Tesis pensamiento sistémico en el aula by ingrid vera

PENSAMIENTO SISTÉMICO EN EL AULA: LA EXPERIENCIA DE LA OXIDACIÓN CON ESTUDIANTES DE GRADO NOVENO DE LA I.E.D. PABLO NERUDA

OLGA LUCÍA PEÑALOZA MORALES

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA NACIONAL FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DEPARTAMENTO DE FÍSICA ESPECIALIZACIÓN EN DOCENCIA DE LAS CIENCIAS PARA EL NIVEL BÁSICO BOGOTÁ, COLOMBIA 2013

PENSAMIENTO SISTÉMICO EN EL AULA: LA EXPERIENCIA DE LA OXIDACIÓN CON ESTUDIANTES DE GRADO NOVENO DE LA I.E.D. PABLO NERUDA

OLGA LUCÍA PEÑALOZA MORALES

ASESORAS ROSA I. PEDREROS M. MARGARITA VARGAS N.

Trabajo de grado para optar por El título de Especialización en Docencia de las Ciencias para el Nivel Básico

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA NACIONAL FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DEPARTAMENTO DE FÍSICA ESPECIALIZACIÓN EN DCENCIA DE LAS CIENCIAS PARA EL NIVEL BÁSICO BOGOTÁ, COLOMBIA 2013

AGRADECIMIENTOS

A Dios por, por ser mi luz A mi familia, por su apoyo y cariño constante A Berna, mi compañero de vida, por su colaboración y tolerancia A mis compañeros de trabajo, por su motivación en todo momento A mis compañeros de estudio, por promover mi esfuerzo A mis estudiantes por sus enseñanzas y afecto brindado A mis asesoras, las profesoras Rosita Pedreros y Margarita Vargas, por su valiosa y permanente orientación.

“Para todos los efectos declaro que el presente trabajo es original y de mi total autoría; en aquellos casos en los cuales he requerido del trabajo de otros autores o investigadores, he dado los respectivos créditos”. Consejo Superior, Acuerdo 031 del 04 de diciembre de 2007, Artículo 42, parágrafo 2.

RESUMEN ANALÌTICO EN EDUCACIÒN - RAE E1.Información General Tipo de documento

Trabajo de grado de Especialización

Acceso al documento

Universidad Pedagógica Nacional. Biblioteca Central

Titulo del documento

Pensamiento sistémico en el aula: La experiencia de la oxidación con estudiantes de grado noveno de la I.E.D. Pablo Neruda

Autor(es)

Peñaloza Morales, Olga Lucia

Director

Pedreros Martínez, Rosa Inés; Vargas Nieto, Margarita L.

Publicación

Bogotá. Universidad Pedagógica Nacional, 2013.108 p.

Unidad Patrocinante

Universidad Pedagógica Nacional

Palabras Claves

Pensamiento Sistémico, Enseñanza De La Química, Transformación De Sustancias, Oxidación, Interacciones, Cambio, Proceso

1. Descripción Trabajo de grado que sistematiza la experiencia de aula realizada con un grupo de estudiantes del grado noveno de la Educación Básica a partir de una situación como lo es la oxidación de la puntilla. La pregunta investigativa es ¿Cuáles son los rasgos que caracterizan el pensamiento sistémico en el aula, cuando se estudia la oxidación con estudiantes de grado noveno? El objetivo general, es distinguir los rasgos del pensamiento sistémico en el aula cuando se estudia la oxidación con estudiantes de grado noveno y como específicos, caracterizar los rasgos del pensamiento sistémico y proponer situaciones en el aula que posibiliten el pensamiento sistémico en la clase de ciencias. El trabajo se realiza bajo la perspectiva de la investigación cualitativa, partiendo de lo que los estudiantes piensan y proponen de acuerdo a sus ideas, la experiencia con su entorno, y los supuestos respecto a lo que sucede en el evento de la oxidación de la puntilla. 2. Fuentes Ariza, E. & Vargas, M. (2010).Tesis: Fenomenología de la transformación de las sustancias. Una experiencia de formación de docentes en ciencias. Descripción arqueológica. Universidad Pedagógica Nacional. Bogotá. Bertalanffy, L. (1986).Teoría general de sistemas, Fundamentos, desarrollo, aplicaciones. México: Fondo de Cultura Económica. Documento Oficial. Universidad Pedagógica Nacional

