Revisión de los conceptos de calor y temperatura y elaboración de ...

TRABAJO FIN DE ESTUDIOS

Revisión de los conceptos de calor y temperatura yelaboración de una estrategia didáctica en la

Educación Secundaria

Lara Orcos Palma

MÁSTER UNIVERSITARIO EN PROFESORADO DE ESO, BACHILLERATO, FPY ENSEÑANZA DE IDIOMAS

Tutor: Rodrigo Martínez RuizFacultad de Letras y de la Educación

Curso 2011-2012

FÍSICA Y QUÍMICA

© El autor© Universidad de La Rioja, Servicio de Publicaciones, 2012

publicaciones.unirioja.esE-mail: [email protected]

Revisión de los conceptos de calor y temperatura y elaboración de unaestrategia didáctica en la Educación Secundaria, trabajo fin de estudios

de Lara Orcos Palma, dirigido por Rodrigo Martínez Ruiz (publicado por la Universidad deLa Rioja), se difunde bajo una Licencia

Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 3.0 Unported.Permisos que vayan más allá de lo cubierto por esta licencia pueden solicitarse a los

titulares del copyright.

Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y

Elaboración de una Estrategia Didáctica en la

Educación Secundaria LARA ORCOS PALMA

TRABAJO FIN DE MÁSTER DE FORMACIÓN DE PROFESORADO: FÍSICA Y QUÍMICA

07/06/2012

Revisión de los Conceptos de Calor y Temperatura y Elaboración de una Estrategia Didáctica en la Educación Secundaria

2

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………………………………………3

2. RESUMEN DE LAS ASIGNATURAS TEÓRICAS DEL MÁSTER…………………………………4-16

2.1. PROCESO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE………………………………………………………7-9

2.2. TEORÍAS DEL APRENDIZAJE…………………………………………………………………………9-14

2.2.1. Teoría Conductista…………………………………………………………………………………….10-11

2.2.2. Teoría Cognitiva…………………………………………………………………………………………11-12

2.2.3. Teoría Constructivista………………………………………………………………………………..12-14

2.3. OPINIÓN PERSONAL………………………………………………………………………………….14-16

3. RESUMEN DE LAS PRÁCTICAS DEL MÁSTER……………………………………………………..16-49

3.1. CONTEXTO GENERAL DEL CENTRO……………………………………………………………16-17

3.2. CARACTERISTICAS DEL CENTRO……………………………………………………………………..18

3.3. EQUIPAMIENTO DEL CENTRO……………………………………………………………………18-19

3.3.1. Recursos humanos………………………………………………………………………………………….18

3.3.2. Recursos materiales…………………………………………………………………………………..18-19

3.4. NIVEL SOCIOCULTURAL DEL ALUMNADO………………………………………………….19-20

3.5. GRUPOS CLASE………………………………………………………………………………….........20-27

3.5.1. Características psicopedagógicas……………………………………………………………….20-23

3.5.2. Características psicosociales……………………………………………………………………...23-25

3.5.3. Proceso de enseñanza-Aprendizaje………………………………………………………….25-27

3.6. RESUMEN DE LAS ACTIVIDADES REALIZADAS…............................................27-30

3.7. UNIDAD DIDÁCTICA CALOR Y TEMPERATURA: FÍSICA

Y QUÍMICA 4º E.S.O…………………………………………………………………………………………30-48

3.7.1. Introducción……………………………………………………………………………………...........21-23

3.7.2. Competencias Básicas……………………………………………………………………............23-25

3.7.3. Objetivos Generales………………………………………………………………………...........25-26

3.7.4. Objetivos de Aprendizaje………………………………………………………………...........26-28

3.7.5. Contenidos……………………………………………………………………………………............28-29

3.7.6. Actividades de Enseñanza-Aprendizaje…………………………………………...........29-35

3.7.7. Criterios de Calificación………………………………………………………………………............35

3.7.8. Recursos y TICs………………………………………………………………………………...........35-36

3.7.9. Atención a la Diversidad…………………………………………………………………...........36-39

3.7.10. Autoevaluación de la Unidad Didáctica…………………………………………..........39-40

3.8. OPINIÓN PERSONAL……………........................................................................48-49

4. PROYECTO DE INNOVACIÓN: REVISIÓN DE LAS CONCEPCIONES

ALTERNATIVAS SOBRE CALOR Y TEMPERATURA EN LA EDUCACIÓN

SECUNDARIA………………………………………………………………………………………...................50-73

5. BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………….............................................73-75

6. ANEXOS…………………………………………………………………………………………..................76-86


3

1. INTRODUCCIÓN

El Trabajo Fin de Máster es un documento que recoge el trabajo realizado

durante todo el curso académico. Es el compendio y reflejo de todas las competencias,

incluidas las Prácticas en el Centro de Secundaria, adquiridas en el Máster así como

una reflexión sobre las mismas. Sirve para mostrar la adquisición de las competencias

profesionales por parte del estudiante, y está orientado a la evaluación global de las

competencias asociadas a su especialización.

Para llevar a cabo el análisis de la parte teórica del máster se analizan los

procesos de enseñanza-aprendizaje de las materias generales y de la especialidad.

Asimismo se estudian los principios de las Teorías del Aprendizaje y se incluye una

opinión personal.

La segunda parte del trabajo se basa en un resumen de las prácticas del Máster.

Para ello se analiza el contexto, características y funcionamiento del centro, así como

las características del alumnado y lleva a cabo la explicación de las actividades

realizadas. Se expone una de las Unidades Didácticas impartidas durante la realización

de las prácticas docentes que tiene relación con el proyecto de Innovación y se incluye

una opinión personal.

Por último se incluye el Proyecto de Innovación aplicado a la Unidad Didáctica

desarrollada.


4

2. RESUMEN DE LAS ASIGNATURAS TEÓRICAS DEL MÁSTER

El Máster de Formación de Profesorado tiene como objetivo formar y preparar

a futuros docentes. Está estructurado en dos bloques, por un lado las clases teóricas y

por otro el periodo de prácticas. Las clases teóricas se estructuran de la siguiente

manera:

Asignaturas comunes:

• Aprendizaje y Desarrollo de la Personalidad: Se estudian los fundamentos del

desarrollo y el aprendizaje humano a partir de las teorías de autores

importantes como Piaget, Vigotsky… A su vez, se tratan los enfoques en la

Psicología del desarrollo, tanto cognitivo y socio-emocional (principalmente en

la etapa de la adolescencia) y los problemas y alteraciones en la adolescencia.

También, se presentan aspectos como la motivación, clima socio-emocional en

el aula, la resolución de conflictos y la interacción profesor-alumno. Por último

mencionar que se da una pincelada a temas relacionados con la inteligencia

emocional, las dificultades en el aprendizaje y diferentes trastornos, tanto

físicos como psicológicos. Durante el transcurso de esta asignatura se llevó a

cabo la elaboración de un artículo científico basado en el estudio de la

evolución y funciones de la amistad desde la infancia hasta la adolescencia.

• Procesos y Contextos Educativos: Se lleva a cabo la caracterización del sistema

educativo y de la Educación Secundaria, el análisis de los procesos de

interacción y comunicación que se dan tanto en el aula como en el centro, las


5

formas de abordar las intervenciones para la educación en valores, la

formación ciudadana y la convivencia y la comprensión de los elementos y

dimensiones que definen el Proyecto Educativo del Centro.

• Sociedad, Familia y Educación: Se estudia la influencia de la sociedad en la

educación, el derecho de la educación, la familia, escuela y comunidad, los

centros educativos y el rol social y funciones educadores del profesorado.

Asignaturas específicas:

• Aprendizaje y Enseñanza de la Física y la Química: Se estudian los modelos de

enseñanza-aprendizaje aplicados a la Física y la Química pretendiendo adquirir

la habilidad suficiente para programar el trabajo del aula orientado a la

adquisición de los objetivos y competencias establecidos en la enseñanza de la

Física y de la Química. Así mismo, se pretende adquirir la habilidad de manejar

las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TICs) como una

herramienta para realizar trabajos en el aula. Durante el transcurso de esta

asignatura, en el primer cuatrimestre, se llevó a cabo la actividad Divulgaciencia

en la que fueron desarrollados diversos experimentos científicos con materiales

caseros con el propósito de inculcar la Ciencia en los adolescentes como algo

cotidiano en nuestras vidas a la par que divertido. Durante los meses de marzo,

abril y mayo tuvo lugar el XIV Programa de promoción de la Cultura Científica y

Tecnológica en la Casa de las Ciencias el cual se basó en una serie de

conferencias impartidas por científicos españoles sobre investigaciones

actuales en las ramas de la Química, Física, Biología, Geología y Matemáticas.


6

Como trabajo individual para la asignatura se llevó a cabo la exposición de dos

de dichas conferencias encuadrándolas en el currículum correspondiente a un

determinado nivel educativo.

• Complementos para la Formación Disciplinar: Se trata de proporcionar a los

futuros profesores de Secundaria de Física y Química diversas herramientas

que le serán de utilidad en el desarrollo de su actividad docente. Se utilizan

diversos recursos didácticos como la realización de prácticas de laboratorio,

revisión de libros de texto, la realización y explicación de experimentos

sencillos que se pueden realizar en el aula, utilización de páginas web, conexión

con dispositivos cotidianos y con la tecnología actual, etc. Se estudia la Historia

de las Ciencias como recurso didáctico, para lo cual se llevó a cabo la exposición

de la evolución de la Tabla Periódica y las Energías Renovables de las cuales se

escogió como tema de estudio las pilas de combustible. Así mismo, se llevó a

cabo el análisis de determinados artículos científicos y las posibles estrategias

que podría adquirir un docente para introducir los conceptos tratados en un

nivel educativo concreto.

• Innovación Docente e Iniciación a la Investigación Educativa: Se lleva a cabo el

análisis de determinados trabajos de Investigación e Innovación indicando los

factores y colectivos implicados en el desarrollo de la Didáctica de las Ciencias

Experimentales. Se estudia el papel de la de la imagen en la enseñanza de las

ciencias experimentales y la importancia de los modelos y se comparan libros

de texto y manuales relacionados con la Didáctica de las Ciencias. Se lleva a

cabo la realización de un Proyecto de Innovación abordado durante el periodo


7

de prácticas. Todo el trabajo llevado a cabo se incluyó en un portafolio que

incluía los aspectos más relevantes de la asignatura.

2.1. PROCESO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE

Enseñanza y aprendizaje forman parte de un único proceso que tiene como fin

la formación del estudiante. La referencia etimológica del término enseñar puede

servir de apoyo inicial: enseñar es señalar algo a alguien. No es enseñar cualquier cosa;

es mostrar lo que se desconoce. Esto implica que hay un sujeto que conoce (el que

puede enseñar), y otro que desconoce (el que puede aprender). El que puede enseñar,

quiere enseñar y sabe enseñar (el profesor); El que puede aprender quiere y sabe

aprender (el alumno). Ha de existir pues una disposición por parte de alumno y

profesor.

Aparte de estos agentes, están los contenidos, esto es, lo que se quiere enseñar

o aprender (elementos curriculares) y los procedimientos o instrumentos para

enseñarlos o aprenderlos (medios).

Cuando se enseña algo es para conseguir alguna meta (objetivos). Por otro

lado, el acto de enseñar y aprender acontece en un marco determinado por ciertas

condiciones físicas, sociales y culturales (contexto).

De acuerdo con lo expuesto, se puede considerar que el proceso de enseñar es

el acto mediante el cual el profesor muestra o suscita contenidos educativos

(conocimientos, hábitos, habilidades) a un alumno, a través de unos medios, en

función de unos objetivos y dentro de un contexto. El proceso de aprender es el


8

proceso complementario de enseñar. Aprender es el acto por el cual un alumno

intenta captar y elaborar los contenidos expuestos por el profesor, o por cualquier otra

fuente de información. Él lo alcanza a través de unos medios (técnicas de estudio o de

trabajo intelectual). Este proceso de aprendizaje es realizado en función de unos

objetivos, que pueden o no identificarse con los del profesor y se lleva a cabo dentro

de un determinado contexto. Es importante resaltar que el profesor no es una mera

fuente de información, sino que ha de cumplir la función de suscitar el aprendizaje. Ha

de ser un catalizador que incremente las posibilidades de éxito del proceso motivando

al alumno en el estudio.

El profesor, antes de ponerse a enseñar, debe tener claro cuáles son los fines

que persigue en el proceso. Existe una taxonomía clásica sobre los fines y objetivos

educativos que divide los fines docentes en seis apartados:

1. Conocimientos: Aspectos de información que se deben tener.

2. Comprensión: Capacidad de entender la información.

3. Aplicación: Capacidad de trasladar los planteamientos teóricos (principios) a

situaciones concretas y reales.

4. Análisis: Capacidad para descomponer un conjunto de información en sus

partes o aspectos.

5. Síntesis: Capacidad para componer, con elementos y partes, un todo o

conjunto de información.


9

6. Evaluación crítica: Juicios sobre el valor del material y de los procedimientos

utilizados.

Se puede observar un doble aspecto: informativo (adquisición de

conocimientos) y formativo (desarrollo de habilidades para razonar y criticar). Por lo

tanto esos seis fines educativos constituyen la referencia que debe guiar nuestra

metodología didáctica y el trabajo de evaluación.

2.2. TEORÍAS DEL APRENDIZAJE

Los estudios sobre las teorías del aprendizaje no han seguido en su desarrollo

una evolución paralela a los del aprendizaje. Inicialmente no existía preocupación por

elaborar teorías sobre el aprendizaje. Hacia 1940 surge una preocupación teórica

caracterizada por el esfuerzo en construir aplicaciones sistemáticas que dieran unidad

a los fenómenos del aprendizaje y así empezaron a aparecer sistemas y teorías,

aunque el término teoría fue empleado con poco rigor. A comienzos de la década

1950-1960 surge un cambio en los estudios sobre las teorías del aprendizaje, ante el

hecho de que gran parte de los sistemas de la etapa anterior no cumplían una de las

funciones de toda la teoría, como es la de totalizar y concluir leyes. Con el fin de

ofrecer una base empírica sólida, los estudios actuales sobre el aprendizaje se centran,

más que en elaborar teorías, en lograr descripciones detalladas de la conducta en

situaciones concretas.


10

Las características principales del aprendizaje se basan en que éste debe ser un

proceso de cambio, debe adquirirse como resultado de la experiencia y sus efectos han

de ser relativamente permanentes.

Las principales Teorías del aprendizaje son: la Teoría Conductista, la Teoría

Cognitiva y la Teoría Constructivista.

