a
hacer un uso adecuado de los términos científicos.
• Competencia social y ciudadana: Se pone al alumno en un marco histórico
relacionado con la unidad didáctica introduciéndole en la historia de la química
con personajes importantes como Galileo, Fahrenheit, Celsius, etc., para que
valore la importancia de la historia de las ciencias. Así mismo se potencia en el
aula la cooperación, solidaridad y trabajo en equipo.
3.7.3. Objetivos Generales
La lista presentada a continuación refleja de manera general los objetivos que
se pretende que los alumnos alcancen con esta unidad, y que en el siguiente apartado
serán mencionados de manera más específica:
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
34
• Comprender y expresar mensajes, con contenido científico, mediante lenguaje
oral y escrito en lo que a los procesos de transferencia de energía en forma de
calor se refiere.
• Utilizar la terminología científica nombrando de manera correcta los distintos
términos aprendidos.
• Comprender y utilizar las estrategias explicadas para la correcta resolución de
problemas relacionados la transferencia de energía en forma de calor.
• Profundizar en los contenidos teóricos mediante la realización de prácticas.
• Adoptar aptitudes críticas mediante la resolución de problemas y cuestiones en
grupo.
• Obtener información sobre temas científicos relacionados con el calor a partir
de las tecnologías de la información y comunicación.
• Conocer la importancia de los procesos de transferencia de energía en el
mundo que nos rodea.
• Conocer el patrimonio natural de nuestra Comunidad Autónoma en lo que al
empleo de fuentes de energías renovables y centrales eléctricas se refiere.
3.7.4. Objetivos de Aprendizaje
Los objetivos de aprendizaje son desarrollados a partir de los objetivos
generales para esta Unidad Didáctica y están divididos en objetivos conceptuales,
procedimentales y actitudinales:
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
35
Objetivos conceptuales:
• Conocer el concepto de equilibrio térmico, relacionar la teoría cinética y el
movimiento térmico.
• Definir el concepto de calor y entender los diferentes procesos de transferencia
de energía en forma de calor.
• Definir termómetro y conocer las distintas escalas termométricas y su relación.
• Conocer los conceptos de capacidad calorífica y calor específico, las unidades
en las que se expresan y la expresiones que las relacionan.
• Comprender el cambio de estado, saber el concepto de calor latente y la
expresión de la energía necesaria en los cambios de estado.
• Definir la dilatación de un cuerpo sólido, líquido y gaseoso, los conceptos de
coeficiente de dilatación lineal, superficial y cúbico en los sólidos y conocer las
unidades y las expresiones que relacionan la variación de longitud, superficie y
volumen de un cuerpo con la temperatura y las expresiones a presión o
volumen constante en los gases.
• Conocer en qué consisten y como actúan las máquinas térmicas.
Objetivos procedimentales:
• Diferenciar entre capacidad calorífica y calor específico, aplicar la expresión de
la energía transferida por intercambio de temperatura y el principio de
conservación de la energía.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
36
• Explicar la invariabilidad de la temperatura en los cambios de estado y aplicar la
expresión de la energía necesaria para el cambio de estado empleando las
unidades de forma adecuada.
• Aplicar las expresiones que relacionan la variación de longitud, superficie y
volumen con la temperatura en sólidos y gases.
• Explicar los tipos de máquinas térmicas y saber calcular su rendimiento.
• Determinar el calor específico de dos piezas metálicas.
Objetivos actitudinales:
• Interesarse en entender los procesos de transferencia de energía en forma de
calor tomando conciencia de los problemas que tiene la sociedad actual para la
producción y la transformación de la energía.
• Valorar críticamente las centrales térmicas como productoras de energía.
• Mantener el orden y la limpieza en el laboratorio.
• Realizar un resumen crítico acerca de la visita realizada.
3.7.5. Contenidos
A continuación se exponen los contenidos de esta Unidad Didáctica:
1. Temperatura de un cuerpo
1.1. Equilibrio térmico.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
37
1.2. La teoría cinética y el movimiento térmico.
2. El calor como forma de transferencia de energía.
3. Medida de la temperatura.
3.1. Escalas termométricas.
4. Capacidad calorífica y calor específico.
5. Variación de temperatura y cambios de estado.
6. Dilatación
6.1. Dilatación de sólidos.
6.2. Dilatación de líquidos.
6.3. Dilatación de gases.
6.4. Otras propiedades de los gases relacionadas con la temperatura.
7. Las maquinas térmicas y su rendimiento.
3.7.6. Actividades de Enseñanza-Aprendizaje
Esta Unidad Didáctica está dividida en 6 sesiones en las que se proponen
diferentes tipos de actividades de enseñanza-aprendizaje para que el alumno aprenda
unos contenidos en función de los objetivos específicos o de aprendizaje los cuales
serán valorados mediante unos criterios de evaluación.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
38
Sesión Contenidos Actividad E-A Duración Objetivos Grupos Criterios
evaluación
1
Equilibrio
químico. La
teoría
cinética y el
movimien-
to térmico.
El calor
como forma
de
transferen-
cia de
energía.
Medida de
la tempera-
tura.
Nº 1:
Cuestionario de
Ideas previas
generales.
15 min.
Aula clase.
Trabajo
Individual.
Mostrar
interés por
rellenar el
cuestionario.
(D, M, A)
Nº2:
Debate. 15 min.
Conocer el concepto de
equilibrio térmico,
relacionar la teoría
cinética y el movimiento
térmico.
Interesarse en entender
los procesos de
transferencia de energía
en forma de calor
tomando conciencia de
los problemas que tiene
la sociedad actual para la
producción y la
transformación de la
energía.
Aula clase.
Grupo
grande.
Participar
activamente
en el
debate.(D, M,
A)
Nº3:
Exposición del
profesor.
15 min.
Definir el concepto de
calor y de energía
interna y entender los
diferentes procesos de
transferencia de energía
en forma de calor.
Definir el termómetro y
conocer las distintas
escalas termométricas y
su relación.
Diferenciar
calor de
temperatura
y energía
interna y
describir los
mecanismos
de transferen-
cia de energía
térmica.
Relacionar las
escalas de
temperatura
y describir el
fundamento
de los
termóme-
tros. (F)
Nº 4:
Video. 5 min.
Entender los diferentes
procesos de
transferencia de energía
en forma de calor.
Diferenciar
los tipos de
transferencia
de calor.
(M,A)
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
39
La primera actividad de enseñanza-aprendizaje que se propone para iniciar la
explicación de esta Unidad Didáctica es la realización de un cuestionario de ideas
previas por parte de los alumnos para saber qué recuerdan de cursos anteriores o qué
explicaciones darían ellos a cuestiones relacionadas con el calor y la temperatura.
Dicho cuestionario ha de ser sencillo debido al nivel educativo al que va destinado y la
evaluación del mismo será de diagnóstico, ampliación y motivación. El debate será útil
para que el profesor se pueda hacer una idea de las ideas previas de los alumnos y de
lo que ellos entienden por los conceptos de calor, temperatura y energía intentando
hacerles participes del mismo con ejemplos que ellos puedan asociar con la vida
cotidiana. El tipo de evaluación será de diagnóstico, ampliación y motivación. El video
encontrado en la web tendrá como utilidad mostrar a los alumnos, de manera visual, el
proceso de transferencia de energía entre dos sistemas, el concepto de equilibrio
térmico y los diferentes tipos de transferencia de energía en forma de calor. El tipo de
evaluación propuesta para esta actividad es de motivación y ampliación.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
40
Sesión Contenidos Actividad
E-A Duración Objetivos Grupos
Criterios
evaluación
2
Capacidad
calorífica y
calor
específico.
Variación de
temperatura y
cambios de
estado.
Nº 5:
Exposi-
ción del
profesor.
30 min.
Conocer los
conceptos de
capacidad calorífica y
calor específico, las
unidades en las que
se expresan y las
expresiones que las
relacionan.
Comprender el
cambio de estado,
saber el concepto de
calor latente y la
expresión de la
energía necesaria en
los cambios de
estado.
Aula clase.
Grupo
grande.