Capra, F. (1998). La trama de la vida. Una nueva perspectiva de los sistemas vivos. Barcelona: Editorial Anagrama. Del Pozo, R. (2001). Lo que saben y lo que pretenden enseñar los futuros profesores sobre el cambio químico. Revista Enseñanza de las ciencias. Volumen 19 (2). Madrid. Galagovsky, L., Rodríguez, M & Stamati, N. (2003). Representaciones mentales, lenguajes y códigos en la enseñanza de ciencias naturales. Un ejemplo para el aprendizaje del concepto de reacción química a partir del concepto de mezcla. Revista Investigación Didáctica. Volumen 21 (1). Argentina. Garritz, A & Reyes, F (2008). Conocimiento pedagógico del concepto de reacción química en profesores universitarios. Revista Mexicana de Investigación Educativa, volumen 11 (31). México. Recuperado de http://garritz.com/andoni_garritz_ruiz/documentos/Reyes-Garritz_RMIE2006.pdf. Landau, L & Lastres, L. (1996). Cambios Químicos y Conservación de la masa… ¿está todo claro? Revista Enseñanza de las ciencias. Volumen 14 (2). Argentina. Pedreros, R., Chaparro, C., Méndez, N., Sastoque, H & Prias, C. (2006). Pensamiento Sistémico en el Aula. Revista Nodos y nudos, volumen 2. (20). Bogotá: Universidad Pedagógica Nacional. Solsona, N. (1999). El aprendizaje del concepto de cambio químico secundaria. Revista Investigación en la escuela. (38) .Barcelona.

en el alumnado de

3. Contenidos El documento en su exposición está organizado en seis partes. En la primera se describen algunos estudios, experiencias e investigaciones relacionadas con la enseñanza de las ciencias y el pensamiento sistémico, en la segunda y tercera se dan a conocer algunos referentes conceptuales sobre el pensamiento sistémico y la transformación de las sustancias consecutivamente, la cuarta detalla los referentes metodológicos, resaltando la perspectiva de investigación empleada en el estudio y describiendo los momentos del trabajo de aula, la quinta parte narra las observaciones y percepciones de los estudiantes respecto a la situación de estudio “ la oxidación de la puntilla”, y la sexta propone algunos elementos de análisis tanto en el campo del pensamiento sistémico como en la transformación de las sustancias para concluir con unas reflexiones finales y las referencias bibliográficas.

Documento Oficial. Universidad Pedagógica Nacional

FORMATO RESUMEN ANALÍTICO EN EDUCACIÓN – RAE Código: FOR020GIB

Versión: 01

Fecha de Aprobación: 10-10-2012

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4. Metodología La perspectiva metodológica es la investigación cualitativa, con carácter descriptivo e interpretativo. El trabajo se realizó a partir de las etapas: Proponer una situación de estudio, teorizar al respecto, diseñar una ruta metodológica, recopilar información, describir lo observado y discutir las ideas e impresiones recogidas durante dicho proceso. La población de estudio está representada en estudiantes de grado noveno de la Institución Educativa Departamental Pablo Neruda ubicada en el municipio de Sibaté, Cundinamarca y la muestra estaba conformada por 27 estudiantes, 15 jóvenes y 12 niñas, con edades entre los 14 y 18 años de edad. Los momentos del trabajo en el aula fueron la exploración de diferencias en las cualidades de las puntillas, la caracterización del cambio, el diseño experimental y la elaboración de explicaciones. Se presentan los resultados del estudio, a partir de las categorías que surgieron en los procesos de construcción de explicaciones, la primera expresada en la transformación de las sustancias y la segunda enfocada al pensamiento sistémico. Las técnicas y herramientas de recolección de la información empleadas son las hojas de trabajo, carteleras, dibujos, presentaciones en power point, bitácoras de los estudiantes, registro de video y fotográficos. 5. Conclusiones A partir de este estudio transformación de las sustancias, el caso de la oxidación de la puntilla, se consideran como rasgos que caracterizan el pensamiento sistémico en el aula la concepción del sistema y de cada una de sus partes entrelazadas por una serie de interrelaciones que configuran el sistema parte-parte, parte-todo, todo-entorno, que se visibiliza a partir de las características de las interacciones, las propiedades emergentes, el tomar varios caminos para comprobar ideas y la multicausalidad. Los sistemas puntilla-medio y medio- entorno, se comportan de manera semejante, permiten comprender las interacciones que se presentan, los cambios químicos y físicos de la puntilla y en general los cambios que el sistema experimenta, lo cual permite comprender la oxidación como un proceso en el que se da la transformación de las sustancias. En la situación de estudio: la oxidación de la puntilla, además de permitir evidenciar los rasgos del pensamiento sistémico de los estudiantes, proporcionó elementos para reflexionar respecto a la manera como comúnmente se desarrollan los contenidos de las asignaturas en el área de las ciencias naturales, especialmente en la química. Por ejemplo, abordar la transformación de Documento Oficial. Universidad Pedagógica Nacional

las sustancias desde el estado, el cambio y el proceso de transformación, aspectos que se constituyen en categorías para abordar el estudio de las sustancias y su explicación química. En cuanto a la química y su enseñanza, se vislumbra en el trabajo realizado el compromiso de los docentes para estar reevaluando de manera constante las prácticas de aula, orientando el aprendizaje con metodologías que hagan más significativo el proceso de construcción de conocimiento en los estudiantes, fortaleciendo así su capacidad de relacionar variables, proponer hipótesis, dar sus propias explicaciones a diferentes situaciones, emplear su creatividad, profundizar en su nivel de análisis y establecer suposiciones, como se menciona al inicio de este proyecto. El estudio propuesto consiguió alcanzar el interés de los estudiantes, la participación de cada uno en sus equipos de trabajo fue comprometida con la vivencia individual y colectiva en la clase. Se logró además, con el presente trabajo, abordar la enseñanza de las ciencias desde una perspectiva diferente, donde se privilegió la construcción del conocimiento a partir de momentos en los que se desarrollaron actividades encaminadas a explorar, describir y argumentar la situación observada, a partir de sus relaciones e interacciones, obteniendo la emergencia de unas propiedades desde el punto de vista del pensamiento sistémico, lo cual se constituye en alternativas para pensar la química y su enseñanza.

