3/5/13  

1  

Cambios conceptuales en la enseñanza de las ciencias Mario E. Ortega Núñez

Agenda ! Problemática actual de la enseñanza de las ciencias en educación

elemental-intermedia-superior. ! Problemas y mitos

! Concepciones alternativas (ideas previas) !   ¿Qué son ideas previas? Origen y características ! Persistencia de las ideas previas sobre las concepciones científicas. ! Relación existe entre las concepciones alternativas y la enseñanza

científica.

! Cambio conceptual !   ¿Qué es el cambio conceptual? ! Diferentes metodologías que se han diseñado para provocar el cambio

conceptual.

! Experimentos diversos.

3/5/13  

2  

En los Estándares Nacionales de la Educación en Ciencias de los Estados Unidos se habla de estas seis habilidades para indagar.

! Identificar preguntas y conceptos que guíen las investigaciones.

! Diseñar y conducir investigaciones científicas.

! Utilizar las tecnologías más apropiadas y la matemática para mejorar las investigaciones y su comunicación.

! Formular y revisar las explicaciones y modelos científicos mediante el empleo de la lógica y la evidencia.

! Reconocer y analizar explicaciones y modelos alternativos.

! Comunicar y defender un argumento científico.

Departamento de Educación de Puerto Rico

!   El Programa de Ciencias tiene como misión fundamental contribuir a la formación de un ser humano que posea una cultura científica y un conocimiento tecnológico, que lo capacite para ser responsable consigo mismo, eficaz en el mundo del trabajo, a la vez que contribuya positivamente con la sociedad promoviendo el respeto por la naturaleza y la vida, propiciando un ambiente de paz. (http://www.de.gobierno.pr/tags/ciencias)

3/5/13  

3  

Cinco necesidades según el DE de Puerto Rico

!   La conservación del ambiente y nuestros recursos naturales.

!   El desarrollo de la tecnología actual requiere un ciudadano que posea un conocimiento tecnológico que lo capacite para ser responsable consigo mismo y eficaz en el mundo del trabajo.

Cinco necesidades según el DE de Puerto Rico

!   El desarrollo de las ciencias y los adelantos científicos han tenido un gran impacto en muchas áreas de nuestras vidas, lo cual requiere que los estudiantes conozcan los conceptos y las destrezas de las ciencias, esto es, tengan cultura científica.

! Una gran cantidad de asuntos relacionados a nuestra vida diaria requiere que los miembros de la sociedad posean el hábito de pensar científicamente.

!   El quehacer científico debe promover respeto por la naturaleza y la vida, propiciando un ambiente de paz.

3/5/13  

4  

Estado actual en la enseñanza de las ciencias

!   En la vida diaria estamos acostumbrados a las múltiples aplicaciones de las ciencias y no reflexionamos sobre su naturaleza y principios.

! Esto ha originado que nos hayamos convertidos en usuarios mecánicos de las ciencias.

! Pero ¿cuáles son las causas? ¿Qué propicia esta situación?

!   La dificultad que tienen los maestros de encontrar y diseñar estrategias de enseñanza adecuadas para que sus alumnos se impregnen del conocimiento científico. !   La elaboración de nuevas estrategias, reta al

maestro a conocer y analizar su propia práctica docente.

! Esto obliga al maestro a transformar sus estrategias de enseñanza.

3/5/13  

5  

!   El conocimiento previo que tienen los estudiantes sobre los fenómenos naturales difiere del que ellos construyen en la escuela, ya que elaboran significados acordes a su experiencia personal. ! Esto conduce a que los alumnos construyan

significados diferentes a los que el maestro pretende enseñar.

!   El maestro no se percata de que la manera que el estudiante resuelve este conflicto cognitivo es separando las ciencias de sus propias experiencias en la vida cotidiana.

! Es importante considerar la experiencia de los alumnos así como sus ideas previas en torno a los fenómenos de la naturaleza, como punto de partida en la generación de nuevas estrategias de enseñanza.

!   El estudiante debe acercarse lo más posible al conocimiento científico de manera tal que sea capaz de utilizaro en su vida cotidiana.

