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DIDCTICA DE LA QUMICA Y VIDA COTIDIANA

Seccin: Pginas:Contenido e Introduccin 1-12Parte I: Fundamentos y Proyectos educativos 13-104Parte II: Recursos Didcticos. Experimentos y Ejemplos 105-208Parte III: Simulaciones y Analogas 209-238Parte IV: Qumica en Accin 239-346Parte V: Miscelnea 347-430ndice de Autores 431-432

http://www.etsii.upm.es/diquima/vidacotidiana/LibroDQVC.htm07/02/2005 21:04:08

E.T.S.I.I. U.P.M.

Didctica de la Qumica y Vida Cotidiana

J.M. Abraham, M.A. Adri, R. Agua- do, E. de las Alas, E. J. Al- mazn , E. Alonso Rodr- guez, F.J. Arniz, S. Arniz, O. Avils,F. Barbadillo, J.A. Barea, M. Barrac, J. Barro so, A. Blanco, A. Borsese, I. Buenda, A. Caamao, Y.

Caballero, M.P. Cabildo Miran- da, M. Calvo Hernando, A. Cambra, J.P. Can-

selier, I. Carrillo, M.L. Casalderrey, C.M. Castro Acua, J.M. Castro Romero, J.L. Crdova, R.L. Cornejo, J . Corominas,

nas, R. Cruz, F. Daz Snchez, R.E. Domnguez Danache, A.E. Domn- guez Prez, M.A. Dosal, C. Escolstico, S. Esteban, V.M. Feregrino, F. Fdez.

Martnez, J.M. Fdez. Sols, A. Fdez. Tena, S. Filardo Kerstupp, A.I. Garca Diez,C. Garca Manrique, M.V. Garca Prez, L. Garca Soto, L.F. Garrido, A. Gmez Pedro-

so, P. Gonzlez del Barrio, M.N. Gonzlez Delgado, E. Gonzlez Izquierdo, V. Gonz- lez Rodrguez, E. Gonzlez Soto, M.J. Gonzlez Tejera, F.J. Guijarro, M.C. Guijarro, M.T.

Hernndez Antoln, M. Hernndez Arganis, M.C. Izquierdo, M. Jaume, M.R. Jimnez Liso, P.B. Kelter, M. Llano, A. Llaveria, R. Llopis Castell, J. Llorca, J.A. Llorens Molina, R.M. Losa- da, M. Lozano,L. Mammino,E. Manuel Torres, M. Martn Snchez, M.T. Martn Snchez, F.J. Mnez. Casado, P. Mnez. Mena, J. Martnez Urreaga, M. Meijueiro, R.M. Meli, M.J. Mel-

cn, J.L. Mier, F. Mijangos, A.D. Molina Garca, F. Montes de Juan, G. Mller, A. Narros, C. Orozco Barrenetxea, L.R. Ortiz, M.F. Paixo, M.R. Pedrosa, F. Peral, J. Prez Igle- sias, A. Prez Serrano, C. Perronnet, J.A. Piano, G. Pinto, M.A. de la Plaza, R. Pozas,

F. Pozas Requejo,M.M. Prieto Garca, M.T. Puigvert, M. Ramos Riesco, M.I. Redon- do Ylamos, J.C.Reza, M.C. Rivero, J.A. Rodrguez Cheda, M. Rodrguez Prez,

B. Rohrig, I. Ros Clavell, J.I. Ruiz de Larramendi, G. Salazar, M.A. Sn- chez Guadix, E.M. Santos Lpez, H. Seco Lago, N. Solsona, P. Su-

ri, J. Tchadie, R. Torres Cmara, L.M. Trejo, M.D. Troitio, D. Tudela,T. Unda, Univ. Alcal, C. Uraga, S. de

Vicente, G. Zabala, A. Zalts, A. Ziga

Editor: Gabriel Pinto Can

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Pedidos a: Seccin de Publicaciones de la E.T.S. de Ingenieros Industriales c/ Jos Gutirrez Abascal, 2 28006 Madrid E-mail: publicaciones@etsii.upm.es Tf.: 91 336 30 68 Fax: 91 336 30 69

Edita e imprime: Seccin de Publicaciones de la Escuela Tcnica Superior de Ingenieros Industriales. Universidad Politcnica de Madrid. Madrid, 2003. I.S.B.N.: 84-7484-156-9 Depsito Legal: M-19840-2003

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CONTENIDO INTRODUCCIN Anita Zalts, Gabriel Pinto Can ........................................................................... PARTE I. FUNDAMENTOS Y PROYECTOS EDUCATIVOS ...................................... 1. QUMICA COTIDIANA: AMENIZAR, SORPRENDER, INTRODUCIR O EDUCAR? M. Rut Jimnez Liso, M. ngeles Snchez Guadix, Esteban Manuel Torres ....... 2. ESTUDIO DE LOS CAMBIOS QUMICOS A TRAVS DE FENMENOS COTIDIANOS Aldo Borsese, Soledad Esteban, Luis Miguel Trejo ............................................... 3. QUMICA COTIDIANA A TRAVS DE LA QUMICA SALTERS: LA QUMICA DEL COLOR Y LA QUMICA DE LAS MEDICINAS Aureli Caamao, M. Tura Puigvert, Rosa Mara Meli, Angels Llaveria, Josep Corominas .............................................................................................................. 4. DJATE SORPRENDER POR LA QUMICA EN TU VIDA COTIDIANA Fernando Mijangos Ugarte, Gorka Zabala Lpez de Maturana ........................... 5. EXPERIENCIAS DE LA VIDA DIARIA EN LA ENSEANZA DE LA QUMICA Gabriel Pinto Can .............................................................................................. 6. LA COCINA, EL LABORATORIO DE LA VIDA COTIDIANA Nria Solsona Pair ............................................................................................... 7. NUEVA ESTRATEGIA DIDCTICA EN EL LABORATORIO DE FISICOQUMICA Ramiro E. Domnguez Danache, Carlos Mauricio Castro Acua ......................... 8. LA QUMICA Y LA VIDA Enrique de las Alas Pumario ................................................................................

9. QUMICA EN ACCIN: UNA EXPERIENCIA DE DIVULGACIN DE LA QUMICA Facultad de Qumica de la Universidad de Alcal ................................................

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10. ENFOQUE DE QUMICA COTIDIANA EN EL ANUARIO LATI-NOAMERICANO DE EDUCACIN QUMICA Carlos Mauricio Castro Acua, Jos Miguel Abraham, Paul B. Kelter ................ 11. MANIFESTACIONES QUMICAS EN ENTORNOS COTIDIANOS M. Antonia Dosal, Vctor M. Feregrino, Laura R. Ortiz, Jos Clemente Reza, Jos Luis Crdova .................................................................................................. 12. UM EXEMPLO DO TRATAMENTO DO TEMA CIDO-BASE CEN-TRADO NA INTERACO CINCIA-TECNOLOGIA-SOCIEDADE E NA RESOLUO DE SITUAES PROBLEMTICAS Mara de Ftima Paixo ........................................................................................ PARTE II. RECURSOS DIDCTICOS: EXPERIMENTOS Y EJEMPLOS ................... 13. EN CASA Y CON GASEOSA! Paloma Gonzlez del Barrio, Emiliano Gonzlez Izquierdo ................................. 14. VISUALIZACIN DE LA LEY DE HENRY PARA ALUMNOS DE ENSEANZA SECUNDARIA Manuela Martn Snchez, M. Teresa Martn Snchez ..........................................

15. EJEMPLOS RELACIONADOS CON ELECTROQUMICA PARA ALUMNOS DE ENSEANZA SECUNDARIA Manuela Martn Snchez, M. Teresa Martn Snchez .......................................... 16. QUMICA DE LOS CLOROISOCIANURATOS Y DESINFECCIN DEL AGUA Gabriel Pinto Can, Brian Rohrig ....................................................................... 17. ENSAYOS DIDCTICOS DE CORROSIN ELECTROQUMICA Jos Luis Mier, Ana Isabel Garca Diez, Laura Garca Soto, Fernando Barbadillo, Rosa Mara Losada ............................................................................. 18. EMBELLECIMIENTO DE OBJETOS DE LA VIDA COTIDIANA Hervilia Seco Lago, Julia Prez Iglesias, Jos M. Fernndez Sols, Victoria Gonzlez Rodrguez, Elena Gonzlez Soto, J. Manuel Castro Romero, Elia Alonso Rodrguez .................................................................................................... 19. CONSTRUCCIN DE UN MINIAPARATO DE ELECTROFORESIS A PARTIR DE OBJETOS DE USO COTIDIANO Ana Elizabeth Domnguez Prez, Marta Rodrguez Prez .....................................

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20. QUMICA DIVERTIDA: EXPERIENCIAS DE CTEDRA QUMICA PARA ESTUDIANTES DE NIVEL MEDIO Consuelo Garca Manrique, Guillermina Salazar Vela, Michelle Hernndez Arganis, Joaqun Barroso Flores ........................................................................... 21. LA PREPARACIN DE HALUROS DE COBRE (I) COMO MODELO DE PROCEDIMIENTOS SINTTICOS DE BAJO IMPACTO MEDIOAMBIEN-TAL M de los Remedios Pedrosa, Rafael Aguado, Susana Arniz, Mara Lozano, Francisco Javier Arniz ......................................................................................... 22. LAS BEBIDAS: PRODUCTOS COTIDIANOS EN LA ENSEANZA DE LA QUMICA ngel Blanco, Luis F. Garrido, Carmelo Uraga, Jos Antonio Barea, M. Carmen Guijarro, Francisco J. Guijarro, Rafael Pozas, Jos Aldo Piano ............ 23. CAF CARGADO, CHOCOLATE ESPESO: ESTARN CONCEN-TRADOS? Mercedes Llano Lomas, Graciela Mller Carrera, Oriana Avils vila ..............

24. LA REACCIN DE TRANSESTERIFICACIN APLICADA A UN PROBLEMA COTIDIANO Rosa Luz Cornejo Rojas, Yolanda Caballero Arroyo, Ignacio Buenda Villar ..... 25. CINTICA QUMICA: ANLISIS DE UNA EXPERIENCIA PRCTICA EN EL AULA Joaqun Martnez Urreaga .....................................................................................

26. EL PROCESO SOLVAY: UNA PRCTICA PARA ENLAZAR LA QUMICA INDUSTRIAL Y LA QUMICA COTIDIANA Adolfo Narros Sierra, Joaqun Martnez Urreaga, Frutos Pozas Requejo ............ 27. TCNICAS INSTRUMENTALES DE ANLISIS QUMICO APLICA-DAS AL RECICLADO DEL PAPEL M. Teresa Hernndez Antoln, Alberto Cambra, Coralie Perronnet, Isabel Carrillo, Francisco Fernndez Martnez ............................................................... PARTE III. SIMULACIONES Y ANALOGAS ........................................................... 28. VELOCIDAD DE LA REACCIN QUMICA: MODELOS Y ANALOGAS Joaqun Martnez Urreaga .....................................................................................