Elaborado por:

Olga Lucia Peñaloza Morales

Revisado por:

Rosa Inés Pedreros, Margarita L Vargas

Fecha de elaboración del Resumen:

Documento Oficial. Universidad Pedagógica Nacional

2013

TABLA DE CONTENIDO RESUMEN ANALÍTICO ......................................................................................................................... 5 PRESENTACIÓN ................................................................................................................................ 13 CAPITULO I ESTUDIOS, EXPERIENCIAS E INVESTIGACIONES ................................... 16 1.1. Enseñanza de las ciencias y el pensamiento sistémico ............................................................. 16 1.2. Estudio y Enseñanza de las sustancias ....................................................................................... 22 CAPITULO II PENSAMIENTO SISTÉMICO ........................................................................ 33 2.1. Origen y Conceptualización del Pensamiento Sistémico .......................................................... 33 2.2. Características del Pensamiento Sistémico .............................................................................. 34 2.3. Aplicaciones del Pensamiento Sistémico ................................................................................. 38 CAPITULO III TRANSFORMACIÓN DE LAS SUSTANCIAS .................................................................... 40 3.1. Reacción Química ..................................................................................................................... 40 3.2. Cambio Químico ....................................................................................................................... 42 3.3. Transformación de las sustancias ............................................................................................. 43 CAPITULO IV REFERENTES METODOLÓGICOS ................................................................................ 45 4.1. Perspectiva y enfoque de la investigación ............................................................... 45 4.1.1. Población y objeto de estudio ............................................................................................ 46 4.1.2. Categorías de análisis .......................................................................................................... 47 4.2. Alternativa metodológica en el aula ........................................................................ 48 4.2.1. Dinámica de trabajo ............................................................................................................. 48 4.2.2. Momentos de la vivencia en el aula ..................................................................................... 49 CAPITULO V DESCRIPCIÓN Y ANÁLISIS DE LA EXPERIENCIA EN EL AULA ......................................... 52 5.1 Exploración de las diferencias en las cualidades de las puntillas .............................................. 52 5.2. Caracterización del cambio ...................................................................................................... 64 5.3. Diseño experimental ................................................................................................ 73 5.4. Elaboración de explicaciones .................................................................................................... 81 5.5. Discusión y Análisis .................................................................................................................. 96 REFLEXIONES FINALES ................................................................................................................... 107 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................. 109

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Categorías de Análisis .......................................................................................... 47 Tabla 2. Momentos de trabajo en el aula ............................................................................ 49 Tabla 3. Testimonios de las descripciones de las diferencias en el trabajo individual… 53 Tabla 4. Descripciones en las que se establecen cualidades ............................................ 54 Tabla 5.Descripción de las diferencia de las puntillas sin nombrar todas las cualidades comparadas, Grupo 1 .......................................................................... 56 Tabla 6. Descripción de las diferencias nombrando las cualidades dentro del texto, Grupo 3 ................................................................................................................... 57 Tabla 7. Descripción de las diferencias nombrando las cualidades de manera puntual, Grupo 5 ................................................................................................................................. 59 Tabla 8. Nominaciones que los estudiantes dan a las puntillas ........................................ 60 Tabla 9. Cualidades de las puntillas descritas por los estudiantes.………………………61 Tabla 10. Condiciones nombradas por los estudiantes ...................................................... 65 Tabla 11. Observaciones de los estudiantes en su proceso de experimentación ............. 74 Tabla 12. Explicaciones de los estudiantes en la primera actividad .................................. 82 Tabla 13. Propuestas de los estudiantes para evitar que la puntilla se oxide ................... 87 Tabla 14. Presentación elaborada por el grupo 2 .............................................................. 88 Tabla 15. Presentación elaborada por el grupo 5 ............................................................... 92

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Características del pensamiento sistémico ........................................................... 37 Figura 2 Dinámica del trabajo en el aula ............................................................................. 49 Figura 3 Cualidades observadas por los estudiantes en su trabajo individual ................... 54 Figura 4 Organización y clasificación de las puntillas ......................................................... 56 Figura 5,6 y 7 Interacción con las puntillas .......................................................................... 60 Figura 8 Estudiantes expresando sus argumentos ............................................................. 65 Figura 9 Condiciones manifestadas por los estudiantes como causantes de la oxidación de la puntilla .......................................................................................................................... 69 Figura 10 Puntillas oxidadas ................................................................................................ 69 Figura 11 Propuesta experimental del grupo 2.................................................................... 70 Figura 12 Propuesta experimental del grupo 4.................................................................... 71 Figura 13 Condiciones a experimentar relacionadas con la exposición de las puntillas a determinadas sustancias ...................................................................................................... 72 Figura 14 Condiciones a experimentar relacionadas con la exposición de las puntillas a determinadas condiciones.................................................................................................... 72 Figura 15 y 16 Momento de construcción de explicaciones ................................................ 86 Figura 17 Categoría Transformación de las sustancias ..................................................... 96 Figura 18 Razones dadas por los estudiantes acerca del por qué sucede la oxidación . 100 Figura 19 Descripción de las emergencias asociadas a la oxidación ............................... 101 Figura 20 Emergencias que surgen de los estudiantes ................................................... 102