Definir los conceptos
de capacidad
calorífica y calor
específico de un
cuerpo. Calcular la
cantidad de calor
necesaria para elevar
la temperatura de un
cuerpo. Definir los
cambios de estado
calcular la cantidad
de el calor necesaria
para que se
produzca el cambio
de estado. (F)
Nº 6:
Resolu-
ción de
proble-
mas.
20 min.
Diferenciar entre
capacidad calorífica y
calor específico,
aplicar la expresión
de la energía
transferida por
intercambio de
temperatura y el
principio de
conservación de la
energía.
Explicar la
invariabilidad de la
temperatura en los
cambios de estado y
aplicar la expresión
de la energía
necesaria para el
cambio de estado
empleando las
unidades de forma
adecuada.
Aula clase.
Trabajo
individual.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
41
Sesión Contenidos Actividad
E-A Duración Objetivos Grupos
Criterios
evaluación
3
Dilatación de
sólidos.
Dilatación de
líquidos.
Dilatación de
gases.
Nº 7:
Exposición
del profesor.
30 min.
Definir la dilatación de
un cuerpo sólido,
líquido y gaseoso, los
conceptos de
coeficiente de
dilatación lineal,
superficial y cúbica en
los sólidos y conocer
las unidades y las
expresiones que
relacionan la variación
de longitud, superficie
y volumen de un
cuerpo con la
temperatura y las
expresiones a presión
o volumen constante
en los gases.
Aula clase.
Grupo
grande.
Definir los
coeficientes de
dilatación en los
sólidos y calcular
las dilataciones
en sólidos y
líquidos y
determinar el
comportamiento
de un gas en
función de la
temperatura. (F)
Nº 8:
Resolución
de
problemas
20 min.
Aplicar las expresiones
que relacionan la
variación de longitud,
superficie y volumen
con la temperatura en
sólidos y gases.
Aula clase.
Trabajo
individual.
4
Las máquinas
térmicas y su
rendimiento.
Nº 9:
Exposición
del profesor.
25 min.
Conocer en qué
consisten y cómo
actúan las máquinas
térmicas. Explicar los
tipos de maquinas
térmicas y saber
calcular su
rendimiento.
Aula clase.
Grupo
grande.
Analizar los
intercambios
energéticos en
las máquinas
térmicas.
Realizar cálculos
de rendimiento
de máquinas
térmicas. (F)
Todos los
contenidos.
Nº 10:
Cuestiona-
rio de ideas
previas.
25 min.
Aula clase.
Trabajo
Individual y
grupo
grande.
Rellenar el
cuestionario y
llevar a cabo el
cambio
conceptual si es
necesario. (M,D,
A)
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
42
El cuestionario de ideas previas de la sesión 1 debe ser realizado de nuevo al
final de la unidad para corroborar que los alumnos hayan adquirido el cambio
conceptual cuando haya sido necesario y que han comprendido los conceptos
mediante una evaluación de tipo diagnostico, motivación y ampliación.
Sesión Contenidos Actividad
E-A Duración Objetivos Grupos Criterios evaluación
5
Las
máquinas
térmicas y
su
rendimien-
to.
Nº 11:
Visita externa
a la central
termoeléc-
trica de
Pasajes en
San
Sebastián.
Día
completo.
Valorar las
centrales
térmicas como
productoras de
energía.
Realizar un
resumen crítico
acerca de la
visita realizada.
Grupo
grande.
Mostrar buena actitud
y comportamiento en
la excursión y elaborar
un resumen. (M,A, F)
6 Calor
específico.
Nº 12:
Práctica de
laboratorio.
50 min.
Determinar el
calor específico
de dos piezas
metálicas.
Mantener el
orden y la
limpieza en el
laboratorio.
Laboratorio.
Pequeños
grupos.
Trabajar de forma
equitativa en el
laboratorio
manteniendo el orden
y la limpieza y elaborar
un informe de la
práctica. (F, M, A)
La visita externa a la central termoeléctrica de Pasajes (San Sebastián), se lleva
a cabo junto con el Departamento de Biología y Geología para visitar el acuario. Con
esta actividad se pretende que el alumno adquiera conocimientos sobre el
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
43
funcionamiento de las centrales térmicas valorando la importancia de las mismas en
nuestro país. El tipo de evaluación es formativa, de motivación y de ampliación.
La última sesión propuesta es una práctica de laboratorio donde los alumnos
llevan a cabo la determinación del calor específico de dos piezas metálicas en grupos
pequeños y homogéneos y a partir de la cual deberán realizar un informe donde se
recojan las explicaciones dadas por el profesor siendo el tipo de evaluación formativa,
de ampliación y motivación.
3.7.7. Criterios de calificación
Esta Unidad Didáctica se evaluará junto con la unidad “Trabajo, potencia y
energía mecánica” con la que engloba el bloque 3. Esta Unidad Didáctica tendrá un
valor del 60 % y los criterios de calificación son:
• Prueba escrita: 50% (Recuperable).
• Presentación del cuaderno: 10% (Recuperable).
• Actitud en clase, en la excursión, en el laboratorio y en la Web del instituto:
20% (No recuperable).
• Resumen y opinión de la visita externa: 10% (Recuperable).
• Informe de la práctica de laboratorio: 10% (Recuperable).
3.7.8. Recursos y TICs
• Libros de texto:
- Física y Química de 4º E.S.O. Editorial SM.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
44
• Cuestionario de ideas previas (Anexo I).
• Video de las distintas formas de transferencia de energía en forma de calor
(Anexo II).
• Problemas para resolver en clase (Anexo III)
• Prácticas:
- Determinación del calor específico de dos sólidos. (Anexo IV).
• Tecnologías de la información y la comunicación:
- Debatir diferentes ejemplos de formas de transferencia de calor en la Web del
instituto.
- Utilización de una presentación PowerPoint que se subirá a la Web del
instituto (Anexo V).
• Laboratorio
3.7.9. Atención a la diversidad
En cuanto a las medidas de atención a la diversidad se consideran contenidos
mínimos para todos los alumnos los puntos siguientes apartados:
1. Temperatura de un cuerpo
1.1. Equilibrio térmico.
2. El calor como forma de transferencia de energía.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
45
3. Medida de la temperatura.
3.1. Escalas termométricas.
4. Capacidad calorífica y calor específico.
5. Variación de temperatura y cambios de estado.
6. Dilatación.
6.1. Dilatación de sólidos.
Los apartados 1.2, 6.2, 6.3, 6.4 y 7 no son tan imprescindibles para adquirir las
nociones necesarias para este nivel educativo. La dilatación de líquidos y gases es
estudiada en cursos posteriores y el concepto de máquinas térmicas muestra una
aplicación, por lo que no se puede considerar un contenido mínimo.
Se tendrá en cuenta a aquellos alumnos que presenten más dificultades, por
alguna anomalía física o psíquica, vinculando el proceso de enseñanza-aprendizaje a su
nivel para que puedan seguir el ritmo de clase en la medida de lo posible. Se proponen
ejercicios más sencillos y más tiempo de respuesta en los exámenes.
Mediante el cuestionario de ideas previas se tantea el nivel inicial de los
alumnos en lo que se refiere a corroborar los conceptos que tienen de determinados
términos. Dichos conceptos pueden haber sido vistos anteriormente, de manera que el
cuestionario se base en comprobar si los alumnos los recuerdan, o pueden ser
cuestiones cotidianas y se pretenda conocer su idea previa. El cuestionario se
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
46
entregará a su vez al final de la lección para evaluar el cambio conceptual en los
alumnos cuando haya sido necesario.
El debate será útil para que participen los alumnos y se involucren con el tema.
Con la presentación en Power Point se pretende, además de captar la atención
de los alumnos, que se familiaricen con las nuevas tecnologías de cara a estudios
posteriores en lo que a la presentación de exposiciones se refiere tanto en el instituto
como en la universidad.
Se les plantea a los alumnos que observen los problemas resueltos para que
analicen la metodología que luego ellos deben adoptar para la realización de los
problemas propuestos.