3/5/13  

6  

Problemas y mitos detectados en la enseñanza de las ciencias

!   Las creencias que tienen los maestros acerca del conocimiento científico con frecuencia pueden representar verdaderos obstáculos en el desarrollo de su práctica docente.

!   Es importante tomarlas en cuenta durante el proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias.

Problemas

!   La enseñanza de las ciencias se ha convertido en un cúmulo de información dentro del aula, ya sea copiando o repitiendo y memorizando información, sin ninguna relación con la vida cotidiana.

!   El desconocimiento por parte de los maestros de las nociones científicas (ideas previas) de sus estudiantes, durante la preparación de sus clases.

3/5/13  

7  

!   El predominio de la verbalización en las clases por parte de los maestros fomenta la pasividad y dependencia de los alumnos.

!   No se considera la posibilidad de que los alumnos adquieran conocimientos a partir de la realidad en la que se encuentran.

!   Los planes y programas no responden a las necesidades individuales y sociales de los estudiantes o existen dificultades en desarrollar nuevos planes o programas de estudios debido a la falta de capacitación del docente.

Mitos ! Existen conocimientos exclusivos de un grupo

de personas (científicos), los cuales son inaccesibles para los demás.

!   Los conocimientos científicos son permanentes y tienen mayor valor si se originan en paises desarrollados.

!   Los conocimientos científicos más importantes o relevantes son los adquiridos leyendo libros y revistas científicas.

3/5/13  

8  

!   El método científico es absoluto y secuencial.

! Es más importante el aprendizaje de los conceptos.

!   El trabajo teórico debe prevalecer sobre el trabajo práctico.

!   No todos los estudiantes tienen la capacidad para aprender ciencias.

! Estos mitos se construyen a lo largo de su formación como maestros, son asimilados por los docentes y transmitidos como verdades a los alumnos.

3/5/13  

9  

Causas más comunes de los problemas y mitos

!   La causa de la mayoría de los problemas en la enseñanza de las ciencias no corresponde realmente a los maestros, sino en gran medida a: !   Los programas de formación y actualización

magisterial. ! Programas de estudio en educación

elemental, intermedia y superior.

Causas más comunes de los problemas y mitos

! Prioridades de la política educativa del momento.

! Poca capacidad que tienen los maestros de influir en las decisiones de política educativa.

!   Se dificulta la vinculación entre el trabajo cientifico y la educación, haciendo de que las ciencias se consideren de poco interés, propias de especialistas y difíciles de aprender.

3/5/13  

10  

¿Porqué no se incluyen actividades experimentales en la enseñanza de las ciencias?

!   No se consideran relevantes las actividades experimentales para la construcción del conocimiento científico. !   Falta de una metodología didáctica que cojugue

teoría y experimentación.

!   La dificultad que representa para el maestro diseñar, encontrar y aplicar actividades experimentales en sus clases (no cuenta con el material, espacio inadecuado, desconocimiento, medidas de seguridad y primeros auxilios, etc.)

! Cuando las actividades experimentales son consideradas y se realizan en clase se limitan a ejercicios y prácticas para verificar la información dada por el libro o por el maestro, negándole la posibilidad al alumno de desarrollar una actitud científica.

!   Los experimentos en los libros están diseñados de tal forma que no permiten opciones alternativas, las preguntas son generadas para que el estudiante responda lo esperado.

3/5/13  

11  

!   No se da la opción de que el estudiante elabore su propio cuestionamiento y por tanto no se propicia un análisis o discusión de lo observado.

!   Los cursos no incluyen experimentos en los que el alumno pueda identificar y definir un problema, proponer procedimientos, interpretar resultados o tomar alguna decisión.

Ideas Previas Origenes Caracteristicas Propiedades

3/5/13  

12  

Esquemas mentales previos

!   Errores conceptuales

!   Preconcepciones

!   Ideas previas

!   Ideas alternativas

!   Esquemas conceptuales alternativos

!   Razonamientos espontáneos

!   Ciencia del alumnado

Ideas previas !   Son construcciones que los sujetos

elaboran para dar una respuesta a su necesidad de interpretar fenómenos naturales.