PRESENTACIÓN

La enseñanza de las ciencias usualmente se ha limitado a

transmisión de

conocimientos, el docente es quien prepara los contenidos que se abordan en la clase, en la mayoría de las ocasiones la presentación de los temas es teórica, ocasionalmente se acompaña de la realización de prácticas de laboratorio, el estudiante es pasivo e indiferente a las propuestas sugeridas por el docente. Esta forma de pensar la enseñanza de las ciencias adopta la "clase magistral" como paradigma, transmite una visión de la ciencia dogmática, con saberes ya acabados y completos, y una fuerte carga de contenidos memorísticos.

La visión y la actitud que adquieren los educandos ante la ciencia, a lo largo de su vida educativa en la escuela,

revela una situación preocupante de apatía frente a las

asignaturas que componen el área. También es común que expresen dificultad para comprender los temas que en estas asignaturas se proponen. La anterior situación, se agudiza a medida que el estudiante avanza en los diferentes cursos, generalmente, los niños en sus primeros años escolaridad manifiestan interés y curiosidad por el trabajo relacionado con las ciencias, pero parece que las prácticas de enseñanza los alejan de su interés inicial.

En las prácticas de aula, por ejemplo, los estudiantes interpretan

los problemas

cuantitativos, como ejercicios en los que simplemente se deben sustituir datos en las ecuaciones que el profesor les ha dado, se deben aprender de memoria y así encontrar el resultado correcto al ejercicio propuesto. Desde esta perspectiva, las explicaciones de corte cualitativo son escasas dado que allí el estudiante debe razonar, conceptualizar, construir una explicación a partir de sus propias ideas, de tal manera que, el estudiante no tiene la posibilidad de plantear hipótesis ni de experimentar con sus ideas, lo que demuestra que estas prácticas no propician el entendimiento de lo que se estudia en la clase.

El objeto de estudio en particular en la clase de ciencias naturales, por lo general se presenta de forma ideal, se conciben los fenómenos como objetos

de estudio

compuestos por partes, se piensa el mundo desde una perspectiva mecanicista y causal, se busca reducir el todo a una serie de elementos separables más pequeños, es decir descomponer ese todo en partes elementales para estudiarlas en condiciones ideales, sin tener en cuenta el entorno (Gay, s.f).

De esta forma, su estudio se centra en

porciones reducidas de la realidad, en la que se piensan las características y el comportamiento de cada elemento de manera separada, y donde se concibe que para un conjunto de condiciones iniciales existe un solo estado final correcto y nada más que uno, como lo señala. Al respecto se

plantea que “se rompe lo complejo del mundo en

fragmentos separados, se fraccionan los problemas, se separa lo que está unido y se unidimensionaliza lo multidimensional, reduciendo así las posibilidades de comprensión y de reflexión” del objeto o situación de estudio Morín (1999, p.62)

Una alternativa para abordar la enseñanza de las ciencias, es la perspectiva de los sistemas dinámicos, en la cual se promueve la constitución del pensamiento sistémico. Se prioriza la construcción del conocimiento en red, se da cabida a tomar diferentes rutas para explorar, describir y argumentar las situaciones o eventos de estudio, se presenta una causalidad circular y se generan emergencias de las relaciones e interacciones que se presentan entre los factores que inciden en lo estudiado (Pedreros, Chaparro, Méndez, Sastoque, Prías, 2006).

Pensar esta perspectiva como una alternativa pedagógica, la cual invita a los docentes a revaluar su práctica, desde una metodología orientada a hacer más significativo el proceso de construcción de conocimiento en los estudiantes, fortaleciendo así su capacidad de relacionar variables, proponer hipótesis, dar sus propias explicaciones a diferentes situaciones, emplear su creatividad, profundizar en su

nivel de análisis,

establecer suposiciones, dar cuenta de modelos, entre otros. Esta dinámica hace que el estudiante participe de su propio proceso de formación.

A partir de lo expuesto anteriormente emerge la pregunta investigativa

del presente

trabajo ¿Cuáles son los rasgos que caracterizan el pensamiento sistémico en el aula, cuando se estudia la oxidación con estudiantes de grado noveno? El objetivo general, es distinguir los rasgos del pensamiento sistémico en el aula cuando se estudia la oxidación con estudiantes de grado noveno y como específicos, caracterizar los rasgos del pensamiento sistémico y proponer situaciones en el aula que posibiliten el pensamiento sistémico en la clase de ciencias. Se propone estudiar la oxidación de la puntilla porque es algo que las personas vivencian en su entorno o a nivel escolar, es algo conocido por todos.