2.2.1. Teoría Conductista

El conductismo es una corriente de la psicología que surge a principios del siglo

XX, cuyo padre es considerado Watson, que consiste en usar procedimientos

experimentales para analizar la conducta, concretamente los comportamientos

observables, y niega toda posibilidad de utilizar los métodos subjetivos como la

introspección. Se basa en el hecho de que ante un estímulo suceda una respuesta, el

organismo reacciona ante ese estimulo del medio ambiente y emite una respuesta.

Esta corriente considera como único medio de estudio la observación externa,

consolidando así una psicología científica. Sus dos aspectos más importantes según

Watson son:

- El conductismo metafísico: sostenía que la mente no existe y que toda

actividad humana, más pensamientos y emociones, se pueden explicar a través

de movimientos musculares o secreciones glandulares.

- Por otra parte, Watson negaba el papel de la herencia como el factor que

determina el comportamiento ya que consideraba que la conducta se adquiere

casi exclusivamente mediante el aprendizaje.


11

Watson sentó las bases de lo que hoy conocemos como "conductismo

metodológico". Actualmente el conductismo no se limita al estudio de fenómenos

observables sino que también incluye sucesos internos (pensamientos, imágenes),

manteniéndose la relación de las teorías de la conducta con el enfoque experimental.

A partir de la década de los 30, se desarrolló en Estados Unidos el "condicionamiento

operante", como resultado de los trabajos realizados por B. F. Skinner y colaboradores.

Este enfoque es semejante al de Watson, según el cual debe estudiarse el

comportamiento observable de los individuos en interacción con el medio que les

rodea. Skinner, sin embargo, se diferencia de Watson en que los fenómenos internos,

como los sentimientos, debían excluirse del estudio, sosteniendo que debían

estudiarse por los métodos científicos habituales y dando más importancia a los

experimentos controlados tanto con animales como con seres humanos. En la década

de 1950 surgen, en distintos lugares y como resultado del trabajo de investigadores

independientes, corrientes de pensamiento que luego confluirán. Una de ellas,

mediante “las neurosis experimentales”, se estableció el importante principio de la

inhibición recíproca. A partir de los años sesenta, se desarrolla el “aprendizaje

imitativo u observacional” que estudia bajo qué condiciones se adquieren, o

desaparecen, comportamientos mediante el proceso de imitación: el individuo aparece

como un mediador entre el estímulo y la respuesta.

2.2.2. Teoría Cognitiva

Desde una perspectiva cognitiva, en los propósitos del aprendizaje no sólo se

consideran los contenidos específicos sobre un determinado tema sino también la


12

consideración de las técnicas o estrategias que mejorarán el aprendizaje de tales

contenidos. Las decisiones profesionales del docente respecto a la práctica de la

enseñanza, inciden de un modo directo sobre el ambiente de aprendizaje que se crea

en el aula y están centradas, tanto en las intenciones educativas como en la selección y

organización de los contenidos, la concepción subyacente de aprendizaje y el tiempo

disponible.

El enfoque cognitivo supone que los objetivos de una secuencia de enseñanza,

se hallan definidos por los contenidos que se aprenderán y por el nivel de aprendizaje

que se pretende lograr. Por otra parte, las habilidades cognitivas a desarrollar siempre

se encuentran en vinculación directa con un contenido específico.

En síntesis, son tres etapas en el proceso de enseñanza, la primera pretende

preparar al alumno a través de la búsqueda de saberes previos que podrían propiciar u

obstaculizar el aprendizaje, la segunda, la de activar los conocimientos previos al

presentar los contenidos y, finalmente, estimular la integración y la transferencia en

virtud de la nueva información adquirida.

2.2.3. Teoría Constructivista

La perspectiva constructivista del aprendizaje puede situarse en oposición a la

instrucción del conocimiento. En general, desde la postura constructivista, el

aprendizaje puede facilitarse, pero cada persona reconstruye su propia experiencia

interna, con lo cual puede decirse que el conocimiento no puede medirse, ya que es

único en cada persona, en su propia reconstrucción interna y subjetiva de la realidad.


13

Por el contrario, la instrucción del aprendizaje postula que la enseñanza o los

conocimientos pueden programarse, de modo que pueden fijarse de antemano unos

contenidos, método y objetivos en el proceso de enseñanza.

La diferencia puede parecer sutil, pero sustenta grandes implicaciones

pedagógicas, biológicas, geográficas y psicológicas. Por ejemplo, aplicado a un aula con

alumnos, desde el constructivismo puede crearse un contexto favorable al aprendizaje,

con un clima motivacional de cooperación, donde cada alumno reconstruye su

aprendizaje con el resto del grupo. Así, el proceso del aprendizaje prima sobre el

objetivo curricular, no habría notas, sino cooperación. Por el otro lado y también en

ejemplo, desde la instrucción se elegiría un contenido a impartir y se optimizaría el

aprendizaje de ese contenido mediante un método y objetivos fijados previamente,

optimizando dicho proceso. En realidad, hoy en día ambos enfoques se mezclan, si

bien la instrucción del aprendizaje toma más presencia en el sistema educativo.

Como figuras claves del construccionismo podemos citar a Jean Piaget y a Lev

Vygostky. Piaget se centra en cómo se construye el conocimiento partiendo desde la

interacción con el medio. Por el contrario, Vigostky se centra en cómo el medio social

permite una reconstrucción interna. La instrucción del aprendizaje surge de las

aplicaciones de la psicología conductual, donde se especifican los mecanismos

conductuales para programar la enseñanza de conocimiento.

Las tres Teorías tienen ventajas e inconvenientes. Los principales

inconvenientes de la Teoría Conductista son que en ella prima el aprovechamiento de

las destrezas, individualismo, sumisión y pasividad e ignora el desarrollo de las

http://es.wikipedia.org/wiki/Ense%C3%B1anza

http://es.wikipedia.org/wiki/Jean_Piaget

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Lev_Vygostky&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Lev_Vygostky&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Psicolog%C3%ADa_conductual


14

habilidades generales y las diferencias que surgen entre lo que se pretende enseñar, lo

enseñado y lo aprendido.

Los resultados obtenidos mediante la Teoría Cognitiva son difícilmente

observables y complicados de medir cuantitativamente. Faltan materiales de clase y

orientaciones didácticas concretas, claras y precisas.

En cuanto a la Teoría Constructivista la gran desventaja que existe es que

dificulta la organización de un plan de educación masiva y la evaluación, ya que cada

estudiante se organiza con su propio ritmo de aprendizaje.

En mi opinión, considero que La Teoría Constructivista constituye el mejor

enfoque para el aprendizaje ya que promueve la autonomía en los estudiantes, genera

procesos de interacción, planificación y evaluación participativos, es flexible y dinámica

y se adecuan a las necesidades del grupo y propicia el desarrollo de las destrezas del

pensamiento, la interdisciplinariedad y el trabajo cooperativo.

2.3. OPINIÓN PERSONAL

El papel del docente es clave en el proceso de enseñanza-aprendizaje. No nos

podemos quedar conformes con que el alumno adquiera los conocimientos

implantados, ya que la mayoría de ellos probablemente ni le interesen. La motivación

es crucial para el aprendizaje significativo y para ello, cuanto más cercanos a su vida

cotidiana pueda ver el alumno los contenidos tratados, más fácil resultará el proceso

de enseñanza-aprendizaje. La enseñanza para el profesor ha de ser intrínsecamente

motivante y para ello le debe de gustar el trato con adolescentes, sentirse satisfecho


15

cuando estos aprenden, disfrutar enseñando y valorar la importancia de la labor social

que lleva a cabo. Además de lo citado, para ser buen docente debe ser capaz de reunir

las siguientes características:

• Mantener relaciones sociales positivas con el grupo-clase y con cada miembro,

lo que requiere consideración y comprensión social. Comunicación positiva.

• Mentalidad abierta: integración en el grupo de todos sus miembros.

• Capacidad intelectual.

• Motivar a cada individuo y al grupo. Trato individual

• Debe organizar la clase, marcando planes, objetivos y métodos. De esta manera

guía al alumno.

• Controlar el logro de los objetivos propuestos y las aportaciones de los

alumnos.

• Procurar un clima positivo en el grupo, una atmósfera de seguridad, en la que

el alumnado se sienta miembro aceptado y útil.

• Debe enseñar al alumnado modos de trabajar juntos y de respetar las opiniones

ajenas.

• Mantener la disciplina y el orden necesario para posibilitar el trabajo.

Considero que la Teoría Constructivista sería la más acertada para abordar el

proceso de enseñanza-aprendizaje ya que el alumno es que reconduce su propio

conocimiento: “me lo contaron y lo olvidé, lo vi y lo entendí, lo hice y lo aprendí”. Esta

cita pone de manifiesto lo importante que es, y sobre todo en el aprendizaje de las


16

Ciencias, que el estudiante sea participe en todo momento del proceso de enseñanza-

aprendizaje para afianzar los conceptos.

La Didáctica de las Ciencias no es tarea fácil. La dificultad que suponen, la base

de los estudiantes y la falta de motivación hacen que para muchos de ellos sea un

calvario tener que lidiar con ellas. En la asignatura de Innovación Educativa se llevó a

cabo la comparación de dos congresos de Didáctica de la Ciencias de 1985 y 1987

mostrando que los primeros didactas estudiaron principalmente la enseñanza de la

Física dado que su explicación presenta más complejidad que la Química. Esta mayor

complejidad puede ser debida a las interacciones del lenguaje cotidiano con el

científico, agravándose más en cuestiones como el Calor y la Temperatura. Detectar

esos errores así como diseñar una estrategia didáctica son los objetivos en lo que se ha

basado mi proyecto de innovación.

3. RESUMEN DE LAS PRÁCTICAS DEL MÁSTER

3.1. CONTEXTO GENERAL DEL CENTRO

El I.E.S. “Inventor Cosme García” es el continuador de la Escuela de Artes y

Oficios que por el año 1886 comenzaba a impartir las primeras enseñanzas técnico-

profesionales en nuestra Comunidad. La Ley General de Educación de 1970 convertía a

este centro educativo en el primer Instituto Politécnico de La Rioja con el propósito de

dar respuesta a la creciente demanda social de una formación técnica acorde con los

nuevos retos del desarrollo industrial. En 1985, la pujanza de las enseñanzas

profesionales en nuestro país obligaba a desdoblar el Centro y daba origen a un nuevo


17

Instituto Politécnico bautizado con el nombre del insigne inventor riojano Cosme

García Sáenz. Este nombre aunaba la tradición pasada con un nuevo proyecto de

enseñanza tecnológica e integral, cuyos frutos son los miles de alumnos de las ramas

de Automoción, Administrativo, Electricidad, Electrónica y Metal que han pasado por

sus aulas y han logrado un puesto de trabajo en un mundo laboral exigente y

competitivo.

Tras la implantación de la última Ley Educativa este Centro ofrece, sobre bases

de calidad y eficacia, desde la Enseñanza Secundaria Obligatoria hasta los Bachilleratos

Humanístico y Tecnológico, desde los Ciclos de Iniciación Profesional hasta los Ciclos

Formativos de Grado Medio y Superior de las familias profesionales de Administración,

Electricidad y Electrónica, Mantenimiento de Vehículos Autopropulsados, Fabricación

Mecánica, Soldadura y Calderería, y Mantenimiento y Servicios a la Producción. Todo

ello acompañado de Proyectos de vanguardia como los que facilitan el intercambio con

alumnos comunitarios, los que promueven la inserción laboral de los jóvenes entre los

16 y los 20 años o los que amplían la formación sobre nuevas tecnologías.

Con una larga trayectoria de trabajo concienzudo de muchos profesionales

anónimos en pro de la ciencia, la tecnología y la cultura en general, dotado de aulas y

equipamientos de primer orden, de modernos laboratorios, de talleres con avanzada

tecnología, de un claustro de profesores estable y de una visión de futuro abierta e

ilusionada, este Instituto está preparado para afrontar con optimismo los retos del

siglo XXI.


18

3.2. CARACTERÍSTICAS DEL CENTRO

El centro cuenta con una serie de normas básicas propias que hacen referencia

al comportamiento de los alumnos tanto dentro como fuera del aula, y establecen

detalladamente las sanciones que se llevarán a cabo en caso de no ser cumplidas, las

cuales los propios alumnos conocen. No se trata de un régimen disciplinario estricto,

sino de la defensa de una conducta que defiende valores como la igualdad, la libertad,

el respeto, la educación. Como consecuencia de ello, cabe destacar también la puesta

en práctica con éxito del plan de préstamo de libros de texto, y mencionar la existencia

de un plan de emergencia del centro a modo de simulacro de evacuación.

3.3. EQUIPAMIENTO DEL CENTRO

3.3.1. Recursos humanos

Los diversos niveles educativos impartidos en el Centro están atendidos por

una amplia plantilla de profesores distribuidos en diferentes departamentos, un

Administrador y personal de administración y servicios. Cuenta asimismo con una

Asociación de Padres y Madres de Alumnos y una Asociación de Ex-alumnos.

3.3.2. Recursos materiales

El I.E.S. "Inventor Cosme García" cuenta entre sus dependencias, además de

ocho aulas generales, con once aulas de E.S.O., un aula de tecnología, dos laboratorios,

un aula de Música, un aula de Plástica, dos aulas de Informática, un aula de Diseño, un

aula de Mecanizado, un aula de Neumática, un aula de Control Numérico, un aula con

Línea de Fabricación Flexible, un aula de Iniciación Profesional, dos aulas de


19

Mantenimiento de Vehículos, tres aulas de Administrativo, cuatro Aulas-Taller de

Mantenimiento de Vehículos Autopropulsados, cinco Aulas-Taller de Electrónica, tres

Aulas-Taller de Electricidad, un Aula-Taller de Iniciación Profesional, dos Aulas-Taller de

Mecanizado, Biblioteca General, Salón de Usos Múltiples, Secretaría, dos Salas de

Tutoría, Conserjería con Sala de Reprografía, siete Salas para Departamentos

Didácticos, despacho de Dirección, despacho del Administrador, despacho de

Orientación, dos despachos de Jefatura de Estudios, una sala de Tutoría FCT, Sala de

Profesores, Gimnasio, Pistas Deportivas y Cafetería.

Todas estas dependencias están dotadas con materiales actualizados de forma

continua que fomentan la utilización de las nuevas tecnologías y la confortabilidad de

los alumnos.

3.4. NIVEL SOCIOCULTURAL DEL ALUMNADO

Aunque se trata posteriormente con mayor profundidad las características de

los grupos en los que he impartido clase, a modo de observación general, el I.E.S.