El video es de gran importancia para que visualicen los distintos tipos de
transferencia de energía en forma de calor relacionándolos con ejemplos en su vida
cotidiana.
Se seleccionan problemas de refuerzo para aquellos alumnos que presenten
más dificultades y problemas de ampliación y casos prácticos para los alumnos de altas
capacidades.
La utilización de la Web del instituto servirá para establecer debates en
colectivo por los alumnos y el profesor de manera que se intente despertar en ellos el
mayor interés posible por la ciencia.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
47
La realización de problemas será llevada a cabo en la pizarra por lo alumnos
para asegurar que han trabajado y poder, a su vez, debatir en clase las dificultades que
se planteen.
El trabajo en el laboratorio ayudará para la puesta en práctica de los contenidos
siendo ellos partícipes del proceso de enseñanza-aprendizaje a partir de su propia
experimentación.
Por último, la visita externa a la central termoeléctrica será de gran importancia
para que los alumnos vean la aplicación de los contenidos adquiridos, a su nivel
educativo, en la vida cotidiana, así como para que valoren la importancia de estas
centrales y aprovechen a formular alguna pregunta si algo despierta su interés.
3.7.10. Autoevaluación de la Unidad Didáctica
Al final de la Unidad Didáctica se reflexionará sobre las siguientes cuestiones:
• Los tiempos dedicados en cada clase serán suficientes si se consigue cumplir los
objetivos de aprendizaje en las sesiones propuestas.
• Para saber si el cuestionario de ideas previas está bien elaborado, a partir de
contenidos de cursos anteriores o diversas cuestiones de la vida cotidiana
relacionadas con el calor de las que los alumnos puedan tener un preconcepto,
se observa si los alumnos han adquirido el cambio conceptual a partir de él, al
pasarlo al final de la Unidad, evaluando que el nivel del mismo sea acorde con
los contenidos y objetivos oficiales.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
48
• El número y tipo de problemas seleccionados, así como el video, serán los
adecuados al nivel educativo si se cumplen los objetivos oficiales por parte de
los alumnos.
• El Power Point elaborado deberá ser acorde con los contenidos del libro de
texto elegido por el departamento para los alumnos de esta asignatura y nivel y
en el caso de emplear ilustraciones adicionales deben estar adecuadas al nivel.
• La elección de la práctica de laboratorio será la adecuada si es acorde con los
objetivos y sirve como motivación para los alumnos ayudando a que afiancen
los conceptos. Se valorará la organización de la misma en cuanto a tiempo,
material y espacio para el trabajo en equipo así como que su realización
permita el trabajo equitativo de todos los miembros. También se valorará su
utilidad a partir del informe que realicen los alumnos ya que se podrá observar
si realmente han entendido la puesta en práctica de los contenidos expuestos
en el aula.
• La visita externa se valorará si está bien organizada o no en una reunión
posterior con el Departamento de Biología y Geología valorando diversos
aspectos como la utilidad de la misma en función del nivel educativo, los costes
de la excursión y especialmente que no suponga gran inconveniente para el
resto de materias.
3.8. OPINIÓN PERSONAL
A pesar de que la realidad no es lo que parece, el periodo de prácticas es, en mi
opinión el pilar del Máster ya que por mucho que de forma teórica estudiásemos el
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
49
funcionamiento de un centro, sus características y organización, los diferentes tipos de
comportamiento y actitudes de los adolescentes o los recursos más apropiados a la
hora de impartir los contenidos básicos, hasta que no lo pones en práctica no aprecias
la dificultad que todo ello supone. Trabajar con personas es una labor compleja, y lo es
más si se trata de jóvenes en periodo de cambio fisiológico, para los cuales es
sinceramente más importante el plan del fin de semana que lo que cualquier profesor,
por muy bueno que sea, le pueda contar. De todos modos, las prácticas son
indispensables, constituyen la primera toma de contacto entre posibles futuros
docentes con los alumnos y con ellas es donde verdaderamente te das cuenta si vas
por el camino certero, cuestión que tanto te habías podido plantear al principio del
Máster. Por este motivo, y bajo mi punto de vista debería durar más el periodo de
prácticas y menos las clases teóricas de determinadas asignaturas, aunque soy
completamente consciente de lo que ello supondría, ya que, hablando desde el punto
de vista del tutor del instituto, no es del todo agradable tener a una persona detrás de
ti durante dos meses sin ningún tipo de remuneración. Así mismo, también considero
que durante el periodo de prácticas, y para poder volcarte en ellas totalmente,
deberían suspenderse las clases teóricas, porque aunque es cierto que en las
asignaturas de Aprendizaje e Innovación hacemos mucho trabajo en clase, siempre hay
algo para casa. Respecto a la asignatura de Innovación, hubiese sido más acertado que
se cursara durante el primer cuatrimestre, para haber podido adquirir las pautas
correctas y necesarias para elaborar un proyecto de Innovación de éxito el cual se
abordaría en el periodo de prácticas, y no como está planteado, que en poco tiempo lo
hemos tenido que pensar desarrollar sin estar seguras de si es o no acertado.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
50
4. PROYECTO DE INNOVACIÓN
REVISIÓN DE LAS CONCEPCIONES ALTERNATIVAS SOBRE CALOR Y TEMPERATURA EN
LA EDUCACIÓN SECUNDARIA
RESUMEN
Esta investigación se basa en determinar las ideas alternativas relacionadas con
el calor y la temperatura en alumnos del último curso de la Educación Secundaria
Obligatoria. Así mismo, se ha pretendido adquirir una estrategia didáctica que permita
el cambio conceptual de los preconceptos analizados. El diseño de la investigación
consistió en aplicar una prueba inicial con cuestiones relacionadas con el calor y la
temperatura. A continuación, se realizaron actividades basadas en los modelos de
cambio conceptual y finalmente, se repitió la misma prueba para evaluar el logro de
los aprendizajes. El análisis estadístico de los ítems, así como la aplicación de la
distribución binomial para el análisis de las respuestas correctas, revelan que hubo
cambio conceptual en las ideas de los estudiantes. Esto permite concluir que la
estrategia basada en las actividades aplicadas es efectiva para el cambio conceptual en
la comprensión de los conceptos de calor y temperatura.
Palabras clave: calor, temperatura, ideas alternativas, estrategia didáctica, cambio
conceptual, aprendizaje.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
51
SUMMARY
This investigation is based on determinate the alternative ideas related to the
concepts of heat and temperature in pupils who are studying the last course of the
Compulsory Secondary Education. Likewise, it has been intended to acquire a teaching
strategy which allows the conceptual change of the discussed preconceptions. The
investigation design was based on the application of an initial test with questions
related to the heat and temperature. The next step was to carry on different activities
based on the conceptual change models and finally, the same test was applied in order
to evaluate the learning achievement. The statistical analysis of the items, as well as
the application of the binomial distribution to analyze the correct answers, reveal that
the conceptual change was developed in the students. The study allows concluding
that the strategy based on the applied activities is effective in the comprehension of
the concepts of heat and temperature.
Keywords: heat, temperature, alternative ideas, teaching strategy, conceptual change,
learning.
INTRODUCCIÓN
La adopción de la perspectiva constructivista respecto al aprendizaje y
enseñanza de las ciencias, implicó concebir al alumno como sujeto activo en la
conducción de su proceso de construcción de conocimiento. Así mismo, se consideró
que los alumnos tienen sus concepciones de los fenómenos naturales debido al
desarrollo de sus propias experiencias con el mundo que les rodea (Vázquez, 1987),
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
52
(Domínguez el al., 1998). Dichas concepciones, en ocasiones muy distantes de lo que la
ciencia considera como conocimiento aceptado, pasaron tras el marco constructivista,
a ser vistas no como simples errores, sino que se transformaron y fueron
reconceptualizadas como señales del recorrido de aprendizaje realizado por el sujeto
(Dumrauf et al. 2004).