!   Son necesarias para la vida cotidiana o son requeridas para mostrar cierta capacidad de comprensión que es solicitada a un sujeto por otro.

3/5/13  

13  

Características de las ideas previas

!   Son estructuras mentales de los estudiantes.

!   Son ideas dominadas por la percepción.

!   Son construcciones personales.

!   Dependen del contexto.

!   Son históricas, guardan cierto paralelismo con las mantenidas por la ciencia.

!   Son persistentes.

!   La mayoría de las veces son científicamente incorrectas.

!   Son implícitas

!   Son ubicuas

!   Son compartidas.

3/5/13  

14  

Origen de las ideas previas

! Libros de texto (con una terminología ambigua y esquemas confusos) y otros materiales que se utilizan en los centros educativos.

! Experiencias y observaciones de la vida cotidiana.

! Rumores sociales, tabúes, leyendas tratadas en calidad de conocimiento, remedios populares, etc.

! Interferencia del vocabulario científico con el lenguaje cotidiano.

!   La cultura propia de cada civilización y los medios de comunicación.

! Expresión oral y/o escrita inadecuada para la capacidad de comprensión del alumnado.

! Antropomorfización de todos los procesos estudiados.

3/5/13  

15  

Propiedades de las ideas previas

!   Coherencia

!   Universalidad

!   Persistencia

!   Consistencia

PINTÓ, R., ALIBERAS, J. y GÓMEZ, R. (1996). Tres enfoques de la investigación sobre concepciones alternativas. Investigación y experiencias didácticas, 14, 2, 221-232.

Propiedades de las ideas previas: Coherencia

!   Una concepción es coherente si no presenta contradicciones internas.

!   Lo más probable es que sea un sistema de concepciones interconectadas de manera coherente, suficientemente estable, lo que explicaría su resistencia al cambio.

!   El conocimiento científico del alumno está interconectado de diversas formas.

3/5/13  

16  

Propiedades de las ideas previas: Universalidad

!   Los diferentes estudios parecen demostrar cierto grado de universalidad en las concepciones, inclusive entre estudiantes de diferentes países y culturas.

!   No debe olvidarse la intervención de factores relacionados con el contexto social

Propiedades de las ideas previas: Persistencia

!   Uno de los aspectos más preocupantes de las concepciones de los alumnos, es la estabilidad de tales ideas, su importante resistencia al cambio.

!   Dichas concepciones persisten largos períodos de tiempo, a pesar, incluso de intervenciones educativas dirigidas a facilitar su transformación

3/5/13  

17  

Propiedades de las ideas previas: Consistencia

!   Un estudiante es consistente en la utilización de una concepción determinada cuando la usa en contextos distintos, aunque científicamente equivalentes.

!   El estudio de las consistencias es importante para la didáctica, ya que si se consiguiese probar la consistencia en la utilización de ideas alternativas, se podría diseñar adecuadamente una estrategia de cambio especial

El cambio conceptual

!   En esencia, consiste en modificar las ideas previas de los estudiantes y sustituirlas por las ideas y conceptos aceptados por la comunidad científica.

!   Se trata, fundamentalmente, de que los alumnos aprendan la ciencia "correcta”

3/5/13  

18  

!   Es necesario modificar las ideas previas como un medio para lograr un mejor aprendizaje de los conceptos científicos.

!   El reconocimiento de la necesidad de lograr esas transformaciones o cambios conceptuales en los estudiantes, llevó no sólo a mostrar que las prácticas habituales de enseñanza son ineficaces, sino a transformar los enfoques y las concepciones del aprendizaje de la ciencia.

!   En la búsqueda por encontrar formas de lograr el cambio conceptual, rápidamente se identificó que la situación era mucho más compleja que pretender una sustitución de ideas previas por las correspondientes ideas "científicamente correctas”

!   La contraposición de explicaciones ante los estudiantes y su supuesto conflicto cognoscitivo no se daba o era un proceso insuficiente para lograr su transformación.