“Inventor Cosme García” cuenta con alumnos de un nivel sociocultural bastante

satisfactorio. La procedencia de los mismos es relativamente variada, pero en general

puede enmarcarse bajo familias de un nivel económico y cultural medio-alto. No

obstante, el centro cuenta con programas de integración y atención a la diversidad que

permiten que los grupos de alumnos de otras culturas e idiomas se puedan adaptar de

manera progresiva. Aunque estos alumnos tienden a relacionarse más entre ellos que

con el resto, la educación impartida en el centro hace lo necesario para que en la


20

medida de lo posible no se aíslen y participen de manera conjunta con el resto de los

grupos a los que pertenecen.

3.5. GRUPOS CLASE

3.5.1. Características psicopedagógicas

Uno de los grupos de trabajo fueron dos clases de 3º de la E.S.O. La diferencia,

a nivel psicopedagógico, entre unos alumnos y otros a este curso es abismal. Aunque

según las teorías psicológicas de Piaget de las etapas de la adolescencia, a estas edades

todos los alumnos deberían de estar viviendo su adolescencia temprana, en la práctica

vemos que no necesariamente es así. Algunos de ellos pueden calificarse todavía como

auténticos niños, con todas las consecuencias que la definición de esta palabra implica,

mientras que otros se encuentran en pleno proceso de desarrollo adolescente. Una de

las tareas más complicadas a la hora de “bajar” a estos niveles es encontrar la manera

de conseguir mantener la atención y el interés de todos independientemente de su

madurez, pues su comportamiento y su manera tanto de plantear sus dudas como de

interpretar las explicaciones vienen condicionados muchas veces por la misma, de

manera involuntaria. A consecuencia de ello, se encuentran alumnos que son capaces

de auto instruirse tras las explicaciones recibidas en el aula para resolver ejercicios en

su casa, incluso sin necesidad de que se les impongan como tarea obligatoria, y

alumnos que no tienen la capacidad para hacerlo por sí mismos, o que directamente

desconectan hasta la sesión siguiente al salir por la puerta del aula.


21

El grupo con el que se desarrolló el Proyecto de Innovación es de 4º de E.S.O.

estaba compuesto a su vez por 28 alumnos. A pesar de tratarse de una edad en la que

los alumnos están en plena transición entre la etapa de adolescencia temprana y

media el grupo con el que se ha trabajado estaba formado por alumnos de buen

comportamiento. Estando en el último año de la E.S.O. es importante para ellos

decidirse por las asignaturas que querrán cursar al año siguiente en el Bachillerato ya

que muchos de ellos tomaron la decisión de elegir Física y Química y Matemáticas B

por no cerrarse puertas más bien que porque realmente les gustasen como

asignaturas. De todos modos, este grupo parecía mostrar cierto respeto ante la

asignatura, incluso rechazo, algunos, pero a nivel psicopedagógico su actitud no era

para nada problemática. Si bien es cierto que mostraban cierta facilidad para

distraerse de las explicaciones, y que resultaba más complicado despertar su interés y

mantener su atención que en los cursos inferiores, en general, procurando que la clase

se desarrollara de forma participativa y dinámica, usando presentaciones de Power

Point u otros recursos, se pudieron conseguir buenos resultados.

En cuanto a la etapa de Bachillerato, se trabajó con alumnos de segundo curso

de las asignaturas de Química y de Física. Al igual que el resto de grupos, el de segundo

de Bachillerato de la asignatura de Química era bastante homogéneo a nivel

psicopedagógico. Aunque existían diferencias notables entre el interés que los

alumnos muestraban por la asignatura, su comportamiento y grado de madurez era

bastante similar, aunque como en todo, se notaban diferencias entre aquellos que

comenzaron el Bachillerato con la idea de continuar sus estudios y aquellos que lo


22

hicieron posiblemente por sentirse presionados sin tratarse realmente de la opción

que más les interesaba. Algunos de ellos parecían presentar cierto respeto, incluso

miedo, hacia la asignatura, considerándola como una de las más complicadas de

entender del curso, ya que la mayoría de los alumnos que cursaban esta asignatura no

tienen la Física de 2º de Bachillerato y viceversa, pero la tomaban con ganas y la solían

llevar al día. Otros, sin embargo no mostraban prácticamente interés por la misma

quedando claro que su único propósito era aprobarla como fuese para cursar al año

siguiente la carrera que prefieren, que por lo general no tiene que ver mucho con la

Química. El último día de las prácticas, tuve una charla con ellos sobre las salidas

profesionales relacionadas con la rama de la Salud y lo cierto es que, en determinados

momentos, notaba en ellos bastante incertidumbre al respecto, no queriendo expresar

en muchos casos lo que les gustaría estudiar. Muchos de ellos hablaban de Enfermería

porque podrían hacerla aquí, pero también es cierto que no tenían en cuenta la nota

de corte necesaria para poder acceder a ella. Otra cuestión importante a resaltar en

los cursos de Bachillerato tiene que ver con el sistema de evaluación ya que es

ligeramente diferente al de los cursos anteriores, reduciéndose el número de pruebas

de evaluación por asignatura y provocando con ello que los alumnos se muestren más

nerviosos, sobre todo de cara al final de trimestre.

Con el grupo de Física no se trabajó tantas horas como con el de Química

precisamente por ser el más problemático de todos tanto a nivel psicopedagógico

como de comportamiento. Una clase de 34 alumnos, siendo 30 de ellos chicos de 17

años, es bastante difícil de llevar y más aún si su interés por la Física es prácticamente


23

nulo pero la necesitan cursar para hacer una Ingeniería, tal y como alguno de ellos me

comentó, aclarándoles por mi parte, que si no les gusta la Física y no muestran interés

no tiene sentido que piensen en hacer una de estas carreras. Mi tutor me comentó

que hacía muchos años que no tenía un grupo tan complicado de llevar y que

probablemente muchos de ellos tendrían grandes problemas para finalizar el

Bachillerato. Yo, por mi parte, estuve hablando con alguno de ellos, en especial con

una chica que quería hacer una Ingeniería pero viendo lo mal que le iba había optado

por Magisterio. Queriendo animarla le dije que vaya a por lo que le gusta, que pensara

que una vez llegara a la Universidad se iba a tener que olvidar de las asignaturas de

letras y tendría más tiempo para la Física y sino que buscara ayuda. Le estuve

explicando la corrección de un examen de Electromagnetismo y sinceramente me di

cuenta de que su problema en concreto, y supongo que el de todos en general, es que

no estudian lo suficiente ya que ni siquiera se sabía las fórmulas. Tengo que resaltar

que lo poco que estuve en esta clase, me caló bastante hondo y me hizo reflexionar

sobre las futuras generaciones, en especial sobre su falta de inquietud y decisión.

3.5.2. Características psicosociales

Respecto a los grupos de 3º de la E.S.O., aunque la mayor parte del alumnado

procedía de familias de un nivel económico satisfactorio, y la educación de gran parte

de los alumnos era realmente ejemplar, existe un número reducido de casos en los que

la vida que llevan los mismos fuera del instituto afecta a su comportamiento dentro

del aula. El comportamiento de los niños se ve ligeramente afectado y cambia en

función de los problemas con los que se puedan encontrar en casa, de si tienen algún


24

hermano estudiando en el mismo instituto y, a su vez, de las relaciones que hagan con

gente de otros cursos, sobre todo, posteriores. Por otro lado, el nivel educativo está

ligado a cambios importantes relacionados con la pubertad y ya se empieza a observar

que los alumnos de distinto sexo tendían más a mezclarse entre sí haciendo incluso

comentarios de encuentros durante el fin de semana.

No percibí muchas diferencias significativas a nivel psicosocial entre el grupo de

4º de la E.S.O. y los de 3º de la E.S.O. Se podían apreciar ciertas distinciones en la

forma de pensar de los padres en relación con el futuro de sus hijos que

inevitablemente transmiten a los mismos, priorizando algunos que estudien aquello

que consideran mejor para su formación puesto que consideraban que debían cursar

Bachillerato de Ciencias una vez que han elegido Física y Química y Matemáticas B en

este curso.

Respecto a los grupos de de Física y Química de 2º de Bachillerato, a nivel

psicosocial, no había grandes diferencias. Por lo general, aquellos alumnos cuyos

padres tienen estudios universitarios de las ramas Ciencias tienden a cursar este tipo

de asignaturas como la Física y la Química, lo que ya no me atrevo a afirmar es que las

cursen porque realmente les gusten o porque sea iniciativa de sus padres, los cuales

consideren que son las carreras de Ciencias las que van a albergar mejor futuro para

sus hijos. Bajo mi punto de vista, creo que sería necesario romper con los cánones

establecidos a lo largo de la historia de la educación e intentar hacer ver a los padres

que sus hijos son personas independientes que han de tomar sus propias decisiones


25

respecto a su futuro profesional independientemente de si se trata de una carrera

universitaria o de un grado superior.

3.5.3. Proceso de enseñanza-aprendizaje en el aula

Los procesos de enseñanza-aprendizaje que se llevan a cabo en los niveles de

3º y 4º de la E.S.O deben promocionan al mismo tiempo la individualidad y autonomía

del alumno y su socialización e interacción con el resto de compañeros. Es necesario

que exista una continua interactuación entre los alumnos y el profesor, ya que los

conceptos que aprenden a estas edades son una base para lo que aprenderán en el

futuro, y si dejamos que se limiten a la mera recepción pasiva de información no

conseguiremos que reflexionen sobre la misma ni que la procesen y comprendan

adecuadamente. Las explicaciones teóricas no deben de ser muy largas, para no

aburrir al alumno y evitar que se distraiga, y deben ir acompañadas de ejercicios

prácticos que refuercen los conocimientos adquiridos antes de aportar otros nuevos, y

de actividades de carácter dinámico que de forma eventual rompan con el ritmo

habitual del desarrollo de la lección. La utilización de material interactivo o construido

por el propio alumno despierta su interés y agudiza su atención, y el empleo de las

nuevas tecnologías puede resultar de gran utilidad para una mejor comprensión,

principalmente si se les facilita el empleo de las mismas en sus casas. Asimismo, son

cursos decisivos para que el alumno decida qué camino tomar a corto plazo y qué

asignaturas coger, por lo que el profesor juega un papel fundamental en esta misión

haciendo ver al alumno que debe escoger aquello que más le gusta, pero teniendo

mucho cuidado debido a la relatividad de los gustos a estas edades. Guiar a los


26

alumnos en función de sus inquietudes, actitud de interés o no en clase en todas las

asignaturas y de sus calificaciones es una tarea crucial para el profesor que debe saber

desempeñarla con cautela y tacto tanto con los alumnos como con los padres.

En el caso de los alumnos de 2º de Bachillerato, puede parecer que al tratarse

de alumnos más mayores, mantener su atención pueda resultar una tarea más sencilla

que con los pequeños que tienden más a distraerse y no tienen tanta presión sobre

todo al final del curso, pero esto no es así exactamente. El grupo de Químicas, en el

que estuve impartiendo clase, con la Unidad Didáctica “Reacciones de precipitación”,

sí que es cierto que mostraban más interés y su comportamiento era en general muy

aceptable, llegando incluso a darme la gracias por haberles impartido la unidad de una

manera más didáctica, con el uso de imágenes en Power Point y videos, que lo que

ellos habían estado habituados en sus seis años de instituto, o por haberles elaborado

un guión de prácticas para ir al laboratorio o hasta incluso por la charla que les di en la

última sesión. Por el contrario, en el grupo de Física aunque como ya he mencionado

no impartí docencia, considero que muchos de ellos, y aunque es una pena decirlo,

pasaron los cursos anteriores sin tener una buena base de Física y por ello, su nivel

educativo no era para nada satisfactorio. En general los alumnos de Bachillerato están

estudiando de forma voluntaria y eso obviamente se nota sin entrar o no en el tipo de

influencias que tengan en casa. También se puede destacar que las explicaciones

teóricas son de mayor duración, y aunque es importante acompañarlas de ejemplos

resultan más densas que en cursos inferiores. Hay que fomentar la participación del

alumno dentro del aula, animarle a que intervenga, aporte sus ideas y pregunte sus


27

dudas. Es importante enfocar los ejercicios para que realicen en casa como un refuerzo

o complemento a su trabajo en el aula, y no como una obligación, para que intenten

realizarlos por ellos mismos sin presiones ni fechas de entrega establecidas

continuamente, puesto que poco a poco tienen que aprender a diferenciar qué es lo

que cada uno necesita de forma individual para adquirir los conocimientos y destrezas

que se les exigen.

3.6. RESUMEN DE LAS ACTIVIDADES REALIZADAS

El periodo de Prácticas duró del 13 de Febrero al 6 de Abril del 2012. Durante la

primera semana nos presentaron el centro en una reunión y nos enseñaron las

instalaciones del mismo. En mi caso, debido a que cursé la Educación Secundaria allí,

no fue necesario que me enseñaran el equipamiento ni que me presentaran a los

profesores, aun así, en todo momento se preocuparon de que estuviésemos a gusto y

de que no tuviéramos ningún reparo en pedir cualquier material, documento, etc. que

necesitásemos.

A partir de la segunda se comenzó a trabajar con los grupos de 3º de la E.S.O.

Se desarrolló la Unidad Didáctica “Estequiometría de las Reacciones Químicas” en 7

sesiones de clase. Se trataron conceptos como los cambios físicos y químicos, la ley de

conservación de la masa, las ecuaciones químicas y su ajuste, los aspectos energéticos

de las reacciones químicas y los cálculos realizados con masas y volúmenes. Para

abordar el proceso de enseñanza-aprendizaje de la misma, se seleccionaron

determinados recursos como un cuestionario de preconceptos, debate en grupo,

modelos moleculares, videos seleccionados de la web y prácticas, tanto de cátedra


28

(experimento del bicarbonato de sodio y el ácido acético) como de laboratorio llevadas

a cabo por ellos (lluvia dorada).

Seguidamente se impartió la Unidad Didáctica “Reacciones de Precipitación” a

los de Química de 2º de Bachillerato en un total de 6 sesiones. Los conceptos tratados

a ese nivel están totalmente fijados por los contenidos que se requieren en las Pruebas

de Acceso a la Universidad y fueron: producto de solubilidad, reacciones de

precipitación, solubilidad y efecto del ión común, aplicaciones de la reacciones de

precipitación y, como contenidos complementarios, la formación de iones complejos.

Se llevó a cabo un debate para saber que entendían por solubilidad y precipitación y se

emplearon recursos como videos, presentaciones Power Point y una práctica de

laboratorio basada en la determinación cuantitativa de la concentración de iones

cloruro en una muestra de NaCl mediante argentometría.

Con los de 4º de la E.S.O se desarrolló la Unidad Didáctica “Calor y Energía

Térmica” en un total de 6 sesiones. Se trataron conceptos como el equilibrio térmico,

el Calor como forma de transferencia de Energía, las escalas termométricas, la

Capacidad Calorífica y el Calor Específico, el cambio de estado, la dilatación y las

máquinas térmicas y su rendimiento. Mi proyecto de Innovación está basado en esta

Unidad Didáctica motivo por el cual está adjuntada en el Trabajo Fin de Máster.