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29. ESTUDIO Y DISEO DE UNA PLANTA DE CIDO NTRICO MEDIANTE SIMULACIN ngel Fernndez Tena, Mara M. Prieto Garca ................................................... 30. INTRODUCCIN A LA GEOMETRA MOLECULAR UTILIZANDO PLASTILINA Y PALILLOS David Tudela .......................................................................................................... 31. LA SIMULACIN Y/O EL JUEGO DE ROL COMO ESTRATEGIA PARA COMUNICAR CIENCIA: PROYECTO APQUA Imma Ros Clavell ................................................................................................... PARTE IV. QUMICA EN ACCIN ......................................................................... 32. SOBRE EL ORIGEN Y DISTRIBUCIN DE LOS ELEMENTOS EN LA ENSEANZA DE LA QUMICA Jordi Llorca ............................................................................................................ 33. QUMICA DE LOS FUEGOS ARTIFICIALES: UN RECURSO DIDC-TICO TOMADO DE LAS FIESTAS POPULARES Fernando Peral, M. Dolores Troitio, M. Cruz Izquierdo, M. ngeles de la Plaza ....................................................................................................................... 34. TRABAJANDO CON TENSIOACTIVOS: UN ENFOQUE APLICATIVO DE SU ACTIVIDAD ESPUMANTE Teresa Unda Carbott, Jean Paul Canselier ........................................................... 35. CRISTALES LQUIDOS: OTRO ESTADO DE LA MATERIA Miguel Ramos Riesco, M. Victoria Garca Prez, M. Isabel Redondo Ylamos, Francisco J. Martnez Casado, Jos A. Rodrguez Cheda ..................................... 36. METALES TXICOS PESADOS Y SUS EFECTOS SOBRE LA SALUD Jos Ignacio Ruiz de Larramendi ........................................................................... 37. PILAS DE COMBUSTIBLE DE XIDOS SLIDOS-S.O.F.C. Jos Ignacio Ruiz de Larramendi ...........................................................................

38. QUMICA Y SALUD PBLICA: PESTICIDAS Consuelo Escolstico Len, M. Pilar Cabildo Miranda .......................................

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39. ESTUDIO DE ARCILLAS QUE SE ENCUENTRAN EN NUESTRO ENTORNO Y APLICACIONES Mercedes Meijueiro Morosini, Marta Rodrguez Prez ......................................... 40. ALGUNOS ELEMENTOS ESENCIALES ENCONTRADOS EN CTRI-COS INGERIDOS COTIDIANAMENTE Marta Rodrguez Prez, Mercedes Meijueiro Morosini ......................................... 41. LOS POLMEROS CONDUCTORES EN NUESTRO DA A DA M. Josefa Gonzlez Tejera .................................................................................... 42. IMPORTANCIA DEL BUEN USO Y MANEJO DE LOS PRODUCTOS QUMICOS EN EL HOGAR Guillermina Salazar Vela, Consuelo Garca Manrique ........................................ 43. EL CLORO EN LA VIDA COTIDIANA Mateo Jaume ..........................................................................................................

44. POLMEROS: UNA PROPUESTA DIDCTICA Juan A. Llorens Molina, Rafael Llopis Castell .................................................... 45. VIDA BAJO CERO: LAS PROTENAS ANTICONGELANTES Antonio Diego Molina Garca ................................................................................ PARTE V: MISCELNEA ........................................................................................ 46. LA QUMICA EN LOS CRUCIGRAMAS Manuel Luis Casalderrey ....................................................................................... 47. INTERS POR LA QUMICA A TRAVS DEL MEDIO AMBIENTE Carmen Orozco Barrenetxea, Antonio Prez Serrano, M. Nieves Gonzlez Delgado .................................................................................................................. 48. EL REACTIVO LIMITANTE: DE LO COTIDIANO AL RIGOR CIEN- TFICO Graciela Mller Carrera, Teresa Unda Carbott, Mercedes Llano Lomas ............ 49. EXPERIENCIAS EN LA TRANSFERENCIA DE TECNOLOGA A GRU-POS INDIGENAS PARA LA ELABORACIN DE PRODUCTOS DE TOCADOR Y ALIMENTOS Santiago Filardo Kerstupp, Armida Ziga Estrada, Rosala Cruz Martnez, Elda J. Almazn Hernndez, Eva M. Santos Lpez, Fernando Daz Snchez .......

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50. SELECCIN Y PRESENTACIN DE REFERENCIAS A LA VIDA CO-TIDIANA EN LA PREPARACIN DE UN TEXTO DE QUIMICA Liliana Mammino ................................................................................................... 51. LOS DIAGRAMAS DE RELACIONES MOLARES EN EL ESTUDIO DE LOS EQUILIBRIOS QUMICOS Alberto Gmez Pedroso, Fernando Montes de Juan, Santiago de Vicente Prez . 52. PAPEL DE LA REOLOGA EN LA DIDCTICA DE LA QUMICA Marc Barrac Serra, M. ngels Adri Casas, Ricard Torres Cmara, Pere Suri Llad ............................................................................................................. 53. EL PORQU DE LA QUMICA EN LA ENSEANZA DE LAS INGE- NIERAS M. Cristina Rivero Nez, M. Jos Melcn de Giles ........................................... 54. DISTEST: ESTUDIO CONCEPTUAL DE ALGUNAS DE LAS PRO-PIEDADES DE LA DISTRIBUCIN NORMAL MEDIANTE MICROORDE-NADOR Mara M. Prieto Garca, ngel Fernandez Tena ................................................... 55. LA QUMCA Y LA VIDA COTIDIANA Manuel Calvo Hernando ........................................................................................ 56. DIFUSIN DE LA QUMICA EN LOS MUSEOS DE CIENCIA Pablo Martnez Mena, Jerry Tchadie Fuentes ....................................................... NDICE DE AUTORES ..............................................................................................

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INTRODUCCIN

La Qumica es la Ciencia que estudia las propiedades de las diversas sustancias y sus transformaciones. Se trata de una definicin breve y concreta. Sin embargo, probablemente no transmita a muchos lectores una idea cabal de la amplitud de los temas que esta disciplina abarca, ni la posicin central que ocupa entre las ciencias naturales. Por ejemplo, muchos aspectos de la poca contempornea, a los que frecuentemente se alude en los medios de comunicacin, estn estrechamente vinculados con diferentes aspectos de la Qumica: el efecto invernadero, la lluvia cida, el agujero de ozono, la produccin de alimentos, las pilas alcalinas, atletas capaces de alcanzar nuevas marcas, los cosmticos, los medicamentos, la corrosin, la batera de un automvil, la informacin nutricional, el tratamiento de los residuos urbanos, el problema de disponer de agua potable para una poblacin cada vez mayor,... Es ms, pocas veces tomamos conciencia de que estamos completamente sujetos a las leyes de la Qumica, y que cada momento de nuestras existencias depende absolutamente del complejo y altamente ordenado conjunto de reacciones qumicas que tienen lugar en nuestros organismos y en todo lo que nos rodea.

Como vemos, la Qumica presenta una peculiaridad respecto de la definicin de su territorio. ste es un saber de mltiples rostros, de innumerables ramificaciones que se extienden tanto en las profundidades de la Tierra como en el espacio exterior, que concierne tanto a la industria pesada como a la produccin de medicamentos altamente especficos y sofisticados. Nos encontramos ante una ciencia que traspasa las fronteras de lo inerte y lo vivo, entre lo microscpico y lo macroscpico; una ciencia que, siendo heredera de algunas de las tcnicas ms arcaicas que definen a la humanidad, produce materiales ultramodernos con propiedades especficas seleccionadas a priori.

La vastedad del territorio qumico constituye de por s un desafo y agrega ciertos condicionamientos al proceso de enseanza-aprendizaje de la Qumica. Necesitamos construir modelos para racionalizar nuestro entorno. Por ejemplo, generamos y utilizamos modelos, a escala atmica o molecular, para representar conceptos y fenmenos complejos que nos sirven para comprender las manifestaciones de un material dado en el mundo macroscpico. Para comprender la Qumica, estos modelos son esenciales. Pensamos en trminos de los modelos. Los qumicos solemos dar mucha importancia a lo visual: queremos ver la Qumica, buscamos representaciones de molculas y de cmo ocurre una reaccin. Dibujamos esquemas de estructuras moleculares y pretendemos poner en evidencia una arquitectura en el espacio tridimensional. Empleamos toda clase de representaciones de enlace qumico: desde dibujos de estructuras de puntos, lneas, zig zags, modelos moleculares con varillas, o combinaciones varilla -bola, hasta mapas de densidad electrnica y esquemas computacionales.

Una de las dificultades que se detecta en los diversos niveles educativos se puede resumir en el hecho de que el proceso de enseanza-aprendizaje de la Qumica

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requiere una construccin mental capaz de relacionar la estructura microscpica (representada por modelos, no siempre fciles de interpretar por quienes se acercan a la disciplina, de conceptos como tomo, molcula, enlace, electrones, etc.) y el comportamiento macroscpico de las sustancias (aspecto, propiedades, reactividad, etc.), mediante un lenguaje (conceptos cientficos y la propia nomenclatura qumica) que adems, suele resultar extrao, tanto para los alumnos de las materias relacionadas como para el conjunto de la ciudadana.

Para el hombre social, el universo fsico slo existe por medio de la sociedad y, en consecuencia, por medio del lenguaje. Nuestro lenguaje conceptual tiende a fijar nuestras percepciones y, consecuentemente, nuestro pensamiento y comportamiento. En definitiva, los lmites de mi lenguaje denotan los lmites de mi mundo. Tal vez en esta idea est contenido uno de los desafos a los que nos enfrentamos como docentes: motivar a nuestros estudiantes para que dediquen esfuerzo a la adquisicin de un nuevo lenguaje, pues el aprendizaje ser significativo y til para el individuo y la sociedad slo si lo que se ensea pasa a formar parte del lenguaje y se incorpora a nuestro pensamiento y comportamiento; en suma: si expandimos los lmites de nuestro mundo.

Como la Qumica est presente en todas partes y en todas las actividades humanas, la vida cotidiana encierra muchos temas de inters que pueden ser utilizados en el proceso de enseanza-aprendizaje de esta disciplina. Busquemos la expansin de nuestro mundo partiendo de lo que nos es ms familiar, de lo cotidiano. Esta bsqueda comienza por aprender a tener otra mirada sobre el mundo que nos rodea, preguntndonos qu est pasando, tratando de comprenderlo y de formular algunas respuestas. Que la curiosidad nos motive, que los modelos y las teoras vayan de la mano de los experimentos, y que podamos adentrarnos en el territorio qumico, explorando, descubriendo, aprendiendo, compartiendo, viviendo.

Con esta perspectiva, auspiciada por la Fundacin Espaola para la Ciencia y la Tecnologa, dependiente del Ministerio de Ciencia y Tecnologa de Espaa, se organiz una Jornada monogrfica sobre Didctica de la Qumica y Vida Cotidiana. Su objeto principal fue analizar y debatir ejemplos y experiencias para fomentar el aprendizaje de la Qumica, desde una doble vertiente: mostrando cmo esta Ciencia est involucrada en mltiples campos, y facilitando su aprendizaje con analogas y ejemplos de la vida cotidiana. Adems, otro de los objetivos de la Jornada fue incentivar la comunicacin de experiencias, metodologas y resultados alcanzados para fomentar el papel de la Qumica en la educacin y promover la cultura cientfica (qumica) entre los ciudadanos.

La Jornada se celebr en la Escuela Tcnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politcnica de Madrid, el 29 de Mayo de 2003. En este libro se recogen los textos de los trabajos presentados en dicho evento, en forma de exposiciones orales, carteles y discusiones. Los textos han sido elaborados por 126 autores, de Universidades, Centros de Enseanza Secundaria y otras Instituciones de Argentina, Espaa, Francia, Estados Unidos, Italia, Mxico, Portugal y Sudfrica.