El documento en su exposición está organizado en

seis partes. En la primera se

describen algunos estudios, experiencias e investigaciones relacionadas

con la

enseñanza de las ciencias y el pensamiento sistémico, en la segunda y tercera se dan a conocer algunos referentes conceptuales sobre el pensamiento sistémico y la transformación de las sustancias consecutivamente, la cuarta detalla los referentes metodológicos, resaltando la perspectiva de investigación empleada en el estudio y describiendo los momentos del trabajo de aula, la quinta parte narra las observaciones y percepciones de los estudiantes respecto a la situación de estudio “ la oxidación de la puntilla”, y la sexta

propone algunos elementos de análisis tanto en el campo del

pensamiento sistémico como en la transformación de las sustancias para concluir con unas reflexiones finales y las referencias bibliográficas.

CAPÍTULO I ESTUDIOS, EXPERIENCIAS E INVESTIGACIONES En este apartado se exponen algunos estudios, experiencias e investigaciones relacionadas con la enseñanza de las ciencias y el pensamiento sistémico, y la otra, referida a la enseñanza de la transformación de la sustancias. Respecto a la primera se describen

diferentes posturas

En relación con la segunda y

que han surgido alrededor del pensamiento sistémico. considerando que cuando se hace referencia a la

transformación de las sustancias, ésta se relaciona con el cambio químico, la reacción química o con la transformación de las sustancias concibiéndola como un proceso, se referencian fuentes que dan cuenta de lo estudiado desde estas tres concepciones. 1.1.

Enseñanza de las ciencias y el pensamiento sistémico

Los trabajos descritos en esta línea permiten evidenciar

algunas características del

pensamiento sistémico, así como las aplicaciones que se le han dado a esta forma alternativa de pensar en diferentes ámbitos del conocimiento, como lo empresarial y lo educativo, empleándose metodológicamente como estrategia en la solución de problemas, ya sea de índole organizacional o en el estudio de eventos propios de la enseñanza, aun cuando hay señalar que en la enseñanza de las ciencias son pocos los estudios encontrados, de ahí la pertinencia de la presente investigación. Pensar la enseñanza de las ciencias desde la perspectiva de los sistemas dinámicos invita a orientar el trabajo en el aula desde la constitución del pensamiento sistémico; como señala Furman (2008) durante el desarrollo de las clases se debe guiar a los estudiantes a encontrar regularidades o rarezas en lo que se está estudiando, en la naturaleza, los fenómenos o eventos, para invitarlos a hacerse preguntas, y consecuentemente a imaginar y proponer explicaciones a lo que observan, poniendo a prueba sus hipótesis. Igualmente en esa dinámica es relevante que el estudiante intercambie ideas con otros, fomentando que sustente lo que dice con evidencias y que también tenga en cuenta los aportes o discusiones de otros para complementar sus afirmaciones. “De lo que se trata, en suma, es de utilizar ese deseo natural de conocer el mundo que todos los chicos traen a la escuela como plataforma sobre la cual construir herramientas de pensamiento que les permitan comprender cómo funcionan las cosas y

pensar por ellos mismos. Y, también, de que el placer que se obtiene al comprender mejor el mundo alimente la llamita de su curiosidad y la mantenga viva” (Furman, 2008, p. 93). Pedreros, Chaparro, Méndez, Sastoque & Prías (2006), proponen una alternativa pedagógica y didáctica para la enseñanza de la física y de las ciencias naturales en general, fundamentada en la perspectiva de los sistemas dinámicos,

en la que se

considera la enseñanza y el aprendizaje desde el pensamiento sistémico, por lo que proponen actividades de aula orientadas a la construcción de conocimiento en red, partiendo del estudio de eventos o situaciones particulares que surgen del interés de los estudiantes, en donde los objetos de estudio no se consideran aislados de su entorno, si no que al contrario valoran las posibles variables que lo afecten para luego establecer relaciones e interacciones entre estas y permitir el análisis de las emergencias que allí se presenten. El trabajo de aula, estudia la caída de los cuerpos, obteniendo como resultado la manifestación en los estudiantes de algunos elementos que caracterizan al pensamiento sistémico. Los autores plantean que el pensamiento sistémico se caracteriza por pensar el mundo en sus totalidades, en la auto organización, en la autopoiesis y en el establecimiento de niveles de organización. Dicho de otra manera, estudia los fenómenos entendidos como un todo, como un sistema, en donde sus partes se relacionan e interaccionan generando algunas propiedades que lo identifican y le dan validez real, cuando ha sido construido de manera colectiva. La inclusión del pensamiento sistémico en la enseñanza es una alternativa que hace partícipe al estudiante de su proceso de formación, proporcionándole comprensión de los fenómenos físicos, químicos y biológicos. En esta investigación se muestra que los estudiantes identifican los factores relevantes para describir un fenómeno y además establecer algunas relaciones como las jerarquías entre ellos, desarrollan interacciones y relaciones entre las partes de un todo, dando cuenta de un pensamiento interrelacionado. Así por ejemplo, se observa en los estudiantes actitudes como proponer varias causas para el mismo efecto y señalar que algunos efectos se vuelven nuevamente causas, mostrando que su pensamiento no es lineal. Otros estudiantes plantean anticipaciones o predicciones de los resultados sobre un fenómeno, lo que permite evidenciar rasgos de su pensamiento dinámico.