A lo largo del periodo de prácticas se han desarrollado otras actividades en el

instituto como por ejemplo un Concurso de primavera de Matemáticas al cual

asistieron los alumnos de tercero de la E.S.O. que mejores calificaciones en esta

asignatura tenían.


29

Los de 4º de la E.S.O. realizaron un intercambio con alumnos extranjeros

ausentándose durante un periodo de unas dos semanas de las clases para viajar a

Londres. Aunque se alteró un poco el trascurso normal de la clase y algunos alumnos

estaban distraídos durante la ausencia de los otros, considero que este tipo de

actividades aportan dinamismo y en la medida justa resultan bastante positivas.

Los alumnos más pequeños estuvieron vendiendo bizcocho los jueves, durante

todo el curso, formando parte de una actividad del instituto basada en la cocina

económica para reunir dinero y mandarlo a alguna organización no gubernamental.

Así mismo cabe destacar que miembros de la Ciaxa llevaron a cabo una

actividad de experimentación en el laboratorio del Departamento de Física y Química

en la que los alumnos de Bachillerato fueron participes.

Por último, indicar que la última sesión antes de las vacaciones de Semana

Santa de los alumnos de segundo de Bachillerato fue destinada, para aquellos que

estuviesen interesados, a hablar un poco de las salidas profesionales. El jefe de

estudios, personalmente, me preguntó si no me importaría ir para hablarles de las

salidas a los de la rama sanitaria y por supuesto que acepté, además con ese grupo

había desarrollado una Unidad Didáctica y una práctica de laboratorio y el trato con

ellos fue muy positivo. Acompañándome estuvieron dos ex-alumnos del año pasado,

que están ahora realizando su primer año de grado, que les explicaron muy bien el

modelo actual de las pruebas de acceso a la universidad, que lo cierto es que ha

cambiado bastante de cuando yo las hice. No es que muchos estuvieran interesados

por la charla, debido al escaso número de alumnos que se quedaron, aunque puede


30

que el hecho de que fuera la última hora de la mañana también influyese, pero creo

que muchas dudas que ellos tenían sobre contenidos de alguna carrera les quedaron

más o menos claras.

3.7. UNIDAD DIDÁCTICA CALOR Y ENERGÍA TÉRMICA. FÍSICA Y QUÍMICA 4º DE E.S.O.

3.7.1. Introducción

La Unidad Didáctica “Calor y Energía Térmica” está encuadrada en el decreto

23/2007 de 27 de Abril (B.O.R. 03-05-2007) dentro del cuarto curso de la Educación

Secundaria Obligatoria y pertenece al bloque 3: Energía, trabajo y calor junto con las

Unidades Didácticas:

• “Trabajo, Potencia y Energía Mecánica”.

• “La Energía de las ondas: luz y sonido”.

El concepto de Energía se inicia en el 2º curso de la E.S.O., en la asignatura

Ciencias de la Naturaleza, en el bloque 2 “Materia y Energía” y en el bloque 4

“Transferencia de Energía en la Tierra“. El concepto de Calor también se comienza a

estudiar en este curso en el bloque 3 “Transferencia de Energía”.

En el 3º curso de la E.S.O. la Energía se estudia en la asignatura Física y Química

en el bloque 2 “Energía y electricidad”.

Esta Unidad está a su vez relacionada con otras Unidades Didácticas dentro de

la asignatura Física y Química de 4º de la E.S.O. como son “Trabajo, potencia y energía


31

mecánica,” y “La energía de las ondas: luz y sonido” con las que engloba el bloque 3

“Energía, trabajo y calor”.

Los contenidos de esta Unidad Didáctica tienen también relación con los de la

asignatura Física y Química de 1º de Bachillerato en lo que se refiere al bloque 7 “La

energía y su transferencia: trabajo y calor”. Con la asignatura Ciencias para el Mundo

Contemporáneo hay una relación en el bloque 4 “Hacia una gestión sostenible del

planeta”.

Durante el curso de 2º de Bachillerato, en la asignatura de Química, también se

puede encontrar una relación, con la Unidad Didáctica “Reacciones químicas”, en el

bloque 5 “Transformaciones energéticas: espontaneidad de las reacciones químicas”.

En cuanto al nivel al que va dirigida la Unidad Didáctica, cabe destacar que la

etapa de la E.S.O. va ligada a cambios significativos en la persona en lo que se refiere al

desarrollo cognitivo, afectivo, social y moral. Así mismo, en la adolescencia, por los

cambios debidos a la pubertad, se pueden llevar a cabo trastornos, tanto de tipo

alimenticio como de conducta, que son importantes tener en cuenta para vincularlos

con las necesidades y posibilidades educativas.

El estudio de asignaturas relacionadas con la ciencia como la Física y la Química

en alumnos que están terminando la Educación Secundaria Obligatoria, puede servirles

para orientar sus futuros pasos educativos y profesionales, ya que se trata del fin de la

etapa y se establecen aspectos muy importantes para afianzar las capacidades que

dichos alumnos deben adquirir para poder promocionar.


32

3.7.2. Competencias Básicas

Las competencias básicas consideradas en esta Unidad Didáctica son las

siguientes:

• Conocimiento e interacción con el mundo físico. Esta unidad es fundamental

para adquirir las destrezas necesarias que permitan hacer entender al alumno

el mundo que nos rodea. A partir del conocimiento del calor como proceso de

transferencia de energía, la medida de la temperatura, el principio de la

conservación de la energía y los cambios de estado, se llega a entender la

importancia de los procesos energéticos así como aprender a hacer un uso

adecuado de los recursos que nos rodean.

• Competencia matemática: En esta unidad se presentan nuevas fórmulas para la

resolución de problemas por lo que el cálculo matemático así como la correcta

utilización de las unidades y su conversión es imprescindible para poder

promocionar.

• Tratamiento de la información y competencia digital: Para abordar la

explicación de la unidad se han empleado diferentes páginas webs relacionadas

con la temática tratada en esta unidad y así poder seleccionar experimentos

que permitan a los alumnos entender determinados principios vistos en esta

unidad.

• Competencia para aprender a aprender: La práctica continuada que los

alumnos ejercitan a lo largo del curso desarrolla en ellos la habilidad de

aprender a aprender. Se consigue que los alumnos no dejen de aprender cosas


33

cuando cierran el libro de texto, sino que son capaces de seguir aprendiendo, a

partir de los conocimientos adquiridos, de las cosas que les rodean.

• Autonomía e iniciativa personal: Los diversos ejercicios y prácticas realizadas a

lo largo de la unidad sirven para trabajar esta competencia. Así mismo se

proponen ejercicios extra para valorar la iniciativa que puedan tener los

alumnos.

• Competencia lingüística: La adquisición de nueva terminología por parte del

alumno relacionada con la transferencia de energía en forma de calor a partir

de conceptos tales como calor específico, capacidad calorífica, calor latente,

etc. y su correcta definición es muy importante para que el alumno aprenda a

hacer un uso adecuado de los términos científicos.

• Competencia social y ciudadana: Se pone al alumno en un marco histórico

relacionado con la unidad didáctica introduciéndole en la historia de la química

con personajes importantes como Galileo, Fahrenheit, Celsius, etc., para que

valore la importancia de la historia de las ciencias. Así mismo se potencia en el

aula la cooperación, solidaridad y trabajo en equipo.

3.7.3. Objetivos Generales

La lista presentada a continuación refleja de manera general los objetivos que

se pretende que los alumnos alcancen con esta unidad, y que en el siguiente apartado

serán mencionados de manera más específica:


34

• Comprender y expresar mensajes, con contenido científico, mediante lenguaje

oral y escrito en lo que a los procesos de transferencia de energía en forma de

calor se refiere.

• Utilizar la terminología científica nombrando de manera correcta los distintos

términos aprendidos.

• Comprender y utilizar las estrategias explicadas para la correcta resolución de

problemas relacionados la transferencia de energía en forma de calor.

• Profundizar en los contenidos teóricos mediante la realización de prácticas.

• Adoptar aptitudes críticas mediante la resolución de problemas y cuestiones en

grupo.

• Obtener información sobre temas científicos relacionados con el calor a partir

de las tecnologías de la información y comunicación.

• Conocer la importancia de los procesos de transferencia de energía en el

mundo que nos rodea.

• Conocer el patrimonio natural de nuestra Comunidad Autónoma en lo que al

empleo de fuentes de energías renovables y centrales eléctricas se refiere.

3.7.4. Objetivos de Aprendizaje

Los objetivos de aprendizaje son desarrollados a partir de los objetivos

generales para esta Unidad Didáctica y están divididos en objetivos conceptuales,

procedimentales y actitudinales:


35

Objetivos conceptuales:

• Conocer el concepto de equilibrio térmico, relacionar la teoría cinética y el

movimiento térmico.

• Definir el concepto de calor y entender los diferentes procesos de transferencia

de energía en forma de calor.

• Definir termómetro y conocer las distintas escalas termométricas y su relación.

• Conocer los conceptos de capacidad calorífica y calor específico, las unidades

en las que se expresan y la expresiones que las relacionan.

• Comprender el cambio de estado, saber el concepto de calor latente y la

expresión de la energía necesaria en los cambios de estado.

• Definir la dilatación de un cuerpo sólido, líquido y gaseoso, los conceptos de

coeficiente de dilatación lineal, superficial y cúbico en los sólidos y conocer las

unidades y las expresiones que relacionan la variación de longitud, superficie y

volumen de un cuerpo con la temperatura y las expresiones a presión o

volumen constante en los gases.

• Conocer en qué consisten y como actúan las máquinas térmicas.

Objetivos procedimentales:

• Diferenciar entre capacidad calorífica y calor específico, aplicar la expresión de

la energía transferida por intercambio de temperatura y el principio de

conservación de la energía.


36

• Explicar la invariabilidad de la temperatura en los cambios de estado y aplicar la

expresión de la energía necesaria para el cambio de estado empleando las

unidades de forma adecuada.

• Aplicar las expresiones que relacionan la variación de longitud, superficie y

volumen con la temperatura en sólidos y gases.

• Explicar los tipos de máquinas térmicas y saber calcular su rendimiento.

• Determinar el calor específico de dos piezas metálicas.

Objetivos actitudinales:

• Interesarse en entender los procesos de transferencia de energía en forma de

calor tomando conciencia de los problemas que tiene la sociedad actual para la

producción y la transformación de la energía.

• Valorar críticamente las centrales térmicas como productoras de energía.

• Mantener el orden y la limpieza en el laboratorio.

• Realizar un resumen crítico acerca de la visita realizada.

3.7.5. Contenidos

A continuación se exponen los contenidos de esta Unidad Didáctica:

1. Temperatura de un cuerpo

1.1. Equilibrio térmico.


37

1.2. La teoría cinética y el movimiento térmico.

2. El calor como forma de transferencia de energía.

3. Medida de la temperatura.

3.1. Escalas termométricas.

4. Capacidad calorífica y calor específico.

5. Variación de temperatura y cambios de estado.

6. Dilatación

6.1. Dilatación de sólidos.

6.2. Dilatación de líquidos.

6.3. Dilatación de gases.

6.4. Otras propiedades de los gases relacionadas con la temperatura.

7. Las maquinas térmicas y su rendimiento.

3.7.6. Actividades de Enseñanza-Aprendizaje

Esta Unidad Didáctica está dividida en 6 sesiones en las que se proponen

diferentes tipos de actividades de enseñanza-aprendizaje para que el alumno aprenda

unos contenidos en función de los objetivos específicos o de aprendizaje los cuales

serán valorados mediante unos criterios de evaluación.


38

Sesión Contenidos Actividad E-A Duración Objetivos Grupos Criterios

evaluación

1

Equilibrio

químico. La

teoría

cinética y el

movimien-

to térmico.

El calor

como forma

de

transferen-

cia de

energía.

Medida de

la tempera-

tura.

Nº 1:

Cuestionario de

Ideas previas

generales.

15 min.

Aula clase.

Trabajo

Individual.

Mostrar

interés por

rellenar el

cuestionario.

(D, M, A)

Nº2:

Debate. 15 min.

Conocer el concepto de

equilibrio térmico,

relacionar la teoría

cinética y el movimiento

térmico.

Interesarse en entender

los procesos de

transferencia de energía

en forma de calor

tomando conciencia de

los problemas que tiene

la sociedad actual para la

producción y la

transformación de la

energía.

Aula clase.

Grupo

grande.

Participar

activamente

en el

debate.(D, M,

A)

Nº3:

Exposición del

profesor.

15 min.

Definir el concepto de

calor y de energía

interna y entender los

diferentes procesos de


en forma de calor.

Definir el termómetro y

conocer las distintas

escalas termométricas y

su relación.

Diferenciar

calor de

temperatura

y energía

interna y

describir los

mecanismos

de transferen-

cia de energía

térmica.

Relacionar las

escalas de

temperatura

y describir el

fundamento

de los

termóme-

tros. (F)

Nº 4:

Video. 5 min.

Entender los diferentes

procesos de


en forma de calor.

Diferenciar

los tipos de

transferencia

de calor.

(M,A)


39

La primera actividad de enseñanza-aprendizaje que se propone para iniciar la

explicación de esta Unidad Didáctica es la realización de un cuestionario de ideas

previas por parte de los alumnos para saber qué recuerdan de cursos anteriores o qué

explicaciones darían ellos a cuestiones relacionadas con el calor y la temperatura.

Dicho cuestionario ha de ser sencillo debido al nivel educativo al que va destinado y la

evaluación del mismo será de diagnóstico, ampliación y motivación. El debate será útil

para que el profesor se pueda hacer una idea de las ideas previas de los alumnos y de

lo que ellos entienden por los conceptos de calor, temperatura y energía intentando

hacerles participes del mismo con ejemplos que ellos puedan asociar con la vida

cotidiana. El tipo de evaluación será de diagnóstico, ampliación y motivación. El video

encontrado en la web tendrá como utilidad mostrar a los alumnos, de manera visual, el

proceso de transferencia de energía entre dos sistemas, el concepto de equilibrio

térmico y los diferentes tipos de transferencia de energía en forma de calor. El tipo de

evaluación propuesta para esta actividad es de motivación y ampliación.


40

Sesión Contenidos Actividad

E-A Duración Objetivos Grupos

Criterios

evaluación

2

Capacidad

calorífica y

calor

específico.

Variación de

temperatura y

cambios de

estado.

Nº 5:

Exposi-

ción del

profesor.

30 min.

Conocer los

conceptos de

capacidad calorífica y

calor específico, las

unidades en las que

se expresan y las

expresiones que las

relacionan.