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El Comit de Honor de la Jornada estuvo constituido por: Excmo. Sr. D. Saturnino de la Plaza Prez, Rector Magnfico de la

Universidad Politcnica de Madrid. Ilmo. Sr. D. Carlos Vera lvarez, Director de la Escuela Tcnica Superior

de Ingenieros Industriales de la Universidad Politcnica de Madrid. Ilmo. Sr. D. Jos Mara Martnez-Val Pealosa, Director de la Fundacin

para el Fomento de la Innovacin Industrial. Ilma. Sra. D. Rosa Mara Gonzlez Tirados, Directora del Instituto de

Ciencias de la Educacin de la Universidad Politcnica de Madrid. Ilma. Sra. D. Otilia M Romero, Presidenta de la Seccin de Madrid de la

Real Sociedad Espaola de Qumica. Ilmo. Sr. D. Marc Barrac Serra, Secretario General del Comit en Espaa

de la International Society for Engineering Education (I.G.I.P.). Ilmo. Sr. D. Francisco Belil Creixell, Presidente de la Federacin

Empresarial de la Industria Qumica Espaola (FEIQUE). Para difundir el evento en un entorno lo ms amplio posible, se constituy un

Comit Cientfico y Organizador integrado por docentes de reas variadas de la Qumica, de diversos niveles educativos y de mltiples Centros de Espaa y de otros pases. Dicho Comit estuvo formado por los profesores:

Gabriel Pinto Can (Presidente), Universidad Politcnica de Madrid. Francisco Javier Arniz Garca, Universidad de Burgos. Julio Casado Linarejo, Universidad de Salamanca. Manuel Luis Casalderrey Garca, I.E.S. Snchez Cantn de Pontevedra. Carlos Mauricio Castro Acua, Universidad Nacional Autnoma de Mxico. Eulogio Castro Galiano, Universidad de Jan. Antonio Echavarren Pablos, Universidad Autnoma de Madrid. Pilar Escudero Gonzlez, Real Sociedad Espaola de Qumica. Luis Fernando Garrido Jimnez, I.E.S. Portada Alta de Mlaga. Jordi Llorca Piqu, Universitat de Barcelona. Liliana Mammino, University of Venda de Sudfrica. Manuela Martn Snchez, Universidad Complutense de Madrid. Mara Teresa Martn Snchez, I.E.S. Fernando de Rojas de Salamanca. Isabel P. Martins, Universidade de Aveiro de Portugal. Jos Luis Mier Buenhombre, Universidade da Corua. Felipe Milln Domnech, I.E.S. Domenico Scarlatti de Aranjuez (Madrid). Juan Gonzalo Muga Francisco, Universidad del Pas Vasco en Bilbao. Mara Isabel Redondo Ylamos, Universidad Complutense de Madrid. Brian Rohrig, Aurora High School de Ohio (Estados Unidos). Juan Jos Vaquero Lpez, Universidad de Alcal.

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Santiago de Vicente Prez, Universidad Nacional de Educacin a Distancia. Anita Zalts, Universidad Nacional de General Sarmiento de Argentina. Adems de a la Fundacin Espaola para la Ciencia y la Tecnologa , es de

justicia el agradecimiento a otras organizaciones e instituciones que colaboraron de diversa manera en la celebracin de la Jornada, como son:

Asociacin Espaola de Periodismo Cientfico. Escuela Tcnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politcnica de Madrid. Federacin Empresarial de la Industria Qumica Espaola. Fundacin para el Fomento de la Innovacin Industrial. Instituto de Ciencias de la Educacin de la Universidad Politcnica de Madrid. International Society for Engineering Education. Journal of Chemical Education. Real Sociedad Espaola de Qumica: Grupo de Didctica y Seccin de Madrid.

Cabe destacar tambin la ayuda prestada por los profesores del Departamento de Ingeniera Qumica Industrial y del Medio Ambiente de la Universidad Politcnica de Madrid que constituyeron el Comit Local, integrado por: Encarnacin Rodrguez Hurtado, Jos Losada del Barrio, Joaqun Martnez Urreaga, Ascensin Fernndez Lpez, Mara del Mar de la Fuente, Pilar Garca Armada, Carmen Matas Arranz, M. Jos Molina Rubio e Isabel Paz Antoln. De forma especial se agradece la labor de Vctor Daz Lorente, que mantuvo a punto las herramientas informticas necesarias.

Este texto y la Jornada ya citada, forman parte de una accin global sobre Enseanza-aprendizaje de la Qumica y vida cotidiana que incluye tambin la edicin y mantenimiento de pginas en Internet sobre el tema, en la direccin:

http://quim.iqi.etsii.upm.es/vidacotidiana/Inicio.htm En esta direccin, por ejemplo, se recoge este texto (con figuras y dibujos a

color) para facilitar su divulgacin. Uno de los deseos de quienes se han implicado de forma ms activa en estos

trabajos es que sirvan para que los docentes, en los diversos niveles educativos, dispongan de herramientas complementarias para ayudarles en la tarea de formacin, al objeto de que las nuevas generaciones aprecien cmo la Qumica soluciona problemas y ayuda a la mejora de las condiciones de vida. Si en alguna medida se satisface ese deseo, la labor habr merecido la pena.

Mayo de 2003

Anita Zalts, Universidad Nacional de General Sarmiento, Los Polvorines (Argentina)

Gabriel Pinto Can, Universidad Politcnica de Madrid (Espaa)

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Parte I

Fundamentos y Proyectos Educativos

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QUMICA COTIDIANA: AMENIZAR, SORPRENDER, INTRODUCIR O EDUCAR?

M. Rut Jimnez Liso 1, M. ngeles Snchez Guadix 2, Esteban de Manuel Torres 3

1 Departamento de Didctica de la Matemtica y de las Ciencias Experimentales Universidad de Almera. e.m.mrjimene@ual.es

2 I.E.S. Montes Orientales, Guadahortuna, Granada 3 Departamento de Didctica de las Ciencias Experimentales, Universidad de Granada

La multitud de fenmenos cotidianos que pueden introducirse en el currculo de Qumica es inmensa. La incorporacin paulatina al aula de estos procesos qumicos cotidianos, teniendo en cuenta las condiciones de uso que se exponen en este trabajo, conllevara un mejor conocimiento de la materia a ensear por parte del profesorado (intentando explicar lo que sucede antes de introducirlo en sus clases), promueve una renovacin de las actividades y metodologas de enseanza, y genera en los estudiantes un inters y una actitud ms activa por la Qumica y por buscar explicaciones al mundo que nos rodea. Los fenmenos qumicos que transcurren a nuestro alrededor, los que realizamos en el hogar al cocinar, al limpiar, etc. (la Qumica cotidiana o etoqumica) pueden pasar desapercibidos para el alumnado y, con ello, desperdiciar su alto valor educativo. Adems, el alumnado puede considerarlos, con un carcter peyorativo o despreciativo, al considerarlos como unos ejemplos para adornar, como una Qumica light, descafeinada, frente a los contenidos qumicos de siempre (los duros, los realmente importantes). Muy al contrario, la Qumica de siempre puede transformarse (e innovarse) incorporando cuestiones y fenmenos cercanos y atractivos (incluso actuales, como el hundimiento del Prestige y la densidad del fuel) si tenemos precaucin con los fenmenos que se incorporen, si los seleccionamos en funcin del nivel de exigencia y si los adecuamos al nivel de desarrollo cognitivo de los alumnos. En suma, si concretamos qu objetivos didcticos queremos lograr y de qu manera (fenomenolgica o terica), los queremos aplicar.

1. INTRODUCCIN

El justo reconocimiento de la Qumica cotidiana como eje central del estudio de la Qumica requiere organizar el currculo en funcin de los fenmenos que suceden a nuestro alrededor. Esta orientacin en la elaboracin del currculo conlleva la conexin entre la ciencia escolar y la ciencia de la calle, con lo que se pretende lograr uno de los objetivos ms deseados y perseguidos (al menos idealmente) de la educacin cientfica: la alfabetizacin cientfica de toda la ciudadana y, sobre todo, de los estudiantes de ciencias de cualquier nivel educativo.

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La introduccin de la Qumica cotidiana en el currculo obligatorio y post-obligatorio (incluido el nivel universitario), por tanto, puede ser asumida por todo el profesorado de estos niveles, aunque la manera con la que introducir esta Qumica cotidiana puede variar en funcin de los objetivos particulares: puede parecer que quien asuma como objetivos fundamentales (y casi exclusivos) de la E.S.O., el adquirir conocimientos sobre teoras y hechos cientficos y preparar a los estudiantes para poder seguir sin dificultades los estudios posteriores, dificilmente centrar todos los contenidos de la Qumica en torno a la interpretacin de los fenmenos qumicos cotidianos.

Sin embargo, creemos que la Qumica cotidiana puede cumplir plenamente esos objetivos y, adems, el resto de los objetivos marcados para la educacin cientfica en Secundaria (y por extensin, los de cualquier nivel), como despertar la conciencia respecto a la necesidad de conservar el medio natural y la salud; adquirir conocimientos sobre aplicaciones de la ciencia en la vida cotidiana; aprender a disfrutar haciendo ciencia; desarrollar actitudes cientficas como la curiosidad, el espritu crtico, la honestidad, la perseverancia, etc. (1).

Queremos indicar, por tanto, que la ciencia cotidiana no debe restringirse a los contenidos actitudinales, a la motivacin del alumnado, a introducir de una manera novedosa y atractiva para los alumnos los contenidos conceptuales y tericos de siempre sino que es convertir el estudio de toda la Qumica en torno a las explicaciones e interpretaciones de los procesos qumicos que suceden a nuestro alrededor.

La bsqueda de explicaciones a estos fenmenos no slo ameniza el currculo sino que conlleva observar, describir, comparar, clasificar, teorizar, discutir, argumentar, disear experimentos, utilizar procedimientos, juzgar, evaluar, decidir, concluir, generalizar, informar, escribir, leer y, por tanto, hablar Ciencia (2), hacer ciencia, y aprender Ciencia y sobre la Ciencia (3). 2. LA QUMICA COTIDIANA ESCOLAR NO ES NUEVA PERO S INNOVADORA

La utilizacin por parte del profesorado de fenmenos qumicos cotidianos es

una inquietud que ha estado presente en la biografa escolar de muchos profesores de ciencias y en los intentos curriculares desde hace mucho tiempo, como as lo manifiestan Oliver y Nichols (4) al revisar la influencia de los cambios polticos y sociales sobre las aportaciones de los investigadores en Didctica de las Ciencias y de la Matemtica a la revista School Science and Mathematics (cuyo primer nmero fue publicado en 1900). En estos trabajos se destaca que, con el objetivo de motivar el inters de los alumnos hacia la ciencia, se proponen numerosos cursos de Ciencia general, como el de Gooddard en 1921, centrados en los estudiantes. Con este mismo fin empiezan a aparecer cursos estructurados en torno a las prcticas de laboratorio y Wirick (1921) destaca la importancia de emparejar los contenidos qumicos con sus

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implicaciones sociales para que los estudiantes aprecien la relevancia de la Qumica en sus vidas. En el mbito de la Fsica, Herriot (1927) incorpora fenmenos fsicos cotidianos en los currculos de Fsica y Pierce (1927) seala que la Qumica puede ser ms atractiva para las chicas! si se les muestra las aplicaciones para el hogar. Partridge y Harap (1933) y Curtis (1942) utilizan un listado de drogas, cosmticos y otros productos que se pueden consumir para acercar la ciencia a las necesidades de los estudiantes. Todos estos artculos han sido citados por Oliver y Nichols (4). Desde esta perspectiva histrica nos llama poderosamente la atencin que muchos planteamientos actuales (que en algunos contextos se consideran como innovadores) hayan sido planteados y discutidos desde hace muchos aos.