3/5/13  

19  

!   En torno al problema del cambio conceptual se han elaborado diversas aproximaciones que han llevado a desarrollar diferentes enfoques teóricos, en especial epistemológicos. ! Tiberghien (1994)

!   Strike & Posner (1985)

!   Las revoluciones científicas de Kuhn (1970) !   Los programas de investigación de Lakatos (1970)

! Nersessian (1989, 1992) y Chi (1992)

• Tiberghien, A. (1994). Modeling as a basis for analyzing teaching-learning situations. Learning and Instruction 4, 71-87. • Strike, K. & Posner, G. (1985). A conceptual change view of learning and understanding. En L. H. T. Pines & A. L. West (Eds.), Cognitive Structures and Conceptual Change (pp. 211-232). Orlando, Florida: Academic Press. • Kuhn, T. S. (1970). La Estructura de las Revoluciones Científicas. México: Fondo de Cultura Económica. • Lakatos, I. (1970). The Methodology of Scientific Research Programmes: Philosophical Papers, Vol. 1. Cambridge Mass: Cambridge University Press. • Nersessian, N. (1989). Conceptual change in science and in science education. Synthese 80, 163 – 183

!   La transformación de las ideas previas no es un proceso abrupto, sino por el contrario, es un proceso lento y gradual.

!   Es necesario reconocer que las posibles transformaciones de las ideas previas no ocurren de manera aislada, esto es, la transformación de una idea previa con independencia de otras

!   El proceso es mucho más complejo e intervienen en él diversos factores como el contexto, el nivel de comprensión de los conceptos, si se trata de relaciones causales o funcionales, etc.

3/5/13  

20  

¿Cómo sacar a la luz las ideas previas?

!   Expresiones escritas

!   Carteles, posters

!   Mapas conceptuales

!   Experimentos mentales

!   Lluvia de ideas

!   Cuestionarios, etc.

Driver, R., Newton, P., & Osborne, J. (2000). Establishing the norms of scientific arguementation in classroom. Science Education , 287-312.

!   ¿Cuáles son las ideas previas que hasta ahora has identificado en tus estudiantes?

(ver hoja anexa)

3/5/13  

21  

Ideas previas en las ciencias

Matemáticas Biología Química Física (ver anejo 1)

¿Cómo realizar esta transición de ideas?

!   En el proceso de aprendizaje se tomará siempre como punto de partida lo que el estudiante sabe, es decir, sus ideas, su “ciencia”.

!   Se crea en el alumnado un conflicto cognitivo, una “crisis”, es decir se rompe el equilibrio inicial de sus esquemas cognitivos y surge la motivación por el aprendizaje a la búsqueda de un nuevo equilibrio.

3/5/13  

22  

!   En esta fase, el estudiante investiga a partir de nuevas informaciones lo que busca: !   Encuentra nuevas dimensiones de la

realidad

!   Reorganiza sus conocimientos del mundo y va enriqueciendo su estructura cognitiva

!   Mejora su capacidad comprensiva

!   Transfiere los nuevos conocimientos descubiertos y aprendidos a otras situaciones o realidades.

!   Lo descubierto y aprendido por el estudiante, a lo largo del proceso es ahora comunicado o expresado.

!   Sólo aquello que se expresa y se comunica queda verdaderamente asimilado o integrado como aprendizaje.

3/5/13  

23  

Actividades de iniciación!

Actividades de reestructuración de!ideas!

Actividades de aplicación de las! nuevas ideas!

Revisión del cambio de ideas!

1.  Presentación del problema!2.  Normalización de las ideas ! de los estudiantes!

1.  Clarificación e intercambio!2.  Exposición a situaciones de! conflicto!3. Presentación de la visión ! escolar científica!4. Exploración/valoración! de la visión escolar científica!

Idea alternativa! Idea nueva! Idea alternativa! No hay aprendizaje!

Idea alternativa! Idea nueva! Idea alternativa +!parte idea nueva!

Idea alternativa! Idea nueva! Idea nueva!

Idea alternativa! Idea nueva!

Idea alternativa +!Idea nueva!

Idea nueva!

Aprendizaje!significativo!

!CAMBIO !

CONCEPTUAL!

Aprendizaje no!significativo!

irreconciliable!

