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Diseño de un objeto virtual de aprendizaje para mejorar la

enseñanza – aprendizaje del tema de reacciones químicas

Heidi Milenia Sarmiento Navarrete

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ciencias

Maestría en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales

Bogotá, Colombia

2014

Diseño de un objeto virtual de aprendizaje para mejorar la

enseñanza – aprendizaje del tema de reacciones químicas

Heidi Milenia Sarmiento Navarrete

Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de:

Magíster en la Enseñanza de Ciencias Exactas y Naturales

Directora Liliam Alexandra Palomeque Forero Química, M.Sc., Dr.Sc.

Docente Departamento de Química

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ciencias

Maestría en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales

Bogotá, Colombia

2014

IV Diseño de un objeto virtual de aprendizaje para mejorar la enseñanza –

aprendizaje del tema de reacciones químicas

DEDICATORIA

Dedico este triunfo a Dios, que a pesar de todas las cambiantes circunstancias, me dio la salud y

bendición para que llegara a feliz término esta maravillosa experiencia.

A mi querido esposo, quiero decirle que no hay palabras para expresarle toda mi gratitud.

Diego: Eres mi compañía, mi motor, mi ayuda, mi mayor motivación, quien siempre ha confiado en

mí, viviste conmigo hombro a hombro este reto, jamás me dejaste desfallecer y siempre estuviste

fortaleciéndome en esta aventura. Gracias mi amor.

A mis amados padres, Jairo y Alba, autores de mi existencia, por sembrar en mi valores, por su

apoyo ilimitado durante toda mi vida, por ser los mejores padres del mundo y demostrarme que el

amor de familia es lo más importante.

A Mi hermana Mónica por sus palabras de aliento, todo su apoyo, por todos los momentos vividos;

aunque la distancia no sea nuestra mayor aliada, el amor que nos tenemos es inmensamente grande

que siempre he sentido y sentiré su compañía.

Y a mi abuelita, mi segunda madre, porque siempre estuvo pendiente de mí, alentándome,

estimulándome, mostrándome su preocupación, y ofreciéndome el ejemplo de su inigualable

perseverancia y amor por los que ama.

Contenido V

Agradecimientos:

Mi especial y sincero agradecimiento a la profesora Dr. Liliam Alexandra Palomeque Forero

líder de la línea de investigación “Motivación en la Enseñanza de la Química” y directora

de este trabajo por su apoyo, paciencia, compromiso, sugerencias y dedicación para

finalizar exitosamente este proyecto.

A mis profesores de la maestría en Enseñanza de las Ciencias, por motivar y cambiar mi

manera de enseñar las Ciencias Naturales y mostrarme lo importante que es la labor

docente en la formación y crecimiento de nuevos jóvenes científicos.

Al grupo de trabajo de la dirección Nacional de Innovación Académica (DNIA) por hacer

posible la elaboración y diseño del Objeto Virtual de Aprendizaje.

A todos mis compañeros de maestría, en especial a Mónica Rivera por su ayuda, apoyo

incondicional, paciencia y compañía durante estos años. A Katherine Santander por estar

siempre dispuesta y alentándome durante este tiempo.

Por ultimo a todos mis amigos pasados y presentes que de una u otra manera participaron

activamente durante estos dos años y sin ellos nada de esto hubiera sido posible.

Resumen y Abstract VII

Resumen

En esta investigación se propone el diseño de un Objeto Virtual de Aprendizaje (OVA) que

facilite la enseñanza y apropiación de las clases de reacciones químicas, a través del

reconocimiento y aplicación de conceptos tales como propiedades, cambios de la materia,

simbología, ecuaciones químicas, reacciones y su clasificación. La propuesta está dirigida

a estudiantes de grado décimo del Colegio Eduardo Santos IED, de la localidad de Los

Mártires en Bogotá D.C.

Se inicia con la revisión epistemológica e histórica del concepto de ecuación y reacción

química, los principios disciplinares que lo fundamentan y elementos didácticos de la teoría

del aprendizaje significativo.

Posteriormente, con el uso de herramientas tecnológicas se realiza el diseño del (OVA),

con la intención de facilitar a los estudiantes un proceso de aprendizaje significativo, con

elementos cercanos a su cotidianidad, de fácil comprensión y accesibilidad, que despierte

en ellos la motivación y el interés por el estudio de la química.

Palabras clave: Reacciones químicas, aprendizaje significativo, TIC, Objeto virtual de

aprendizaje.

VII

I

Diseño de un objeto virtual de aprendizaje para mejorar la enseñanza –


Abstract

This research proposes the design of a Virtual Learning Object (OVA) to facilitate teaching

and appropriation of classes of chemical reactions, through the recognition and application

of concepts such as property, changes in matter, symbols, chemical equations and

reactions classification. The proposal aims to sophomores College IED Eduardo Santos,

of the town of Martyrs in Bogota D.C.

It starts with the epistemological and historical review of the concept of chemical reaction

equation, the disciplinary principles that underlie and didactic elements of the theory of

meaningful learning.

Later, with the use of technological tools design (OVA) is done with the intention of

providing students with a meaningful learning process, with nearby items to your everyday

life, easily understandable and accessible, to awaken in them the motivation and interest

in the study of chemistry.

Keywords: chemical reactions, significant learning, TIC, virtual learning object.

Contenido IX

Contenido

Resumen ............................................................................................................. VII

Abstract .............................................................................................................. VIII

Introducción.......................................................................................................... 1

1. El problema .................................................................................................... 5

1.1. Planteamiento del problema ............................................................................... 5

1.2. Formulación del problema .................................................................................. 6

2. Objetivos ........................................................................................................ 7

2.1. Objetivo general ................................................................................................. 7

2.2. Objetivos específicos ......................................................................................... 7

3. Marco teórico ................................................................................................. 9

3.1. Componente epistemológico .............................................................................. 9

3.1.1. Civilización egipcia .......................................................................................... 9

3.1.2. Los griegos .................................................................................................... 10

3.1.3. Alquimia ......................................................................................................... 11

3.1.4. Revolución científica ...................................................................................... 13

3.1.5. La era atómica ............................................................................................... 15

3.2. Componente didáctico ...................................................................................... 17

3.2.1. Las tecnologías de información y comunicación (TIC) ................................... 17

3.2.2. Las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) en los procesos de

enseñanza aprendizaje en la química ...................................................................... 18

3.2.3. Objeto virtual de aprendizaje (OVA) ............................................................... 18

3.2.3.1. Conceptos de OVA ............................................................................ 18

3.2.3.2. Componentes del objeto virtual de aprendizaje .................................. 19

3.2.3.3. Ventajas y desventajas de las OVA en el ámbito educativo ............... 21

X Diseño de un objeto virtual de aprendizaje para mejorar la enseñanza –


3.2.4. Enfoque del aprendizaje significativo y su relaciónen la enseñanza de las

ciencias .................................................................................................................... 22

3.2.5. El objeto virtual de aprendizaje como herramienta pedagógica en el

aprendizaje significativo ........................................................................................... 23

3.2.6. Dificultades en la enseñanza – aprendizaje del tema de clases de reacciones

químicas .................................................................................................................. 26

3.3. Componente disciplinar..................................................................................... 28

3.3.1. Propiedades de la materia ............................................................................. 28

3.3.1.1. Propiedades físicas ............................................................................ 28

3.3.1.2. Propiedades químicas ........................................................................ 29

3.3.2. Cambios de la materia ................................................................................... 30

3.3.2.1. Cambios físicos .................................................................................. 30

3.3.2.2. Cambios químicos .............................................................................. 32

3.3.3. Leyes fundamentales de la materia ............................................................... 33

3.3.3.1. Ley de la conservación de la materia .................................................. 33

3.3.3.2. Ley de la Ley de las proporciones definidas. ...................................... 33

3.3.4. Reacciones químicas .................................................................................... 34

3.3.4.1. Simbología y ecuación química .......................................................... 34

3.3.4.2. Tipos de reacciones químicas ............................................................. 36

3.3.4.3. Clases de reacciones químicas .......................................................... 37

3.3.4.3.1 Según la naturaleza de la reacción ..................................................... 37

3.3.4.3.1.1 Reacciones de síntesis o combinación ...................................... 37

3.3.4.3.1.2 Reacciones de descomposición ................................................ 37

3.3.4.3.1.3 Reacciones de desplazamiento simple ..................................... 38

3.3.4.3.1.4 Reacciones de desplazamiento doble ....................................... 38

3.3.4.3.1.5 Reacciones de neutralización .................................................... 39

3.3.4.3.2 Según los cambios energéticos .......................................................... 39

3.3.4.3.2.1 Reacciones exotérmicas ........................................................... 39

3.3.4.3.2.2 Reacciones endotérmicas ......................................................... 40

4. Metodología.................................................................................................. 41

4.1. Etapas de la metodología ................................................................................. 42

Contenido XI

4.1.1. Descripción del enfoque ................................................................................ 42

4.1.2 Revisión y fundamentación. ........................................................................... 42

4.1.2. Formulación y problema. ............................................................................... 42

4.1.3. Análisis. ......................................................................................................... 43

4.1.4. Diseño del OVA: Ingeniería ........................................................................... 43

4.1.3.1 Desarrollo de contenido ..................................................................... 43

4.1.3.2 Diseño gráfico y computacional .......................................................... 44

4.1.4 Aplicación ...................................................................................................... 44

4.1.4.1 Población objeto ................................................................................. 44

4.1.4.2 Distribución del curso ......................................................................... 45

4.1.5 Guía del manejo de OVA para el docente ...................................................... 46

4.1.5.1 Estructura del OVA ............................................................................ 46

4.1.5.2 Contenidos ......................................................................................... 47

4.1.6 Evaluación ..................................................................................................... 50

5. Conclusiones y recomendaciones ............................................................. 51

5.1. Conclusiones .................................................................................................... 51

5.2. Recomendaciones ............................................................................................ 52

6. Bibliografía ................................................................................................... 53

Contenido XII

Lista de Tablas

Pág.

Tabla 3-1 Materiales de historia de la Ciencia. Tomado de: (Cartwright, 2001). ............. 15

Tabla 3-2 Ventajas y desventajas de las TIC. (Castro, Guzmán & Casado, 2007) ........ 21

Tabla 3-3 Análisis de artículos relacionados con el aprendizaje de las Clases de

Reacciones Químicas ..................................................................................................... 26

Tabla 3-4 Cambios de estado. (Atkins, 2006) ................................................................ 31

Tabla 3-5 Símbolos usados en las ecuaciones químicas (Whitten, 1998) ..................... 35

Tabla 3-6 Condiciones para que las reacciones se lleven a cabo (Rico, 2011) .............. 35

Tabla 3-7 Tipos de reacciones químicas. Tomada. (Izquierdo, Tejero, Iborra, Cunill &

Fité, 2004) ....................................................................................................................... 36

Tabla 4-1 Aspectos para el diseño del OVA. Fuente: Autor ............................................ 43

Tabla 4-2 Competencias y estándares utilizados en el aprendizaje de las reacciones

químicas. ........................................................................................................................ 44

Tabla 4-3 Población estudio. Estudiantes grado décimo Colegio Eduardo Santos I.E.D. 45

Tabla 4-4 Distribución y desarrollo del curso sobre clase de reacciones químicas ......... 45

Tabla 4-5. Criterios de evaluación del OVA ..................................................................... 50

Contenido XIII

Lista de Ilustraciones

Pág.