De Gabriel y Viao (5) insisten en la importancia de que la Historia de la Educacin establezca precedentes, antecedentes y limitaciones que rodearon el currculo y la prctica educativa contempornea para evitar caer en un absurdo olvido (presentismo segn los autores) que en ocasiones desvirta y empobrece los estudios sobre problemas educativos actuales. En esta lnea, Bernal y Delgado (6) comentan las distintas propuestas metodolgicas que surgieron en el primer tercio del siglo XX en torno a la Escuela Nueva y la Escuela Activa, basadas en la utilizacin de actividades centradas en los alumnos. En esa poca, los contenidos de ciencias de los niveles educativos bsicos deban seleccionarse en funcin de los intereses del nio y deban estar relacionados con asuntos que les fueran prximos y con situaciones de la vida cotidiana. En torno a estas perspectivas surgi en Espaa un movimiento para dotar de marco pedaggico favorecedor de la Didctica de las Ciencias que estuvo protagonizado por Margarita Comas, Vicente Valls y Rosa Sensat, con las experiencias concretas de desarrollo de enseanza de las ciencias en el aula. Uno de los objetivos que se planteaban estas propuestas pedaggicas era mejorar la insercin en el mundo laboral, orientando las materias de ciencias hacia su aplicacin en la agricultura, la industria o el comercio, su iniciacin en los hbitos de higiene y cuidado corporal y, para las nias!, aplicaciones relativas a las tareas domsticas (7).

Por tanto, la inquietud por conectar la qumica escolar con la de la vida cotidiana no es nueva. Las inquietudes de los docentes de pocas precedentes as lo ponen de manifiesto y esta tendencia creemos se repite en la poca actual. Cuando un profesor de Qumica quiere renovar su prctica docente parece que lo primero que piensa es en introducir ms Qumica cotidiana. Sez y Carretero (8), al exponer la respuesta del profesorado ante las recomendaciones de la entonces reforma educativa (9), sealan que, para los docentes, la innovacin de la reforma significa diversificar las fuentes de informacin de los estudiantes, proponer actividades de aplicacin de conceptos, promover el trabajo en grupo de los alumnos e introducir ejemplos de la vida diaria . Es decir, el objetivo ideal del profesorado por la alfabetizacin cientfica desde la ciencia cotidiana parece quedar reducida a aumentar el nmero de ejemplos tomados de la vida diaria.

Ahora bien, si asumimos como innovacin aquellos procedimientos de enseanza que se alejan del modelo didctico de transmisin-recepcin de conceptos

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(10), la Qumica cotidiana no se contenta con adornar exclusivamente el currculo con ejemplos de la vida diaria ni con el aumento exclusivo de prcticas-receta de laboratorio, sino que implica alejarse de las rutinas transmisivas (tan habituales por la seguridad que aportan al profesorado). La introduccin de actividades innovadoras debe ser el comienzo para aumentar poco a poco la exigencia de mejorar el currculo de Qumica, de ir pasando paulatinamente de pequeos cambios en el aula (innovaciones) a un diseo fundamentado y concienzudo del mismo, transformando (o tal vez conectando) las innovaciones en el aula hacia una investigacin desde el aula.

A continuacin, mencionaremos algunas actividades innovadoras sobre Qumica cotidiana para destacar que la apuesta por centrar el currculo de Qumica en los fenmenos cotidianos implica la decisin sobre el tratamiento que se le quiere conceder.

3. DECISIN SOBRE EL COMPROMISO CON LA QUMICA COTIDIANA: TRATAMIENTO DE LA QUMICA COTIDIANA

Las actividades innovadoras publicadas sobre Qumica cotidiana suelen girar

en torno a varios centros de inters, como son: el hogar y la limpieza, la cocina y la belleza (cosmtica), o las actividades profesionales. Por ejemplo, la actividad que describe Pea (11) sobre las fibras textiles y el proceso de tintado con alumnas de 3 de F.P. II de la especialidad de textil, confeccin y piel con el objetivo principal de conectar la Qumica a la rama profesional de sus estudiantes. El autor comenta algunos contenidos que se pueden desarrollar; por ejemplo, los cambios fsicos y qumicos dependiendo del tinte utilizado y advierte de algunas variables que sus alumnas tuvieron que considerar para teir adecuadamente la lana: desnaturalizacin por efecto del calor, malos olores provocados por las plantas tintreas, efecto de la luz sobre el proceso de tintado y efecto del material utilizado como recipiente (lata) como entonador o mordiente.

La Qumica en la cocina suele ser el entorno cotidiano ms utilizado y los alimentos los protagonistas de ella, porque supone la aplicacin de las ciencias a un quehacer importante y til en la vida cotidiana y su estudio permite fcilmente la integracin de contenidos de diferentes materias. Del Cid y Criado (12,13) disean varias actividades, fundamentalmente para estudiantes de magisterio, en la que se utilizan la coccin de un plato de gambas o los platos de un men formado por ensalada de lechuga, carne con guisantes y patatas, y manzana de postre, para estudiar contenidos como la smosis y la solubilidad de vitaminas, la conservacin de guisantes y carne (segn el color se observa su frescura) y la oxidacin enzimtica de la patata y de la manzana.

Los productos cosmticos tambin ofrecen una buena oportunidad para interpretar los fenmenos qumicos que transcurren en la vida diaria. Por esta razn, Vivas (14) plantea experimentos sencillos de laboratorio sobre disoluciones, coloides, suspensiones, emulsiones, etc. para alumnos de la diplomatura de maestro y para los

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de secundaria. En este mbito, Lichtin y Radd (15) definen la Ciencia Cosmtica como el diseo, la formulacin, manufactura, estabilizacin, mecanismos de accin, etc. de los productos cosmticos y la participacin de los diferentes equipos de la industria cosmtica que intervienen en el proceso. Raymond (16) muestra la importancia que las empresas de productos de belleza conceden a los trminos seudocientficos en su publicidad y refuerzan la idea popular sobre el progreso cientfico para vender mejor los productos que anuncian.

En nuestra opinin, los fenmenos cotidianos deben servir de base para la elaboracin del currculo, ms que quedar relegados al papel de adorno del contenido. No deben servir slo para introducir o motivar sino para plantear situaciones problemticas de las que surja la teora y para aplicar sta a la vida diaria. Al incorporar las actividades de Qumica cotidiana es preciso analizar si se va a utilizar de forma anecdtica, como mero pasatiempo, a modo de ejemplo, como puro espectculo o como entretenimiento, es decir, un tratamiento como experiencias florero frente al uso de la qumica cotidiana como base para la elaboracin del currculo.

4. QUMICA COTIDIANA, S!, PERO CON CONDICIONES

Para que la Qumica cotidiana no se reduzca a una mera introduccin, para

que sta se convierta en el centro organizador del currculo y generador de situaciones problemticas en el aula con la que aprender Qumica, no puede restringirse a un aumento de ejemplos o de situaciones conocidas; no vale utilizar exclusivamente objetos cotidianos para plantear los mismos ejercicios, algoritmos o prcticas-receta de siempre; no basta con trasladar estos mismos problemas a un entorno ms familiar para el alumnado, manteniendo la misma metodologa de enseanza, los mismos conceptos y criterios de evaluacin. Si queremos lograr la alfabetizacin qumica de los estudiantes, si queremos que conecten la Qumica escolar con la cotidiana es necesaria una transformacin total del currculo, no slo en la secuenciacin de contenidos (que se centraran fundamentalmente en cuestiones cotidianas) sino tambin en la prctica docente que promovera la indagacin, la resolucin de problemas (no slo de lpiz y papel sino que tambin incluyan procedimientos de casa y de laboratorio) de forma colectiva y la bsqueda de explicaciones ante los fenmenos que podemos observar en nuestra vida.

Si no optamos por la Qumica cotidiana presente en todos los momentos (introduccin, ejemplos, aplicacin, actividades, problemas, laboratorio, evaluacin, etc.), si la ceimos a una mera introduccin con la que captar la atencin del alumnado con fenmenos curiosos de difcil explicacin, para quedarnos exclusivamente en el espectculo, corremos el riesgo de inducir un carcter mgico a la Qumica y de generar una imagen de dificultad (ante la incomprensin de algunos fenmenos por su nivel de exigencia) y, por tanto, una actitud negativa hacia ella. En algunas ocasiones, el profesorado, tras introducir el espectculo de la Qumica cotidiana, tras lograr, en el mejor de los casos, el conflicto del alumnado con sus creencias habituales

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(concepciones alternativas), suelen dar una explicacin rpida (a veces, con poco fundamento) para salir del paso, renunciando, por un lado, a que los estudiantes resuelvan esa inquietud (que sigue siendo la mejor forma de aprender) y, por otro lado, cortando su iniciativa de solucionar el conflicto proporcionndoles una respuesta errnea o no totalmente cierta, quizs porque la resolucin completa de la duda conllevara un procedimiento ms largo o porque el fenmeno no se puede explicar con los conocimientos que los alumnos poseen. Por tanto, podemos resumir que las condiciones de uso de la Qumica cotidiana tienen que ver, en primer lugar, con el tratamiento que se le concede, permitindole ocupar el papel protagonista de los contenidos, de las actividades de clase, de los materiales utilizados y de los entornos donde se enmarcan todos ellos. En segundo lugar, con el nivel de exigencia de los fenmenos utilizados: el profesorado debe seleccionar una experiencia adecuada. Para ello, debe desarrollar todo el proceso, fsico o qumico, que transcurre, para ver si se adecua al nivel de desarrollo de los estudiantes. Por el hecho de ser cotidiano no significa que sea fcil (el proceso fotogrfico es cotidiano; sin embargo, no es cotidiano ni por los materiales que se utilizan ni por el nivel de exigencia tan elevado del proceso fotoqumico).

Una tercera cuestin que debe resolver el profesorado es la adecuacin del fenmeno cotidiano seleccionado a los objetivos didcticos y la planificacin de la enseanza en torno a los fenmenos qumicos cotidianos.

Por ltimo, un aspecto que tambin hay que considerar es la metodologa didctica en la que se insertan las referencias cotidianas. El proceso de utilizacin de los fenmenos debe ser un camino de ida y vuelta: partir de las referencias cotidianas para facilitar el aprendizaje de los contenidos tericos implicados y que stos se puedan aplicar a la vida cotidiana. Como hemos indicado, la metodologa didctica deseable tiene que ser la que potencie la investigacin del alumnado.