Comprender el

cambio de estado,

saber el concepto de

calor latente y la

expresión de la

energía necesaria en

los cambios de

estado.

Aula clase.

Grupo

grande.

Definir los conceptos

de capacidad

calorífica y calor

específico de un

cuerpo. Calcular la

cantidad de calor

necesaria para elevar

la temperatura de un

cuerpo. Definir los

cambios de estado

calcular la cantidad

de el calor necesaria

para que se

produzca el cambio

de estado. (F)

Nº 6:

Resolu-

ción de

proble-

mas.

20 min.

Diferenciar entre

capacidad calorífica y

calor específico,

aplicar la expresión

de la energía

transferida por

intercambio de

temperatura y el

principio de

conservación de la

energía.

Explicar la

invariabilidad de la

temperatura en los

cambios de estado y

aplicar la expresión

de la energía

necesaria para el

cambio de estado

empleando las

unidades de forma

adecuada.

Aula clase.

Trabajo

individual.


41


E-A Duración Objetivos Grupos

Criterios

evaluación

3

Dilatación de

sólidos.

Dilatación de

líquidos.

Dilatación de

gases.

Nº 7:

Exposición

del profesor.

30 min.

Definir la dilatación de

un cuerpo sólido,

líquido y gaseoso, los

conceptos de

coeficiente de

dilatación lineal,

superficial y cúbica en

los sólidos y conocer

las unidades y las

expresiones que

relacionan la variación

de longitud, superficie

y volumen de un

cuerpo con la

temperatura y las

expresiones a presión

o volumen constante

en los gases.

Aula clase.

Grupo

grande.

Definir los

coeficientes de

dilatación en los

sólidos y calcular

las dilataciones

en sólidos y

líquidos y

determinar el

comportamiento

de un gas en

función de la

temperatura. (F)

Nº 8:

Resolución

de

problemas

20 min.

Aplicar las expresiones

que relacionan la

variación de longitud,

superficie y volumen

con la temperatura en

sólidos y gases.

Aula clase.

Trabajo

individual.

4

Las máquinas

térmicas y su

rendimiento.

Nº 9:

Exposición

del profesor.

25 min.

Conocer en qué

consisten y cómo

actúan las máquinas

térmicas. Explicar los

tipos de maquinas

térmicas y saber

calcular su

rendimiento.

Aula clase.

Grupo

grande.

Analizar los

intercambios

energéticos en

las máquinas

térmicas.

Realizar cálculos

de rendimiento

de máquinas

térmicas. (F)

Todos los

contenidos.

Nº 10:

Cuestiona-

rio de ideas

previas.

25 min.

Aula clase.

Trabajo

Individual y

grupo

grande.

Rellenar el

cuestionario y

llevar a cabo el

cambio

conceptual si es

necesario. (M,D,

A)


42

El cuestionario de ideas previas de la sesión 1 debe ser realizado de nuevo al

final de la unidad para corroborar que los alumnos hayan adquirido el cambio

conceptual cuando haya sido necesario y que han comprendido los conceptos

mediante una evaluación de tipo diagnostico, motivación y ampliación.


E-A Duración Objetivos Grupos Criterios evaluación

5

Las

máquinas

térmicas y

su

rendimien-

to.

Nº 11:

Visita externa

a la central

termoeléc-

trica de

Pasajes en

San

Sebastián.

Día

completo.

Valorar las

centrales

térmicas como

productoras de

energía.

Realizar un

resumen crítico

acerca de la

visita realizada.

Grupo

grande.

Mostrar buena actitud

y comportamiento en

la excursión y elaborar

un resumen. (M,A, F)

6 Calor

específico.

Nº 12:

Práctica de

laboratorio.

50 min.

Determinar el

calor específico

de dos piezas

metálicas.

Mantener el

orden y la

limpieza en el

laboratorio.

Laboratorio.

Pequeños

grupos.

Trabajar de forma

equitativa en el

laboratorio

manteniendo el orden

y la limpieza y elaborar

un informe de la

práctica. (F, M, A)

La visita externa a la central termoeléctrica de Pasajes (San Sebastián), se lleva

a cabo junto con el Departamento de Biología y Geología para visitar el acuario. Con

esta actividad se pretende que el alumno adquiera conocimientos sobre el


43

funcionamiento de las centrales térmicas valorando la importancia de las mismas en

nuestro país. El tipo de evaluación es formativa, de motivación y de ampliación.

La última sesión propuesta es una práctica de laboratorio donde los alumnos

llevan a cabo la determinación del calor específico de dos piezas metálicas en grupos

pequeños y homogéneos y a partir de la cual deberán realizar un informe donde se

recojan las explicaciones dadas por el profesor siendo el tipo de evaluación formativa,

de ampliación y motivación.

3.7.7. Criterios de calificación

Esta Unidad Didáctica se evaluará junto con la unidad “Trabajo, potencia y

energía mecánica” con la que engloba el bloque 3. Esta Unidad Didáctica tendrá un

valor del 60 % y los criterios de calificación son:

• Prueba escrita: 50% (Recuperable).

• Presentación del cuaderno: 10% (Recuperable).

• Actitud en clase, en la excursión, en el laboratorio y en la Web del instituto:

20% (No recuperable).

• Resumen y opinión de la visita externa: 10% (Recuperable).

• Informe de la práctica de laboratorio: 10% (Recuperable).

3.7.8. Recursos y TICs

• Libros de texto:

- Física y Química de 4º E.S.O. Editorial SM.


44

• Cuestionario de ideas previas (Anexo I).

• Video de las distintas formas de transferencia de energía en forma de calor

(Anexo II).

• Problemas para resolver en clase (Anexo III)

• Prácticas:

- Determinación del calor específico de dos sólidos. (Anexo IV).

• Tecnologías de la información y la comunicación:

- Debatir diferentes ejemplos de formas de transferencia de calor en la Web del

instituto.

- Utilización de una presentación PowerPoint que se subirá a la Web del

instituto (Anexo V).

• Laboratorio

3.7.9. Atención a la diversidad

En cuanto a las medidas de atención a la diversidad se consideran contenidos

mínimos para todos los alumnos los puntos siguientes apartados:

1. Temperatura de un cuerpo

1.1. Equilibrio térmico.

2. El calor como forma de transferencia de energía.


45

3. Medida de la temperatura.

3.1. Escalas termométricas.

4. Capacidad calorífica y calor específico.

5. Variación de temperatura y cambios de estado.

6. Dilatación.

6.1. Dilatación de sólidos.

Los apartados 1.2, 6.2, 6.3, 6.4 y 7 no son tan imprescindibles para adquirir las

nociones necesarias para este nivel educativo. La dilatación de líquidos y gases es

estudiada en cursos posteriores y el concepto de máquinas térmicas muestra una

aplicación, por lo que no se puede considerar un contenido mínimo.

Se tendrá en cuenta a aquellos alumnos que presenten más dificultades, por

alguna anomalía física o psíquica, vinculando el proceso de enseñanza-aprendizaje a su

nivel para que puedan seguir el ritmo de clase en la medida de lo posible. Se proponen

ejercicios más sencillos y más tiempo de respuesta en los exámenes.

Mediante el cuestionario de ideas previas se tantea el nivel inicial de los

alumnos en lo que se refiere a corroborar los conceptos que tienen de determinados

términos. Dichos conceptos pueden haber sido vistos anteriormente, de manera que el

cuestionario se base en comprobar si los alumnos los recuerdan, o pueden ser

cuestiones cotidianas y se pretenda conocer su idea previa. El cuestionario se


46

entregará a su vez al final de la lección para evaluar el cambio conceptual en los

alumnos cuando haya sido necesario.

El debate será útil para que participen los alumnos y se involucren con el tema.

Con la presentación en Power Point se pretende, además de captar la atención

de los alumnos, que se familiaricen con las nuevas tecnologías de cara a estudios

posteriores en lo que a la presentación de exposiciones se refiere tanto en el instituto

como en la universidad.

Se les plantea a los alumnos que observen los problemas resueltos para que

analicen la metodología que luego ellos deben adoptar para la realización de los

problemas propuestos.

El video es de gran importancia para que visualicen los distintos tipos de

transferencia de energía en forma de calor relacionándolos con ejemplos en su vida

cotidiana.

Se seleccionan problemas de refuerzo para aquellos alumnos que presenten

más dificultades y problemas de ampliación y casos prácticos para los alumnos de altas

capacidades.

La utilización de la Web del instituto servirá para establecer debates en

colectivo por los alumnos y el profesor de manera que se intente despertar en ellos el

mayor interés posible por la ciencia.


47

La realización de problemas será llevada a cabo en la pizarra por lo alumnos

para asegurar que han trabajado y poder, a su vez, debatir en clase las dificultades que

se planteen.

El trabajo en el laboratorio ayudará para la puesta en práctica de los contenidos

siendo ellos partícipes del proceso de enseñanza-aprendizaje a partir de su propia

experimentación.

Por último, la visita externa a la central termoeléctrica será de gran importancia

para que los alumnos vean la aplicación de los contenidos adquiridos, a su nivel

educativo, en la vida cotidiana, así como para que valoren la importancia de estas

centrales y aprovechen a formular alguna pregunta si algo despierta su interés.

3.7.10. Autoevaluación de la Unidad Didáctica

Al final de la Unidad Didáctica se reflexionará sobre las siguientes cuestiones:

• Los tiempos dedicados en cada clase serán suficientes si se consigue cumplir los

objetivos de aprendizaje en las sesiones propuestas.

• Para saber si el cuestionario de ideas previas está bien elaborado, a partir de

contenidos de cursos anteriores o diversas cuestiones de la vida cotidiana

relacionadas con el calor de las que los alumnos puedan tener un preconcepto,

se observa si los alumnos han adquirido el cambio conceptual a partir de él, al

pasarlo al final de la Unidad, evaluando que el nivel del mismo sea acorde con

los contenidos y objetivos oficiales.


48

• El número y tipo de problemas seleccionados, así como el video, serán los

adecuados al nivel educativo si se cumplen los objetivos oficiales por parte de

los alumnos.

• El Power Point elaborado deberá ser acorde con los contenidos del libro de

texto elegido por el departamento para los alumnos de esta asignatura y nivel y

en el caso de emplear ilustraciones adicionales deben estar adecuadas al nivel.

• La elección de la práctica de laboratorio será la adecuada si es acorde con los

objetivos y sirve como motivación para los alumnos ayudando a que afiancen

los conceptos. Se valorará la organización de la misma en cuanto a tiempo,

material y espacio para el trabajo en equipo así como que su realización

permita el trabajo equitativo de todos los miembros. También se valorará su

utilidad a partir del informe que realicen los alumnos ya que se podrá observar

si realmente han entendido la puesta en práctica de los contenidos expuestos

en el aula.

• La visita externa se valorará si está bien organizada o no en una reunión

posterior con el Departamento de Biología y Geología valorando diversos

aspectos como la utilidad de la misma en función del nivel educativo, los costes

de la excursión y especialmente que no suponga gran inconveniente para el

resto de materias.

3.8. OPINIÓN PERSONAL

A pesar de que la realidad no es lo que parece, el periodo de prácticas es, en mi

opinión el pilar del Máster ya que por mucho que de forma teórica estudiásemos el


49

funcionamiento de un centro, sus características y organización, los diferentes tipos de

comportamiento y actitudes de los adolescentes o los recursos más apropiados a la

hora de impartir los contenidos básicos, hasta que no lo pones en práctica no aprecias

la dificultad que todo ello supone. Trabajar con personas es una labor compleja, y lo es

más si se trata de jóvenes en periodo de cambio fisiológico, para los cuales es

sinceramente más importante el plan del fin de semana que lo que cualquier profesor,

por muy bueno que sea, le pueda contar. De todos modos, las prácticas son

indispensables, constituyen la primera toma de contacto entre posibles futuros

docentes con los alumnos y con ellas es donde verdaderamente te das cuenta si vas

por el camino certero, cuestión que tanto te habías podido plantear al principio del

Máster. Por este motivo, y bajo mi punto de vista debería durar más el periodo de

prácticas y menos las clases teóricas de determinadas asignaturas, aunque soy

completamente consciente de lo que ello supondría, ya que, hablando desde el punto

de vista del tutor del instituto, no es del todo agradable tener a una persona detrás de

ti durante dos meses sin ningún tipo de remuneración. Así mismo, también considero

que durante el periodo de prácticas, y para poder volcarte en ellas totalmente,

deberían suspenderse las clases teóricas, porque aunque es cierto que en las

asignaturas de Aprendizaje e Innovación hacemos mucho trabajo en clase, siempre hay

algo para casa. Respecto a la asignatura de Innovación, hubiese sido más acertado que

se cursara durante el primer cuatrimestre, para haber podido adquirir las pautas

correctas y necesarias para elaborar un proyecto de Innovación de éxito el cual se

abordaría en el periodo de prácticas, y no como está planteado, que en poco tiempo lo

hemos tenido que pensar desarrollar sin estar seguras de si es o no acertado.


50

4. PROYECTO DE INNOVACIÓN

REVISIÓN DE LAS CONCEPCIONES ALTERNATIVAS SOBRE CALOR Y TEMPERATURA EN

LA EDUCACIÓN SECUNDARIA

RESUMEN

Esta investigación se basa en determinar las ideas alternativas relacionadas con

el calor y la temperatura en alumnos del último curso de la Educación Secundaria

Obligatoria. Así mismo, se ha pretendido adquirir una estrategia didáctica que permita

el cambio conceptual de los preconceptos analizados. El diseño de la investigación

consistió en aplicar una prueba inicial con cuestiones relacionadas con el calor y la

temperatura. A continuación, se realizaron actividades basadas en los modelos de

cambio conceptual y finalmente, se repitió la misma prueba para evaluar el logro de

los aprendizajes. El análisis estadístico de los ítems, así como la aplicación de la

distribución binomial para el análisis de las respuestas correctas, revelan que hubo

cambio conceptual en las ideas de los estudiantes. Esto permite concluir que la

estrategia basada en las actividades aplicadas es efectiva para el cambio conceptual en

la comprensión de los conceptos de calor y temperatura.

Palabras clave: calor, temperatura, ideas alternativas, estrategia didáctica, cambio

conceptual, aprendizaje.


51

SUMMARY

This investigation is based on determinate the alternative ideas related to the

concepts of heat and temperature in pupils who are studying the last course of the

Compulsory Secondary Education. Likewise, it has been intended to acquire a teaching

strategy which allows the conceptual change of the discussed preconceptions. The

investigation design was based on the application of an initial test with questions

related to the heat and temperature. The next step was to carry on different activities

based on the conceptual change models and finally, the same test was applied in order

to evaluate the learning achievement. The statistical analysis of the items, as well as

the application of the binomial distribution to analyze the correct answers, reveal that

the conceptual change was developed in the students. The study allows concluding

that the strategy based on the applied activities is effective in the comprehension of

the concepts of heat and temperature.