Ilustración 3-1 Elementos abordados de la Epistemología de las reacciones químicas

Fuente: Autor ................................................................................................................... 9

Ilustración 3-2 Impacto de la química en la sociedad a lo largo de la historia. Tomado de

(Alonso, 2010) ................................................................................................................ 16

Ilustración 3-3 Características de un Objeto Virtual de Aprendizaje (López, 2009). ........ 20

Ilustración 3-4 Mapa conceptual sobre la relación del OVA con el aprendizaje

significativo. Fuente: Autor ............................................................................................. 25

Ilustración 3-5 Propiedades físicas y químicas de la materia (Atkins, 2006). ................ 29

Ilustración 3-6 Cambios de estado de la materia. Tomada de: https://encrypted-

tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcR7oHdRrn5am1g7vhSAPsOLefTkWxzaa_Q1Zar

O62Lvr7sR839p ............................................................................................................. 31

Ilustración 3-7 Cambios químicos de la materia. Tomado de: (Atkins, 2006) ................. 33

Ilustración 3-8 Representación de una ecuación química. Fuente: Autor........................ 36

Ilustración 4-1 Diagrama de Metodología. Fuente: Autor ................................................ 41

Ilustración 4-2 Distribución y desarrollo del curso sobre clase de reacciones químicas . 46

Ilustración 4-3 Bienvenida al curso de clases de reacciones químicas. .......................... 47

Ilustración 4-4 Desarrollo de los contenidos. .................................................................. 48

Ilustración 4-5 Actividades a desarrollar ......................................................................... 49

Ilustración 4-6 Juegos .................................................................................................... 49

Ilustración 4-7 Laboratorios y simulaciones .................................................................... 49

Introducción

La existencia de nuevos paradigmas es una de las realidades que afrontan los docentes

en todos los niveles educativos; la interactividad, los lenguajes no verbales, las redes de

conocimiento, la virtualidad(Rosseti, 2014) son solo algunos de los ejes sobre los cuales

se mueven los niños, niñas y jóvenes de hoy.

Frente a este hecho el sistema educativo se ha quedado rezagado y la respuesta y

adaptabilidad a este nuevo panorama es casi nula. Las reformas educativas no solo han

hecho inútil el esfuerzo por el cambio, sino que han generado una desintegración total de

los currículos y por ende del conocimiento. La educación ha involucrado medios y

mecanismos alternativos de aprendizaje(Machado & Pohl, 2004).

El reto que enfrenta el sistema educativo es el de rescatar su papel dentro de la sociedad

como generador de conocimiento y de cambio; sin embargo se carece de muchos

elementos didácticos y pedagógicos que permitan ir reestableciendo su estatus dentro del

sistema social.

Es aquí, donde los procesos investigativos retoman la importancia y es desde el que hacer

de los docentes de donde surgen las ideas, propuestas y proyectos que irán generando el

cambio que se requieren en el sistema educativo(Escontrela & Stojanovic, 2004), por esto,

es importante acercar las nuevas tecnologías de la información, la virtualidad, como medio

de comunicación y las habilidades digitales de los niños, niñas y jóvenes a los proyectos

educativos de los colegios.

Las TIC juegan un papel primordial en el campo educativo, se convierten no solo en una

herramienta de acceso a la información si no de elemento mediador en el proceso de

enseñanza aprendizaje(Castell, 2010). La incorporación de estas TIC a los currículos

educativos debe ser un proceso de construcción colectiva al interior de los colegios, no

basta con tener los elementos y recursos si estos no están articulados con los planes de

estudio, la metodología y los procesos evaluativos que se llevan a cabo.

2 Diseño de un objeto virtual de aprendizaje para mejorar la enseñanza

– aprendizaje del tema de reacciones químicas

Una de las estrategias para lograr esta articulación son los Objetos Virtuales de

Aprendizaje (OVA), usados como herramienta digital(López, 2009). Con el uso de los OVA

los estudiantes pueden tener elementos diferentes para el aprendizaje de conceptos

difíciles de entender. Lo interesante del OVA como propuesta didáctica, es el hecho que

su diseño y aplicación obedecen a un diagnóstico hecho por el docente, sobre algunos

temas que desde su experiencia resultan de difícil entendimiento por parte de los

estudiantes. Igualmente el OVA hace uso de procedimientos y secuencias que son

resultado de conjugar las didácticas propias del maestro y las habilidades de los

estudiantes (Onrubia, 2005).

En el presente trabajo se diseñó un OVA para la enseñanza y aprendizaje de las

reacciones químicas, ya que estudios y la experiencia propia han demostrado que es uno

de los conceptos de difícil entendimiento y asimilación por parte de los estudiantes de

educación media(Furió & Domínguez, 2007). El tema de las reacciones químicas plantea

una serie de conceptos alejados de la realidad de los estudiantes, la simbología propia de

la química, el introducir conceptos como el de cambio físico y químico, las ecuaciones y

sus proporcionalidades, son algunos de los temas que en la mayoría de los casos son

difíciles de apropiar y contextualizar.

Por lo anterior, se planteó como una alternativa de solución a este problema, el diseño y

aplicación de un OVA mediante el cual los estudiantes tuvieran acceso a una serie de

conceptos y conocimientos del tema de reacciones químicas, haciendo uso de esta

herramienta tecnológico con un lenguaje adecuado, de fácil reconocimiento, accesible y

con un nivel de interactividad (Onrubia, 2005)que permita al estudiante a través de los

contenidos y ejercicios propuestos, poder contextualizar a su cotidianidad algunos

aprendizajes, lo que facilitara su asimilación y comprensión, al ritmo del aprendizaje de

cada individuo.

A través de la aplicación de esta herramienta, se logra relacionar los conceptos básicos de

las reacciones químicas, identificar las clases de reacciones, poner en contexto el lenguaje

y simbología química y evidenciar simulaciones de laboratorios químicos que, en muchos

colegios, no se pueden llevar a cabo por falta de espacios y/o recursos.

Como factor asociado a tener en cuenta durante el diseño e implementación del OVA,

está la posibilidad de una alfabetización digital que dé a conocer la importancia del uso

Introducción 3

adecuado y responsable de las TIC como herramienta de aprendizaje e interacción y como

medio eficaz dentro del proceso educativo(Buckingham, 2005). En este sentido resulta

fundamental el papel del docente que no solo es meramente instructivo, si no debe ser de

acompañamiento y orientación frente a este recurso didáctico.

El estudiante está en la posibilidad de acceder al OVA de manera presencial en el aula de

clase, y cuenta en ese momento con la orientación y acompañamiento del docente quien

resolverá dudas con respecto a elementos técnicos, de navegabilidad y accesibilidad. Pero

el verdadero impacto pedagógico(Botero, 2011)se centra en el hecho de enfrentarse a la

herramienta de manera autónoma, ya que es en este momento donde el estudiante entra

en relación con los conceptos y en el desarrollo y avance de la aplicación y demostrará

que tiene claridad conceptual y que ha afianzado los conocimientos propuestos. Una vez

logrado esto, será el docente quien refuerce los conocimientos y proponga nuevas

alternativas de relacionarlos con los contextos cotidianos.

Esta metodología permite que el estudiante adquiera un aprendizaje relevante, aplicable a

su entorno, que se puede interrelacionar con otras áreas del saber, podría decirse que ha

adquirido un aprendizaje significativo (Ballester, 2005). Es precisamente el aprendizaje

significativo el enfoque didáctico que desde el cual se ha diseñado el OVA y cobra

importancia en la medida de los resultados obtenidos.

4 Diseño de un objeto virtual de aprendizaje para mejorar la enseñanza

– aprendizaje del tema de reacciones químicas

1. El problema

1.1. Planteamiento del problema

La enseñanza de la química se enfrenta a dificultades constantes, en especial en los

niveles de secundaria y media, debido a que se establecen currículos estandarizados que

no se pueden abordar en su totalidad ya que muchas de las temáticas propuestas carecen

de sentido e interés para los estudiantes. Por esto, la química se convierte, para la mayoría

de los estudiantes en una asignatura compleja y sus conceptos parecen muy alejados de

la realidad y del contexto en que viven.

Uno de los temas en el que se evidencia el planteamiento anterior, es el de reacciones

químicas; cuando los estudiantes llega a esta temática en grado décimo, no relacionan los

cambios químicos de la materia vistos en la básica, con la representación escrita de los

mismos empleando las ecuaciones químicas. Además, debido a que se considera

demasiado complejo, los estudiantes no han podido establecer una clara relación entre las

reacciones químicas y su vida cotidiana. Todo esto ocasiona dificultades y contribuye a

que los estudiantes no puedan apropiarse de este tema de manera significativa, lo cual

trae como consecuencia poco interés y escasa comprensión de los conceptos básicos de

química.

La química suele considerarse como un área “difícil”, puesto que es al mismo tiempo una

“ciencia muy concreta (se refiere a una gran diversidad de substancias) y muy abstracta

(se fundamenta en unos ‘átomos’ a los que no se tiene acceso) (Izquierdo, 2004); además,

se relaciona con unos cambios que se observan constantemente, pero que los estudiantes

no pueden explicar o argumentar, pues se encuentran con un lenguaje simbólico que no

es de uso frecuente en su vida cotidiana. Además, algunos objetivos de la química como

explicar la transformación de la materia, no despiertan interés en los estudiantes, ya que

6 1. El Problema

están acostumbrados a observar fenómenos llamativos, sin tener ninguna necesidad de

comprenderlos.

Se puede evidenciar de lo anterior, que uno de los retos que enfrentan los docentes de

esta área, es desarrollar estrategias metodológicas y didácticas que permitan ir cerrando

la brecha entre la abstracción de los conceptos y la realidad de los estudiantes. “Es urgente

recuperar la capacidad explicativa de la química, PARA TODOS; para ello, se ha de

relacionar la práctica química (la intervención en determinados fenómenos mediante los

procedimientos propios de la química) y la teoría, utilizando el lenguaje adecuado para ello

y de acuerdo a finalidades educativas” (Izquierdo, 2004).

Para despertar el interés en los estudiantes, utilizando un lenguaje cercano al suyo propio

y cotidiano, se propone diseñar un objeto virtual de aprendizaje, el cual, a través de la

interactividad y de estrategias del aprendizaje significativo como modelo pedagógico, logre

una secuencia didáctica que permita comprender las reacciones químicas como formas de

explicar los cambios químicos a los que los estudiantes se enfrentan en todos los

momentos de su vida cotidiana.

1.2. Formulación del problema

¿Qué estrategia didáctica novedosa puede diseñarse, para que los estudiantes se

apropien de elementos teóricos y prácticos, que les permitan identificar en su entorno las

diferentes clases de reacciones químicas?

2. Objetivos

2.1. Objetivo general

Elaborar un objeto virtual de aprendizaje que aporte elementos teóricos y prácticos en la

identificación de las reacciones químicas que se producen en el entorno.

2.2. Objetivos específicos

Identificar los conceptos disciplinares más importantes de las reacciones químicas

teniendo en cuenta los estándares de competencias y los lineamientos del Ministerio

de Educación Nacional (MEN).

Realizar una discusión sobre los aspectos históricos y epistemológicos de la

clasificación de las reacciones químicas.