En concordancia con esta visión, la investigación en Educación en Ciencias,
desde finales de los años setenta y toda la década de los ochenta, focalizó su atención
en los contenidos de las ideas de los estudiantes con relación a los diversos conceptos
científicos (Gil Pérez, 1994). Esta tendencia se interesó en detectar, identificar y
caracterizar las ideas alternativas de los estudiantes así como en elaborar estrategias
de sustitución de las mismas (Pozo, 1996). Las reformas se orientan hacia la
alfabetización científica pretendiendo ir más allá de la mera adquisición de
conocimientos científicos para incluir en el currículo componentes que orientan la
enseñanza de las ciencias hacia aspectos sociales y personales del propio estudiante.
En este sentido, se sitúan muchas de las nuevas tendencias que recogen los currículos
de ciencias como las relacionadas con el movimiento ciencia, tecnología y sociedad
(Furió, Guisasola y Romo, 2001), (Bañas, Ruíz y Mellado, 2011).
Sucesivas investigaciones (Domínguez et al., 1998), (Bacas, 1997), coinciden en
las ideas alternativas que poseen todos los individuos pero no hay acuerdo sobre el
origen de las mismas. Algunos autores señalan las experiencias y observaciones de la
vida cotidiana, el profesorado, los libros de texto y otros materiales escolares, los
medios de comunicación o la cultura propia de cada civilización (Pozo et al. 1991).
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
53
La Termodinámica constituye una de las ramas más generales de la Física
Clásica cuyo impacto es evidente por la gran cantidad de aplicaciones en la enseñanza
y en la práctica, siendo los conceptos de calor y temperatura los que constituyen los
dos pilares fundamentales. Diferentes estudios han demostrado que los estudiantes
tienen dificultades en la comprensión de los conceptos de calor y temperatura así
como ideas diferentes a aquellas sostenidas por los científicos. En la comunidad
científica se acepta un enfoque cinético molecular dinámico donde se define el
concepto de calor como una transferencia de energía entre el sistema y su entorno
debido a una diferencia de temperatura, magnitud intensiva relacionada directamente
con la energía cinética molecular media de las partículas (Mahmud y Gutiérrez, 2010).
El término calor forma parte del lenguaje cotidiano y también del científico. A partir
del lenguaje y las experiencias de la vida diaria se construyen descripciones y
explicaciones acerca del comportamiento y la naturaleza de los objetos “calientes” y
“fríos” (Domínguez et al., 1998). El concepto de calor ha sufrido cambios en su
significado en el desarrollo de la Termodinámica. Durante el siglo XVIII fue considerado
como una sustancia, a principios del siglo XIX como una onda y a finales del mismo fue
interpretado por Celsius y Joule como una forma de energía. Actualmente es
considerado como una forma de transferencia de energía, visión que se pretende que
el alumno adquiera con el estudio realizado. El concepto de energía se ha visto así
mismo influenciado por expresiones cotidianas como “gasto energético” o “crisis
energética” las cuales han generado controversias en relación al lenguaje científico
(Solbes y Tarín, 1998).
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
54
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Tal y como se puede observar, un error habitual es la consideración de la
temperatura como la medida del calor. Es necesario tener en cuenta que muchos de
los conceptos que presentan los estudiantes tienen que ver con una experiencia
directa en continua relación con la vida cotidiana. El enfoque de la estrategia didáctica
podría ir vinculado a establecer cuestiones en el aula tales como ¿Qué ocurre cuando
ponemos en contacto un objeto caliente con uno frío? Puede ser que algún alumno
contestara en términos de temperatura, pero lo más habitual es que lo hiciesen en
términos de sensaciones con respuestas tales como “el frío se calienta y el caliente se
enfría”. Para la introducción del término de temperatura, se puede hacer referencia a
tres recipientes uno con agua del grifo, otro con agua calentada durante cinco minutos
y otro con agua hirviendo. Se plantea a los alumnos ¿cómo se puede cuantificar cómo
de caliente está el agua en cada recipiente? De esta manera, se puede llegar a
conceptualizar el término de temperatura como la medida de lo caliente que está un
objeto empleando una escala dada (Lara-Barragán Gómez et al., 2010). Una vez
introducido el concepto de temperatura, habría que intentar que los alumnos
explicasen qué ocurre al mezclar dos líquidos, uno caliente y otro frío, en términos de
temperatura intentando introducir en ellos el concepto de equilibrio térmico y la
transferencia de energía del caliente al frío.
Tomando las pautas propuestas como punto de partida, el siguiente paso es
hacer ver que la temperatura es un número que se observa en una escala
termométrica, mientras que el término calor hace más referencia a una interacción
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
55
que se asocia con cambios en la temperatura. De esta manera, queda claro que el
calor, como interacción térmica, no es lo mismo que la lectura del termómetro. Como
consecuencia de la interacción térmica entre dos sistemas, éstos cambian pero la
lectura del termómetro no describe esa interacción. Mediante esta estrategia, debe
quedar claro que el calor es una forma de transferencia de energía por el que se
produce un cambio en la temperatura de al menos uno de los objetos que interacciona
térmicamente. A partir de ese momento, se introducen las diferentes escalas
termométricas y se describen los procesos de transferencia de calor: conducción,
convección y radiación.
Para proceder a la cuantificación de la cantidad de energía transferida, se parte
de la mezcla de cantidades iguales de agua a temperaturas iniciales diferentes,
observando que la temperatura final es prácticamente el promedio de las dos. El
siguiente paso es analizar el caso cuando se mezclan cantidades de agua diferentes
que se encuentran a temperaturas iniciales distintas. La experiencia muestra que en
este caso, la temperatura final no es el promedio de las temperaturas iniciales, sino
que se acerca más a la temperatura de la masa mayor de agua, de manera que la de
mayor masa experimenta menor cambio de temperatura. A partir de ese momento, se
describe el término de caloría como la cantidad de energía transferida que cambia la
temperatura de 1g de agua en 1ºC.
Por otra parte, para la introducción del término de capacidad calorífica, se hace
hincapié en el cambio de temperatura que se produciría al mezclar dos sustancias
diferentes. Las investigaciones de Joseph Black (1728-1799) llevaron a concluir que
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
56
cada sustancia podía compararse con el agua en cuanto a su capacidad para cambiar
su temperatura con transferencias de calor. De esta manera, se introdujo el término Ce
como una constante de proporcionalidad para relacionar dicha capacidad de las
sustancias con la del agua. A Ce se le denominó calor específico o capacidad calorífica.
Otros errores muy comunes vienen derivados de la consideración de que
durante el cambio de estado la temperatura varía. Los alumnos son conscientes de que
para que el agua pase de estado líquido a vapor hay que aplicar energía en forma de
calor pero no prestan demasiada atención al hecho de que el cambio de estado se
produce de manera gradual y no instantáneamente. La estrategia didáctica se basa en
que los alumnos analicen la situación cotidiana del hecho de hervir agua en una
cazuela y que se den cuenta de que los dos estados de agregación están siendo
presentes. Deben darse cuenta de que cuando la energía transmitida en forma de calor
ya no es suficiente para seguir incrementando la temperatura, lo que sucede es que
aumenta más la energía cinética de las partículas y se produce el cambio de estado a
esa temperatura.
La confrontación de otros errores como los relacionados con la dilatación en los
sólidos no es tan dificultosa. Los alumnos fácilmente entienden que cuando un sólido
se calienta, aumentan las vibraciones de las partículas del mismo lo que deriva a un
cambio en el volumen y no a un incremento en la masa ya que no aumenta la cantidad
de materia.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
57
CONTEXTO
El presente trabajo de investigación ha sido abordado durante la realización de
las prácticas del Máster de Formación de Profesorado en el Instituto público de
Educación Secundaria “Inventor Cosme García” de Logroño. El centro cuenta con
alumnos de nivel socio-cultural bastante satisfactorio. La procedencia de los mismos es
relativamente variada, pero puede enmarcarse en familias de un nivel económico y
cultural medio-alto. El centro cuenta con programas de integración y atención a la
diversidad que permiten que los grupos de alumnos de otras culturas e idiomas se
puedan adaptar de manera progresiva.