Keywords: heat, temperature, alternative ideas, teaching strategy, conceptual change,

learning.

INTRODUCCIÓN

La adopción de la perspectiva constructivista respecto al aprendizaje y

enseñanza de las ciencias, implicó concebir al alumno como sujeto activo en la

conducción de su proceso de construcción de conocimiento. Así mismo, se consideró

que los alumnos tienen sus concepciones de los fenómenos naturales debido al

desarrollo de sus propias experiencias con el mundo que les rodea (Vázquez, 1987),


52

(Domínguez el al., 1998). Dichas concepciones, en ocasiones muy distantes de lo que la

ciencia considera como conocimiento aceptado, pasaron tras el marco constructivista,

a ser vistas no como simples errores, sino que se transformaron y fueron

reconceptualizadas como señales del recorrido de aprendizaje realizado por el sujeto

(Dumrauf et al. 2004).

En concordancia con esta visión, la investigación en Educación en Ciencias,

desde finales de los años setenta y toda la década de los ochenta, focalizó su atención

en los contenidos de las ideas de los estudiantes con relación a los diversos conceptos

científicos (Gil Pérez, 1994). Esta tendencia se interesó en detectar, identificar y

caracterizar las ideas alternativas de los estudiantes así como en elaborar estrategias

de sustitución de las mismas (Pozo, 1996). Las reformas se orientan hacia la

alfabetización científica pretendiendo ir más allá de la mera adquisición de

conocimientos científicos para incluir en el currículo componentes que orientan la

enseñanza de las ciencias hacia aspectos sociales y personales del propio estudiante.

En este sentido, se sitúan muchas de las nuevas tendencias que recogen los currículos

de ciencias como las relacionadas con el movimiento ciencia, tecnología y sociedad

(Furió, Guisasola y Romo, 2001), (Bañas, Ruíz y Mellado, 2011).

Sucesivas investigaciones (Domínguez et al., 1998), (Bacas, 1997), coinciden en

las ideas alternativas que poseen todos los individuos pero no hay acuerdo sobre el

origen de las mismas. Algunos autores señalan las experiencias y observaciones de la

vida cotidiana, el profesorado, los libros de texto y otros materiales escolares, los

medios de comunicación o la cultura propia de cada civilización (Pozo et al. 1991).


53

La Termodinámica constituye una de las ramas más generales de la Física

Clásica cuyo impacto es evidente por la gran cantidad de aplicaciones en la enseñanza

y en la práctica, siendo los conceptos de calor y temperatura los que constituyen los

dos pilares fundamentales. Diferentes estudios han demostrado que los estudiantes

tienen dificultades en la comprensión de los conceptos de calor y temperatura así

como ideas diferentes a aquellas sostenidas por los científicos. En la comunidad

científica se acepta un enfoque cinético molecular dinámico donde se define el

concepto de calor como una transferencia de energía entre el sistema y su entorno

debido a una diferencia de temperatura, magnitud intensiva relacionada directamente

con la energía cinética molecular media de las partículas (Mahmud y Gutiérrez, 2010).

El término calor forma parte del lenguaje cotidiano y también del científico. A partir

del lenguaje y las experiencias de la vida diaria se construyen descripciones y

explicaciones acerca del comportamiento y la naturaleza de los objetos “calientes” y

“fríos” (Domínguez et al., 1998). El concepto de calor ha sufrido cambios en su

significado en el desarrollo de la Termodinámica. Durante el siglo XVIII fue considerado

como una sustancia, a principios del siglo XIX como una onda y a finales del mismo fue

interpretado por Celsius y Joule como una forma de energía. Actualmente es

considerado como una forma de transferencia de energía, visión que se pretende que

el alumno adquiera con el estudio realizado. El concepto de energía se ha visto así

mismo influenciado por expresiones cotidianas como “gasto energético” o “crisis

energética” las cuales han generado controversias en relación al lenguaje científico

(Solbes y Tarín, 1998).


54

ESTRATEGIA DIDÁCTICA

Tal y como se puede observar, un error habitual es la consideración de la

temperatura como la medida del calor. Es necesario tener en cuenta que muchos de

los conceptos que presentan los estudiantes tienen que ver con una experiencia

directa en continua relación con la vida cotidiana. El enfoque de la estrategia didáctica

podría ir vinculado a establecer cuestiones en el aula tales como ¿Qué ocurre cuando

ponemos en contacto un objeto caliente con uno frío? Puede ser que algún alumno

contestara en términos de temperatura, pero lo más habitual es que lo hiciesen en

términos de sensaciones con respuestas tales como “el frío se calienta y el caliente se

enfría”. Para la introducción del término de temperatura, se puede hacer referencia a

tres recipientes uno con agua del grifo, otro con agua calentada durante cinco minutos

y otro con agua hirviendo. Se plantea a los alumnos ¿cómo se puede cuantificar cómo

de caliente está el agua en cada recipiente? De esta manera, se puede llegar a

conceptualizar el término de temperatura como la medida de lo caliente que está un

objeto empleando una escala dada (Lara-Barragán Gómez et al., 2010). Una vez

introducido el concepto de temperatura, habría que intentar que los alumnos

explicasen qué ocurre al mezclar dos líquidos, uno caliente y otro frío, en términos de

temperatura intentando introducir en ellos el concepto de equilibrio térmico y la

transferencia de energía del caliente al frío.

Tomando las pautas propuestas como punto de partida, el siguiente paso es

hacer ver que la temperatura es un número que se observa en una escala

termométrica, mientras que el término calor hace más referencia a una interacción


55

que se asocia con cambios en la temperatura. De esta manera, queda claro que el

calor, como interacción térmica, no es lo mismo que la lectura del termómetro. Como

consecuencia de la interacción térmica entre dos sistemas, éstos cambian pero la

lectura del termómetro no describe esa interacción. Mediante esta estrategia, debe

quedar claro que el calor es una forma de transferencia de energía por el que se

produce un cambio en la temperatura de al menos uno de los objetos que interacciona

térmicamente. A partir de ese momento, se introducen las diferentes escalas

termométricas y se describen los procesos de transferencia de calor: conducción,

convección y radiación.

Para proceder a la cuantificación de la cantidad de energía transferida, se parte

de la mezcla de cantidades iguales de agua a temperaturas iniciales diferentes,

observando que la temperatura final es prácticamente el promedio de las dos. El

siguiente paso es analizar el caso cuando se mezclan cantidades de agua diferentes

que se encuentran a temperaturas iniciales distintas. La experiencia muestra que en

este caso, la temperatura final no es el promedio de las temperaturas iniciales, sino

que se acerca más a la temperatura de la masa mayor de agua, de manera que la de

mayor masa experimenta menor cambio de temperatura. A partir de ese momento, se

describe el término de caloría como la cantidad de energía transferida que cambia la

temperatura de 1g de agua en 1ºC.

Por otra parte, para la introducción del término de capacidad calorífica, se hace

hincapié en el cambio de temperatura que se produciría al mezclar dos sustancias

diferentes. Las investigaciones de Joseph Black (1728-1799) llevaron a concluir que


56

cada sustancia podía compararse con el agua en cuanto a su capacidad para cambiar

su temperatura con transferencias de calor. De esta manera, se introdujo el término Ce

como una constante de proporcionalidad para relacionar dicha capacidad de las

sustancias con la del agua. A Ce se le denominó calor específico o capacidad calorífica.

Otros errores muy comunes vienen derivados de la consideración de que

durante el cambio de estado la temperatura varía. Los alumnos son conscientes de que

para que el agua pase de estado líquido a vapor hay que aplicar energía en forma de

calor pero no prestan demasiada atención al hecho de que el cambio de estado se

produce de manera gradual y no instantáneamente. La estrategia didáctica se basa en

que los alumnos analicen la situación cotidiana del hecho de hervir agua en una

cazuela y que se den cuenta de que los dos estados de agregación están siendo

presentes. Deben darse cuenta de que cuando la energía transmitida en forma de calor

ya no es suficiente para seguir incrementando la temperatura, lo que sucede es que

aumenta más la energía cinética de las partículas y se produce el cambio de estado a

esa temperatura.

La confrontación de otros errores como los relacionados con la dilatación en los

sólidos no es tan dificultosa. Los alumnos fácilmente entienden que cuando un sólido

se calienta, aumentan las vibraciones de las partículas del mismo lo que deriva a un

cambio en el volumen y no a un incremento en la masa ya que no aumenta la cantidad

de materia.


57

CONTEXTO

El presente trabajo de investigación ha sido abordado durante la realización de

las prácticas del Máster de Formación de Profesorado en el Instituto público de

Educación Secundaria “Inventor Cosme García” de Logroño. El centro cuenta con

alumnos de nivel socio-cultural bastante satisfactorio. La procedencia de los mismos es

relativamente variada, pero puede enmarcarse en familias de un nivel económico y

cultural medio-alto. El centro cuenta con programas de integración y atención a la

diversidad que permiten que los grupos de alumnos de otras culturas e idiomas se

puedan adaptar de manera progresiva.

A pesar de tratarse de una edad en la que los alumnos están en plena transición

entre la etapa de adolescencia temprana y media, el grupo de trabajo está formado

por alumnos de buen comportamiento. En el último año de la E.S.O. es importante

decidirse por las asignaturas que querrán cursar al año siguiente en el Bachillerato, así

que muchos de ellos tomaron la decisión de elegir Física y Química y Matemáticas B

por no cerrarse puertas aunque realmente les gustasen poco como asignaturas. El

grupo parece mostrar cierto respeto ante la asignatura, incluso rechazo en algunos,

pero a nivel psicopedagógico su actitud no es problemática. Muestran cierta facilidad

para distraerse de las explicaciones por lo que resulta más complicado despertar el

interés y mantener la atención que en los cursos inferiores.


58

METODOLOGÍA

Con el fin de abordar una metodología adecuada se siguió el siguiente

esquema:

Secuencia de la investigación: Se aplica una preprueba sobre conceptos relacionados

con la temperatura y el calor. Seguidamente se llevó a cabo la experiencia didáctica

con actividades de tipo instruccional basadas en el modelo del cambio conceptual

empleando los recursos necesarios para afianzar el proceso de enseñanza-aprendizaje.

Por último, se aplicó una postprueba para evaluar el logro de los aprendizajes por

parte de los estudiantes.

Sujetos de investigación: Los sujetos de estudio fueron 28 alumnos, de los cuales 16

eran mujeres y 12 varones de entre 15 y 16 años, de 4º curso de E.S.O. de la modalidad

de Ciencias.

Instrumentos: El instrumento empleado es una prueba de ideas previas sobre calor y

temperatura que tiene como propósito la obtención de información acerca de las

preconcepciones que tienen los estudiantes sobre aspectos relacionados con los temas

mencionados (Lang da Silveira y Moreira 1996). Dicha prueba, aplicada antes y

después de la exposición de los conceptos en el aula, está formada por un conjunto de

ítems de selección y respuesta. Algunos se pueden clasificar como de selección de la

respuesta correcta, otras de tipo verdadero o falso, en las que el estudiante ha de

justificar su respuesta, y otras de tipo pregunta en las que el alumno debe contestar y

justificar del mismo modo.


59

El enfoque metodológico que supone el cambio conceptual pretende favorecer

la creación de conflictos cognitivos en los alumnos entre las ideas espontáneas y las

científicas planteando la necesidad de que los profesores conozcan las ideas previas de

los mismos. Para lograr los objetivos propuestos, en relación con el cambio conceptual,

el papel del docente y la interacción con el alumno resulta imprescindible. La

estrategia didáctica se basó en anotar aquellos incidentes que presentaron más

relevancia con el fin de dilucidar los cambios más apropiados en el planteamiento,

planificación y ejecución del proceso de enseñanza-aprendizaje.

De acuerdo con el modelo de Posner et al, (1982), la estrategia se desarrolla a

través de siete momentos o actividades correspondientes al aprendizaje

constructivista.

1. Momento de motivación: Pretende despertar en el alumno una curiosidad

motivándolo sobre el tema objeto del proceso de aprendizaje. Para ello, se

seleccionaron videos tomados de la web y se hizo uso de presentaciones Power. Así

mismo, se planteó a los alumnos la posibilidad de realizar una excursión a una central

termoeléctrica de San Sebastián, y la realización de una experiencia de laboratorio

para determinar el calor específico de una sustancia. Lo que se pretendía es que vieran

la aplicación práctica de los conocimientos adquiridos.

2. Momento de expresión de las ideas previas: A través de la interacción docente-

alumno y alumno-alumno se pretende identificar los preconceptos que tienen en

relación al nuevo contenido. Para ello al inicio de la primera sesión, y antes de la

presentación del cuestionario, se planteó a los alumnos una serie de preguntas


60

relacionadas con el calor que promovieron un posterior debate entre los mismos al

finalizar el mismo.

3. Momento de búsqueda: Pretende resolver una situación propuesta por el docente

para buscar en los alumnos información de sus conocimientos de los tópicos más

relevantes. Se les planteó a los alumnos que mencionasen alguna expresión cotidiana

relacionada con el calor y la energía cuyas repuestas fueron del tipo “qué calor hace” y

“gasto y ahorro energético”. A continuación se les preguntó a los mismos si

consideraban que estaban bien expresados esos enunciados intentando hacerles

indagar en los conocimientos que tenían de cursos anteriores en relación a esos

aspectos.

4. Momento de movilización y conflicto: Pretende un conflicto socio-cognitivo en los

alumnos provocando en ellos la confrontación entre las nuevas explicaciones y las que

ya tienen. Para ello se les proyectaron las preguntas “¿qué es más correcto decir, qué

calor hace o qué temperatura más elevada hace?” y “según el Principio de

Conservación de la Energía ¿es correcto decir gasto y ahorro energético?” Lo que se

pretende es que el alumno muestre insatisfacción con sus propias ideas, es decir, que

éstas no sean suficientes o resulten inadecuadas para interpretar determinadas

situaciones. El docente va aclarando las dudas que se van presentando y promueve la

comprensión de los nuevos conocimientos. El intercambio de ideas entre todos los

involucrados en el proceso de enseñanza-aprendizaje es lo que permite que los

estudiantes se sientan en libertad de predecir, explicar y llegar a resolver los

problemas de manera eficaz.