Consultar y Analizar propuestas en las que se utilicen objetos virtuales de

aprendizaje (OVA), como estrategias para la enseñanza–aprendizaje de la

clasificación de las reacciones químicas.

Determinar las ideas previas y el grado de apropiación que tienen los estudiantes

sobre los cambios químicos.

Diseñar el OVA para la enseñanza - aprendizaje de las reacciones químicas.

8 2. Diseño de un objeto virtual de aprendizaje para mejorar la enseñanza –


3. Marco teórico

3.1. Componente epistemológico

Para abordar el desarrollo histórico de las clases de reacciones químicas, se tendrá en

cuenta la siguiente categorización:

Ilustración 3-1 Elementos abordados de la Epistemología de las reacciones químicas Fuente:

Autor

3.1.1.Civilización egipcia

Se consagró como una de las civilizaciones más importantes del mundo antiguo, puesto

que sus invenciones y conquistas fueron relevantes durante el desarrollo de la humanidad.

Los hombres y mujeres se preocupaban por su estética, por lo tanto prepararon maquillaje

para la piel, jabones, perfumes, bálsamos, crema para dientes y betún. Desarrollaron

importantes procesos artesanales, tales como la fabricación de vidrio; utilizaron el papiro

para producir papel, velas, sandalias, vestidos y muchos otros elementos. Producían

ungüentos para momificar y para la medicina (Pino, 2012).

10 Diseño de un objeto virtual de aprendizaje para mejorar la enseñanza –


También se encargaron de los procesos de extracción del oro, cobre y plata de las minas,

desarrollando la fundición del cobre y del estaño para producir bronce. Fabricaron sales de

sodio, potasio, cobre y aluminio. Además, debido a su sentido estético, diseñaron joyas,

imitando metales y piedras preciosas (Pino, 2012).

Igualmente, los romanos utilizaron los métodos de la cultura egipcia, para la elaboración

de esmaltes y pinturas, así como los procesos de metalurgia, siguiendo técnicas ya

utilizadas anteriormente (Martín, 2004).

3.1.2.Los griegos

Los aportes de los griegos se iniciaron cuando se preguntaron la naturaleza de la materia.

Por lo tanto las substancias debían estar compuestas de alguna materia básica o elemento.

Tales de Mileto (640-560 a.C), afirmaba que el agua de la que todo procede y a la que todo

vuelve otra vez, era la sustancia que constituía todo lo que existe. Observó que “el alimento

es húmedo y que lo caliente mismo proviene de éste y vive por éste; que las semillas y

todas las cosas tienen una naturaleza húmeda” (Segura, 1988).

Por otra parte Anaximandro (611-545 a.C), postuló que el origen de todo lo que existe era

el Apeirón, principio que indicaba algo indefinido e indestructible. Afirmaba que “El Apeirón

es “intermedio” entre los elementos, entre el aire y el agua o el aire y el fuego” (Segura,

1988). Siendo infinito y eterno, por lo que se podía concluir que todos los elementos

existían a partir del Apeirón.

Anaxímenes de Mileto (585-524 a.C), concluía que el aire era el elemento constituyente,

dado que éste se concibe como infinito y eterno. El aire podía transformarse en otras

sustancias por medio de fenómenos físicos como la “rarefacción” (generando fuego) y la

“condensación”, (produciendo las nubes, el viento, el agua y las piedras). Anaxímenes

fue el primero en identificar mecanismos de transformación, es decir aspectos cuantitativos

de los cambios (Segura, 1988).

Para Heráclito (540-450 a.C), la sustancia era el fuego, responsable de los cambios que

sucedían. Pensaba que “el orden del mundo no es hecho por dioses, ni por hombres y lo

3. Marco Teórico 11

representaba como un fuego eterno que se apaga y se enciende según medidas, en

proporciones iguales, en agua, aire y tierra” (Segura, 1988).

Empédocles de Agrigento, postuló la teoría de las cuatro raíces, a las que más tarde

Aristóteles llamo elementos. De igual manera, propuso que los elementos se consideraban

infinitos, originalmente se encontrarían en estado de separación y expuestos al amor y al

odio, los cuales serían los primeros responsables del comportamiento del universo, ya que

las sustancias se combinarían y separarían al azar llegando a su primera conclusión: “nada

es verdaderamente destruido, sino solo transformado en otra combinación” (Ramón,

2011).

Aristóteles (384-322 a.C), reconoció tres sustancias, agua, aire, tierra, igualmente reafirmó

al fuego como principal fuentes de los cambios o “Energía”. También, constituyó un quinto

elemento, llamado “éter”, siendo un compuesto indisoluble y complementario.

Los griegos afirmaban que la materia es continua, llena todo el universo y el vacío no puede

existir. Se basaron en la creencia que todo estaba formado por la combinación de los

elementos fundantes, aire, fuego, agua, tierra y éter; cuyas características podrían definirse

en las propiedades de húmedo- seco-frio-cálido (Ramón, 2011).

3.1.3.Alquimia

En la Edad Media se observó una práctica que relacionaba lo que se podía denominar

ciencia con algo de magia. El término alquimia tiene origen árabe al-kimiya, proveniente

del egipcio keme, que simboliza tierra negra, siendo esta la materia prima de los

alquimistas.

Demócrito (460-370 a.C), propuso que el mundo estaba constituido por átomos y vacío. Y

que los átomos de los cuerpos se separaban cuando colisionaban con otro conjunto de

átomos; los átomos que quedaban libres chocaban con otros y se ensamblaban o seguían

desplazándose hasta volver a encontrar otro cuerpo. Sus teorías pudieron servir de base

o primer paso para los futuros alquimistas, que posteriormente estarían en la búsqueda de

una sustancia que ayudará a despojar las propiedades de otras sustancias

específicamente de los metales. Esta búsqueda se conoció con el nombre de piedra

filosofal (Alvarez L, & Olivas A, 2006).



Además de obtener riqueza, se buscaba una sustancia que curará las enfermedades y

retardará el envejecimiento. Esta se conoció como Elixir de la vida, aunque para algunos

era otro nombre que se le daba a la piedra filosofal. Las dos sustancias prometían salud

y dinero, motivaciones universales para los seres humanos.

Fue así, como los alquimistas comenzaron a desarrollar técnicas en búsqueda de la

obtención de estas sustancias, que han sido la base de muchos de los procesos utilizados

actualmente en la industria y la metalurgia (Asimov, 1986).

En la antigua China combinaron el arte alquímico y la invocación de dioses menores para

conseguir la inmortalidad. Luego de muchos intentos, dejaron tratados sobre sus avances,

como el “Divino Elixir de la vida”, en el cual se elaboraban recetas a partir de metales y

minerales, algunos de los cuales no se podían identificar; sin embargo se ha reconocido

una de estas recetas a partir de la combinación de sulfuro de arsénico rojo y amarillo,

azufre, cinabrio, alum, sal, arsénico blanco, conchas de ostras, mica y resina de pino (Katz,

2011).

Esta mezcla, al regarse sobre el mercurio producía oro y cuando se le agregaba una

mezcla de plomo y estaño, se convertía en plata. Katz (2011), refiere que al tomar dicha

mezcla durante cien días, producía la inmortalidad, esto en concordancia con las creencias

taoístas de la “longevidad en plenitud”.

Otra creencia de los alquimistas Chinos era la importancia que ellos le daban al número

cinco. Afirmaban que existían cinco elementos o fases: madera, fuego, tierra, metal y agua.

El elemento metal estaba presente en: oro, plata, plomo, hierro y cobre (Katz, 2011).

La alquimia en la cultura árabe busco la perfección en el arte de la destilación, así como la

extracción de grasas, la obtención de aleaciones metálicas, la medicina farmacéutica, la

fabricación de jabones y el método “ba-mancemaria” (baños de aire caliente). Afirmaron

igualmente que el oro era noble ya que resistía el fuego, la humedad y el entierro bajo el

suelo. Elementos como el arsénico, el alcanfor, el mercurio y el amoniaco eran

considerados parte de los espíritus, por lo tanto, volátiles (Silva, 2014).

Como afirmaba Silva (2014), los alquimistas árabes creían que los metales estaban

formados por los principios del mercurio y el azufre, afirmando que el del mercurio era darle


fluidez a los metales y el del azufre era convertir en combustible a las sustancias y corroía

los metales.

Alberto Magno (1193-1280) estaba en contra de los impostores de la alquimia, ya que solo

se dedicaban a cambiar el color de los metales, ya fuese por el similar al oro o a la plata;

demostró que el oro y la plata alquímicos los podía convertir en escoria(Castillo, 1996), y

también consideraba que la observación, descripción, clasificación y experimentación eran

indispensables en el desarrollo de la ciencia.

Otro personaje reconocido como alquimista fue JabirIbnHayyan Al-Azdi o Geber (760-815

aprox.), quien se encargó de establecer el equilibrio de las cualidades (frio, calor,

sequedad y humedad) en el oro; cualidades que luego aplico a otros metales y de tal

manera se podía obtener oro. También contribuyó con la preparación de ácido nítrico,

barnices, obtención de acero, impermeabilización de telas, destilación de vinagre para

obtener ácido acético, procesos de calcinación, cristalización, sublimación, la solución y la

reducción (Las Heras, 2006).

Al finalizar la era de la alquimia, el médico Teophrastus Bombastus von Hohenheimm

(1493-1541) conocido como Paracelso, centró su interés en la medicina, afirmando que el

fin de la alquimia no debía ser la transmutación, sino la preparación de sustancias que

curaran enfermedades. Sus antecesores creían que las enfermedades se curaban con

plantas, mientras que Paracelso refutaba esta teoría convencido en la efectividad de los

minerales como fármacos. Todo esto lo llevó a considerarse el fundador de la Iatroquímica,

la cual se practicó desde mediados del siglo XVI (Martín, 2004).

3.1.4. Revolución científica

La muerte de Paracelso a finales del siglo XVI, marca el inicio de la denominada

Revolución Científica y la aparición de personajes como Robert Boyle (1627-1691) quien

sustituye el término de alquimia por química, fortaleciendo los estudios científicos a partir

de la experimentación, la observación objetiva, la verificación en los laboratorios, por lo

cual fue catalogado como el primer Químico de la Era Moderna.

A principios del siglo XVIII, George Stahl (1659-1734) anunció la teoría del flogisto, la cual

postulaba que toda la materia tenía en su interior una sustancia llamada flogisto que

significa “llama o hacer arder”. El proceso de calcinación de los metales y la combustión



de las sustancias hacia que estas liberaran o perdieran parte de su flogisto hasta que se

consumía completamente. Elementos como el mercurio, el carbón y el azufre estaban

formados en gran parte por flogisto, razón por la cual se podía explicar su combustibilidad

(Martínez, 1988).

Martínez (1988), afirma que en esta época se evidenciaron grandes imprecisiones con

respecto a los gases, ya que se consideraban formas distintas del aire, por ejemplo el

metano y el hidrógeno eran aires inflamables y puesto que podían hacer arder en el aire

corriente a aquellos gases que no podían arder, se les llamó “aires flogistificados”.

Por otra parte Joseph Priestley (1733-1804) apoyó la anterior teoría, desarrollando un

proceso de combustión, para comprobar que existía un aire desflogistificado, que

posteriormente Lavoisier llamaría oxigeno necesario para la combustión (Espinoza, 2004).