Irreconciliable!

Irreconciliable!

Reconciliables!

Relacionadas!

Rechazo!

Memorización!repetitiva!

Intercambio!reemplazo!

captura!

integración!

3/5/13  

24  

Algunos Aspectos importantes en la facilitación de los cambios

conceptuales

!   Como requisito previo para el cambio conceptual es esencial que a los estudiantes se le provean opiniones opuestas que contradigan sus conocimientos previos (concepciones alternativas) y los dos constituyen teorías rivales del pensamiento de los estudiantes (Lakatos, 1970).

Lakatos, I. (1970). Falsification and the methodology of scientific research programmes. In I. Lakatos& A. Musgrave (Eds.), Criticism and the growth of knowledge (pp. 91-195). Cambridge:Cambridge University Press.

!   El nuevo marco alternativo debe parecer al principio plausible a los estudiantes con el fin de facilitar "la transición progresiva" en la comprensión.

!   El desarrollo de nuevas ideas en las ciencias tiene su origen no sólo en hechos objetivos, sino en una construcción deliberada de la mente - un principio heurístico.

3/5/13  

25  

!   Diseño de “experimentos de enseñanzas” interactivos para generar situaciones en las que los estudiantes se vean obligados a luchar con respuestas alternativas que conducen a conflictos cognitivos.

Para promover el cambio conceptual es necesario que exista:

1.  Invitar al alumnado a ser explícitos expresando sus ideas

2.  Insatisfacción por parte del alumnado respecto a sus ideas previas

3.  Alternativas inteligibles que permitan una nueva estructuración de los conocimientos

4.  Alternativas que encajen con otros conocimientos del alumnado

3/5/13  

26  

Los libros de ciencias ¿facilitan la comprensión conceptual?

Garritz, A. (2005). Debate sobre cómo cambiar los textos de química para el siglo XXI, Educación Química, 16(3), 363-369

!   “Los libros de texto tradicionales sólo desarrollan conocimientos científicos y se rigen por la lógica interna de la ciencia, sin preguntarse acerca de qué es la ciencia, cómo funciona internamente, como se desarrolla, sobre el origen de los conocimientos, de su fiabilidad, de cómo se obtuvieron, si ello ocurre con cooperación y colaboración, qué implicaciones tiene el juicio de los pares, para qué se utilizan comúnmente los conocimientos, qué beneficios reportan para la sociedad”.

3/5/13  

27  

Esctructura atómica

Libros vs. Publicaciones originales

Estructura atómica ! Experimentos de rayos cátodicos de

Thomson: (anejo 2) ! Libros: Casi todos señalan que Thomson

estaba interesado en obtener un valor exacto de la relación carga/masa del electrón.

! Publicaciones originales: Los experimentos se llevaron a cabo en un contexto de marco conflictivo, para determinar si los rayos catódicos eran partículas u ondas en el eter.

3/5/13  

28  

! Experimento de partículas alfa: controversia Rutherford-Thomson: (anejo 3) ! Libros: No comentan sobre esta polémica.

! Publicaciones originales: Dos modelos atómicos diferentes explican los mismos resultados experimentales de dispersión de partículas alfa. Esto condujo a una amarga disputa entre Thomson y Rutherford, que duró muchos años. “Los datos experimentales a menudo conducen a más de un modelo o interpretación” (Niaz, 1998).

Niaz, M. (1998). From cathode rays to alpha particles to quantum of action: A rational reconstructionof structure of the atom and its implications for chemistry textbooks. Science

Education, 82,527-552.

! Objetivo de Bohr: Estabilidad del átomo de Rutherford vs. espectro de líneas de hidrógeno: (Anejo 4) ! Publicaciones originales: El objetivo principal de

Bohr fue explicar la estabilidad paradójica del modelo atómico de Rutherford, lo que constituye un marco rival en su propio modelo. La evidencia histórica (Heilbron y Kuhn, 1969) muestra que Bohr no había oído hablar de las fórmulas de Balmer y Paschen para el espectro de línea del hidrógeno, cuando escribió la primera versión de su artículo de 1913 en el Philosophical Magazine.