A pesar de tratarse de una edad en la que los alumnos están en plena transición
entre la etapa de adolescencia temprana y media, el grupo de trabajo está formado
por alumnos de buen comportamiento. En el último año de la E.S.O. es importante
decidirse por las asignaturas que querrán cursar al año siguiente en el Bachillerato, así
que muchos de ellos tomaron la decisión de elegir Física y Química y Matemáticas B
por no cerrarse puertas aunque realmente les gustasen poco como asignaturas. El
grupo parece mostrar cierto respeto ante la asignatura, incluso rechazo en algunos,
pero a nivel psicopedagógico su actitud no es problemática. Muestran cierta facilidad
para distraerse de las explicaciones por lo que resulta más complicado despertar el
interés y mantener la atención que en los cursos inferiores.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
58
METODOLOGÍA
Con el fin de abordar una metodología adecuada se siguió el siguiente
esquema:
Secuencia de la investigación: Se aplica una preprueba sobre conceptos relacionados
con la temperatura y el calor. Seguidamente se llevó a cabo la experiencia didáctica
con actividades de tipo instruccional basadas en el modelo del cambio conceptual
empleando los recursos necesarios para afianzar el proceso de enseñanza-aprendizaje.
Por último, se aplicó una postprueba para evaluar el logro de los aprendizajes por
parte de los estudiantes.
Sujetos de investigación: Los sujetos de estudio fueron 28 alumnos, de los cuales 16
eran mujeres y 12 varones de entre 15 y 16 años, de 4º curso de E.S.O. de la modalidad
de Ciencias.
Instrumentos: El instrumento empleado es una prueba de ideas previas sobre calor y
temperatura que tiene como propósito la obtención de información acerca de las
preconcepciones que tienen los estudiantes sobre aspectos relacionados con los temas
mencionados (Lang da Silveira y Moreira 1996). Dicha prueba, aplicada antes y
después de la exposición de los conceptos en el aula, está formada por un conjunto de
ítems de selección y respuesta. Algunos se pueden clasificar como de selección de la
respuesta correcta, otras de tipo verdadero o falso, en las que el estudiante ha de
justificar su respuesta, y otras de tipo pregunta en las que el alumno debe contestar y
justificar del mismo modo.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
59
El enfoque metodológico que supone el cambio conceptual pretende favorecer
la creación de conflictos cognitivos en los alumnos entre las ideas espontáneas y las
científicas planteando la necesidad de que los profesores conozcan las ideas previas de
los mismos. Para lograr los objetivos propuestos, en relación con el cambio conceptual,
el papel del docente y la interacción con el alumno resulta imprescindible. La
estrategia didáctica se basó en anotar aquellos incidentes que presentaron más
relevancia con el fin de dilucidar los cambios más apropiados en el planteamiento,
planificación y ejecución del proceso de enseñanza-aprendizaje.
De acuerdo con el modelo de Posner et al, (1982), la estrategia se desarrolla a
través de siete momentos o actividades correspondientes al aprendizaje
constructivista.
1. Momento de motivación: Pretende despertar en el alumno una curiosidad
motivándolo sobre el tema objeto del proceso de aprendizaje. Para ello, se
seleccionaron videos tomados de la web y se hizo uso de presentaciones Power. Así
mismo, se planteó a los alumnos la posibilidad de realizar una excursión a una central
termoeléctrica de San Sebastián, y la realización de una experiencia de laboratorio
para determinar el calor específico de una sustancia. Lo que se pretendía es que vieran
la aplicación práctica de los conocimientos adquiridos.
2. Momento de expresión de las ideas previas: A través de la interacción docente-
alumno y alumno-alumno se pretende identificar los preconceptos que tienen en
relación al nuevo contenido. Para ello al inicio de la primera sesión, y antes de la
presentación del cuestionario, se planteó a los alumnos una serie de preguntas
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
60
relacionadas con el calor que promovieron un posterior debate entre los mismos al
finalizar el mismo.
3. Momento de búsqueda: Pretende resolver una situación propuesta por el docente
para buscar en los alumnos información de sus conocimientos de los tópicos más
relevantes. Se les planteó a los alumnos que mencionasen alguna expresión cotidiana
relacionada con el calor y la energía cuyas repuestas fueron del tipo “qué calor hace” y
“gasto y ahorro energético”. A continuación se les preguntó a los mismos si
consideraban que estaban bien expresados esos enunciados intentando hacerles
indagar en los conocimientos que tenían de cursos anteriores en relación a esos
aspectos.
4. Momento de movilización y conflicto: Pretende un conflicto socio-cognitivo en los
alumnos provocando en ellos la confrontación entre las nuevas explicaciones y las que
ya tienen. Para ello se les proyectaron las preguntas “¿qué es más correcto decir, qué
calor hace o qué temperatura más elevada hace?” y “según el Principio de
Conservación de la Energía ¿es correcto decir gasto y ahorro energético?” Lo que se
pretende es que el alumno muestre insatisfacción con sus propias ideas, es decir, que
éstas no sean suficientes o resulten inadecuadas para interpretar determinadas
situaciones. El docente va aclarando las dudas que se van presentando y promueve la
comprensión de los nuevos conocimientos. El intercambio de ideas entre todos los
involucrados en el proceso de enseñanza-aprendizaje es lo que permite que los
estudiantes se sientan en libertad de predecir, explicar y llegar a resolver los
problemas de manera eficaz.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
61
5. Momento de estructuración: La existencia de las nuevas explicaciones, supone que
los alumnos han establecido modificación en los conocimientos almacenados en las
estructuras mentales. Para reestructurar los nuevos conocimientos se retomaron las
ideas previas anteriormente expuestas. La confrontación por parte de los alumnos con
las nuevas ideas propuestas, supone que éstos han establecido distintas concepciones
conceptuales a las que traían antes de la experiencia con la estrategia de cambio
conceptual, lo que muestra que en los alumnos se originaron nuevas estructuras
mentales.
6. Momentos de refuerzo y transferencia: Es necesario presentar a los estudiantes
actividades nuevas, como videos o sugerirles que busquen información en periódicos o
revistas sobe el uso de la terminología del calor, temperatura y energía que les fuerzan
a aplicar las nuevas estructuras adquiridas. Se pretende afianzar lo aprendido y
transferir las recientes adquisiciones mentales ya que en ese momento son muy
frágiles y es necesario consolidarlas.
7. Momento de evaluación: Con el fin de evaluar la adquisición de las nuevas
concepciones por parte de los alumnos se tuvo en cuenta el tipo de evaluación de
diagnóstico con la interacción docente-alumno y alumno-alumno. Así mismo se llevó a
cabo una evaluación de tipo formativa basada en la presentación del cuaderno con los
ejercicios propuestos, la realización de un informe de la práctica de laboratorio y un
resumen crítico sobre la visita a la central termoeléctrica. Por último, la evaluación de
tipo sumativo consistió en una prueba escrita junto con la Unidad “Trabajo y Energía
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
62
Mecánica” con la que se engloba en el bloque 3 “Energía, Trabajo y Calor” encuadrada
en el decreto 23/2007 de 27 de Abril (B.O.R. 03-05-2007).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En esta sección se presenta un análisis estadístico descriptivo de los ítems para
establecer el porcentaje de respuestas correctas. Para llevar a cabo el análisis de los
resultados correspondientes al promedio de respuestas correctas, en la prueba de
diagnóstico, se consignó el valor de la media estadística y su desviación estándar para
el grupo experimental. Debido a que el test de tipo diagnóstico no permite el cálculo
directo simple de la media en las respuestas correctas, se considera que la forma más
adecuada para realizar el análisis se basa en el uso de la distribución binomial
propuesta por Walpole et al. (1998). Así la aplicación de las fórmulas se realiza de la
siguiente manera: para la media , mientras que para la desviación estándar se
tiene , donde p es la probabilidad favorable (o éxito), q la probabilidad
desfavorable (o fracaso), tal que q = 1- p y n el número de pruebas repetidas
(cuestiones) siendo en este caso 12 ya que hay una pregunta que presenta dos
apartados. La probabilidad se calcula dividiendo el número total de respuestas
correctas entre el número total de preguntas contestadas por ese grupo. En las tablas
1, 2 y 3 se recogen el total de respuestas correctas en función de las preguntas de cada
categoría.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
63
Número de pregunta 1 4 6 10
pretest postest pretest postest pretest postest pretest postest
Preguntas
contestadas 26 28 27 27 15 28
27 28
25 28
Respuestas correctas 16 25 6 10 15 22 21 22
13 15
%respuestas
correctas 57 89 21 35,6 53,6 78,6
75 78,6
46,5 53,6
Tabla 1: Datos de las preguntas de selección de respuesta correcta.