Boyle, fue el primer químico que observó que el aire se consume en la combustión y al

experimentar con el estaño sometiéndolo al calentamiento en un recipiente cerrado,

observó que éste aumentaba de peso, lo cual le permitió concluir, que los metales ganan

peso cuando se oxidan. Esta teoría se comprobó cuando el químico Antoine Lavoisier

(1743-1794) descubrió que la combustión es una reacción entre el oxígeno y otra

sustancia. Los experimentos de Lavoisier permitieron demostrar que “la aparente pérdida

de peso que acompaña la combustión de una sustancia es el resultado de los productos

de combustión de carácter gaseoso”. Y en ella interviene sustancias iniciales “reactivos” y

sustancias finales “productos” (Nuñez, 2002).

Este principio fue llamado como “Ley de la conservación de la materia”, aceptado como

principio fundamental de la química y como punto de partida a otros experimentos que

comprobaron que el agua está formada por hidrógeno y oxígeno lo cual estableció

claramente la diferencia entre los conceptos de elemento y de compuesto. Lo anterior trajo

como consecuencia la desaparición de la teoría del flogisto y dando origen a la teoría del

oxígeno confirmándose el experimento de Lavoisier. Estos aportes lo llevaron a ser

denominado el “Padre de la química moderna” (Espinoza, 2004).El siguiente cuadro

compara algunos términos de la Teoría del Flogisto y la Teoría del Oxígeno.


Tabla 3-1 Materiales de historia de la Ciencia. Tomado de: (Cartwright, 2001).

TÉRMINOS MODERNOS SEGÚN EL SISTEMA

DEL OXÍGENO

TÉRMINOS SEGÚN LA TEORÍA MODIFICADA

DEL FLOGISTO

Hidrógeno (aire inflamable) Flogisto

Oxígeno (aire respirable) Aire Desflogisticado

Agua (hidrógeno y oxígeno) Aire desflogisticado + flogisto

Nitrógeno (azote) Aire complementado desflogistificado

Aire ordinario Aire parcialmente flogistificado portador de agua

Metal Cal + Flogisto – Agua

Cal (óxido de metal) Base de tierra pura + agua

Carbón vegetal Flogisto + cenizas + agua

3.1.5. La era atómica

Luego de la Revolución Científica viene una época denominada la Era Atómica, una de las

más importantes para la historia de la química, en la cual se buscaron y exploraron otras

áreas de estudio, en especial lo referente a las reacciones químicas. Con estos estudios

se lograron identificar sustancias como los ácidos y las bases, que cuando se mezclan se

obtiene una solución nueva conocida como sal, siendo esta una sustancia más ligera que

un ácido o una base (Asimov, 1986).

El químico Benjamín Ritcher (1762-1807) dirigió su atención en esta clase de reacciones

químicas llamadas de neutralización, ya que se encargó de medir la cantidad exacta que

necesitaba de una base y de un ácido para producir la reacción. Debido a estas

mediciones, halló que se necesitaban cantidades fijas y definidas de cada sustancia

(Martín, 2004).

Más adelante, Joseph Louis Proust (1754-1826), demostró que los compuestos contenían

elementos en proporciones definidas según su peso, sin importar la naturaleza de su

formación, lo cual fue conocido como la Ley de las Proporciones definidas (Espinoza,

2004).

Al mismo tiempo, John Dalton (1766-1844), estableció el concepto de átomo, por medio de

una teoría que lleva su nombre. Esta tuvo como fundamento la experimentación con gases

y óxidos y evidencias experimentales que le permitieron plantear los siguientes postulados.

a. La materia está compuesta por partículas indivisibles, extremadamente pequeñas,

denominadas átomos.



b. Los átomos de cada elemento son idénticos entre sí, pero difieren en sus

propiedades y peso de otros elementos.

c. Los átomos de diferentes elementos pueden combinarse entre sí, en proporciones

de números enteros formando compuestos químicos.

d. Los átomos no se pueden crear, ni dividir en partículas más pequeñas, lo que ocurre

en una reacción química es el reordenamiento de los átomos de las sustancias

(Alonso, 2010).

La siguiente ilustración muestra algunos símbolos químicos y posibles combinaciones

según Dalton.

Ilustración 3-2 Impacto de la química en la sociedad a lo largo de la historia. Tomado de (Alonso,

2010)

Con todo lo anterior se establece el concepto de cambio químico, como un proceso en el

que ocurre una redistribución de los átomos.

Avanzando en el tiempo, Joseph Thompson (1876-1940), desarrolló una serie de

experimentos con rayos catódicos, que le permitieron el descubrimiento del electrón como

parte fundamental del átomo. Con este descubrimiento Thompson le abrió camino a

Rutherford, para penetrar en la naturaleza radioactiva, y esté último pudo concluir que el

átomo tenía un núcleo en donde se encontraban partículas positivas llamadas protones y

una corteza en donde se ubicaban las cargas negativas llamadas electrones, que giran

alrededor del núcleo (Asimov, 1986).

Otras investigaciones de la época establecieron que el electrón podía ser transferido de

un átomo a otro. Quedando el átomo que cedía el electrón, cargado positivamente y el

átomo que lo recibía, cargado negativamente. Al quedar los iones resultantes con cargas


opuestas, se podía explicar cómo se unían los átomos entre sí para formar compuestos

químicos. (Espinoza, 2004).

Por último, Linus Pauling (1901-1994) definió como propiedades químicas a “aquellas que

se refieren a su comportamiento en las reacciones químicas”, y estas a su vez como “los

procesos por los cuales unas sustancias se transforman en otras” (Garritz, 2005).

3.2. Componente didáctico

La propuesta se desarrollará teniendo en cuenta la elaboración de un objeto virtual de

aprendizaje (OVA) para la enseñanza – aprendizaje del tema de Clases de Reacciones

Químicas.

3.2.1.Las tecnologías de información y comunicación (TIC)

En la actualidad, el estudio de las ciencias naturales, específicamente de la química ha

desarrollado procesos de enseñanza – aprendizaje que van más allá de los laboratorios y

el trabajo en el aula; estos procesos, incorporan nuevas modalidades que apoyan el

desarrollo de los contenidos curriculares, los cuales son fundamentados en la

implementación de las TIC que promueve una alta gama de herramientas, tales como los

“blogs”, objetos virtuales de aprendizaje, la wiki, software educativos, entre otros, siendo

en su gran mayoría recursos pedagógicos relevantes (Sunkul, 2006).

El uso de este tipo de herramientas, genera en los estudiantes el desarrollo de habilidades

y competencias de tipo tecnológico que permiten su inmersión en el conocimiento.

Es por esta razón, que el uso de las TIC en los procesos de enseñanza – aprendizaje juega

un rol valioso, ya que permite desvanecer un poco el rechazo, apatía, y desinterés que los

estudiantes muestran hacia el conocimiento de esta ciencia, justificado en temas aburridos,

difíciles, poco prácticos para su vida cotidiana. El uso adecuado que le dé el docente a

esta herramienta, permite el éxito o el fracaso de las actividades académicas (Castro,

Guzmán & Casado, 2007).



3.2.2. Las tecnologías de la información y la comunicación (TIC)

en los procesos de enseñanza aprendizaje en la química

El uso adecuado de las TIC, brinda algunas ventajas que impactan positivamente el

proceso de enseñanza – aprendizaje de la química. En general, los estudiantes tienen un

contacto directo y continuo con la tecnología ya que ellos utilizan o tienen a su alcance las

redes sociales, los blogs, los juegos interactivos, los libros virtuales y los artículos

científicos, entre otros. Con base en lo anterior, es posible aprovechar las nuevas

tendencias en el proceso de aprendizaje (Castell, 2010).

Al experimentar a través de simulaciones y resolver situaciones problémicas se promueve

la autorregulación del aprendizaje, el uso de las capacidades de análisis, síntesis y

evaluación, al tiempo que es posible fomentar el pensamiento crítico, la aplicación de

laboratorios virtuales y la interdisciplinaridad entre áreas para fortalecer la comprensión de

los mecanismos de las reacciones químicas y lo más importante, potenciar la motivación

e interés por la experimentación (Castell, 2010).

3.2.3. Objeto virtual de aprendizaje (OVA)

3.2.3.1. Conceptos de OVA

Se han desarrollado múltiples definiciones de los OVA; a continuación se enuncia algunas:

Galvis (1994) lo define como “Un conjunto de recursos digitales, que pueden ser utilizados

en diversos contextos, con un propósito educativo y constituido por al menos tres

componentes internos: contenidos, actividades de aprendizaje y elementos de

contextualización. Además, debe tener una estructura de información externa (metadato),

para facilitar su almacenamiento, identificación y recuperación”.

Para Stephens, “es un componente digital de contenidos que puede ser utilizado en

diferentes contextos, para el aprendizaje” (Stephens, 2004).


Según el Ministerio de Educación Nacionales “un conjunto de recursos digitales que se

puede utilizar en diferentes contextos, constituido por al menos, tres componentes

internos: contenidos, actividades de aprendizaje y elementos de contextualización” (López,

2009).

Colombia Aprende lo define como un “mediador pedagógico que ha sido diseñado

intencionalmente con un propósito de aprendizaje y que sirve a los actores de diversas

modalidades educativas. En tal sentido, dicho objeto debe diseñarse a partir de otras

herramientas tales como: atemporalidad, didáctica, usabilidad, interacción y accesibilidad”.

Para la Universidad Nacional son definidos como “recursos digitales propios de entornos

educativos. Por lo tanto, además de contener información, deben integrar una

contextualización de su uso educativo (enmarcado en objetivos o competencias). Estas

propuestas de retroalimentación pueden ser automáticas (interactivas) o pueden ser

propuestas de prácticas y evaluación que quedan planteadas dentro del material”. (Héndez

& Velandia, 2015)

3.2.3.2. Componentes del objeto virtual de aprendizaje

El OVA tiene como componentes relevantes y esenciales para su desarrollo satisfactorio:

Contenidos: Se da a conocer el tema, teniendo en cuenta diferentes dinámicas y la

meta clara de capturar la atención del estudiante. Algunos de las estrategias pueden

ser: imágenes, animaciones, textos, audios, entre otras. Para llegar a la comprensión

del tema por parte del estudiante.

Actividades de aprendizaje: Son actividades que desarrolla el estudiante, utilizando

un software o a través de otras dinámicas.

Elementos de contextualización: Son conocidas como “metadatos”, se incluyen los

datos que describen el objeto virtual de aprendizaje. Algunos de estos elementos son:

“El título, idioma, la versión y la información relacionada con los derechos de autor”.

Estos elementos permitirán darle uso al OVA desde otros escenarios diferente (López,

2009).La siguiente ilustración muestra las características que debe cumplir un Objeto

Virtual de Aprendizaje.



Ilustración 3-3 Características de un Objeto Virtual de Aprendizaje (López, 2009).

Es importante resaltar el valor que tiene el uso de esta clase de herramientas en la

actualidad, ya que fortalecen la actividad docente, fomentan la motivación de los

estudiantes. Debido a la influencia socio-cultural que tiene el uso de la tecnología, trayendo

como consecuencia la inmersión de ellos en esta forma de enseñanza y permitiendo el

desarrollo integral de los procesos enseñanza-aprendizaje de los estudiantes (López,

2009).

INTERACTIVO

REUSABLES ESCALABLE

Puede ser utilizado en diferentes contextos, con fines

educativos.

OBJETO VIRTUAL DE APRENDIZAJE

(OVA)

Genera actividades y comunicación

entre sujetos involucrados.