5. APLICACIN DE LAS CONDICIONES DE USO A VARIOS FENMENOS COTIDIANOS

Para poder seleccionar los fenmenos cotidianos necesarios para cada

contenido es necesario contar con un abundante banco de referencias cotidianas. Los libros de texto proporcionan escasos fenmenos y algunos con un nivel de exigencia elevado para los estudiantes a los que, supuestamente, van destinados. Los medios de difusin de educacin cientfica (congresos, revistas, secciones de innovacin, webs, etc.) suelen ser otra fuente habitual de seleccin de actividades. Estas vas se ven enriquecidas si ampliamos la bsqueda a travs de los trucos domsticos que aparecen en numerosas revistas.

En nuestro estudio hemos analizado 3600 trucos domsticos que aparecen en varios monogrficos de tres revistas de tirada nacional (Cosas de casa, Ma y Diez Minutos). En una primera clasificacin, los hemos agrupado segn su funcin: trucos de limpieza, de cocina o de belleza. En cada uno de esos grupos hemos encontrado

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numerosos productos de uso domstico (vinagre, aceite, acetona, agua oxigenada, amonaco, le ja, bicarbonato, limn, parafina, pasta de dientes, etc.) que ofrecen una amplia variedad de utilidades. La segunda clasificacin la hemos desarrollado segn el proceso qumico que tiene lugar, con el fin de facilitar una primera seleccin a la hora de planificar y secuenciar la utilizacin de los fenmenos qumicos cotidianos en el aula de Enseanza Secundaria.

A continuacin mostramos dos ejemplos tomados de ese estudio para destacar algunos de los obstculos que suponen la utilizacin indiscriminada de la Qumica cotidiana:

- Uno de los trucos seleccionados de los propuestos por las revistas citadas es el uso del vinagre y la sal (o del limn y la sal) para la limpieza de objetos de cobre (incluidos los cntimos de euro). El cobre, por la accin del aire, forma una ptina que, fundamentalmente, est formada por xidos, carbonatos y, en ocasiones, sulfuros de cobre. La experiencia ha enseado que estos objetos vuelven a quedar relucientes si se limpian con vinagre y sal o con limn y sal. Un estudio terico del proceso implicara manejar simultneamente muchos equilibrios (disociacin del agua, del cloruro de sodio, del sulfuro de cobre, del cido actico o del ctrico, de los acetatos o citratos de cobre, etc.). La actividad que podramos proponer depender del nivel educativo en el que la apliquemos. Sera inadecuado emplear fenmenos qumicos mltiples en la E.S.O. y en el Bachillerato, incluso para los estudiantes del ltimo curso, pues stos acaban de conocer por primera vez la naturaleza del equilibrio qumico con lo que proponerle que controlen todas la variables de varios equilibrios es, cuanto menos, pretencioso. Sin embargo, nos parece aprovechable esta experiencia si la enfocamos como una pequea investigacin emprica en la que los alumnos deben llegar a la conclusin de que el cido que contiene el vinagre (o el limn), juntamente con la sal, son imprescindibles para lograr la limpieza de los objetos de cobre con ptina.

El planteamiento del trabajo puede ser abierto (huyendo as de las experiencias-receta), los interrogantes de partida son, por ejemplo: Es efectivo el procedimiento para lograr una buena limpieza?, bastara la sal?, o bastara el vinagre (o el limn)?.

El estudio fenomenolgico, que hemos podido aplicar con estudiantes de 4 de E.S.O., lleva a la solucin de que el vinagre por s solo no limpia lo suficiente, de que la sal no se puede utilizar para frotar el cobre (los cntimos), y que es imprescindible aadirla al vinagre para que se limpien. Los estudiantes, tras realizar diversas observaciones con xido de cobre, aadindole vinagre, actico y la mezcla de ambos con sal, midieron con pH-metros los valores del pH de las cuatro disoluciones, comprobando que al aadir la sal al vinagre o al actico (10%) se reduca el valor del pH. Este fenmeno hubiera requerido un tratamiento bastante complejo para dar una explicacin adecuada, sin embargo, de forma fenomenolgica los estudiantes pudieron comprender por qu tradicionalmente se aade sal al vinagre para limpiar el cobre.

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- Un segundo caso que abordamos con los estudiantes (tanto de 4 de E.S.O. como de 1 de Magisterio, especialidad de Enseanza Primaria) fue analizar por qu la Coca-Cola normal se hunde en un cubo lleno de agua mientras que la Coca-Cola light flota, con objeto de tratar un contenido qumico fundamental en Primaria y en la E.S.O.: la densidad. Cuando se les plantea esta cuestin a los estudiantes, suelen lanzar hiptesis con las que el profesor podra indicar cul es la correcta (cortando cualquier iniciativa del alumnado a la experimentacin) o incitar a los estudiantes a que comprueben experimentalmente cul o cules pueden ser las correctas. Previamente a la experimentacin, los estudiantes debatieron sobre el procedimiento que iban a seguir. Algunos de los procedimientos ms repetidos fueron: pesar las latas sin abrir, pesar los lquidos y las latas por separado, medir los volmenes de los lquidos, etc. Antes de comunicar los resultados, la profesora les coment la posibilidad de que la lata de Coca-Cola light tuviera menor densidad que el agua y, por ello, flotara. El argumento cientfico utilizado fue que la lata era de aluminio y ste es menos denso que el agua. Result curioso que los estudiantes renunciaran a los resultados de su experimentacin (en los que se pona de manifiesto la densidad menor del lquido light aunque pesara ms la lata de Coca-Cola light frente al lquido normal) para asumir el argumento errneo aportado por el profesorado. Este cambio de actitud permiti el debate sobre los argumentos pseudocientficos, sobre no asumir como nica y verdadera la informacin de prestigio y la importancia de los procedimientos y metodologas cientficas. BIBLIOGRAFA 1. N. Sanmart, El diseo de unidades didcticas, en F.J. Perales y P. Caal (Eds.), Didctica de las Ciencias Experimentales, pp. 239-266, Ed. Marfil, Alcoy (2000). 2. J.L. Lemke, Aprender a hablar ciencia. Lenguaje, aprendizaje y valores. Ed. Piads, Barcelona (1997). 3. D. Hodson, Hacia un enfoque ms crtico del trabajo de laboratorio. Enseanza de las Ciencias, 1994, Vol. 12 (3), 299-313. 4. J.S. Oliver y B.K. Nichols, School Science and Mathematics, 1999, Vol. 99 (2), 102-105. 5. N. de Gabriel y A. Viao, La investigacin histrico-educativa.Tendencias actuales, Ed. Ronsel, Barcelona (1997). 6. J.M. Bernal y M.A. Delgado, Innovacin y tradicin en la enseanza de las ciencias: Rosa Sensat y las lecciones de ciencias de la vida cotidiana, en M. Martn y J.G. Morcillo, Reflexiones sobre la Didctica de las Ciencias, pp. 245-251, Ed. Nivola (2001). 7. J.M. Bernal, Alambique, 2001, Vol. 30, 111-119. 8. M.J. Sez y A.J. Carretero, Revista de Estudios del Currculum, 1999, 2 (2), 114-141.

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9. M.E.C., Real Decreto 1006/1991, de 14 de Junio por el que se establecen las enseanzas mnimas para la Educacin Primaria , BOE de 13 de Septiembre de 1991. 10. F.J. Perales, J.L. Sierra y J.M. Vilchez, Alambique, Vol. 2002, 34, 71-81. 11. J.L. Pea, Alambique, 2001, Vol. 28, 63-68. 12. R. del Cid y A. Criado, Alambique, 2001, Vol. 28, 77-83. 13. R. del Cid y A. Criado, Aprendamos Fsica y Qumica preparando una racin de gambas, en N. Elrtegui y otros, XX Encuentros de Didctica de las Ciencias Experimentales, Universidad de La Laguna (2002). 14. E. Vivas, Alambique, 2001, Vol. 28, 69-76. 15. J.L. Lichtin y B.L. Radd, J. Chem. Educ., 1987, Vol. 64, 619-620. 16. N. Raymond (1988). Cosmetics Advertising: A Look at the Foundations. Paper presented at the Annual Meeting of the Association for Education in Journalism and Mass Communication, p. 41 (documento CS506326 de la base de datos ERIC).

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ESTUDIO DE LOS CAMBIOS QUMICOS A TRAVS DE FENMENOS COTIDIANOS

Aldo Borsese 1, Soledad Esteban 2, Luis Miguel Trejo 3

1 Departamento de Qumica y de Qumica Industrial, Universidad de Gnova Va Dodecaneso 31, 16146-Gnova, Italia. educ@chimica.unige.it

2 Departamento de Qumica Orgnica y Biologa, Facultad de Ciencias Universidad Nacional de Educacin a Distancia, Senda del Rey 9, 28040-Madrid

3 Departamento de Fisicoqumica, Facultad de Qumica Universidad Nacional Autnoma de Mxico

Edificio B (102), Cidad Universitaria, 04510-Mxico D.F.

El concepto de reaccin qumica es bsico y eje central de los programas educativos de Qumica. En general, para introducirlo se utiliza la distincin entre cambio fsico y cambio qumico. A este propsito, investigaciones recientes indican que existe gran dificultad en los alumnos de todos los niveles escolares para diferenciar entre esos tipos de cambios que sufren los materiales. En este trabajo realizamos una revisin y anlisis de la bibliografa ms reciente sobre el concepto de cambio qumico y exponemos algunas consideraciones y reflexiones que pueden favorecer la enseanza de estos contenidos. Tal sera, entre otros medios, el empleo como ejemplificacin en esta temtica de fenmenos y materiales relacionados con la vida cotidiana. 1. OBJETIVO

Realizar un anlisis bibliogrfico sobre los aspectos que dificultan la diferenciacin de los cambios qumicos y fsicos y plantear recomendaciones respecto a la didctica de los cambios de la materia en el mbito de la enseanza secundaria. 2. METODOLOGA

Se realiza una revisin de la bibliografa reciente sobre las ideas que acerca de

cambio qumico y cambio fsico presentan algunos autores de artculos de opinin y de investigacin educativa. Se selecciona y analiza todo ese material bibliogrfico, que se compara con informacin para ser racionalizada y organizada. 3. INTRODUCCIN

El aprender y ensear Qumica es una actividad humana muy compleja. En parte por el carcter mismo de esta disciplina, que contiene gran cantidad de conceptos sumamente relacionados entre s, de manera que el aprendizaje de unos -aunque sean muy simples- va a depender del conocimiento previo de muchos otros, requisitos pues

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de aqullos. Adems, su comprensin conceptual requiere que el alumno correlacione varios modos de representar la materia (niveles macroscpico, microscpico y simblico) y sus interacciones (1,2).

Entre las ideas o principios ms importantes de la Qumica est el concepto de cambio qumico (3,4). Normalmente este concepto se define desde un punto de vista microscpico. As, por ejemplo, se afirma que involucra interacciones de nubes electrnicas entre los tomos de la materia (5) o que ocurre cuando los tomos se unen entre s de manera distinta y se forman nuevas sustancias con propiedades diferentes (4) o que da como resultado nuevas partculas con un reagrupamiento distinto de los tomos implicados (6).