Otra investigación es la de Torres (2010), quien aporta referentes conceptuales y metodológicos para la educación ambiental desde un espacio de educación no formal como es el zoológico. La propuesta está orientada a promover el pensamiento sistémico y la relación entre discurso y práctica, tanto en los funcionarios del zoológico como en sus visitantes, con miras a incentivar el cuidado del ambiente y el rescate de diferentes especies de la fauna colombiana que se encuentran en peligro. Como resultado se encuentra que los funcionarios del zoológico conciben el ambiente desde una visión sistémica, reconociendo una relación directa entre la vida silvestre y las comunidades humanas. La autora concibe en su investigación al ambiente como un sistema dinámico y complejo, donde existen interrelaciones entre los subsistemas biofísico y sociocultural posibilitando un sistema organizado y sostenible, enfatizando que éste también es el resultado de las relaciones de interdependencia existentes entre especies y de estas con el entorno. Metodológicamente el estudio se divide en dos partes, en primer lugar, se hace una lectura de las representaciones sociales que se tienen del objeto de estudio y posteriormente, se proponen actividades o estrategias para modificar o atenuar lo que se considera problema. Dentro de las recomendaciones la autora sugiere que “es necesario que los funcionarios y educadores ambientales del zoológico identifiquen las representaciones que tienen los visitantes, dado que al conocer dichas representaciones es posible hacer un acompañamiento e indudablemente también se verán afectadas las actitudes y la manera como los visitantes del zoológico valoran el ambiente y de esta forma sus comportamientos en cuanto a la conservación del ambiente y de la diversidad faunística colombiana, se verá afectada positivamente. Para provocar este cambio en las representaciones, es necesario mostrarles a las personas las implicaciones de sus representaciones, para que ellos por si solos evalúen y decidan si deben y como deben cambiarlas, para lograr esto una muy buena estrategia es mostrarles a las personas, las consecuencias que tienen en el ambiente sus representaciones y por consiguiente sus comportamientos y enfrentarlos a una realidad probable, para que de esta forma por medio de la experiencia las personas contrasten lo que saben del medio, el valor que le dan y las actitudes y comportamientos que asumen en cuanto a este, con las posibles consecuencias de estas”( Torres, 2010, p. 111).

Se desarrollaron campañas publicitarias enfocadas a la reflexión y resolución de problemas ambientales, concluyendo que la educación no se debe centrar en la escuela, sino que debe ser parte de cada uno de los aspectos de la vida, el ciudadano debe ser consciente del efecto de sus acciones antrópicas, y así tomar una actitud positiva respecto al cuidado del medio. La educación ambiental se sustenta desde una visión de ambiente que relaciona lo natural con lo socio-cultural, estableciendo todas las posibles interacciones entre estos subsistemas. La propuesta de Torres (2010), busca el cambio de actitudes y comportamientos en la población respecto a la fauna, no de una forma netamente activista sino al contrario escudriñando cambios de fondo en la estructura cognoscitiva de las personas, modificando su manera de pensar y percibir el ambiente. Lo anterior, lleva a generar conciencia de que somos parte del medio, e influimos en todos sus subsistemas, tanto en lo natural como en lo socio-cultural y económico según lo señala el trabajo de investigación, lo que hace que el accionar del hombre sea fundamental para mantener el equilibrio del medio y por ende éste se conserve. En la investigación de Werner & Misho (2010),

se analizaron diversos enfoques de

enseñanza en el contexto de las clases de ciencias naturales, sobre todo en la Biología. El objetivo principal de este trabajo radica en la eficacia de los diferentes métodos de enseñanza en la promoción de los sistemas de pensamiento en el campo de la Educación para el Desarrollo Sostenible. Los autores incorporan en el estudio los métodos: clases especiales diseñadas para promover el pensamiento sistémico, un escenario simulado por ordenador sobre el tema "de los ecosistemas forestales", y una combinación de ambas clases especiales y la simulación por ordenador. Estos grupos se compararon con un grupo de control. Se utilizó un cuestionario para evaluar los sistemas de habilidades de pensamiento de 424 estudiantes de grado sexto de las escuelas secundarias en Alemania. La evaluación diferenciada entre una comprensión conceptual y una justificación reflexiva de los sistemas de pensamiento. Se utilizaron las variables de control: el pensamiento lógico, calificaciones en la escuela, capacidad de memoria y la orientación de meta motivación. Basado en el diseño de grupo control pretest-postest, sólo aquellos estudiantes que recibieron tanto la instrucción especial y trabajaron con la simulación por ordenador

mostraron un aumento significativo en sus puntuaciones de rendimiento. La puntuación justificación aumentó en la condición de simulación por ordenador, así como en la combinación de simulación por ordenador y condiciones de lección. Se discutieron las posibilidades y límites de la promoción de diversas formas de pensamiento de sistemas mediante el uso de simulaciones por ordenador realista.