Desarrolla integración con

estructuras complejas.

AUTOCONTENIBLE INTEROPERABLE

Capacidad de integrarse en diferentes plataformas de

aprendizaje.

El contenido debe ser lo suficientemente claro y completo, para

el proceso de enseñanza- aprendizaje.


3.2.3.3.Ventajas y desventajas de las OVA en el ámbito educativo

Tabla 3-2 Ventajas y desventajas de las TIC. (Castro, Guzmán & Casado, 2007)

VENTAJAS DESVENTAJAS

Se desarrolla el trabajo en equipo,

mejorando las actitudes sociales y de

intercambio de ideas.

Aumenta el grado de interdisciplinariedad,

puesto que se puede hacer diversos tipos

de tratamiento a una misma información.

Promueve la necesidad de actualizar los

conocimientos frente a la tecnología digital,

formatos de audio, video y otros.

Desarrolla en los docentes el interés por los

procesos de actualización de software,

diseño de páginas y comunicación

constante con otros profesionales.

Fomenta la iniciativa y la creatividad en el

proceso de enseñanza – aprendizaje.

Impulsa al aprovechamiento de los

recursos.

Genera el aprendizaje cooperativo entre el

profesor y el estudiante, debido al trabajo

en equipo y la colaboración.

Permite el aprovechamiento del tiempo, ya

que se puede dar uso de las herramientas

desde cualquier sitio.

Despierta motivación e interés por parte de

los estudiantes, debido a que tienen

acceso a información actualizada.

Desarrolla habilidad en la búsqueda de la

información, puesto que se pueden realizar

filtros y selección de los temas de interés.

Los jóvenes deben tener fuerte personalidad y

carácter frente al trabajo colaborativo, para no

afectarse negativamente.

Es necesaria la actualización constante de

programas y software, para que no se pierda el

interés, ya que las tecnologías cambian de

manera acelerada.

El poder adquisitivo es alto, lo cual limita a

muchos jóvenes al uso de las herramientas.

Los equipos están de manera constante

expuestos al hurto, debido a su valor no

despreciable.

Los docentes deben capacitarse de manera

constante, teniendo en cuenta que afecta tanto

el factor tiempo como dinero.

El docente prefiere muchas veces los procesos

tradicionales, dado que estas nuevas

tendencias, demandan bastante tiempo.

No se puede asumir que los procesos prácticos

de las ciencias naturales, puedan ser

reemplazados por una animación o un video.

El estudiante puede caer en páginas que no

fortalecen su proceso, debido a la libertad que

se tiene para la navegación.

Puede afectar el trabajo colaborativo, sino hay

roles claros en el grupo de estudiantes.

Las actividades académicas, pueden verse

afectadas por distractores tales como: la

música, videos, redes sociales, entre otros.

Puede desarrollarse el mal hábito de “copiar y

pegar”, debido a la cantidad de información que

se encuentra de un mismo tema.



3.2.4. Enfoque del aprendizaje significativo y su relación en la

enseñanza de las ciencias

La teoría del aprendizaje significativo según Ausubel (1963), es una teoría psicológica que

se desarrolla en el aula, puesto que, se enfatiza en los procesos que el estudiante pone

en juego para aprender. Teniendo en cuenta aspectos relevantes como: la naturaleza de

dicho aprendizaje, el conjunto de condiciones necesarios para que se dé; sus resultados y

posteriormente su evolución. El estudiante realiza un proceso activo de transformar y

estructurar la información, generando un aprendizaje organizado y sistémico, evitando las

simples asociaciones memorísticas (Castillo, Ramírez & González, 2013).

La teoría Ausubeliana, considera que el aprendizaje significativo: “es aquel que conduce

a la creación de estructuras de conocimientos mediante la relación sustantiva entre la

nueva información y las ideas previas de los estudiantes” (Díaz & Hernández, 2002). Es

decir, un estudiante modifica su conocimiento cuando relaciona la información con lo que

ya sabe.

Por lo expuesto anteriormente, Díaz y Hernández (2002), afirman que puede haber

aprendizaje significativo de dos maneras, por un material potencialmente significativo o

porque el estudiante aprenda por repetición debido a la falta de motivación o a su

disposición de realizar el proceso de aprendizaje de otra forma, porque su nivel de nivel

de madurez cognitiva no le permite comprender contenidos de cierto nivel de complejidad.

Es por esto, que de este último aspecto se resaltan dos afirmaciones:

La necesidad que tienen los docentes de aprender sobre los procesos motivacionales

y afectivos de los estudiantes, así, como de disponer de algunas estrategias efectivas

a ser aplicados en clase.

El reconocer los procesos de desarrollo intelectual y capacidades cognitivas en las

diversas etapas del ciclo de vida de los estudiantes.

Teniendo en cuenta lo expresado anteriormente, la existencia de conceptos inclusores en

la estructura cognitiva para la conciliación de nuevos conceptos en los estudiantes, es de

suma importancia, ya que la inclusión comprende dos procesos básicos: uno es la

diferencia progresiva, relacionado con el aprendizaje subordinado; el cual se promueve

cuando a partir de conceptos más generales, se pueden abordar los específicos. Mientras


que, la otra condición es la reconciliación integrada, vinculada al aprendizaje

supraordinado, en la cual dentro de la estructura cognitiva preexisten conceptos más

específicos, debido a esto debe producirse entre estos, una reconciliación integradora, que

permita el surgimiento de un nuevo concepto más general. Este último requiere la

participación activa del individuo, quien debe relacionar las “diversas partes” (Castillo,

Ramírez & González, 2013).

Ahora bien, según Carretero (2005), las ideas previas de los estudiantes, la comprensión

de contenidos, la memorización y funcionalidad de lo aprendido; son factores estructurales

y funcionales, a los cuales se les adiciona un componente que fundamenta y se

retroalimenta en la práctica. Es por esto, que es necesario indagar y enseñarse de

acuerdo al conocimiento previo que adquiere el estudiante a partir de sus experiencias

cotidianas.

Para que el aprendizaje significativo se pueda llevar a cabo, es necesario que el docente

realice actividades problémicas en las cuales el estudiante pueda cuestionar

constantemente sus conceptos previos, y el tratamiento de dichas actividades permitirá

que el estudiante sea capaz de asociar los conocimientos nuevos con hechos, experiencias

y conceptos ya conocidos.

Por lo tanto, en la concepción de la nueva información presentada debe producirse

enriquecimiento de los conocimientos previos, modificación en las estructuras de

pensamiento, nuevas conexiones, relaciones que aseguran la funcionalidad de la

memorización comprensiva de lo aprendido, para finalmente, integrar la información

aprendida a una amplia red de significados que se ha visto modificada, a su vez, por la

inclusión de un nuevo material (Castillo, Ramírez & González, 2013).

3.2.5. El objeto virtual de aprendizaje como herramienta

pedagógica en el aprendizaje significativo

El objeto virtual de aprendizaje (OVA), es considerado una herramienta fundamental dentro

del proceso enseñanza aprendizaje, planteado en el enfoque del aprendizaje significativo

(Castillo, Ramírez & González, 2013).



Este enfoque centra su desarrollo didáctico en el hecho que los estudiantes llegan al

proceso educativo formal con unas ideas previas Ausubel (1963) producto de su

interacción social, sus aprendizajes en los primeros años de vida a lo que Bourdieu (2005),

denomina capital cultural.

Tales ideas o aprendizajes previos son el punto de partida del proceso de aprendizaje, el

cual debe a su vez tener en cuenta la existencia de unas condiciones previas para que

éste se lleve a cabo de manera adecuada. La primera condición denominada “actitud

potencialmente significativa” por parte del estudiante que se refleja en una disposición

interna para esforzarse y establecer relación entre las ideas previas y los nuevos conceptos

de acuerdo con sus estructuras cognitivas (Castillo, Ramírez & González, 2013).

La segunda condición es la presentación por parte del docente de un “material

potencialmente significativo” (Gimeno, S y Pérez, A, 1992),el cual debe caracterizarse por

su sentido, por su lógica conceptual, y por establecer relaciones claras entre los conceptos

(Castillo, Ramírez & González, 2013).

Es aquí donde el OVA se enmarca como un “material potencialmente significativo”, ya que

su diseño e intencionalidad pedagógica, están orientados a que el estudiante establezca

de manera clara las relaciones existentes entre los conceptos presentados.

Adicionalmente, encuentra una jerarquía de conceptos que le permite ir estableciendo la

complejidad de los mismos. A esto, se denomina dentro de la teoría del aprendizaje

significativo como “diferenciación progresiva” El OVA logra conjugar las dos condiciones

anteriormente mencionadas para que se pueda dar un adecuado aprendizaje; por un lado

la actitud potencialmente significativa ya que por ser una herramienta que usa las TIC

encuentra una motivación especial por parte del estudiante y lo contextualiza en un

lenguaje mucho más cercano a su cotidianidad. Igualmente, al ser un “material

potencialmente significativo” desarrolla habilidades para que el estudiante jerarquice los

conceptos y logre relacionarlos (Díaz & Hernández, 2002).

Dadas estas condiciones previas para la existencia de un aprendizaje significativo “se

supondría que este proceso se realiza cuando el estudiante asocia conocimientos nuevos

con los que ya poseía previamente, esto da significado a su aprendizaje, es decir, existe

una intencionalidad por relacionar los nuevos conceptos con los de nivel superior ya

existentes; en ese momento el estudiante da significado a su aprendizaje, lo relaciona con


hechos y objetos conocidos; se puede afirmar incluso que hay una implicación efectiva al

establecer esta relación” (Castillo, Ramírez & González, 2013).

La siguiente ilustración muestra la relación del OVA con el aprendizaje significativo.

Ilustración 3-4 Mapa conceptual sobre la relación del OVA con el aprendizaje significativo.

Fuente: Autor

EL OVA EN LA TEORIA DEL APRENDIZAJE

SIGNFICATIVO

Diferencia

progresiva

Objeto Virtual de

Aprendizaje

OVA

Material potencialmente

significativo

Condiciones para un aprendizaje

significativo

IDEAS PREVIAS

Disposición individual frente al

aprendizaje

PROCESO DE APRENDIZAJE

Conceptos macro o conceptos

micro

Aprehensión de los

conceptos

Aplicación y contextualización de lo

aprendido

Comprensión de

conceptos



3.2.6.Dificultades en la enseñanza – aprendizaje del tema de clases

de reacciones químicas

En relación con las dificultades de la enseñanza de la química, (Gabel, 1999) manifiesta:

“La química es un tema muy complejo como lo muestra la investigación sobre resolución

de problemas y sobre concepciones alternativas […] muchos de los conceptos estudiados

en la química son abstractos son inexplicables sin el uso de analogías o modelos”.

A continuación se presentan los problemas más comunes que han sido referenciados por

otros autores y que son útiles para el contexto de esta investigación:

Tabla 3-3 Análisis de artículos relacionados con el aprendizaje de las Clases de Reacciones

Químicas

PROBLEMA REFERENCIA

BIBLIOGRÁFICA

DESCRIPCIÓN DE LA SITUACIÓN

Diferenciación cambio

físico y químico

(Furió & Domínguez, 2007).

Problemas históricos y

dificultades de los

estudiantes en la

conceptualización de

sustancia y cambio químico.

Enseñanza de las Ciencias.