! Libros: No mencionan este importante aspecto de la investigación de Bohr.

Heilbron, J.L., & Kuhn, T. (1969). The genesis of the Bohr atom. Historical Studies in the Physical Sciences, 1, 211-219.

3/5/13  

29  

! Experimento de la gota de aceite: Controversia Millikan-Ehrenhaft

! Publicaciones originales: Millikan y Ehrenhaft obtuvieron resultados experimentales muy similares, lo que llevó a Millikan postular el “electrón” y a Ehrenhaft los “sub-electrones” (Holton, 1978). La rivalidad entre los dos científicos condujo a ambos a una disputa que duró mucho tiempo (1910 hasta 1925).

!   Libros: Ninguno menciona la controversia. La mayoría de los libros de texto consideran el experimento "simple", "clásico" y "preciso". Millikan es considerado como un genio ya que determinó la carga del electrón por un “hermoso” experimento (Niaz, 2005).

Niaz, M. (2005). An appraisal of the controversial nature of the oil drop experiment: Is closurepossible? British Journal for the Philosophy of Science, 55

! Naturaleza inconsistente de la teoría cinética de los gases de Maxwell: ! Publicaciones originales: La teoría de JC Maxwell

se basó en los “estrictos principios mecánicos” derivados de la mecánica de Newton y, sin embargo, al menos dos de las asunciones (movimiento de las partículas y consiguiente generación de presión) estaban en contradicción con la hipótesis de Newton que explica las leyes de los gases basada en las fuerzas de repulsión.

! Libros: Ninguno describe la naturaleza inconsistente de la presentación de Maxwell de la teoría cinética (Niaz, 2000).

Niaz, M. (2000). A rational reconstruction of the kinetic molecular theory of gases based on history and philosophy of science and its implications for chemistry textbooks. Instructional Science,28, 23-50

3/5/13  

30  

Niaz, M. (2005). ¿Por qué los textos de Química General no cambian y siguen una ‘retórica de conclusiones’?, Educación Química, 16(3), 410-415.

1.  Las teorías científicas son tentativas. 2.  Las teorías no se convierten en leyes aún con evidencia empírica

adicional. 3.  Toda observación está impregnada de una teoría. 4.  La ciencia es objetiva, sólo en cierto contexto del desarrollo científico. 5.  La objetividad en las ciencias proviene de un proceso social de

validación competitivo, por la evaluación crítica de los pares. 6.  La ciencia no se caracteriza por su objetividad, sino por su carácter

progresivo - cambios progresivos de problemática. 7.  El progreso científico está caracterizado por conflictos, competencias,

inconsistencias y controversias entre teorías rivales. 8.  Los científicos pueden interpretar los mismos datos experimentales en

más de una forma. 9.  Muchas de las leyes científicas son irrelevantes y en el mejor de los casos

son idealizaciones. 10.  No hay un método científico universal que indique los pasos a seguir.

Experimentos

3/5/13  

31  

Análisis de los componentes de las tintas de diferentes colores

!   Forme un equipo de dos o tres maestros por mesa.

!   Exprese sus ideas acerca los colores de las tintas de los bolígrafos, en la hoja de reporte 2.

Cromatografía de papel

!   Objetivo: !   Conocer los colores que componen a

las tintas de diferentes bolígrafos. !   Las tintas comerciales muchas veces

están compuestas por una mezcla de pigmentos de diferentes colores, los cuales pueden separarse por cromatografía.

3/5/13  

32  

Procedimiento !   Tome un trozo de papel de filtro o papel absorbente de 5 in2 y

marque tres puntos equidistantes uno del otro con diferentes tintas de bolígrafos, a una separación de 0.5 pulgada de la base del papel.

5 in

5 in

0.5 in

!   Vierta aproximadamente 5 mL de alcohol etílico o isopropílico al 70% V/V en una placa de plástico.

!   Coloque el pedazo de papel sobre el alcohol por el extremo que tiene los puntos de tintas sin sumergir los puntos de tinta en el alcohol.