Como profesores de Qumica, consideramos que sera suficiente que al mostrar a los alumnos diversas reacciones qumicas, fuesen capaces de comprender qu ocurre con las partculas involucradas. Sin embargo, los resultados de investigaciones educativas recientes (7-10) concluyen que suelen tener muchas dificultades en hacer una distincin entre cambios qumicos y cambios fsicos. As, algunos alumnos piensan que una disolucin, un cambio de estado, una dilucin (como sera la de un concentrado de zumo con agua), etc., son reacciones qumicas; otros creen que un cambio qumico se asocia a una prdida de masa, a una expansin de volumen o a un cambio de color producidos durante un calentamiento (11,12). En definitiva, como el mundo molecular y el lenguaje de la Qumica son familiares para el docente pero son abstractos y confusos para el estudiante novato de los primeros cursos de enseanza secundaria (13), no resulta demasiado importante y ni siquiera oportuno subrayar la diferencia entre cambios fsicos y cambios qumicos de la materia en los cursos de qumica bsica de esos niveles. 4. ENSEANZA TRADICIONAL SOBRE CAMBIOS QUMICOS Y FSICOS

El concepto de cambio qumico, junto con el de conservacin de la masa, estn

presentes en los primeros temas de la mayora de cursos de Qumica de nivel de enseanza secundaria desde hace mas de un siglo (5). En la enseanza tradicional del concepto reaccin qumica se llevan a cabo numerosas actividades, sobre todo pequeos experimentos relacionados con la vida cotidiana (14). Para explicar stos se parte de tomos y se procede a hablar de molculas, de compuestos, de mezclas y de elementos para llegar as hasta la reaccin qumica (11).

Un cambio fsico se define como aqul en que la forma de la materia cambia, pero no sus propiedades qumicas, como romper un papel, fundir hielo, o disolver sal o azcar en agua (5). Y para distinguir si un cambio material es qumico o fsico se emplean diversos criterios (15,16), como se refleja en la tabla 1.

De esta manera, la disolucin de sales en agua se propone como cambio fsico, mientras la disolucin de sales en los cidos se considera como cambio qumico.

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Tabla 1. Criterios establecidos para distinguir entre cambio qumico y fsico.

Criterio Cambio qumico Cambio fsico Energtico Produce grandes cantidades

de calor Produce pequeas cantidades de calor

Reversibilidad Difcilmente Fcilmente Apariencia Incluye un cambio de color

o de aspecto fsico No hay cambio de color o

de aspecto fsico Enlace Implica la ruptura de un

enlace No se rompe ningn

enlace1 5. RESULTADOS DE INVESTIGACIONES RECIENTES SOBRE CAMBIO QUMICO Y CAMBIO FSICO

Con respecto al lenguaje, la palabra cambio se presenta muy frecuentemente

sustituida por palabras como fenmeno, proceso, transformacin o reaccin. Y haciendo referencia concreta a cambios de la materia, se utilizan indiferentemente los trminos transformacin, proceso, fenmeno o cambio, aunque seguidos por los adjetivos fsico o qumico, en la conviccin de efectuar una distincin til y significativa (14).

Los alumnos, en general, confunden el concepto de sustancia con trminos ms generales como material o producto. Al no tener claro el concepto de sustancia, no distinguen entre mezcla y compuesto, ya que no tienen herramientas macroscpicas ni microscpicas para determinar si hay una o ms sustancias. Es decir, entender el concepto de cambio de la materia supone la comprensin de la teora atmica de Dalton y la visin de la naturaleza corpuscular de la materia (8-11).

A los alumnos de primeros niveles educativos les resulta confuso hacer la distincin entre cambio fsico y qumico porque muchos de ellos no captan el concepto de sustancia pura; por ejemplo consideran la fusin del hielo en agua como un proceso qumico porque toman al hielo como una sustancia diferente al agua (8)2.

Para los alumnos, en un primer nivel de comprensin conceptual (observan los cambios macroscpicos pero no comprenden por qu ocurre un cambio), una reaccin qumica es mas bien un hecho con manifestaciones inusuales e inesperadas, tales como efervescencia, explosin o cambio de color. No aprecian que en un cambio que implique dos o ms materiales hay una interaccin mutua No captan la idea de

1 En realidad, tambin en los cambios de la materia que se denominan como fisicos hay ruptura de enlaces . 2 Por otra parte, esta distincin macroscpica entre cambio fsico (en el cambio permanece inalterada la sustancia) y cambio qumico (en el cambio se obtiene una sustancia diferente respecto a la de partida) no tiene sentido en un nivel ms microscpico, donde los cambios se interpretan como debidos a ruptura y reconstitucin de enlaces.

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transformacin como un proceso interactivo, que lleva de un estado inicial a uno final. Centran su atencin en uno solo de los materiales participantes y luego consideran ese material como la causa del cambio que observan (7, 11). No tiene sentido, pues, para estos alumnos hacerles distinguir en las transformaciones de la materia entre fsicas y qumicas.

Los estudiantes en el segundo nivel de comprensin (intermedio) identifican un fenmeno qumico como la formacin de un nuevo producto. Sin embargo, presentan formas de razonar muy curiosas: a) Si existen dos reactivos, ocurre un cambio qumico (disoluciones de azcar en agua, ebullicin del agua, etc.) pero si se parte de un solo material, el cambio ya no es qumico (leche cortada, huevo cocido, etc.); b) Cuando aparece algo ms, es decir, un nuevo material, no distinguen si se han formado nuevos productos (sustancias) o si es que los reactivos se han conservado durante la transformacin. Esto muestra que no construyen el concepto de sustancia qumica (7). Se ha observado que muchos alumnos de este nivel intermedio piensan que los productos son una mezcla de reactivos (10).

Y en el tercer y ultimo nivel de comprensin conceptual (relacin entre la observacin macroscpica y la estructura de la materia) los alumnos ya pueden relacionar las transformaciones qumicas con cambios estructurales de los reactivos y de sus molculas (7). Es decir, la visin microscpica e ideas de tomos y cambios en enlaces permiten que se entienda el fenmeno (10).

En resumen, la didctica tradicional de las transformaciones de la materia ha sido poco satisfactoria en el sentido que los estudiantes comprendan esta temtica. 6. LA OPININ DE ESPECIALISTAS SOBRE LA DISTINCIN ENTRE CAMBIO QUMICO Y CAMBIO FSICO

En el siglo XIX se consideraban cualitativamente diferentes los enlaces

llamados fsicos de los qumicos, razn por la cual se hizo la distincin entre cambio fsico y cambio qumico. Sin embargo, en el siglo pasado, la mecnica cuntica demostr ampliamente que la naturaleza de los enlaces es nica, exclusivamente electromagntica, manifestada entre los electrones y las cargas nucleares. Los enlaces difieren slo en grado y no en calidad (14).

Opiniones similares a stas sealan que es redundante distinguir entre cambio qumico y fsico. Por una parte, porque estos trminos intentan reemplazar a un espectro continuo de cambios con una dicotoma innecesaria (5, 17, 18) y, por otra, porque para cada uno de los criterios empleados para mostrar esa diferencia se puede encontrar un contra-ejemplo (16). En resumen, al no poderse establecer unos lmites ntidos entre los cambios fsicos y los qumicos, hacer esta distincin en el aula no representa una ayuda pedaggica ni tampoco resulta significativo desde el punto de vista cientfico (14) y este hecho ayuda, en cambio, a establecer que el conocimiento cientfico no es algo rgido e imposible de ser modificado. (15).

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7. PROPUESTAS DE ENSEANZA SOBRE CAMBIO QUMICO Y FSICO

A pesar de la controversia de ensear o no la distincin entre cambio qumico y fsico, consideramos que estudiar la temtica de los cambios de la materia con propuestas novedosas ayudara a que el alumno progresase en el desarrollo de sus ideas cientficas.

En general, los maestros y los educadores sabemos que a los estudiantes les atrae el espectculo, la diversidad, la posibilidad de relacionar los principios de la Qumica con aspectos familiares. Les gusta tambin or acerca de los ltimos avances en Qumica y sentir que es un campo de estudio dinmico y perteneciente a su mundo cotidiano. De esta manera, al desarrollar los principios de la Qumica se recomienda el uso de contextos familiares, de elementos y compuestos comunes, y de acciones habituales (4), tales como aadir sal a la sopa, aadir azcar al caf, romper vidrio, emplear piezas metlicas y plsticos, lavarse las manos con jabn, hervir agua, fundir el hielo, evaporar alcohol, derretir cera o mantequilla, hacer caramelo, preparar palomitas en un horno de microondas, hornear un pastel, cocer un huevo, quebrar sal de mesa y azcar, quemar papel, prender una vela, ver madurar un pltano verde, observar cuando la leche se corta, blanquear la ropa con leja, observar la corrosin de metales, etc. (7). Lo ms deseable y adecuado sera as buscar un buen equilibrio entre estas experiencias y las desarrolladas en el laboratorio de Qumica.

El tema de los cambios de la materia puede introducirse y discutirse va observaciones de transformaciones reales realizadas por el alumno en el laboratorio y, en segundo trmino, como experiencias de ctedra en vivo o en vdeo (3). Habra que evitar el tratamiento tradicional y, en su lugar, facilitar que los estudiantes, por ellos mismos, se den cuenta de que una reaccin qumica significa producir nuevas sustancias que no existan antes (12), y promover que hagan preguntas, que realicen observaciones, que generen especulaciones, que argumenten,... (8, 19).

Una propuesta es estudiar las sustancias y sus transformaciones, haciendo ver la diversidad de materiales que nos rodean, tratando de buscar explicaciones a las interacciones que ocurren entre ellas (20).

Lo ms recomendable sera iniciar este tratamiento introduciendo conceptos cientficos bsicos, permaneciendo en el nivel macroscpico, a fin de entender el concepto de cambio de la materia como algo observable, como prembulo para que el alumnado pueda llegar, ms adelante, desde el mundo perceptible de lo macroscpico hasta el nivel microscpico (14).

Despus se puede proceder a la definicin operacional de sustancia qumica a partir de sus propiedades especficas (apariencia, color, olor, etc.) y tambin diferenciar sta del concepto de mezcla va actividades experimentales (21). De esta manera, se conseguiran integrar los conocimientos estudiados.

Entonces se puede llegar a la interpretacin de los cambios de la materia a nivel microscpico. Si se afirma que la Qumica es romper y formar enlaces, entonces en todos los cambios qumicos en los que est involucrada la materia habr

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ruptura de unos enlaces y formacin de otros nuevos (14). En este punto, se recomienda establecer las relaciones adecuadas entre los niveles macroscpico y microscpico para que el alumno emplee criterios cientficos (21). Por ejemplo, se recomienda evitar el criterio de irreversibilidad para identificar un cambio qumico (9,10). 8. CONCLUSIONES

Nuestro estudio pretende ayudar al progreso de las ideas de los alumnos acerca

de los cambios de la materia. Consideramos que la distincin convencional entre cambio qumico y cambio fsico no tiene demasiado sentido en cursos bsicos de qumica donde los alumnos no poseen los requisitos necesarios para comprenderlo. Tampoco parece til diferenciar los cambios de la materia con alumnos que se encuentran en lo que hemos llamado segundo nivel de comprensin, mientras que en cursos avanzados, con estudiantes que tengan un buen conocimiento de la Qumica y que han alcanzado el tercer y ultimo nivel de comprensin, la discusin sobre las razones histricas que condujeron a esta distincin favorecer la reflexin y una visin menos dogmtica de esta ciencia. En cualquier caso, es fundamental tener claro el concepto de sustancia .

Finalmente, para los cursos bsicos de Qumica, recomendamos realizar un balance entre experiencias cotidianas y de laboratorio, haciendo nfasis en la observacin, discusin, explicacin y razonamiento, a fin de favorecer la secuencia en la comprensin conceptual de esta temtica.