Vol. 25. N.4. p. 241-258

Dificultades en los estudiantes para

asociar conceptos de propiedad

física y química, lo cual afecta la

comprensión del concepto de cambio

de la materia. Además términos

como la reversibilidad en el cambio

físico no son muy claros de apropiar.

Identificación de los

símbolos utilizados en

las ecuaciones químicas

(Caamaño & Irazoque,

2009). La enseñanza y el

aprendizaje de la

terminología química:

Magnitudes y símbolos.

Educación química. N. 3. p.

46-55

Se observa en los estudiantes

dificultades en el manejo de la

terminología y simbología científica,

no distinguen claramente símbolos

de uso científico con relación a los de

uso común, igualmente se observa

falta de apropiación de lenguaje

científico propio de la químico.

Expresar relaciones en

niveles macroscópicos y

microscópicos

(Muñoz, 2010). La

formación inicial de

profesores de química:

Experiencias del laboratorio

para su enseñanza

Es relativamente fácil para los

estudiantes atribuir propiedades

macroscópicas a las partículas pero

ello conlleva a que no entienden

fácilmente el entendimiento de la

naturaleza de la reacción química.

Dificultad al entender la

ley de la conservación

de la materia

(Kind, 2004). Más allá de las

apariencias. Ideas previas

de los estudiantes sobre

Existe en los estudiantes el concepto,

que la materia no tiene un aspecto

permanente, por ejemplo: Cuando el


conceptos básicos de

química. Aula XXI. p. 59-60

azúcar se disuelve en agua, ellos

deducen que el azúcar deja de existir,

también es confuso para los

estudiantes que toda la materia

pueda tener peso aunque esta no sea

perceptible.

Se cree que se pierde

masa en las reacciones

químicas

(Watkins, 2003). Applying

the reaction table method for

chemical reaction problems

(stoichiometry and

equilibrium). Journal of

Chemical Education. vol. 80,

N. 6. p. 658-661

Con frecuencia se olvida por parte de

los docentes que el lenguaje

científico usado para describir

fenómenos químicos, no es

comprensible para los estudiantes,

por lo cual conceptos como la

transformación de la materia, no

implica pérdida de masa.

Falta de apropiación y

trabajo experimental

(Cataldi, Chiarenza,

Dominighini, Donnamaría &

Lage, 2010). TIC en la

enseñanza de la química.

Propuesta para selección

del Laboratorio. Workshop

de Investigadores en

Ciencias de la Computación.

p. 720-724

No existe la cultura de confrontar la

explicación teórica con las prácticas

de laboratorio, por factores como

disponibilidad de espacios y tiempos

o temores frente al trabajo de

laboratorio. Adicionalmente, cuando

se realizan prácticas estas se

desarrollan utilizando un método

conductista que no posibilítala

reflexión por parte de los estudiantes.

Dificultad al diferenciar

clases de reacciones

químicas

(Furio, 2014)(Raviolo,

Garritz Sosa, 2011).

Sustancia y reacción

química como conceptos

centrales en química. Una

discusión conceptual,

histórica y didáctica. Eureka

sobre enseñanza y

divulgación de las ciencias.

N. 8. p. 240-254

Es común introducir el tema de la

simbología química sin antes

aproximar a las ideas y conceptos

que subyacen en ella, favoreciendo

un aprendizaje memorístico. Al no

existir esta claridad conceptual

difícilmente un estudiante puede

diferenciar el tipo de reacción

química que se le plantea.

Contextualizar las clases

de reacciones químicas

con la vida cotidiana

(Caamaño, 2011). Enseñar

química la

contextualización, la

indagación y la modelación.

Alambique. N. 69. p. 21-34

Se presentan dificultades para que

los estudiantes relacionen las

reacciones químicas con su vida

cotidiana y por ende un desinterés

para hallar la utilidad que estas

puedan tener en el mejoramiento de

su entorno personal y social.



3.3. Componente disciplinar

Para el estudio de las reacciones químicas es necesario acudir a algunos conceptos

previos tales como las propiedades y los comportamientos de las sustancias químicas, que

a su vez se interpretan a través de las transformaciones y pueden ser perceptibles de modo

directo o indirecto, dadas sus cualidades; estas transformaciones surgen cuando las

sustancias se mezclan o interactúan como combinaciones para formar nuevas sustancias

en contextos específicos. Por esto, es importante tener claro que la reacción química es

el cambio químico, que se representa mediante una expresión denominada ecuación

química. El estudio de las reacciones requiere igualmente abordar temas como la

simbología química, el manejo de la tabla periódica y la clasificación de los elementos

(Alzate, 2006).

Teniendo en cuenta lo anterior, el trabajo se enfocará en la identificación de las clases de

reacciones químicas que se presentan cotidianamente y la forma adecuada de

representarlas por medio de las ecuaciones químicas.

3.3.1. Propiedades de la materia

Una sustancia puede diferenciarse de otra por sus cualidades o propiedades, las cuales

permiten reconocer las diferentes clases de materia que existe. Las propiedades de la

materia pueden ser físicas o químicas.

3.3.1.1. Propiedades físicas

Son aquellas propiedades que se pueden observar o medir sin cambiar la identidad

composición de la sustancia. En muchas ocasiones estas dependen de las condiciones a

las que son medidas. Un ejemplo, puede ser la masa o la temperatura de una muestra de

agua (Atkins, 2006).

Según Umland (2000), las propiedades donde no intervienen cambios de sustancias en

otras sustancias se llaman propiedades físicas.


3.3.1.2. Propiedades químicas

Son las propiedades exhibidas por la materia cuando sufren cambios en su composición,

están directamente relacionadas con las clases de cambios químicos que sufren las

sustancias. Un ejemplo, es la propiedad química del gas hidrógeno para reaccionar con el

oxígeno (se quema), para producir agua (Whitten, 1998).

Según Atkins (2006), Las propiedades químicas se refieren a la capacidad que tiene una

sustancia para transformarse en otra.

La siguiente ilustración muestra algunas de las propiedades físicas y químicas de la

materia.

Ilustración 3-5 Propiedades físicas y químicas de la materia (Atkins, 2006).

Las propiedades de la materia pueden clasificarse según la cantidad de sustancia

presente.

Es así como las propiedades extensivas dependen de la cantidad del material que se

examine o estudie, como por ejemplo el volumen y la masa.



Las propiedades intensivas son independientes de la cantidad de material, como es el color

o el punto de fusión (Whitten, 1998).

3.3.2. Cambios de la materia

Los cambios que sufre la materia van acompañados de energía, la cual puede ser

absorbida o liberada en estos procesos. Estos cambios en muchos casos son inducidos

para extraer parte de su energía (Whitten, 1998). Se pueden clasificar en:

3.3.2.1. Cambios físicos

Son aquellos en los que ninguna sustancia se transforma en otra diferente. No hay

alteración alguna en la composición química de la sustancia, sino simplemente un cambio

en el estado o las dimensiones físicas (Whitten, 1998). Estos cambios no son permanentes,

ya que mediante un cambio en las condiciones externas de la sustancia, esta puede volver

al estado inicial del sistema. Como por ejemplo doblar una hoja, o cuando una sustancia

pasa del estado líquido a sólido o a gaseoso. Aunque el hielo y el vapor del agua tienen

algunas propiedades diferentes, ambos son muestras de agua que reaccionan

químicamente igual (Garritz, 2005).

Otras de las características de los cambios físicos es el denominado cambio de estado o

de fase, en el cual se presentan variaciones de presión y/o temperatura de una sustancia,

generalmente acompañada de la absorción o emisión de calor, así como un cambio de

volumen y densidad; sin afectar la composición de la misma (Sears, 2004). También está

determinado por la interacción entre la energía cinética y las fuerzas intermoleculares.

Cuando aumenta la temperatura también se incrementa la energía cinética, que puede

sobrepasar las atracciones. Por el contrario, se unen más las partículas cuando la

temperatura disminuye, trayendo como consecuencia el movimiento lento de las partículas

(Atkins, 2006). Algunos de las clases de cambios de estado que se presentan son:


Tabla 3-4 Cambios de estado. (Atkins, 2006)

El siguiente esquema ilustra algunos de dichos cambios.

Ilustración 3-6 Cambios de estado de la materia. Tomada de: https://encrypted-

tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcR7oHdRrn5am1g7vhSAPsOLefTkWxzaa_Q1ZarO62Lvr7

sR839p

CAMBIO DE

ESTADO CARACTERÍSTICAS EJEMPLO

Fusión Es el paso de sólido a líquido, se produce por la

acción del calor.

Solidificación Es el paso de estado líquido a sólido, por la

disminución de la temperatura.

Ebullición-

Evaporación

Es una transición de fase, entre líquido y gas.

Cuando se produce en toda la masa del líquido se

habla de ebullición, debido al aumento de la

temperatura o disminución de la presión. Cuando

se produce solamente en la superficie del líquido y

se produce a cualquier temperatura es vaporación.

Condensación

Es el paso del estado gaseoso al líquido. Se

produce por la disminución de la temperatura o

aumento de la presión, también se puede dar por la

variación de los dos factores.

Sublimación Es el paso del estado sólido a gaseoso, sin pasar

por el estado líquido.

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcR7oHdRrn5am1g7vhSAPsOLefTkWxzaa_Q1ZarO62Lvr7sR839p





3.3.2.2. Cambios químicos

Cuando se da la interacción a nivel atómico comienza una redistribución de los electrones,

generando una transformación profunda en las propiedades de las sustancias, cambiando

a otras que tienen diferentes composiciones y propiedades (Timberlake, 2008). Se

necesita una o más sustancias, formándose una nueva sustancia con naturaleza y

propiedades diferentes, en este proceso se puede absorber o liberar energía.

Un cambio químico se da cuando una clase de materia se transforma en otra a través de

una reacción química. Por ejemplo el hierro Fe, reacciona con el oxígeno O2, para formar

herrumbre u óxido de hierro (III) Fe2O3. Se concluye como cambio químico porque las

características de la sustancia que se forma son totalmente diferentes a las de las

sustancias iniciales (Garritz, 2005).

También (Rico, 2011) define un “cambio químico como la transformación de la estructura

atómico-molecular de una sustancia. Un ejemplo, es el caso de la combustión del metano,

produciendo dióxido de carbono y vapor de agua”.

Se puede manifestar un cambio químico “cuando se presenta la formación de un gas o un

sólido, un cambio de coloración o un cambio de temperatura lo que indica que hay

absorción de calor” (Whitten, 1998).

Se pueden mencionar algunas de las claves o evidencias que suceden cuando se presenta

un cambio químico. Como por ejemplo: El cambio de color, cambios de temperatura,

formación de gases (burbujas), formación de precipitados, entre otras.


A continuación se muestran algunas situaciones cotidianas, donde se evidencian cambios

químicos.

Ilustración 3-7 Cambios químicos de la materia. Tomado de: (Atkins, 2006)

FERMENTACIÓN

COMBUSTIÓN

DIGESTIÓN

OXIDACIÓN

PUTREFACCIÓN

RESPIRACIÓN

3.3.3. Leyes fundamentales de la materia

3.3.3.1. Ley de la conservación de la materia

Fue enunciada por Lavoisier en 1785, quien se encargó de confirmarla y generalizarla de

la siguiente manera: “No hay cambio observable en la cantidad de materia durante una

reacción química o una transformación física” (Whitten, 1998).