Número de
pregunta
3 5 7 9
pretest postest pretest postest pretest postest pretest postest
Preguntas
contestadas 24 24 21 24 24 27 21 28
Respuestas
correctas 17 18 19 21 6 18 5 15
% respuestas
correctas 60,7 64,3 67,9 75 21,4 64,3 17,9 53,6
Respuestas
correctas con
justificación
correcta
7 13 5 16 1 11 1 8
% repuestas
correctas con
justificación
correcta
25 46,4 18 57 3,6 39,3 3,6 28,6
Tabla 2: Datos afirmaciones de verdadero o falso.
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64
Número de pregunta 2 8 11
pretest postest pretest postest pretest postest
Preguntas contestadas 23 28 21 27 23 28
Respuestas correctas 23 26 19 24 23 27
% respuestas correctas 82 92,8 67,9 85,7 82 96,4
Respuestas correctas con justificación
correcta 20 22 5 11 22 23
% repuestas correctas con justificación
correcta 71,4 78,6 18 39,3 78,6 82,1
Tabla 3: Datos preguntas abiertas para contestar y justificar.
Tal y como se puede observar en las tablas anteriores, los resultados
obtenidos en la prueba postest presentan mayor porcentaje de respuestas correctas
que en la prueba pretest en la mayoría de las cuestiones. Los datos recogidos en la
tabla 3 muestran que el mayor porcentaje de respuestas correctas se da en el caso de
las preguntas abiertas para contestar y justificar. El porcentaje de respuestas cuya
justificación es correcta disminuye considerablemente tanto en las cuestiones de tipo
afirmación para justificar la veracidad como en las preguntas abiertas.
Las cuestiones 1, 2, 8 y 11 presentan (%) porcentaje de respuestas correctas en
el postest, las cuestiones 3, 5, 6, 7, 9 y 10 presentan un porcentaje y la 4 especialmente
bajo (%). Esto muestra que para los alumnos supone cierta dificultad llegar a
comprender que los distintos materiales tengan las misma temperatura estando en un
mismo ambiente ya que consideran que la mesa de hierro está a menos temperatura
que la mesa de madera.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
65
Las cuestiones que más aumento de porcentaje experimentan del protest al
postest son la 1 (32%), la 7 (42,9%) y la 9 (35,7%). Las preguntas 1 y 7 son de selección
de respuesta correcta por lo que, al ser más directas, son más fáciles de asimilar por
parte de los alumnos. La pregunta 9, referida a la existencia de hielo y agua en un vaso
al mismo tiempo a 0ºC, cuya demostración quedó clara tras la experiencia de
laboratorio.
En la tabla 4 se recogen los valores de p calculados.
Número de pregunta p pretest p postest
1 0,61 0,89
2 0,87 0,79
3 0,29 0,54
4 0,22 0,37
5 0,24 0,66
6 0,60 0,79
7 0,04 0,41
8 0,24 0,41
9 0,05 0,29
10 0,77 0,79
0,52 0,54
11 0,04 0,71
0,37 0,60
Tabla 4: Datos de p calculados.
Los resultados de la tabla 4 muestran el tanto por 1 de aciertos de cada
pregunta en el protest y postest en relación con el número de preguntas contestadas.
Tal y como se puede observar, en la mayoría de las cuestiones se ha producido un
incremento en el valor en las dos pruebas.
En la tabla 5, se presentan los resultados de la aplicación de la prueba de
diagnóstico. La media reportada se refiere al promedio de respuestas correctas.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
66
pretest postest
Media 4,44 7,2
Desviación estándar 1,67 1,70
Tabla 5: Media y desviación estándar para pretest y postest en el grupo experimental.
Tal y como se puede observar, el valor de la media de respuestas correctas
aumenta del pretest al postest y el valor de la desviación estándar permanece
prácticamente invariable. Esto indica que ha habido mucho más porcentaje de acierto
y menos diferencia en los resultados en el postest.
LISTADO DE PRECONCEPTOS ALTERNATIVOS
A continuación se muestran las concepciones alternativas expresadas por los
alumnos clasificadas por categorías.
1. Calor
• Hay materiales que repelen el calor.
• Cada material tiene una composición y puede guardar calor o frío.
• Sí que es cierto que cuando un cuerpo se enfría pierde calor.
• Hay materiales que almacenan el calor mejor que otros.
• El calor es la energía contenida en un cuerpo.
• Cuando un cuerpo se enfría transmite calor a otro.
• Hay sustancias frías y sustancias calientes.
• El calor no está relacionado con la transferencia de energía.
• El frío es la ausencia del calor.
• Para admitir la existencia de calor es suficiente que haya un único sistema.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
67
2. Temperatura y cambio de estado
• Cada material tiene una temperatura específica.
• Las partículas de la materia se acostumbran a una temperatura ambiente.
• Durante el cambio de estado sí que aumenta la temperatura ya que para
evaporar hay que calentar.
• La temperatura debe aumentar durante el cambio de estado de líquido a vapor
ya que si no el agua se quedaría en estado líquido.
• A la misma temperatura no puede haber dos sustancias en estados distintos.
• El agua a 0ºC es hielo, si hay hielo no puede haber agua.
• La temperatura mide la cantidad de calor en un cuerpo.
3. Calor específico
• Al mezclar hielo a 0ºC con alcohol a -10ºC el hielo enfría al alcohol porque su
punto de solidificación es mayor.
• Al mezclar hielo a 0ºC y alcohol a -10ºC los dos intentarán igualar la
temperatura y el alcohol será calentado por el hielo.
• Cuando sometemos a calentamiento dos vasos de agua, uno con el doble de
volumen que el otro, la temperatura, cuando se haya alcanzado el punto de
ebullición, será menor en el vaso con más cantidad de agua y la energía en
forma de calor que se ha aplicado ha de ser igual en los dos.
4. Dilatación
• La masa y el tamaño son inversos.
• El tamaño no aumenta en la dilatación, en todo caso se mantiene o disminuye.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
68
RESPUESTAS JUSTIFICADAS A LAS CUESTIONES CIENTÍFICAS
Así mismo se recogen las justificaciones acertadas nombradas por algunos
alumnos.
1. Calor
• El calor es el intercambio de energía interna entre dos sistemas que están a
distinta temperatura.
• Para que se pueda admitir la existencia de calor son necesarios dos sistemas.
• No hay sustancias calientes o frías, hay materiales que aíslan o conducen mejor
o peor la energía en forma de calor.
• No hay materiales fríos o calientes.
• La energía no se genera ni se destruye por lo que no se puede decir que cuando
un cuerpo se enfría pierde calor.
• Los materiales no están fríos o calientes, algunos dan esa sensación, pero
depende del ambiente con el que los compares.
• La energía no se pierde, se transforma.
2. Temperatura y cambio de estado
• La temperatura depende del calor interno.
• En el cambio de estado la energía no se usa para elevar la temperatura es para
romper o unir enlaces.
• El cambio de estado no es un proceso que se da de golpe ya que va cambiando
poco a poco el estado de agregación.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
69
• La temperatura depende de la cantidad de energía en forma de calor a la que
un cuerpo esté sometido.
3. Calor específico
• Al juntar hielo a 0ºC con alcohol a -10 ºC el hielo transfiere energía al alcohol
hasta que se iguale la temperatura.
• Al mezclar dos líquidos distintos que están a igual temperatura, la temperatura
final del sistema no varía ya que esta ya alcanzado el equilibrio térmico.
• Al calentar dos líquidos iguales, teniendo uno el doble de volumen que el otro,
hasta el punto de ebullición hay que suministrar más energía al que más masa
tiene.