La importancia del estudio radica en que se aplicaron las estrategias de desarrollo del pensamiento sistémico a un gran número de estudiantes, así como el uso de muestras control para comparar los resultados que se obtienen en los procesos de enseñanzaaprendizaje cuando se estimula la construcción del pensamiento sistémico y cuando simplemente se continúa aplicando un modelo tradicional de educación escolar.

Perkins & Grotzer (2005) caracterizan aspectos fundamentales para la aplicación de estrategias que potencien el pensamiento sistémico en la enseñanza de las ciencias naturales, como por ejemplo, la “evolución” de las habilidades de pensamiento que llegan a adquirir los estudiantes, ellos argumentan que una fuente importante de las dificultades planteadas por conceptos y teorías -en particulares el estrecho rango de "tipos de modelos causales" con el que la mayoría de los estudiantes están familiarizados. Es decir, los estudiantes están familiarizados con los estilos relativamente sencillos de los modelos causales, pero muchos de los conceptos y teorías de la ciencia dependen de estilos mucho más complejos. Los autores ofrecen un análisis de cuatro dimensiones de la causalidad compleja y argumentan que los estilos son cada vez más complejos a lo largo de las dimensiones, por lo cual, presentan retos que ayudan a explicar las dificultades de los estudiantes en el dominio de los conceptos científicos.

Los autores ofrecen dos tipos de pruebas al respecto de sus cuestionamientos: (1) Análisis de los estudiantes en la comprensión de varios conceptos científicos desafiantes basados en la literatura existente y la investigación, y (2) dos estudios que implican la intervención de la enseñanza en la complejidad de modelos causales en los alumnos llevando a una mejor comprensión. Las intervenciones implican contextos situados, investigación centrada en las experiencias de aprendizaje que atraen la atención de los estudiantes y la forma en que están modelando la causalidad involucrada en fenómenos particulares y alentar más sofisticados modelos causales, integrando su

aprendizaje de la ciencia. Particularmente este artículo expone la comprensión de los procesos complejos en cuanto a los fenómenos científicos se refiere.

Assaraf & Orion (2005), abordan el desarrollo de habilidades de pensamiento sistémico a nivel de secundaria. La muestra incluye cerca de 50 estudiantes de octavo grado de dos clases diferentes de una escuela secundaria israelí urbana donde se estudiaron planes de estudios, se centraron en el ciclo hidrológico. El estudio incluyó los siguientes temas de investigación: (a) ¿Podrían responder los estudiantes frente a los sistemas complejos? (b) ¿Qué ha influido en la capacidad de los estudiantes para hacer frente a la percepción del sistema? y (c) ¿Cuál es la relación entre los componentes cognitivos del pensamiento sistémico? En relación con lo anterior, el estudio combina métodos cualitativos y cuantitativos e involucra diversas herramientas de investigación, las cuales fueron implementadas con el fin de recoger los datos relativos a los conocimientos y la comprensión de los alumnos antes, durante y después del proceso de aprendizaje. De este modo, el presupuesto de los autores es que las habilidades cognitivas sirven como base para el desarrollo de habilidades de pensamiento. Las investigaciones presentadas hasta el momento dan cuenta de las miradas que se han tenido respecto a la constitución del pensamiento sistémico y en algunos casos como este puede lograr una incidencia positiva en mejorar las prácticas educativas en general y los procesos de enseñanza y aprendizaje de las ciencias naturales que se desarrollan en el aula. De esta manera, se recopilan

investigaciones en las que se

concibe la construcción del conocimiento y se privilegia el enfoque de tipo cualitativo, en donde predomina la descripción y el análisis de discurso para presentar los resultados. Por otra parte, las investigaciones permiten entender que a nuestro alrededor se encuentran gran variedad de miradas al entorno desde la perspectiva de los sistemas complejos, lo cual conducirá a plantear nuevas explicaciones sobre las relaciones que se presentan entre los sistemas que a diario estudiamos y en consecuencia se genera el cambio del paradigma mecanicista por el sistémico que ha presentado diferentes formas, en los diversos campos científicos.

1.2.

Estudio y enseñanza de las sustancias.