Según (Malone, 2007) Los cambios químicos se basan en la Ley de la conservación de la

materia, que establece “que la materia no se crea ni se destruye en una reacción química”.

3.3.3.2. Ley de la Ley de las proporciones definidas.

Una vez que fue establecido el concepto de átomos y moléculas, pudieron comprenderse

las razones de estas diferencias en las propiedades: “dos compuestos difieren entre sí a

causa de que sus moléculas son diferentes”. Por lo tanto, diferentes muestras puras de un

compuesto siempre contienen los mismos elementos en las mismas proporciones en



masa; esto corresponde a átomos de estos elementos combinados en una relación

numérica fija” (Whitten, 1998).

3.3.4. Reacciones químicas

La reacción química es una transformación que sufre la materia produciendo cambios en

unas sustancias para obtener otras diferentes. Para que se lleve a cabo este proceso es

necesario partir de unas sustancias en estado inicial llamadas reactivos, obteniendo otras

diferentes conocidas como productos (Atkins, 2006).

Cuando ocurre un cambio químico, el fenómeno puede expresarse a través de una

ecuación química, las cuales son ilustraciones simbolicas y ordenadas de los elementos o

compuestos que reaccionan entre sí, conocidos como reactantes y las sustancias que han

resultado como consecuencia de dicha reacción, son llamadas productos; los reactantes

se ubican a la izquierda y los productos a la derecha, separadas por una flecha, eta ultima

indica transformación (Whitten, 1998).

Para que se de una reaccion quimica es necesario que las sustancias iniciales o reactivos

se encuentren en condiciones favoralbles u óptimas. Por lo tanto se puede expresar que

una reacción química, es el proceso mediante el cual unas sustancias se convierten en

otras (Contreras, 2004).

En las reacciones químicas, se produce un reordenamiento de los átomos, sin embargo

estos no se crean, ni se destruyen, lo que comprueba y cumple la “ley de la conservación

de la masa” de Lavoisier. En una ecuación química debe haber el mismo número de

átomos de un elemento en los dos lados de la flecha (Cañas, 2001).

Para comprender las caracteristicas de una reaccion quimica, es necesario identificar las

estructuras de los reactivos y productos; las condiciones en las que se producirá la

reacción y la representación gráfica de las mismas.

3.3.4.1. Simbología y ecuación química

La simbología es la representación de la reacción química, donde se emplean unos

símbolos o fórmulas que expresan los reactivos o reactantes y los productos formados


después de la transformación. La siguiente tabla muestra las fórmulas utilizadas al

expresar una ecuación química.

Tabla 3-5 Símbolos usados en las ecuaciones químicas (Whitten, 1998)

REACTIVOS Y PRODUCTOS

SÍMBOLO SIGNIFICADO

+ Se lee “mas”. Usado entre dos fórmulas e indica que las sustancias se combinan

cuando actúan como reactantes.

(g) Estado gaseoso

(s) Estado sólido

(l) Estado líquido

(ac) Acuoso (en solución o disuelto en agua)

Producto sólido. Forma precipitado.

Producto gaseoso.

Existen condiciones para expresar la reacción química las cuales se pueden evidenciar

en la siguiente tabla.

Tabla 3-6 Condiciones para que las reacciones se lleven a cabo (Rico, 2011)

SIMBOLO SIGNIFICADO

Indica el resultado de la reacción. Se lee “produce”.

Reacción reversible. Indica que, en la reacción, los productos pueden transformarse

en reactivos< el resultado final es una mezcla de productos y reactivos.

Indica que los reactivos se someten a calentamiento.

Atm Señala la presión (en atmósferas) a la cual se lleva a cabo la reacción.

°C Señala la temperatura (en grados Celsius), a la cual se lleva a cabo la reacción.

Pd Presencia de un catalizador. Formula o símbolo de un elemento que se ha

“adicionado” para modificar la velocidad de la reacción.



A continuación se muestra un ejemplo que permite identifcar las partes de una ecuación

química:

Ilustración 3-8 Representación de una ecuación química. Fuente: Autor

3.3.4.2. Tipos de reacciones químicas

Las reacciones químicas se pueden clasificar según el número de fases implicadas, en

reacciones homogéneas y heterogéneas. Una reacción es homogénea si se realiza en

una fase y es heterogénea si requiere por lo menos la presencia de dos fases para que se

pueda llevar a cabo. En esta clasificación se entiende por fase, un sistema en el cual existe

homogeneidad de temperatura, presión y composición (Izquierdo, Tejero, Iborra, Cunill &

Fité, 2004).

Estos dos tipos de reacciones se pueden subdividir en catalizadas y no catalizadas. La

siguiente tabla muestra un esquema de clasificación de ellas.

Tabla 3-7 Tipos de reacciones químicas. Tomada. (Izquierdo, Tejero, Iborra, Cunill & Fité, 2004)

REACCIONES NO CATALIZADAS CATALIZADAS

HOMOGÉNEAS La mayor parte de reacciones en

fase gaseosa.

La mayor parte de reacciones en

fase líquida.

HETEROGÉNEAS Tostación de minerales.

Combustión de sólidos.

Reacciones de neutralización gas-

solidos.

Absorción gas-liquido con reacción

química.

Síntesis de amoniaco

Craqueo de naftas

Síntesis de éteres a partir de

alcoholes y olefinas.


3.3.4.3. Clases de reacciones químicas

Existen dos grandes grupos de clasificación de las reacciones químicas. Las primeras son

reacciones iónicas en disolución, las cuales han estado relacionadas con la química

inorgánica y para su interpretación son necesarios conceptos de termodinámica. Mientras

que las segundas son conocidas como moleculares, están ligadas a la química orgánica y

es indispensable tener conocimientos de cinética para su interpretación. No obstante, las

dos clases de reacciones pueden participar indiscriminadamente en la química inorgánica

y orgánica (Gutiérrez, 1985).

Es importante enfocar esta investigación en las reacciones en disolución acuosa, puesto

que gran parte de las reacciones inorgánicas son de este tipo, debido a que el agua como

disolvente presenta una característica que radica en su poder ionizante, y la mayoría de

compuestos inorgánicos tienen la capacidad de ionizarse, formando iones metálicos

(Gutiérrez, 1985). Además, el agua tiene una alta constante dieléctrica, por lo tanto puede

disolver un gran número de sustancias iónicas.

Las reacciones inorgánicas se pueden clasificar teniendo en cuenta: La naturaleza de la

reacción y los cambios energéticos que presente.

3.3.4.3.1 Según la naturaleza de la reacción

3.3.4.3.1.1 Reacciones de síntesis o combinación

Son aquellas donde se combinan sustancias (elementos o compuesto), para formar una

nueva más compleja (Contreras, 2004).

Un ejemplo para representar las reacciones por combinación, puede ser (Cañas, 2001).

3.3.4.3.1.2 Reacciones de descomposición

Son aquellas en las que una sustancia (compuesto), se desdobla en dos sustancias

diferentes y más simples (Contreras, 2004).

X + Y XY

SO3 (g) + H2O (l) H2SO4 (ac)



Un ejemplo para representar las reacciones de descomposición, puede ser (Cañas, 2001).

3.3.4.3.1.3 Reacciones de desplazamiento simple

Son aquellas en las cuales un elemento sustituye a otro en una molécula. Ocurriendo un

intercambio de cationes (Contreras, 2004).

Un ejemplo para representar las reacciones de desplazamiento simple, puede ser(Cañas,

2001).

3.3.4.3.1.4 Reacciones de desplazamiento doble

Son aquellas en las cuales dos compuestos reaccionan para formar dos nuevos

compuestos, sin que ocurra cambio en el número de oxidación de los elementos. (Hay

intercambio de cationes) (Contreras, 2004).

W + XY WY + X

2KClO3 (S) 2KCl(S) + 3O2 (g)

X Y X + Y

Zn(S) + CuCl2 (S) ZnCl2 (S) + Cu(s)

WY + HJ WJ + HY


Un ejemplo para representar las reacciones de desplazamiento doble, puede ser (Cañas,

2001).

3.3.4.3.1.5 Reacciones de neutralización

Es el proceso químico en que un ácido reacciona con una base para dar una sal y agua

(Contreras, 2004).

Un ejemplo para representar las reacciones de neutralización, puede ser (Cañas, 2001).

3.3.4.3.2Según los cambios energéticos

3.3.4.3.2.1 Reacciones exotérmicas

Son aquellas reacciones donde se libera calor. Normalmente necesitan un pequeño aporte

inicial de energía para producirse, aporte que puede ser suministrado por una pequeña

llama o una chispa eléctrica.

Una vez iniciada la reacción, la cantidad de energía que se desprende es muy superior a

la que se suministró al comienzo de la reacción (Contreras, 2004).

Un ejemplo para representar las reacciones exotérmicas, puede ser (Cañas, 2001).

AgNO3 (ac) + NaCl (ac) AgCl (S) + NaNO3 (ac)

NaOH (ac) + HCl (ac) NaCl (ac) + H2O (ac)

WY + HJ WJ + YH

2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (l) + 132 kcal



3.3.4.3.2.2 Reacciones endotérmicas

Es necesario suministrar energía al sistema de reacción para hacer que ocurran las

transformaciones químicas.

Lo que significa que la energía de las moléculas de los productos es mayor que la energía

de las moléculas de los reactivos (Contreras, 2004).

Un ejemplo para representar las reacciones endotérmicas, puede ser (Cañas, 2001).

2H2 (g) + I2(g) + 12,4 kcal 2HI (g)

4. Metodología

El siguiente esquema muestra las diferentes etapas utilizadas para el desarrollo del

presente trabajo.

Ilustración 4-1 Diagrama de Metodología. Fuente: Autor



4.1. Etapas de la metodología

La metodología para el diseño, elaboración y evaluación del Objeto Virtual de Aprendizaje

(OVA) sobre clases de Reacciones Químicas, se basa en una investigación descriptiva con

enfoque cualitativo.

4.1.1. Descripción del enfoque

La metodología aplicada para el presente trabajo de investigación será del tipo descriptivo

cualitativo, enfoque utilizado debido a que se adapta con el problema planteado según

describen Hernández, Fernández y Baptista (2003).

4.1.2 Revisión y fundamentación.

Esta etapa consiste en la revisión bibliográfica de fuentes secundarias y de los aspectos

relacionados con la teoría del aprendizaje significativo, ya que es el enfoque teórico sobre

el cual se fundamenta el diseño y aplicación del Objeto Virtual de Aprendizaje (OVA).

Una vez hecha la revisión del fundamento epistemológico se aborda la temática disciplinar

de las reacciones químicas, y por último los principios claves del Objeto Virtual de

Aprendizaje (OVA), como herramienta didáctica.

4.1.2.Formulación y problema.

Al abordar el tema de ecuaciones y reacciones químicas, los estudiantes de grado décimo

desarrollaron una serie de actividades que evidenciaron apatía, desinterés, resultados muy

bajos y escaso dominio de los conceptos básicos que necesitan para dar inicio al mismo.

Por esta razón, se busca dar solución a dicha situación y generar en los estudiantes el

interés y la aprehensión de dichos conceptos.