4. Dilatación
• Cuando un cuerpo se dilata se produce un aumento en el volumen no en la
masa.
• En la dilatación no aumenta la cantidad de moléculas, por lo que no aumenta la
masa.
• Al calentar un sólido chocan las partículas entre sí y se expanden haciendo que
aumente el tamaño.
• El aumento de tamaño por efecto de la temperatura es porque aumenta la
velocidad media de las partículas provocando un aumento de volumen.
• En la dilatación el material está menos compacto ya que los átomos se han
expandido.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
70
CONCLUSIONES
El estudio general de los resultados de los ítems tratados permite llegar a la
conclusión de que muchas de las ideas previas presentadas por los alumnos en
relación a los conceptos de calor y temperatura han presentado resistencia al cambio
conceptual tras abordar la estrategia didáctica. En cambio, el análisis de la preprueba y
postprueba indica que hubo ganancia estadística tras el tratamiento empleado y los
resultados obtenidos de los promedios de las respuestas correctas señalan que hay
diferencias significativas tras la estrategia de cambio conceptual.
Los alumnos llegaron, tras las actividades propuestas “al conflicto cognitivo e
insatisfacción con sus propias concepciones para alcanzar un efectivo aprendizaje
significativo” (Mahmud et al., 2010).
Los resultados obtenidos tras el análisis en las cuatro categorías muestran que
efectivamente existe una fuente de desorientación conceptual. Resulta evidente que
algunos de los errores conceptuales que presentaban los alumnos están firmemente
atribuidos a concepciones relacionadas con la vida cotidiana, como la consideración
del calor como una elevada temperatura, o errores relacionados con falta de
adquisición de conocimientos en cursos anteriores.
Conocer los errores conceptuales de los estudiantes, antes de comenzar un
curso o unidad, es una condición indispensable para lograr superarlos por medio de
estrategias didácticas. La base de este trabajo se centra en que el aprendizaje es la
meta suprema de todo esfuerzo educativo ya que no se puede afirmar que se ha
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
71
enseñado algo si el sujeto en cuestión no ha aprendido (Lara Barragán et al., 2010) La
estrategia didáctica planteada muestra, por medio de los resultados obtenidos, que ha
sido efectiva al casi doblar la media de respuestas correctas en el postest. Los alumnos
transitan desde respuestas más declarativas hasta otras que tienen más
fundamentación en cuanto a la explicación de los fenómenos planteados. Tal y como
se ha mencionado anteriormente, los conceptos de calor y temperatura se manejan
frecuentemente en la vida cotidiana, por lo que para abordar el aprendizaje
significativo que se plantea han de ocupar un papel prioritario en el quehacer
educativo.
REFERENCIAS
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Temperatura. Alambique, 8, 109-116, 1997.
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partículas de la materia y su utilización en el campo conceptual del Calor y
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Furió, C. Vilches, A. Guisisola, J. y Romo, V. Finalidades de la enseñanza de las Ciencias
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Pozo, J., Sanz, A., Gómez, M. y Limón, M. Las ideas de los alumnos sobre la Ciencia:
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Solbes J. y Tarín F. Algunas dificultades en torno a la conservación de la Energía.
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las ciencias, 5 (3), 235-238, 1987.
Walpole, R. E. Myers, R. H. y Myers, S. L. Probability and Statistics for Engineers and
Scientists. (Prentice Hall, Upper Saddle River, N. J., 1998).
5. BIBLIOGRAFÍA
El material que he consultado o en el que me he apoyado para redactar la
memoria ha sido más bien escaso, y principalmente me ha servido de ayuda a la hora
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
74
de elaborar las Unidades Didácticas. Así, he consultado libros de texto de 2º de
Bachillerato y de 3º y 4º de E.S.O. empleados en el centro, de editoriales Anaya y SM, y
los documentos oficiales necesarios como el Proyecto Educativo del Centro (PEC),
Reglamento Orgánico de Funcionamiento (ROF), Programación General Anual (PGA)
del centro, el BOR o el Currículo de E.S.O. de La Rioja.
Para desarrollar en aula parte de las Unidades Didácticas he utilizado material
elaborado por mi tutor como problemas adicionales, colgados en la página web del
instituto www. iescosmegarcia.edurioja.org, guiones y material de prácticas además de
los libros del departamento.
También he usado otros recursos sacados principalmente de internet para
seleccionar imágenes y videos que me fueran útiles para el proceso de enseñanza
aprendizaje y artículos sobre la didáctica de las ciencias de revistas como Alambique,
Eureka, Enseñanza de las Ciencias, etc., que se han señalado anteriormente, y que me
han sido de utilidad para elaborar los cuestionarios de ideas previas y el Proyecto de
Innovación
Libros de texto
• “Energía y calor”. Jesús Ángel Viguera Llorente, Mariano Remacha Lafuente.
Física y Química 4º E.S.O. Ediciones SM, 2008.
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75
B.O.R. E.S.O.
• Decreto 23/2007, de 27 de Abril, por el que se establece el Currículo de la
Educación Secundaria Obligatoria de la Comunidad Autónoma de La Rioja.
B.O.R. jueves, 3 Mayo de 2007. Págs. 6-12.
Otros documentos oficiales
• “Notas de Identidad (principios fundamentales, convivencia, línea
metodológica, gestión del centro), Metas Educativas, Metodología General,
Organización General del Instituto, Oferta Educativa, Reglamento de Régimen
Interno (recursos humanos, recursos materiales)”. Proyecto Educativo del Centro
(PEC) 2012.
• “Dependencias, servicios y recursos materiales del centro”. Reglamento
Orgánico de Funcionamiento (ROF).2012.
• “Proyecto Curricular de E.S.O. y Bachillerato”, “Proyecto Educativo y equipos
Docentes”, “Programaciones Didácticas”. Programación General Anual (PGA)
2011-2012.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
76
6. ANEXOS
Anexo 1: Cuestionario de ideas previas
Nombre y Apellidos:………………………………………………………………………………………………………
1. Para que se pueda admitir la existencia de calor:
a) Es suficiente un único sistema.
b) Son necesarios, por lo menos, dos sistemas.
c) Es suficiente un único sistema pero tiene que estar caliente.
2. ¿Cuál será la temperatura de una mezcla de 1 litro de agua a 20 ºC con 1 litro de
coca-cola a 20 ºC? Justifica tu respuesta.
3. Responde verdadero o falso y justifica tu respuesta. “La temperatura de un cuerpo
depende de su naturaleza, es decir, hay sustancias «frías» como los metales o
«calientes» como la lana”.
4. Un alumno entra al laboratorio de ciencias que está a una temperatura ambiental de
25 ºC donde se encuentra una mesa de hierro y otra de madera. Inmediatamente
enciende el aire acondicionado. Pasadas dos horas, la temperatura ambiental está a 20
ºC. La temperatura de la mesa de hierro será:
a) Menor que en la mesa de madera.
b) Mayor que en la mesa de madera.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
77
c) Igual que en la mesa de madera.
d) Ninguna de las proposiciones anteriores.
5. Responde verdadero o falso y justifica tu respuesta. “Si pongo hielo (sólido) a 0 ºC
con alcohol (líquido) a -10ºC el hielo enfriará al alcohol”.
6. El calor es:
a) Movimiento de aire caliente generado por una elevada temperatura.
b) Intercambio de energía interna entre sistemas de distinta temperatura.
c) La energía contenida en un cuerpo.
7. Responde verdadero o falso y justifica la respuesta. “Durante el cambio de estado de
agua líquida a vapor de agua, la temperatura no cambia”.
8. ¿Puede haber en un recipiente hielo y agua a 0ºC? Justifica tu respuesta.
9. Responde verdadero o falso y justifica tu respuesta: “Cuando un cuerpo se enfría
pierde calor”.
10. Un profesor en el laboratorio de Química hace la siguiente demostración: Muestra
dos vasos de precipitados de igual forma y tamaño. El vaso A tiene el doble de
volumen de agua que el vaso de precipitados B. Luego, somete a calentamiento las
masas de agua hasta el punto de ebullición. Por lo tanto, la temperatura del agua en el
envase A será:
a) Mayor que la temperatura del agua del vaso B.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
78
b) Igual que la temperatura del agua del vaso precipitado B.
c) Menor que la temperatura del agua del vaso precipitado B.