61

5. Momento de estructuración: La existencia de las nuevas explicaciones, supone que

los alumnos han establecido modificación en los conocimientos almacenados en las

estructuras mentales. Para reestructurar los nuevos conocimientos se retomaron las

ideas previas anteriormente expuestas. La confrontación por parte de los alumnos con

las nuevas ideas propuestas, supone que éstos han establecido distintas concepciones

conceptuales a las que traían antes de la experiencia con la estrategia de cambio

conceptual, lo que muestra que en los alumnos se originaron nuevas estructuras

mentales.

6. Momentos de refuerzo y transferencia: Es necesario presentar a los estudiantes

actividades nuevas, como videos o sugerirles que busquen información en periódicos o

revistas sobe el uso de la terminología del calor, temperatura y energía que les fuerzan

a aplicar las nuevas estructuras adquiridas. Se pretende afianzar lo aprendido y

transferir las recientes adquisiciones mentales ya que en ese momento son muy

frágiles y es necesario consolidarlas.

7. Momento de evaluación: Con el fin de evaluar la adquisición de las nuevas

concepciones por parte de los alumnos se tuvo en cuenta el tipo de evaluación de

diagnóstico con la interacción docente-alumno y alumno-alumno. Así mismo se llevó a

cabo una evaluación de tipo formativa basada en la presentación del cuaderno con los

ejercicios propuestos, la realización de un informe de la práctica de laboratorio y un

resumen crítico sobre la visita a la central termoeléctrica. Por último, la evaluación de

tipo sumativo consistió en una prueba escrita junto con la Unidad “Trabajo y Energía


62

Mecánica” con la que se engloba en el bloque 3 “Energía, Trabajo y Calor” encuadrada

en el decreto 23/2007 de 27 de Abril (B.O.R. 03-05-2007).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En esta sección se presenta un análisis estadístico descriptivo de los ítems para

establecer el porcentaje de respuestas correctas. Para llevar a cabo el análisis de los

resultados correspondientes al promedio de respuestas correctas, en la prueba de

diagnóstico, se consignó el valor de la media estadística y su desviación estándar para

el grupo experimental. Debido a que el test de tipo diagnóstico no permite el cálculo

directo simple de la media en las respuestas correctas, se considera que la forma más

adecuada para realizar el análisis se basa en el uso de la distribución binomial

propuesta por Walpole et al. (1998). Así la aplicación de las fórmulas se realiza de la

siguiente manera: para la media , mientras que para la desviación estándar se

tiene , donde p es la probabilidad favorable (o éxito), q la probabilidad

desfavorable (o fracaso), tal que q = 1- p y n el número de pruebas repetidas

(cuestiones) siendo en este caso 12 ya que hay una pregunta que presenta dos

apartados. La probabilidad se calcula dividiendo el número total de respuestas

correctas entre el número total de preguntas contestadas por ese grupo. En las tablas

1, 2 y 3 se recogen el total de respuestas correctas en función de las preguntas de cada

categoría.


63

Número de pregunta 1 4 6 10

pretest postest pretest postest pretest postest pretest postest

Preguntas

contestadas 26 28 27 27 15 28

27 28

25 28

Respuestas correctas 16 25 6 10 15 22 21 22

13 15

%respuestas

correctas 57 89 21 35,6 53,6 78,6

75 78,6

46,5 53,6

Tabla 1: Datos de las preguntas de selección de respuesta correcta.

Número de

pregunta

3 5 7 9

pretest postest pretest postest pretest postest pretest postest

Preguntas

contestadas 24 24 21 24 24 27 21 28

Respuestas

correctas 17 18 19 21 6 18 5 15

% respuestas

correctas 60,7 64,3 67,9 75 21,4 64,3 17,9 53,6

Respuestas

correctas con

justificación

correcta

7 13 5 16 1 11 1 8

% repuestas

correctas con

justificación

correcta

25 46,4 18 57 3,6 39,3 3,6 28,6

Tabla 2: Datos afirmaciones de verdadero o falso.


64

Número de pregunta 2 8 11

pretest postest pretest postest pretest postest

Preguntas contestadas 23 28 21 27 23 28

Respuestas correctas 23 26 19 24 23 27

% respuestas correctas 82 92,8 67,9 85,7 82 96,4

Respuestas correctas con justificación

correcta 20 22 5 11 22 23

% repuestas correctas con justificación

correcta 71,4 78,6 18 39,3 78,6 82,1

Tabla 3: Datos preguntas abiertas para contestar y justificar.

Tal y como se puede observar en las tablas anteriores, los resultados

obtenidos en la prueba postest presentan mayor porcentaje de respuestas correctas

que en la prueba pretest en la mayoría de las cuestiones. Los datos recogidos en la

tabla 3 muestran que el mayor porcentaje de respuestas correctas se da en el caso de

las preguntas abiertas para contestar y justificar. El porcentaje de respuestas cuya

justificación es correcta disminuye considerablemente tanto en las cuestiones de tipo

afirmación para justificar la veracidad como en las preguntas abiertas.

Las cuestiones 1, 2, 8 y 11 presentan (%) porcentaje de respuestas correctas en

el postest, las cuestiones 3, 5, 6, 7, 9 y 10 presentan un porcentaje y la 4 especialmente

bajo (%). Esto muestra que para los alumnos supone cierta dificultad llegar a

comprender que los distintos materiales tengan las misma temperatura estando en un

mismo ambiente ya que consideran que la mesa de hierro está a menos temperatura

que la mesa de madera.


65

Las cuestiones que más aumento de porcentaje experimentan del protest al

postest son la 1 (32%), la 7 (42,9%) y la 9 (35,7%). Las preguntas 1 y 7 son de selección

de respuesta correcta por lo que, al ser más directas, son más fáciles de asimilar por

parte de los alumnos. La pregunta 9, referida a la existencia de hielo y agua en un vaso

al mismo tiempo a 0ºC, cuya demostración quedó clara tras la experiencia de

laboratorio.

En la tabla 4 se recogen los valores de p calculados.

Número de pregunta p pretest p postest

1 0,61 0,89

2 0,87 0,79

3 0,29 0,54

4 0,22 0,37

5 0,24 0,66

6 0,60 0,79

7 0,04 0,41

8 0,24 0,41

9 0,05 0,29

10 0,77 0,79

0,52 0,54

11 0,04 0,71

0,37 0,60

Tabla 4: Datos de p calculados.

Los resultados de la tabla 4 muestran el tanto por 1 de aciertos de cada

pregunta en el protest y postest en relación con el número de preguntas contestadas.

Tal y como se puede observar, en la mayoría de las cuestiones se ha producido un

incremento en el valor en las dos pruebas.

En la tabla 5, se presentan los resultados de la aplicación de la prueba de

diagnóstico. La media reportada se refiere al promedio de respuestas correctas.


66

pretest postest

Media 4,44 7,2

Desviación estándar 1,67 1,70

Tabla 5: Media y desviación estándar para pretest y postest en el grupo experimental.

Tal y como se puede observar, el valor de la media de respuestas correctas

aumenta del pretest al postest y el valor de la desviación estándar permanece

prácticamente invariable. Esto indica que ha habido mucho más porcentaje de acierto

y menos diferencia en los resultados en el postest.

LISTADO DE PRECONCEPTOS ALTERNATIVOS

A continuación se muestran las concepciones alternativas expresadas por los

alumnos clasificadas por categorías.

1. Calor

• Hay materiales que repelen el calor.

• Cada material tiene una composición y puede guardar calor o frío.

• Sí que es cierto que cuando un cuerpo se enfría pierde calor.

• Hay materiales que almacenan el calor mejor que otros.

• El calor es la energía contenida en un cuerpo.

• Cuando un cuerpo se enfría transmite calor a otro.

• Hay sustancias frías y sustancias calientes.

• El calor no está relacionado con la transferencia de energía.

• El frío es la ausencia del calor.

• Para admitir la existencia de calor es suficiente que haya un único sistema.


67

2. Temperatura y cambio de estado

• Cada material tiene una temperatura específica.

• Las partículas de la materia se acostumbran a una temperatura ambiente.

• Durante el cambio de estado sí que aumenta la temperatura ya que para

evaporar hay que calentar.

• La temperatura debe aumentar durante el cambio de estado de líquido a vapor

ya que si no el agua se quedaría en estado líquido.

• A la misma temperatura no puede haber dos sustancias en estados distintos.

• El agua a 0ºC es hielo, si hay hielo no puede haber agua.

• La temperatura mide la cantidad de calor en un cuerpo.

3. Calor específico

• Al mezclar hielo a 0ºC con alcohol a -10ºC el hielo enfría al alcohol porque su

punto de solidificación es mayor.

• Al mezclar hielo a 0ºC y alcohol a -10ºC los dos intentarán igualar la

temperatura y el alcohol será calentado por el hielo.

• Cuando sometemos a calentamiento dos vasos de agua, uno con el doble de

volumen que el otro, la temperatura, cuando se haya alcanzado el punto de

ebullición, será menor en el vaso con más cantidad de agua y la energía en

forma de calor que se ha aplicado ha de ser igual en los dos.

4. Dilatación

• La masa y el tamaño son inversos.

• El tamaño no aumenta en la dilatación, en todo caso se mantiene o disminuye.


68

RESPUESTAS JUSTIFICADAS A LAS CUESTIONES CIENTÍFICAS

Así mismo se recogen las justificaciones acertadas nombradas por algunos

alumnos.

1. Calor

• El calor es el intercambio de energía interna entre dos sistemas que están a

distinta temperatura.

• Para que se pueda admitir la existencia de calor son necesarios dos sistemas.

• No hay sustancias calientes o frías, hay materiales que aíslan o conducen mejor

o peor la energía en forma de calor.

• No hay materiales fríos o calientes.

• La energía no se genera ni se destruye por lo que no se puede decir que cuando

un cuerpo se enfría pierde calor.

• Los materiales no están fríos o calientes, algunos dan esa sensación, pero

depende del ambiente con el que los compares.

• La energía no se pierde, se transforma.

2. Temperatura y cambio de estado

• La temperatura depende del calor interno.

• En el cambio de estado la energía no se usa para elevar la temperatura es para

romper o unir enlaces.

• El cambio de estado no es un proceso que se da de golpe ya que va cambiando

poco a poco el estado de agregación.


69

• La temperatura depende de la cantidad de energía en forma de calor a la que

un cuerpo esté sometido.

3. Calor específico

• Al juntar hielo a 0ºC con alcohol a -10 ºC el hielo transfiere energía al alcohol

hasta que se iguale la temperatura.

• Al mezclar dos líquidos distintos que están a igual temperatura, la temperatura

final del sistema no varía ya que esta ya alcanzado el equilibrio térmico.

• Al calentar dos líquidos iguales, teniendo uno el doble de volumen que el otro,

hasta el punto de ebullición hay que suministrar más energía al que más masa

tiene.

4. Dilatación

• Cuando un cuerpo se dilata se produce un aumento en el volumen no en la

masa.

• En la dilatación no aumenta la cantidad de moléculas, por lo que no aumenta la

masa.

• Al calentar un sólido chocan las partículas entre sí y se expanden haciendo que

aumente el tamaño.

• El aumento de tamaño por efecto de la temperatura es porque aumenta la

velocidad media de las partículas provocando un aumento de volumen.

• En la dilatación el material está menos compacto ya que los átomos se han

expandido.


70

CONCLUSIONES

El estudio general de los resultados de los ítems tratados permite llegar a la

conclusión de que muchas de las ideas previas presentadas por los alumnos en

relación a los conceptos de calor y temperatura han presentado resistencia al cambio

conceptual tras abordar la estrategia didáctica. En cambio, el análisis de la preprueba y

postprueba indica que hubo ganancia estadística tras el tratamiento empleado y los

resultados obtenidos de los promedios de las respuestas correctas señalan que hay

diferencias significativas tras la estrategia de cambio conceptual.

Los alumnos llegaron, tras las actividades propuestas “al conflicto cognitivo e

insatisfacción con sus propias concepciones para alcanzar un efectivo aprendizaje

significativo” (Mahmud et al., 2010).

Los resultados obtenidos tras el análisis en las cuatro categorías muestran que

efectivamente existe una fuente de desorientación conceptual. Resulta evidente que

algunos de los errores conceptuales que presentaban los alumnos están firmemente

atribuidos a concepciones relacionadas con la vida cotidiana, como la consideración

del calor como una elevada temperatura, o errores relacionados con falta de

adquisición de conocimientos en cursos anteriores.

Conocer los errores conceptuales de los estudiantes, antes de comenzar un

curso o unidad, es una condición indispensable para lograr superarlos por medio de

estrategias didácticas. La base de este trabajo se centra en que el aprendizaje es la

meta suprema de todo esfuerzo educativo ya que no se puede afirmar que se ha


71

enseñado algo si el sujeto en cuestión no ha aprendido (Lara Barragán et al., 2010) La

estrategia didáctica planteada muestra, por medio de los resultados obtenidos, que ha

sido efectiva al casi doblar la media de respuestas correctas en el postest. Los alumnos

transitan desde respuestas más declarativas hasta otras que tienen más

fundamentación en cuanto a la explicación de los fenómenos planteados. Tal y como

se ha mencionado anteriormente, los conceptos de calor y temperatura se manejan

frecuentemente en la vida cotidiana, por lo que para abordar el aprendizaje

significativo que se plantea han de ocupar un papel prioritario en el quehacer

educativo.

REFERENCIAS

Bacas, L. Detección de las ideas del profesorado acerca de los conceptos Calor y

Temperatura. Alambique, 8, 109-116, 1997.

Bañas, C., Ruiz, C. y Mellado, V. Un programa de investigación-acción con profesorado

de Secundaria sobre la enseñanza-aprendizaje de la Energía. Educación

Química, 22 (4), 332-339, 2011.

Cervantes, A. Los conceptos de Calor y Temperatura: una revisión bibliográfica.

Enseñanza de las Ciencias, 5 (1), 66-70, 1987.

Domínguez Castiñeiras, J. M., De Pro Bueno, A., y García–Rodeja Fernández, E. Las

partículas de la materia y su utilización en el campo conceptual del Calor y

Temperatura: un estudio transversal. Enseñanza de las Ciencias. 16 (3), 461-

475, 1998.


72

Duit, R. Learning the Energy concept in school empirical results from the Phillippines

and West Germany. Physics Education, 19 (2), 59-66, 1984.

Dumrauf, A. G. y Cordero, S. ¿Qué cosa es el Calor? Interacciones discursivas en una

clase de Física. Revista electrónica de Enseñanza de las Ciencias, 3 (2) 123-147,

2004.

Furió, C. Vilches, A. Guisisola, J. y Romo, V. Finalidades de la enseñanza de las Ciencias

en la Secundaria Obligatoria. ¿Alfabetización científica o preparación

propedéutica? Enseñanza de las Ciencias, 19 (3), 365-376, 2001.