4. Metodología 43

4.1.3. Análisis.

Para la elaboración de la propuesta se tienen en cuenta los siguientes parámetros

Tabla 4-1 Aspectos para el diseño del OVA. Fuente: Autor

ASPECTO PROPUESTA DEL OVA DE REACCIONES QUÍMICAS

Población objeto Estudiantes Colegio Eduardo Santos IED, estratos 1,2 y

3. Ubicado en la localidad 14 de Los Mártires.

Objetivos de aprendizaje Identificar las clases de reacciones químicas que se

pueden presentar en la vida cotidiana.

Comprender las diferencias entre cambios químico y

reacción química.

Interpretar la simbología que conforma una ecuación

química.

Estrategias de aprendizaje

Actividades de aplicación, laboratorios virtuales

(simulaciones), situaciones problema, mapas

conceptuales, esquemas, ejemplificación de cada uno de

los conceptos.

Modelos de evaluación Resolución de ejercicios, construcción de significados por

medio del análisis algunas situaciones caso.

Actividades del Aprendizaje Ejercicios donde el estudiante a partir de situaciones

cotidianas, pueda indagar, reforzar y consolidar su

aprendizaje partiendo siempre de los conceptos previos.

Medios de comunicación Utilizando gráficos claros, información concisa y puntual,

animaciones, laboratorios virtuales, y las herramientas

necesarias para la aplicación de las TIC.

4.1.4. Diseño del OVA: Ingeniería

En esta etapa se describen los procesos llevados a cabo para la elaboración del Objeto

Virtual de Aprendizaje (OVA).

4.1.3.1 Desarrollo de contenido

Los contenidos se desarrollaron utilizando un lenguaje apropiado para el nivel de los

estudiantes que harán uso de esta herramienta. Los contenidos buscan afianzar el

desarrollo de habilidades y competencias básicas propias del área de las ciencias

naturales. Los contenidos básicos que se trabajaron a través del OVA fueron:



Tabla 4-2 Competencias y estándares utilizados en el aprendizaje de las reacciones químicas.

CONTENIDOS

COGNITIVOS

Saber

PROCEDIMENTALES

Saber hacer

ACTITUDINALES

Saber ser

Identificar los diferentes

cambios químicos que

presenta la materia.

Comprender las

diferencias entre

cambios químico y

reacción química.

Interpretar la simbología

que conforma una

ecuación química.

Representar las

reacciones químicas a

través de ecuaciones

simples.

Comparar cambios

físicos y químicos de la

materia.

Clasificar las diferentes

reacciones químicas

inorgánicas

Identificar algunos de los

factores que pueden

afectar las reacciones

químicas.

Reconocer la

importancia de las

reacciones químicas en

situaciones cotidianas.

Desarrollar hábitos de

pensamiento científico sobre

los factores que afectan las

reacciones químicas.

Generar en los estudiantes

el interés y motivación por el

pensamiento científico.

Utilizar eficientemente el

tiempo disponible en clase y

en casa, para desarrollar

satisfactoriamente la

propuesta pedagógica.

4.1.3.2 Diseño gráfico y computacional

El diseño final del OVA priorizó el uso de herramientas accequibles y de fácil manejo de

tal manera que los estudiantes estuvieran familiarizados con estos elementos. Otros

elementos que se tuvieron en cuenta fueron la interactividad y la navegabilidad, lo cual

facilita la interacción entre el estudiante y el recurso tecnológico.

4.1.4 Aplicación

Una vez diseñado el OVA se procedió con la fase de aplicación de esta herramienta.

4.1.4.1 Población objeto

La población objeto seleccionada consta de dos grupos piloto de estudiantes de grado

décimo (1001 y 1002) de la Colegio Eduardo Santos IED.

4. Metodología 45

Se escogieron estos dos grupos para obtener comparativos de las ventajas didácticas y de

aprendizaje que se quieren visualizar con la aplicación del OVA.

Tabla 4-3 Población estudio. Estudiantes grado décimo Colegio Eduardo Santos I.E.D.

GRUPO 1

Estudiantes de grado décimo que, a pesar de haber visto el tema mediante

la metodología tradicional de enseñanza, no tendrá acompañamiento del

docente durante el uso del OVA

GRUPO 2

Estudiantes de grado décimo que ya han visto el tema y tendrán

acompañamiento del docente durante el uso del OVA.

4.1.4.2 Distribución del curso

Para la aplicación del OVA se diseñó un curso teniendo en cuenta los dos grupos pilotos

en los que se implementó el OVA.

GRUPO 1: Con este grupo se aplica el OVA en una sesión de dos horas.

GRUPO 2: Con este grupo se realizó teniendo en cuenta el siguiente protocolo:

Tabla 4-4 Distribución y desarrollo del curso sobre clase de reacciones químicas

SESIONES ACTIVIDAD OBJETIVO DURACIÓN

1

Diagnostico

(Guía)

Establecer los pre-conceptos que

tienen los estudiantes frente al

tema de cambios de la materia.

1 hora

2 Socialización

Resolver la guía diagnostica,

identificando los conceptos previos

frente a las reacciones químicas.

2 horas

3

Trabajo en clase.

Introducción al OVA

Desarrollar la primera unidad del

OVA, trabajo en grupos para

resolver las actividades 1 a 5.

2 horas

4 Trabajo extra clase Desarrollar las actividades 6 a 9 1 hora

5 Clase explicativa Identificar las ecuaciones químicas

y la simbología. 1 hora

6 Trabajo individual

OVA Desarrollar las actividades 10 y 11 1 hora



7 y 8

Introducción y

explicación

(Video): Clases de

reacciones químicas

Explicar y contextualizar las clases

de reacciones químicas que se

encuentran presentes en la vida

cotidiana.

2 horas

9 y 10

Taller de aplicación:

Clases de reacciones

químicas

Afianzar los aprendizajes teóricos

dados en clase a través de

ejercicios de aplicación.

2 horas

11 Trabajo extra clase Desarrollar actividades 12 y 13 1 hora

12 Mapa de navegación

OVA

Explicar mapa de navegación y

desarrollar actividad 14 1 hora

13 Y 14 Trabajo extra clase Desarrollar actividades 15 a 21 2 horas

4.1.5 Guía del manejo de OVA para el docente

El manejo y aplicación del presente OVA, permitirá a los docentes orientar el tema de las

clases de reacciones químicas de acuerdo con las necesidades de la población objeto,

utilizando la herramienta como apoyo, para fortalecer el proceso de enseñanza –

aprendizaje de los estudiantes.

4.1.5.1 Estructura del OVA

El curso se encuentra organizado teniendo en cuenta los siguientes enlaces:

Ilustración 4-2 Distribución y desarrollo del curso sobre clase de reacciones químicas

4. Metodología 47

4.1.5.2 Contenidos

Las diferentes presentaciones que se muestran a continuación, hacen parte de la

presentación y diseño del OVA, en donde se evidenciarán algunas de las fases que se

mostraron en el esquema anterior.

La primera parte muestra la bienvenida que se dará al iniciar el curso.

Ilustración 4-3 Bienvenida al curso de clases de reacciones químicas.

Luego, se encontrará la metodología, objetivos del curso y el mapa de navegación, donde

se mostrarán las cuatro unidades en las que está dividido el OVA.

La parte epistemológica permitirá por medio de un video recordar la importancia que han

tenido las reacciones químicas durante el desarrollo de la ciencia y la humanidad. Se

puede observar el video en el siguiente link: http://youtu.be/BllZEmrDAyE

http://youtu.be/BllZEmrDAyE



Cada unidad presenta una breve explicación de la temática presentada, actividades de

aplicación que pueden ser juegos, laboratorios o simulaciones. Es importante mencionar

que las actividades permiten identificar el avance que va desarrollando el estudiante

durante el recorrido del OVA, ya que cada unidad será prerrequisito para continuar a la

siguiente. A continuación se muestran algunas imágenes que se encuentran en el objeto

virtual.

Ilustración 4-4 Desarrollo de los contenidos.

4. Metodología 49

Ilustración 4-5 Actividades a desarrollar

Ilustración 4-6 Juegos

Ilustración 4-7 Laboratorios y simulaciones



El objeto virtual de aprendizaje se encontrará alojado en el repositorio de Objetos virtuales

de la Universidad Nacional de Colombia, el cual estará disponible en el siguiente link:

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/mtria_ensenanza/reacciones/index.html

4.1.6 Evaluación

Para la evaluación del objeto virtual de aprendizaje (OVA), se proponen tener en cuenta

los siguientes aspectos. (Fernández- Pampillón, Dominguez & De Armas, 2012)

En la siguiente tabla se muestran los objetivos y criterios de evaluación para el OVA.

Tabla 4-5. Criterios de evaluación del OVA

COMPONENTE PEDAGÓGICO -

DIDÁCTICO

DISEÑO -

TECNOLÓGICO

INTERACTIVIDAD

OBJETIVO Evaluará los

conceptos y

competencia básicos

sobre el tema de

Clases de Reacciones

Químicas alcanzadas

por los estudiantes.

En este aspecto se

evaluará: Presentación

estética del OVA,

claridad del lenguaje,

duración de las

actividades, exceso o

ausencia de

información, colores y

tamaño de la letra.

Se evaluará aspectos

como la navegabilidad,

funcionalidad de los

hipervínculos y

dispositivos del OVA.

CRITERIOS Objetivos,

coherencia y

didáctica.

Calidad de los

contenidos.

Capacidad de

generar reflexión,

crítica e innovación.

Formato y diseño.

Motivación.

Interoperabilidad.

Interactividad y

adaptabilidad.

Usabilidad.

Accesibilidad.

Reusabilidad.

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/mtria_ensenanza/reacciones/index.html

5. Conclusiones y recomendaciones

5.1. Conclusiones

Esta propuesta surgió con el propósito de fortalecer los procesos de enseñanza –

aprendizaje de los estudiantes de grado décimo en el tema de las Clases de reacciones

químicas, generando así, transversalidad entre los estándares y competencias del plan de

estudios de ciencias y herramientas tecnológicas como los objetos virtuales de aprendizaje

(OVA).

El OVA le permite al estudiante profundizar y apropiarse de conceptos previos tales como

propiedades, cambios de estado y comportamiento de las sustancias químicas, temáticas

indispensables para la comprensión y entendimiento de las Clases de reacciones

químicas.

Se pretende además que el docente tenga una gama amplia de herramientas que mejoren

sus procesos de enseñanza. Es así como el uso del OVA, permite afianzar los procesos

contemplados en la teoría del aprendizaje significativo, puesto que la presentación de

contenidos de manera lúdica, agradable, llamativa e innovadora, generan en el estudiante

el interés y motivación del conocimiento optimizando su aprendizaje.

De igual manera, involucrar las TIC dentro del aula genera en el docente la necesidad de

capacitarse de forma permanente y de adquirir las competencias necesarias para el

manejo, diseño y desarrollo de este recurso tecnológico, haciendo eficaz y eficiente el

proceso de aprendizaje en los estudiantes.



5.2. Recomendaciones

Se recomienda aplicar y evaluar el objeto virtual de aprendizaje en el desarrollo del tema

de Clases de Reacciones Químicas, teniendo en cuenta que no era un objetivo principal

de esta propuesta.

Como segunda recomendación es importante evaluar su utilidad y navegabilidad para

identificar si las actividades propuestas facilitan los procesos de aprendizaje.

Es necesario contar con el apoyo y seguimiento del docente en la utilización del recurso

tecnológico por parte de los estudiantes, ya que esta herramienta no reemplaza el trabajo

del docente, sino que fortalece su labor.

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