La energía en forma de calor que se ha aplicado es:
a) Mayor en el vaso A.
b) Mayor en el vaso B.
c) En los dos iguales.
11. Cuando un cuerpo se dilata, por efecto de un aumento de temperatura,
incrementa su tamaño. ¿Se produce un aumento en la masa? Justifica tu respuesta.
Anexo 2: Video de procesos de transferencia de Energía en forma de Calor
Anexo 3: problemas para resolver en clase
1.- ¿Cuál será la temperatura final de equilibrio cuando 10 g de leche a 10°C se agregan
a 60 g de café a 90°C? Suponga que las capacidades caloríficas de los líquidos son
iguales a la del agua y desprecie la capacidad calorífica del recipiente.
2.- 100 g de Cu de temperatura 100 °C se dejan caer en 80 g de agua a 20 °C en un vaso
de vidrio de 100 g de masa. ¿Cuál será la temperatura final de la mezcla si el sistema se
considera aislado?
Conducción, convección, radiación.wmv
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
79
3.- ¿Cuantos julios de calor se necesitan para elevar la temperatura de 3 Kg de
aluminio de 20 °C a 50 °C?
4.- Se utilizan 8360 J para calentar 600 g de una sustancia desconocida de 15°C a 40°C.
¿Cuál es el calor específico de la sustancia?
5.- Un estudiante de física desea medir la masa de una vasija de cobre de una manera
muy particular. Para ello, vierte 5 Kg de agua a 70 °C en el recipiente, que inicialmente
estaba a 10 °C. Luego encuentra que la temperatura final del agua (suponemos que
estaba en un ambiente aislado) y de la vasija es de 66 °C. A partir de esa información,
determine la masa de la vasija.
6.- La madre de una niña le dice que llene la bañera para que tome un baño. La niña
solo abre la llave del agua caliente y se vierten 95 litros de agua a 60°C en la tina.
Determine cuantos litros de agua fría a 10°C se necesitan para bajar la temperatura
hasta 40°C.
7.- ¿Qué cantidad de calor es necesaria para fundir 26 g de hielo a 0°C? ¿Y para
solidificar 315 g de agua? (Calor de fusión del hielo es 2090 J/Kg).
8.- ¿Qué cantidad de calor desprenden 320 g de vapor de agua al condensarse a
100°C? Calor latente de vaporización del agua es de 2257,2 J/g.
9.- Se tienen 150 g de hielo a –15°C. Determinar la cantidad de calor necesaria para
transformarlos en vapor a 120°C.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
80
10.- Un recipiente de cobre cuya masa es de 0,2 Kg contiene una mezcla compuesta de
0,5 Kg de agua y 0,5 Kg de hielo en equilibrio. Si se añade 1 Kg de agua hirviendo. ¿Cuál
es su temperatura final?
11.- Determinar la masa de agua a 10°C que puede ser elevada a 70°C por una masa de
vapor de agua de 600 g a 100°C.
12.- En 250 g de agua a 50 ° C introducimos un trozo de hielo de 2,5 g a la temperatura
de – 10° C. Hallar la temperatura final del agua.
13.- Hallar la cantidad de vapor a 100°C que debe añadirse a 62 g de hielo a 10°C para
que la temperatura final en el equilibrio térmico sea de 60°C. Calor especifico del hielo,
c = 2090 J/Kg K. Calor de fusión del hielo, Alf = 333,5 Kj/Kg. Calor de condensación del
vapor, Tv = 2257 Kj/Kg.
14.- Se echan 4 Kg de hielo a la temperatura de –2°C dentro de un estanque aislado,
que contiene 8 kg de agua a 40 °C. Explicar lo que pasa y deducir cual será la
temperatura final de la mezcla.
15.- En un calorímetro de latón de 180 g de masa hay agua a 20°C. Se colocan 80 g de
hielo a 0°C y, cuando se alcanza el equilibrio térmico, quedan 15 g de hielo sin fundir.
Calcular:
a) La masa de agua, a 20°C que contenía el calorímetro
b) La masa de agua a 50°C que se debe añadir para que la temperatura final sea
de 12°C. Para este apartado, considera despreciable el calorímetro.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
81
16.- Un sistema aumenta su energía interna en 4500 J. Si realiza un trabajo de 2000 J,
¿qué energía transfiere en forma de calor?
17.- Un sistema intercambia 500 J de calor y 600 J de trabajo con el exterior. Calcula la
variación de su energía interna, en los siguientes casos:
a) El sistema recibe calor y realiza trabajo
b) El sistema recibe calor y se realiza trabajo sobre él.
c) El sistema cede calor y realiza trabajo
d) El sistema cede calor y se realiza trabajo sobre el.
18.- En 3 litros de agua pura a la temperatura de 10ºC introducimos un trozo de hierro
de 400 g que está a la temperatura de 150ºC ¿Qué temperatura adquirirá el conjunto?
Datos: Ce (agua líquida) = 4180 J/Kg K; Ce (hierro) = 489,06 J/Kg K.
19. En un experimento se suministran 5 820 J de energía en forma de calor y esto eleva
la temperatura de un bloque de aluminio 30 ºC. Si la masa del bloque de aluminio es
de 200 g, ¿cuál es el valor del calor específico del aluminio?
20. Una esfera maciza de latón cuyo radio a 0 ºC es de 5 cm se calienta hasta los 150
ºC. Calcula su aumento de volumen sabiendo que el coeficiente de dilatación lineal del
latón es α = 19. 10-6 ºC-1.
21. Los tendidos eléctricos no tienen juntas que permitan su dilatación, por eso entre
cada dos postes el tendido no va en línea recta, sino que el hilo forma una pequeña
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
82
curva. Calcula la disminución de longitud de un cable de cobre (α= 1,67.10-5 ºC-1) que
mide 100 km en verano a 35 ºC si en invierno la temperatura desciende a 0 ºC.
Anexo 4: Guión práctica de laboratorio
DETERMINACIÓN DEL CALOR ESPECÍFICO DE UN SÓLIDO
Objetivo
Se trata de determinar el calor específico de dos piezas metálicas, una de hierro
y otra de aluminio y comprobar que su valor es característico del material.
Material
Vaso de precipitados, termómetros hasta 110 ºC, calorímetro.
Base, aro, rejilla de amianto y mechero.
Dos piezas una de hierro y otra de aluminio e hilo.
Fundamento teórico
Cuando dos cuerpos a distinta temperatura se ponen en contacto se alcanza el
equilibrio térmico cediendo calor el cuerpo más caliente y ganando calor el cuerpo más
frío. El calor ganado es igual al calor cedido y la expresión que nos permite calcular la
cantidad de calor en ambos casos es: Q = m ce Δt siendo ce el calor específico del
Procedimiento
1. Pon en el calorímetro aproximadamente 100 g de agua a temperatura
ambiente. Llama M a esta cantidad de agua y anota la temperatura que llamarás T.
Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria
83
2. Toma la pieza de Al y determina su masa que llamarás m.
3. Sumerge ahora la pieza de Al, que estará suspendida de un hilo, en un vaso
de agua y calienta hasta hervir durante unos minutos. Anota la temperatura a la que
hierve el agua.
4. Saca la pieza de Al con el hilo, introdúcela en el calorímetro y agita
suavemente en su interior. Anota la máxima temperatura que marca el termómetro
del calorímetro y llámala tF.
5. Ten en cuenta que el calor cedido es igual al calor ganado:
QC = QG m⋅ Ce ⋅ (tF – t) = M ⋅C⋅ (tF – T)
El calor específico del agua es C = 4180 J/kg·K. Repite el mismo proceso con la
pieza de hierro. Realiza los cálculos y pon todos los datos en la tabla.
Busca los datos y comprueba los resultados obtenidos. ¿A que puede ser
debida la diferencia entre ambos?
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Anexo 5: Presentaciones Power Point
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