REFERENCIAS 1. D. Gabel, The Complexity of Chemistry and Implications for Teaching, en B.J. Fraser y K.G. Tobin (Eds.), International Handbook of Science Education, Ed. Kluwer, Dordrecht (1998). 2. A. H. Johnstone, Chemistry Education: Research and Practice in Europe, 2000, Vol. 1 (1), 9. 3. R.J. Gillespie, J. Chem. Educ., 1997, Vol. 74, 862. 4. J. Holman, Educ. Chem., 2001, Vol. 38, 10. 5. W. B. Jensen, J. Chem. Educ., 1998, Vol. 75, 817. 6. T. W. Shiland, The Science Teacher, 2002, Vol. 69 (7), 48. 7. H. Stavridou y C. Solomonidou, Int. J. Sci. Educ., 1998, Vol. 20 (2), 205 8. M. Ahtee y I. Varjola, Int. J. Sci. Educ., 1998, Vol. 20, 305. 9. P. Johnson, Int. J. Sci. Educ., 2000, Vol. 22, 719. 10. P. Johnson, Int. J. Sci. Educ., 2002, Vol. 24, 1037. 11. R. Driver, A. Squires, P. Rushworth y V. Wood-Robinson, Dando Sentido a la Ciencia en Secundaria: Investigaciones sobre las Ideas de los Nios, Ed. Visor, Madrid (1999).

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12. V. Barker, Educ. Chem., 2000, Vol. 38, 147. 13. K. Taber, Educ. Chem., 2001, Vol. 38, 28. 14. A. Borsese y S. Esteban, Alambique, 1998, n. 17, 85. 15. A. Dronsfield, Educ. Chem. , 2002, Vol. 39, 122. 16. L. Glasser, Educ. Chem., 2002, Vol. 39, 39 17. T. Brosnan, Educ. Chem., 1999, Vol. 36, 56. 18. A. Goodwin, J. Chem. Educ., 2002, Vol. 79, 393. 19. Y. Reynolds y T. Brosnan, School Sci. Rev., 2000, Vol. 81 (296), 61. 20. C. Furi, R. Azcona, J. Guisasola, y C. Domnguez, La Enseanza y el Aprendizaje del Conocimiento Qumico, en: F.J. Perales Palacios, P. Caal de Len (Eds.), Didctica de las Ciencias Experimentales, Ed. Marfil, Alcoy (2000). 21. R. Azcona, C. Furio, S. Intxausti y A. Alvarez, Es Posible Aprender los Cambios Qumicos sin Comprender qu es una Sustancia Qumica?: Importancia de los Prerrequisitos, Actas del VI Congreso Internacional sobre Investigacin en la Didctica de las Ciencias, I.C.E. de la U.A.B., Barcelona (2001).

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QUMICA COTIDIANA A TRAVS DE LA QUMICA SALTERS: LA QUMICA DEL COLOR Y LA QUMICA DE LAS MEDICINAS

Aureli Caamao 1, M.Tura Puigvert 2, Rosa Maria Meli 3,

M. Angels Llaveria 4, Josep Corominas 5 1 I.E.S. Barcelona-Congrs, 2 I.E.S. Alexandre Satorras (Matar, Barcelona)

3 I.E.S. Sant Adri del Bess (Barcelona), 4 Escola GEM (Matar, Barcelona) 5 Collegi Escola Pa de Sitges (Barcelona)

acaamano@pie.xtec.es

Uno de los objetivos fundamentales del proyecto Qumica Salters es

enfatizar la relacin de la qumica con nuestra vida cotidiana, a la vez que se intentan mostrar las reas punteras de la investigacin qumica y los mtodos que utilizan los qumicos y las qumicas en el mundo de hoy. La presente comunicacin desea destacar cules son los aspectos de la vida cotidiana que la Qumica Salters toma como puntos de partida para el aprendizaje de la Qumica, y cul es el inters y los resultados de un enfoque de esta naturaleza en nuestro bachillerato, haciendo especial nfasis en la presentacin de las dos ltimas unidades adaptadas: Color por diseo y Qu es una medicina?. 1. INTRODUCCIN

La Qumica Salters (1) es una adaptacin del proyecto britnico Salters Advanced Chemistry (2) para la enseanza de la Qumica en el bachillerato en Espaa, que se ha publicado en tres versiones, dos en lengua castellana (3, 4) y otra en cataln (5). La caracterstica principal de este proyecto es su enfoque de Ciencia -Tecnologa-Sociedad (C.T.S.) (6) y su estructuracin a partir de una serie de relatos o lecturas qumicas, en el curso de las cuales se introducen los conceptos y las actividades precisas para la comprensin del tema y el aprendizaje de los contenidos curriculares de la Qumica de bachillerato.

La tabla 1 resume las unidades que constituyen el proyecto Qumica Salters: las ocho primeras corresponden a la adaptacin realizada para cubrir los objetivos y contenidos del curriculum de Qumica del bachillerato, adems de la unidad sobre una Visita a una industria qumica y la unidad sobre el Trabajo de investigacin individual. Las tres ltimas corresponden a tres unidades complementarias, desarrolladas por el grupo Salters de Catalua, slo disponibles de momento en cataln. Las dos ltimas unidades: Color por diseo (7) y Qu es una medicina? (8) constituyen excelentes ejemplos de esta orientacin contextualizadora de la Qumica, que toma aspectos de la vida cotidiana para desarrollar, a la vez, los conceptos, los procedimientos y las actitudes propias de la Qumica en el bachillerato.

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Tabla 1. Unidades del proyecto Quimica Salters.

1. Elementos de la vida 2. Desarrollo de combustibles 3. De los minerales a los elementos 4. La atmsfera 5. La revolucin de los polmeros 6. Aspectos de agricultura 7. La qumica del acero 8. Los ocanos V. Visita a una industria qumica I. Investigacin individual Unidades complementarias: 9. El uso de la luz solar 10. Color por diseo 11. La qumica de las medicinas (Qu es una medicina? y Medicinas de diseo)

2. QUMICA COTIDIANA EN LAS UNIDADES DE LA QUMICA SALTERS

La Qumica Salters estructura los contenidos a partir de ocho narraciones sobre aspectos de la vida cotidiana, tales como los elementos qumicos que constituyen los seres vivos, el desarrollo de combustibles y la disminucin de la contaminacin provocada por los gases que se producen en la combustin; la obtencin de elementos qumicos a partir de minerales y las propiedades y aplicaciones de estos elementos y sus compuestos; la revolucin que ha supuesto la obtencin de polmeros en la vida diaria de las personas; el problema de la destruccin de la capa de ozono por parte de los CFCs y otros gases; el problema del incremento del efecto invernadero por el aumento del dixido de carbono resultante de actividades humanas; la importancia de la agricultura en la produccin de alimentos, y de los fertilizantes y pesticidas en optimizacin de las cosechas; la importancia del acero y los mtodos para prevenir su corrosin; y la importancia de los ocanos en la regulacin del clima de la Tierra y de la cantidad de dixido de carbono presente en la atmsfera.

A continuacin abordaremos con ms detalle los aspectos de la Qumica presentes en la naturaleza y en la sociedad que se abordan en cada una de las unidades Salters.

En Elementos de la vida se parte de un estudio de los elementos del cuerpo humano, de su papel en los organismos vivos y de su relacin con algunas enfermedades. En particular, se relaciona la falta de hierro (II) con la anemia y la falta de calcio con la osteoporosis.

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En Desarrollo de combustibles se realiza un estudio de los combustibles y, en concreto, de la gasolina. Se estudia cmo se obtiene, los distintos procesos a que se someten los derivados del petrleo para obtener gasolinas con un buen ndice de octanaje, y el diseo de convertidores catalticos de tres vas para conseguir reducir la contaminacin que provoca la emisin de gases de los motores de combustin. A continuacin, se analizan y se investigan algunos combustibles alternativos a la gasolina, como son los alcoholes.

En De los minerales a los elementos se realiza un estudio de la extraccin y uso de tres elementos qumicos: el bromo, el cobre y el plomo. El relato del bromo explica su extraccin a partir de los bromuros del agua del mar, gracias a la reduccin de los iones bromuro mediante cloro, y las medidas de precaucin que deban tomarse para su transporte. A continuacin se describen las aplicaciones actuales del bromo en la produccin de ignfugos, la purificacin del agua, la obtencin de colorantes, de productos para la agricultura, y de bromuro de plata para la fabricacin de pelculas fotogrficas.

El relato del cobre explica su extraccin a partir de diferentes minerales, el uso que se hizo del cobre en las antiguas civilizaciones, las minas de cobre ms importantes del mundo, las antiguas minas espaolas de Ro Tinto, el proceso metalrgico de obtencin del cobre a travs de las etapas de extraccin, concentracin, fusin y refinamiento electroltico, y las aplicaciones actuales del cobre como material para elaborar objetos de decoracin y de arte, as como la fabricacin de caeras de agua y cables elctricos. Por ltimo se estudian las aplicaciones de algunas de sus aleaciones (bronce, latn, y cupro-nquel).

En el relato del plomo se explica la importancia que ha tenido este elemento en la minera espaola, se describe el proceso de produccin del plomo (a partir de la galena), la importancia de las aplicaciones del plomo en la actualidad (vidrios emplomados, soldaduras, pintura, esmaltes, pantallas de proteccin en las instalaciones de rayos X, bateras y acumuladores, etc.), y se llama la atencin sobre su toxicidad.

La Revolucin de los polmeros es un estudio del desarrollo histrico de los polmeros desde su descubrimiento hasta nuestros das y de los problemas de los residuos que generan. En esta unidad se cuenta la historia del descubrimiento y usos del polietileno de baja densidad (fabricacin de aislantes elctricos, bolsas, envases, etc.) y de alta densidad (fabricacin de palanganas, bidones, tubos para conducciones, etc.); y de la invencin del nylon y su impacto en la fabricacin de fibras sintticas. A continuacin, se abordan las propiedades y aplicaciones de otros polmeros de inters: polmeros conductores, el kevlar y el PEEK( poli-ter-ter-cetona). Finalmente, se abordan los problemas que generan los residuos plsticos, profundizando en el debate sobre el uso de plsticos biodegradables o la alternativa del reciclaje.

La Atmsfera es una unidad que estudia la composicin del aire de la atmsfera y la importancia de los procesos qumicos y fsicos que se producen en ella sobre la vida en la Tierra. El tema central de esta unidad son los cambios que se

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producen en la atmsfera provocados por actividades humanas y sus efectos potenciales sobre la vida. Se evalan dos problemas principales: la destruccin de la capa de ozono y la influencia de las actividades humanas en el calentamiento de la Tierra, como consecuencia del efecto invernadero. Se inicia la unidad con el estudio de la composicin del aire y el papel del ozono de la atmsfera como protector de la radiacin ultravioleta proveniente del Sol. A continuacin, se estudia el proceso de formacin y destruccin del ozono, la historia de los CFC y la gravedad de la crisis de la capa de ozono. En la segunda parte de la unidad se estudia la radiacin que entra y que sale de la Tierra y los gases que producen el efecto invernadero para, a continuacin, centrarse en las fuentes de produccin y desaparicin del dixido de carbono.