Gil Pérez, D. Diez años de investigación en Didáctica de las Ciencias: realizaciones y

perspectivas. Enseñanza de las Ciencias, 12 (2), 147-153, 1994.

Lang Da Silveira, F. y Moreira, M. A. Validación de un test para verificar si el alumno

posee concepciones científicas sobre Calor, Temperatura y Energía Interna.


Lara-Barragán Gómez, A. y Santiago Hernández, A. Detección y clasificación de errores

conceptuales en Calor y Temperatura. Latin American Journal of Physics

Education, 4 (2), 399-407 ,2010.

Mahmud, Mirna C. y Gutiérrez, Óscar A. Estrategia de enseñanza basada en el cambio

conceptual para la transformación de ideas previas en el aprendizaje de las

Ciencias. Formación Universitaria, 3 (1), 11-20, 2010.


73

Mortimer, E. Conceptual Change or Conceptual Profile Change? Science & Education, 4,

267-285, 1995.

Posner G., Strike, K., Hewson, P. y Gertzog, W. Accommodation of a Scientific

Conception: Toward a Theory of Conceptual Change. Science Education, 66 (2),

211-227, 1982.

Pozo, J., Sanz, A., Gómez, M. y Limón, M. Las ideas de los alumnos sobre la Ciencia:

Una interpretación desde Psicología Cognitiva. Enseñanza de las Ciencias, 9 (1),

83-94, 1991.

Pozo, J. I. Las ideas del alumnado sobre la Ciencia: de dónde viene, a donde van… y

mientras tanto qué hacemos con ellas. Alambique, Didáctica de las Ciencias

experimentales, 7, 18-26, 1996.

Solbes J. y Tarín F. Algunas dificultades en torno a la conservación de la Energía.


Vázquez Díaz, J. Algunos aspectos a considerar en la didáctica del Calor. Enseñanza de

las ciencias, 5 (3), 235-238, 1987.

Walpole, R. E. Myers, R. H. y Myers, S. L. Probability and Statistics for Engineers and

Scientists. (Prentice Hall, Upper Saddle River, N. J., 1998).

5. BIBLIOGRAFÍA

El material que he consultado o en el que me he apoyado para redactar la

memoria ha sido más bien escaso, y principalmente me ha servido de ayuda a la hora


74

de elaborar las Unidades Didácticas. Así, he consultado libros de texto de 2º de

Bachillerato y de 3º y 4º de E.S.O. empleados en el centro, de editoriales Anaya y SM, y

los documentos oficiales necesarios como el Proyecto Educativo del Centro (PEC),

Reglamento Orgánico de Funcionamiento (ROF), Programación General Anual (PGA)

del centro, el BOR o el Currículo de E.S.O. de La Rioja.

Para desarrollar en aula parte de las Unidades Didácticas he utilizado material

elaborado por mi tutor como problemas adicionales, colgados en la página web del

instituto www. iescosmegarcia.edurioja.org, guiones y material de prácticas además de

los libros del departamento.

También he usado otros recursos sacados principalmente de internet para

seleccionar imágenes y videos que me fueran útiles para el proceso de enseñanza

aprendizaje y artículos sobre la didáctica de las ciencias de revistas como Alambique,

Eureka, Enseñanza de las Ciencias, etc., que se han señalado anteriormente, y que me

han sido de utilidad para elaborar los cuestionarios de ideas previas y el Proyecto de

Innovación

Libros de texto

• “Energía y calor”. Jesús Ángel Viguera Llorente, Mariano Remacha Lafuente.

Física y Química 4º E.S.O. Ediciones SM, 2008.


75

B.O.R. E.S.O.

• Decreto 23/2007, de 27 de Abril, por el que se establece el Currículo de la

Educación Secundaria Obligatoria de la Comunidad Autónoma de La Rioja.

B.O.R. jueves, 3 Mayo de 2007. Págs. 6-12.

Otros documentos oficiales

• “Notas de Identidad (principios fundamentales, convivencia, línea

metodológica, gestión del centro), Metas Educativas, Metodología General,

Organización General del Instituto, Oferta Educativa, Reglamento de Régimen

Interno (recursos humanos, recursos materiales)”. Proyecto Educativo del Centro

(PEC) 2012.

• “Dependencias, servicios y recursos materiales del centro”. Reglamento

Orgánico de Funcionamiento (ROF).2012.

• “Proyecto Curricular de E.S.O. y Bachillerato”, “Proyecto Educativo y equipos

Docentes”, “Programaciones Didácticas”. Programación General Anual (PGA)

2011-2012.


76

6. ANEXOS

Anexo 1: Cuestionario de ideas previas

Nombre y Apellidos:………………………………………………………………………………………………………

1. Para que se pueda admitir la existencia de calor:

a) Es suficiente un único sistema.

b) Son necesarios, por lo menos, dos sistemas.

c) Es suficiente un único sistema pero tiene que estar caliente.

2. ¿Cuál será la temperatura de una mezcla de 1 litro de agua a 20 ºC con 1 litro de

coca-cola a 20 ºC? Justifica tu respuesta.

3. Responde verdadero o falso y justifica tu respuesta. “La temperatura de un cuerpo

depende de su naturaleza, es decir, hay sustancias «frías» como los metales o

«calientes» como la lana”.

4. Un alumno entra al laboratorio de ciencias que está a una temperatura ambiental de

25 ºC donde se encuentra una mesa de hierro y otra de madera. Inmediatamente

enciende el aire acondicionado. Pasadas dos horas, la temperatura ambiental está a 20

ºC. La temperatura de la mesa de hierro será:

a) Menor que en la mesa de madera.

b) Mayor que en la mesa de madera.


77

c) Igual que en la mesa de madera.

d) Ninguna de las proposiciones anteriores.

5. Responde verdadero o falso y justifica tu respuesta. “Si pongo hielo (sólido) a 0 ºC

con alcohol (líquido) a -10ºC el hielo enfriará al alcohol”.

6. El calor es:

a) Movimiento de aire caliente generado por una elevada temperatura.

b) Intercambio de energía interna entre sistemas de distinta temperatura.

c) La energía contenida en un cuerpo.

7. Responde verdadero o falso y justifica la respuesta. “Durante el cambio de estado de

agua líquida a vapor de agua, la temperatura no cambia”.

8. ¿Puede haber en un recipiente hielo y agua a 0ºC? Justifica tu respuesta.

9. Responde verdadero o falso y justifica tu respuesta: “Cuando un cuerpo se enfría

pierde calor”.

10. Un profesor en el laboratorio de Química hace la siguiente demostración: Muestra

dos vasos de precipitados de igual forma y tamaño. El vaso A tiene el doble de

volumen de agua que el vaso de precipitados B. Luego, somete a calentamiento las

masas de agua hasta el punto de ebullición. Por lo tanto, la temperatura del agua en el

envase A será:

a) Mayor que la temperatura del agua del vaso B.


78

b) Igual que la temperatura del agua del vaso precipitado B.

c) Menor que la temperatura del agua del vaso precipitado B.

La energía en forma de calor que se ha aplicado es:

a) Mayor en el vaso A.

b) Mayor en el vaso B.

c) En los dos iguales.

11. Cuando un cuerpo se dilata, por efecto de un aumento de temperatura,

incrementa su tamaño. ¿Se produce un aumento en la masa? Justifica tu respuesta.

Anexo 2: Video de procesos de transferencia de Energía en forma de Calor

Anexo 3: problemas para resolver en clase

1.- ¿Cuál será la temperatura final de equilibrio cuando 10 g de leche a 10°C se agregan

a 60 g de café a 90°C? Suponga que las capacidades caloríficas de los líquidos son

iguales a la del agua y desprecie la capacidad calorífica del recipiente.

2.- 100 g de Cu de temperatura 100 °C se dejan caer en 80 g de agua a 20 °C en un vaso

de vidrio de 100 g de masa. ¿Cuál será la temperatura final de la mezcla si el sistema se

considera aislado?

Conducción, convección, radiación.wmv


79

3.- ¿Cuantos julios de calor se necesitan para elevar la temperatura de 3 Kg de

aluminio de 20 °C a 50 °C?

4.- Se utilizan 8360 J para calentar 600 g de una sustancia desconocida de 15°C a 40°C.

¿Cuál es el calor específico de la sustancia?

5.- Un estudiante de física desea medir la masa de una vasija de cobre de una manera

muy particular. Para ello, vierte 5 Kg de agua a 70 °C en el recipiente, que inicialmente

estaba a 10 °C. Luego encuentra que la temperatura final del agua (suponemos que

estaba en un ambiente aislado) y de la vasija es de 66 °C. A partir de esa información,

determine la masa de la vasija.

6.- La madre de una niña le dice que llene la bañera para que tome un baño. La niña

solo abre la llave del agua caliente y se vierten 95 litros de agua a 60°C en la tina.

Determine cuantos litros de agua fría a 10°C se necesitan para bajar la temperatura

hasta 40°C.

7.- ¿Qué cantidad de calor es necesaria para fundir 26 g de hielo a 0°C? ¿Y para

solidificar 315 g de agua? (Calor de fusión del hielo es 2090 J/Kg).

8.- ¿Qué cantidad de calor desprenden 320 g de vapor de agua al condensarse a

100°C? Calor latente de vaporización del agua es de 2257,2 J/g.

9.- Se tienen 150 g de hielo a –15°C. Determinar la cantidad de calor necesaria para

transformarlos en vapor a 120°C.


80

10.- Un recipiente de cobre cuya masa es de 0,2 Kg contiene una mezcla compuesta de

0,5 Kg de agua y 0,5 Kg de hielo en equilibrio. Si se añade 1 Kg de agua hirviendo. ¿Cuál

es su temperatura final?

11.- Determinar la masa de agua a 10°C que puede ser elevada a 70°C por una masa de

vapor de agua de 600 g a 100°C.

12.- En 250 g de agua a 50 ° C introducimos un trozo de hielo de 2,5 g a la temperatura

de – 10° C. Hallar la temperatura final del agua.

13.- Hallar la cantidad de vapor a 100°C que debe añadirse a 62 g de hielo a 10°C para

que la temperatura final en el equilibrio térmico sea de 60°C. Calor especifico del hielo,

c = 2090 J/Kg K. Calor de fusión del hielo, Alf = 333,5 Kj/Kg. Calor de condensación del

vapor, Tv = 2257 Kj/Kg.

14.- Se echan 4 Kg de hielo a la temperatura de –2°C dentro de un estanque aislado,

que contiene 8 kg de agua a 40 °C. Explicar lo que pasa y deducir cual será la

temperatura final de la mezcla.

15.- En un calorímetro de latón de 180 g de masa hay agua a 20°C. Se colocan 80 g de

hielo a 0°C y, cuando se alcanza el equilibrio térmico, quedan 15 g de hielo sin fundir.

Calcular:

a) La masa de agua, a 20°C que contenía el calorímetro

b) La masa de agua a 50°C que se debe añadir para que la temperatura final sea

de 12°C. Para este apartado, considera despreciable el calorímetro.


81

16.- Un sistema aumenta su energía interna en 4500 J. Si realiza un trabajo de 2000 J,

¿qué energía transfiere en forma de calor?

17.- Un sistema intercambia 500 J de calor y 600 J de trabajo con el exterior. Calcula la

variación de su energía interna, en los siguientes casos:

a) El sistema recibe calor y realiza trabajo

b) El sistema recibe calor y se realiza trabajo sobre él.

c) El sistema cede calor y realiza trabajo

d) El sistema cede calor y se realiza trabajo sobre el.

18.- En 3 litros de agua pura a la temperatura de 10ºC introducimos un trozo de hierro

de 400 g que está a la temperatura de 150ºC ¿Qué temperatura adquirirá el conjunto?

Datos: Ce (agua líquida) = 4180 J/Kg K; Ce (hierro) = 489,06 J/Kg K.

19. En un experimento se suministran 5 820 J de energía en forma de calor y esto eleva

la temperatura de un bloque de aluminio 30 ºC. Si la masa del bloque de aluminio es

de 200 g, ¿cuál es el valor del calor específico del aluminio?

20. Una esfera maciza de latón cuyo radio a 0 ºC es de 5 cm se calienta hasta los 150

ºC. Calcula su aumento de volumen sabiendo que el coeficiente de dilatación lineal del

latón es α = 19. 10-6 ºC-1.

21. Los tendidos eléctricos no tienen juntas que permitan su dilatación, por eso entre

cada dos postes el tendido no va en línea recta, sino que el hilo forma una pequeña


82

curva. Calcula la disminución de longitud de un cable de cobre (α= 1,67.10-5 ºC-1) que

mide 100 km en verano a 35 ºC si en invierno la temperatura desciende a 0 ºC.

Anexo 4: Guión práctica de laboratorio

DETERMINACIÓN DEL CALOR ESPECÍFICO DE UN SÓLIDO

Objetivo

Se trata de determinar el calor específico de dos piezas metálicas, una de hierro

y otra de aluminio y comprobar que su valor es característico del material.

Material

Vaso de precipitados, termómetros hasta 110 ºC, calorímetro.

Base, aro, rejilla de amianto y mechero.

Dos piezas una de hierro y otra de aluminio e hilo.

Fundamento teórico

Cuando dos cuerpos a distinta temperatura se ponen en contacto se alcanza el

equilibrio térmico cediendo calor el cuerpo más caliente y ganando calor el cuerpo más

frío. El calor ganado es igual al calor cedido y la expresión que nos permite calcular la

cantidad de calor en ambos casos es: Q = m ce Δt siendo ce el calor específico del

Procedimiento

1. Pon en el calorímetro aproximadamente 100 g de agua a temperatura

ambiente. Llama M a esta cantidad de agua y anota la temperatura que llamarás T.


83

2. Toma la pieza de Al y determina su masa que llamarás m.

3. Sumerge ahora la pieza de Al, que estará suspendida de un hilo, en un vaso

de agua y calienta hasta hervir durante unos minutos. Anota la temperatura a la que

hierve el agua.

4. Saca la pieza de Al con el hilo, introdúcela en el calorímetro y agita

suavemente en su interior. Anota la máxima temperatura que marca el termómetro

del calorímetro y llámala tF.

5. Ten en cuenta que el calor cedido es igual al calor ganado:

QC = QG m⋅ Ce ⋅ (tF – t) = M ⋅C⋅ (tF – T)

El calor específico del agua es C = 4180 J/kg·K. Repite el mismo proceso con la

pieza de hierro. Realiza los cálculos y pon todos los datos en la tabla.

Busca los datos y comprueba los resultados obtenidos. ¿A que puede ser

debida la diferencia entre ambos?


84

Anexo 5: Presentaciones Power Point


85


86


87

Revisión de los conceptos de calor y temperatura y elaboración de ...

Documents

Transcript of Revisión de los conceptos de calor y temperatura y elaboración de ...