!   Espere a que el alcohol suba por el papel y arrastre a las tintas (aproximadamente 5 minutos)

3/5/13  

33  

!   Ponga el cromatograma sobre la mesa para analizarlo y descubrir cuál de las tintas están compuestas por más de un color.

!   Complete la hoja de reporte que se le proveyó para poner sus resultados (Hoja de reporte 3)

Maestro:

!   Relación del experimento con su prática docente.

!   Construcción de explicaciones de lo observado.

!   Generación de alternativas didácticas.

!   Diseño de nuevos experimentos.

3/5/13  

34  

Con sus estudiantes:

!   Aprobación de las actividades experimentales: !   Capacidad de observar !   Formulación de preguntas !   Investigación del fenómeno !   Participación activa

!   Mantenimiento del interés como resultado de la curiosidad e investigación: !   Interés por realizar el experimento !   Observar si hay distracciones o

actitudes pasivas en ellos. !   Sus conversaciones giran

alrededor de la actividad que están realizando

3/5/13  

35  

!   Confrontación y contrastación de sus ideas: !   Ellos serán capaces de expresar sus ideas y

podrán defenderlas o transformarlas durante la discusión con sus pares

!   Construcción de explicaciones según lo observado: !   Mediante sus ideas previas

!   Reflexión sobre lo aprendido después de la discusión general

!   Diseño de nuevos experimentos: !   Permítales diseñar más experimentos

para que prueben sus hipótesis (ideas previas)

3/5/13  

36  

Determinación de la masa molar de magnesio.

!   Objetivo. !   Determinar la masa molar del

magnesio mediante la reacción del metal con un ácido mineral.

!   Medir la presión de hidrógeno generado por dicha reacción.

Procedimiento

!   Pese una cinta de magnesio de aproximadamente 2 cm de largo.

!   Encienda el Labquest y conecte el sensor de presión. El dispositivo reconocerá automáticamente el sensor.

!   Llene una matraz de 250 mL con aproximadamente 25 mL de HCl 1M.

!   Tape herméticamente colocando el sensor con un tapón de goma horadado y mida la presión inicial del sistema. Anótelo en su hoja de reporte.

3/5/13  

37  

!   Repita el paso anterior dos veces más, destapando y tapando nuevamente para medir la presión inicial del sistema. Anótelo en su hoja de reporte.

!   Destape el sistema, introduzca la cinta de magnesio y tape rápidamente. Sujete el tapón todo el tiempo para evitar que la presión lo expulse.

!   Espere a que desaparezca completamente la cinta y mida de inmediato la presión final obtenida (ver la pantalla del Labquest). Anote esta presión en su hoja de reporte.

!   Complete con agua corriente el matraz y mida con un cilindro graduado el volumen total de solución. Anote en su hoja de reporte ese volumen.

3/5/13  

38  

!   La presión de hidrógeno se calcula:

!   el volumen ocupado del gas se obtiene por:

!   Para calcular la masa molar del magnesio, se utiliza la ecuación de los gases ideales y la estequiometria de la reacción en cuestión:

!

PH2 = Pfinal " Pinicial

!

VH2 = VTotal "25 mL de HCl

!

PV = nRT " PH2VH2 = nH2RT "

nH2 =PH2VH2RT

!

nH2= moles de hidrógeno

PH2= Presión de hidrógeno luberado

VH2= Volumen de hidrógeno

R = Constante universal de los gases (0.00821 L.atm/K.mol)T = Temperatura del sistema

3/5/13  

39  

!

Mg(s) +2HCl(ac) "MgCl2(ac) +H2(g)

!

masa molar = masa de MgnH2

Emery Hyslop-Margison and James Thayer (2009). Teaching Democracy. Citizenship Education as Critical Pedagogy. Rotterdam, Sense Publishers

!   “Nuestro papel en la educación no es preparar estudiantes para una realidad económica diseñada por otros, sino para encarar la realidad social con modos más progresivos y socialmente justos. Nuestra misión ciudadana debe enseñar a los estudiantes lo que es posible, en lugar de objetivizarlos como ‘capital humano’ preparado para el impacto inevitable de las políticas implementadas para proteger los in- tereses de la elite económica.”