Aspectos de agricultura analiza la importancia de la agricultura como actividad destinada a obtener alimentos para la humanidad. Se considera la naturaleza qumica del suelo y de algunos de los procesos que tienen lugar cuando las plantas crecen y mueren. A continuacin, se estudia cmo pueden aplicarse nuestros conocimientos qumicos sobre estos procesos para optimizar las cosechas y asegurar un buen suministro de alimentos. Finalmente se estudian los procedimientos qumicos para el control de las plagas. En particular, se investiga el desarrollo de pesticidas que no persistan en el medio ambiente y se examinan las aplicaciones de algunos herbicidas.

Qumica del acero trata sobre los aspectos fundamentales de la produccin del acero. Se estudia su composicin y cmo se fabrica. A continuacin se aborda uno de los problemas ms importantes en la qumica del acero, su corrosin, y los diferentes mtodos para su prevencin. Un caso prctico lo constituye el estudio histrico de los problemas que gener la corrosin del hierro de las latas en la conservacin de los alimentos enlatados, y de cmo fueron resueltos gracias a la qumica de los complejos metlicos. Por ltimo, se discute la importancia del reciclaje del acero y los problemas que es preciso superar para conseguirlo.

Los ocanos trata de la importancia que tienen los ocanos en la regulacin y distribucin de la energa que nuestro planeta recibe del Sol, gracias a la evaporacin del agua del mar, y en la regulacin del dixido de carbono presente en la atmsfera, al constituir un sumidero de este compuesto. Por otro lado, se estudia cmo las diferencias de temperatura del agua de los ocanos originan corrientes marinas y corrientes de aire que afectan sensiblemente el clima de la Tierra. 3. LA QUMICA DEL COLOR

Mirando a nuestro entorno, observamos compuestos coloreados por todas

partes. Gracias a la Qumica moderna se ha podido dar un color estable a materiales de propiedades muy diferentes y para usos bien dispares. Esta unidad aborda la idea de

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construir los conceptos sobre la naturaleza del color, a partir del estudio de los colores de las pinturas, de los tejidos, de las tintas de impresora y de las fotografas en color.

La unidad Color por diseo comprende un conjunto de lecturas que tratan de las sustancias que se utilizan para dar color, desde las ms tradicionales hasta los colorantes y pigmentos actuales, que se fabrican controlando las caractersticas del color y adaptndolo a las necesidades del usuario.

Las sustancias que se utilizan para dar color pueden clasificarse qumicamente en dos grandes grupos: los pigmentos y los colorantes. En las lecturas de esta unidad se hace un recorrido histrico acerca de la utilizacin de estos dos grandes grupos de sustancias y cada seccin de la unidad se dota de contenido qumico aadiendo los conceptos qumicos que todava no se han desarrollado en otras unidades anteriores del proyecto Salters. Las actividades prcticas que se proponen son muy variadas, desde las preparaciones de mezclas y las pruebas de tubo de ensayo, propias de una clase de Qumica, hasta algunas sntesis y algunos anlisis orgnicos que deben considerarse materiales de ampliacin del programa preceptivo de bachillerato. Tambin se cita el uso de aparatos de los que slo suelen disponer los laboratorios de investigacin. En este caso, se limita a describir brevemente cmo funcionan y a mostrar cmo se trabaja la comparacin de resultados.

Tenemos noticia de la presencia de pigmentos en la vida cotidiana desde las huellas que nos han dejado los primeros grupos humanos. Por ejemplo, ya algunas tribus de Neandertal, que vivan en Europa, recubran los cuerpos de los muertos con ocre rojo, xido de hierro (III). Durante miles de aos, los humanos preparaban sus colores a partir de los minerales que encontraban en las rocas. Otros testigos del uso de los pigmentos minerales son los colores de las cermicas, de las pinturas y de los maquillajes.

Cuando las pieles de abrigo se transformaron en tejidos y ropa de vestir, los pigmentos, que hasta ese momento se haban utilizado para ornamentar el cuerpo humano, resultaron ineficaces para dar un color estable a los tejidos. El pigmento formaba una pasta, se secaba y endureca el tejido, que muchas veces no conservaba la intensidad del color. Fue entonces cuando nacieron otro tipo de sustancias y otra tcnica de aplicacin del color: los colorantes y las tinturas.

Los primeros colorantes se obtenan de productos vegetales como bayas, flores, races y hojas; otros tintes provenan de animales como el rojo de la cochinilla o la prpura del molusco murex. Las explotaciones de grandes extensiones de plantas tintoreras impulsaron la economa de varios pases hasta el descubrimiento de los colorantes sintticos que se inicia con el malva de Perkin a mediados del siglo XIX. El estudio de los conceptos qumicos relacionados con esta unidad puede llevarse a cabo siguiendo distintos niveles de profundizacin. Si bien es cierto que algunos conceptos de reactividad orgnica o de tcnicas de anlisis se alejan del nivel obligatorio en la Qumica de bachillerato, su presentacin puede adaptarse al nivel de comprensin de los alumnos, sin que pierda inters o calidad.

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La diferenciacin entre pigmento y colorante nos sita ante el complejo mundo del comportamiento fsico y qumico de las sustancias. El estudio de los pigmentos y los colorantes nos permite tratar conceptos como solubilidad, tipos de mezclas, enlaces intermoleculares, dipolos, compuestos orgnicos, compuestos inorgnicos, sustancias naturales y de sntesis, y reacciones de precipitacin.

El estudio del origen y la naturaleza del color es una buena manera de comprender los fenmenos de interaccin de la luz con los tomos y molculas que forman las sustancias. Podemos trabajar las ideas sobre el color de los compuestos como resultado de la interaccin de ellos con la luz, de la misma manera que observamos los colores del cielo como el resultado de la accin de la luz solar que incide en la atmsfera y viaja a travs de sus componentes hasta nosotros. El anlisis de los pigmentos y colorantes es el marco idneo para construir los conceptos qumicos sobre el color como resultado de una interaccin concreta entre los tomos, las molculas y la luz, y las ideas cientficas sobre absorcin, fluorescencia y fosforescencia.

La identificacin de sustancias coloreadas se realiza mediante tcnicas modernas, la mayor parte basadas en la espectroscopa y la cromatografa. Es una buena forma de introducir los fundamentos y aplicaciones de la espectroscopa IR, UV y visible, anlisis microespectral por lser, fluorescencia de rayos X, as como la cromatografa de capa fina y la cromatografa de gases.

Creemos que el estudio del color, los colorantes y las tinturas, son temas importantes que deben ser tratados en el bachillerato. No habra que dejar para los estudios universitarios un tema tan prximo a la vida cotidiana de nuestros alumnos, ya que cualquier ciudadano con estudios generales debera ser capaz de interpretar fenmenos relacionados con los colores de su entorno (9). 4. LA QUMICA DE LAS MEDICINAS

En un momento en que las ciencias qumicas corren el peligro de asociarse

con actitudes negativas de nuestra sociedad, ser capaces de reforzar su conocimiento desde lo cotidiano es prioritario. Es importante aprender a observar nuestro entorno desde la perspectiva del estudio de la materia y los cambios qumicos, tanto ms si tenemos en cuenta el importante papel que la Qumica ha jugado, juega y jugar dentro de la mejora de la expectativa de vida de nuestra sociedad.

La unidad Qumica de las medicinas , que engloba las unidades Qu es un medicamento? y Medicamentos de diseo del proyecto ingls original, presenta la Qumica desde la perspectiva de la utilidad de la ciencia. En esta unidad se profundiza en aspectos importantes de la Qumica Orgnica, en diversas tcnicas de anlisis qumico, en la estructura de la materia y su relacin con la reactividad qumica, y en las interacciones de los medicamentos con las estructuras biolgicas de nuestro cuerpo.

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La seccin Qu es una medicina? trata el tema de la industria farmacutica, presentando las necesidades y dificultades de una industria que se ocupa de nuestra salud. Se muestran los factores que intervienen en la produccin de un medicamento de gran alcance, como la aspirina, tales como el diseo, el proceso de mejora, el ensayo de seguridad, la produccin y el coste del conjunto del proceso. Se muestran tcnicas analticas como la espectroscopa de masas, la espectroscopa infrarroja y la espectroscopa de resonancia magntica nuclear, necesarias para identificar compuestos farmacolgicos. Se estudian tambin las funciones orgnicas y las reacciones qumicas que nos permiten construir molculas y compuestos activos esenciales para nuestro bienestar.

La seccin Medicinas de diseo se centra en el mundo de la investigacin de medicamentos ms eficientes y ms selectivos. Se estudian, inicialmente, las vas por las cuales un compuesto interacciona con su blanco, ya sea ste un componente del propio cuerpo o un organismo invasor (como una bacteria), mostrando as la conexin entre las ciencias de la vida y la Qumica. A partir del conocimiento de nuestra fisiologa, de las reacciones que intervienen en los cambios fisiolgicos y de las sustancias que pueden afectarlos, se propone el diseo de nuevas sustancias que acten de forma ms selectiva y eficaz sobre los receptores, dando lugar a los efectos deseados.

El concepto de reconocimiento molecular permite explicar la importancia de la estructura molecular espacial de un medicamento y nos ayuda a conectar la enseanza de la Qumica con el de la Biologa en el bachillerato. La incursin de la Qumica dentro del campo de la informtica viene dada por la necesidad de disear programas que ayuden a imaginar nuevas molculas activas. A su lado, la sntesis orgnica tiene un papel muy importante en la obtencin de nuevos compuestos que mejoran los ya existentes. En esta unidad, al lado de experiencias clsicas de sntesis y anlisis, se proponen otras actividades ms novedosas, bien experiencias de laboratorio, bien actividades que implican el uso de las nuevas tecnologas.

Esta unidad proporciona una visin bsica sobre el mundo de la Medicina a los alumnos que enfoquen sus intereses hacia las Ciencias de la salud. Dentro del mbito propio de la Qumica, nos presenta la Qumica Orgnica como una parte de esta ciencia con entidad propia, presente diariamente en nuestras vidas, ayudndonos a mejorar nuestra cualidad de vida. Por ltimo, refuerza la comprensin de conceptos de Qumica general que van desde el enlace hasta la reactividad y el anlisis qumico. 5. EXPERIMENTACIN Y USO DE LAS UNIDADES DE LA QUMICA SALTERS

Las unidades del proyecto Qumica Salters fueron experimentadas en Catalua, Comunidad de Madrid y Valencia en ms de 30 centros de enseanza secundaria durante los cursos 96-97, 97-98 y 98-99. Los profesores experimentadores del proyecto manifestaron, en las reuniones de coordinacin, un gran entusiasmo por

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el carcter innovador de los materiales y, en particular, de las lecturas y de las actividades, aunque mostraron su preocupacin por la falta de tiempo para poder cubrir de manera adecuada los contenidos conceptuales y la resolucin de problemas en que se basa la prueba de Qumica de acceso a la Universidad. (10, 11).

Esta situacin se ha agravado posteriormente con los nuevos cambios que han tenido lugar en la estructura del bachillerato (incremento de las horas dedicadas a humanidades y disminucin de materias optativas) y en el currculo de Qumica en particular (eliminacin del bloque de contenidos C.T.S. en el decreto de mnimos) (12).

Las nuevas unidades de Color por diseo y Qumica de las medicinas han sido experimentadas parcialmente en algunos centros de enseanza secundaria de Catalua y presentadas en cursos de formacin durante las dos ltimas Escuelas de Verano de Enseanza Se