Se presentan algunas investigaciones relacionadas con el tema como los trabajos de Landau & Lastres (1995), Solsona, & Izquierdo (1990) y Del Pozo, R. 2001), desde la concepción de cambio químico, el estudio de Galagovsky, Rodríguez, Stamati & Morales (2003) desde reacción química y Torres (2006) la transformación de la materia como proceso. Landau & Lastres (1995) plantean que en estudios llevados a cabo con diferentes grupos de estudiantes de secundaria de diversas edades hasta estudiantes universitarios, se evidencian dificultades en la comprensión de conceptos básicos en química, como lo son la ley de la conservación de la materia y el concepto de cambio químico; situación que también se presenta con los estudiantes de primer curso de química en la universidad de Buenos Aires, con quienes los autores, realizan su investigación. Los investigadores llevan a cabo dos etapas, sin embargo, en este estudio dan cuenta únicamente de la primera, que consiste en describir la situación o condiciones en las que los estudiantes ingresan a la universidad en relación con la comprensión del cambio químico. Los datos recogidos por los investigadores son el resultado de evaluaciones diagnóstico aplicadas el primer día de clase; al iniciar los cursos de química, se hace un muestreo al azar y se aplica la prueba que consiste en un texto y dos preguntas referentes al tema de estudio. Esta prueba se aplica durante 3 años consecutivamente, los resultados muestran una sorprendente similitud entre los valores porcentuales correspondientes a las tres muestras, lo cual indica que no se trata de una situación incidental. Los resultados evidencian incoherencias en las respuestas que los estudiantes ofrecen cuando se les presenta la situación de colocar en un frasco lleno de aire, un trozo de hierro de masa conocida, cerrar el frasco herméticamente, dejarlo varios días, luego observar que el trozo de hierro se ha oxidado y contestar a dos preguntas relacionadas con comparar la masa inicial y final tanto del hierro como del aire. Se hace un segundo análisis y se concluye que un 60% de los estudiantes no razona correctamente sobre la conservación de la masa en una reacción química conocida como lo es la oxidación de un trozo de hierro, lo que confirma que ejemplos de cambio químico continuamente observables a nuestro alrededor no son claramente interiorizados por los estudiantes.

Por otra parte, resulta evidente que la conservación de la masa tampoco es claramente comprendida por un alto porcentaje de la población estudiantil, lo que da cuenta de que su paso por las clases de química en la escuela secundaria aparentemente no ha logrado poner en claro conceptos básicos, ya que no pueden aplicarlos en situaciones sencillas como las que analizaron, por el contrario se nota la presencia de concepciones alternativas, en un alto porcentaje de los alumnos ; el estudio argumenta lo que Bodner (1991) señala, que muchas de las respuestas dadas por los estudiantes se pueden explicar aceptando que ellos frecuentemente poseen conocimiento sin comprensión. De acuerdo a los resultados obtenidos en el presente estudio, los autores, manifiestan estar de acuerdo con Oñorbe & Sánchez (1992) quienes opinan que se hace necesario un replanteamiento de la enseñanza de estos fundamentos, ya que solo a partir de una verdadera comprensión de los mismos se podrá acceder a otros conceptos químicos, destacando también que la base del a resolución de un gran número de problemas en química es la aplicación de la ley de la conservación de la masa. Landau & Lastres, también están de acuerdo con Gabel (1993), cuando afirma que posiblemente la enseñanza de la química sería más efectiva si se enfatizara el trabajo en los tres niveles: en lo simbólico, lo fenomenológico y el nivel partículas, apuntando a la descripción de fenómenos de la vida diaria, conocidos por los estudiantes. En conclusión la descripción de los resultados de este estudio confirma la de otros investigadores, y como consecuencia señala que los docentes de química deben tener claro que queda un largo camino por recorrer para que los alumnos lleguen a adquirir una buena comprensión de los conceptos químicos fundamentales. Otra investigación relacionada con el tema, es la realizada por Solsona & Izquierdo (1990) en la que se concibe la idea de que aprender un concepto no es solamente dar una definición del mismo memorizada, por muy amplia y completa que sea esta, sino que el alumnado tiene que ser capaz de utilizar los hechos experimentales. Por lo anterior se propone investigar el problema de la falta de conexión que establece el alumnado, entre los fenómenos químicos y la explicación de los mismos, es decir, este estudio se centra en el aprendizaje de la interpretación de los fenómenos químicos. El objetivo de la investigación es analizar las vías que sigue el alumnado para conectar el mundo de los fenómenos y el mundo de las explicaciones químicas de estos fenómenos y cuáles de

estas vías pueden permitir una elaboración equilibrada entre el nivel macroscópico

y el

microscópico de los significados químicos. La investigación se lleva a cabo a lo largo de tres años en un instituto de enseñanza secundaria de Barcelona, con alumnado que tenía 16 años al inicio del mismo y 18 en el momento de su finalización. Al inicio del segundo y tercer año de la investigación se propuso a un grupo de 51 alumnos y alumnas que escribieran una redacción abierta sobre lo que recordaran sobre el cambio químico, haciendo mención explícita de los conceptos necesarios para explicarlo, de los mejores ejemplos de cambio químico y de su explicación a nivel microscópico. Para analizar las redacciones se utilizaron el análisis de la microestructura del texto, la macroestructura y la coherencia del texto escrito. Se tienen en cuenta algunas categorías de análisis como: qué cambia, qué se conserva, nivel de explicación del cambio químico, ejemplos de cambio químico y coherencia global del texto. Cada categoría agrupa distintas subcategorías que se obtienen del análisis de las redacciones y que se especifican en la descripción de cada uno de los modelos teóricos propuestos para explicarlas y darlas a conocer. Se detectan cuatro modelos teóricos de cambio químico, el primero llamado modelo incoherente, en este no se explica el cambio químico, los ejemplos que se citan son de carácter ilustrativo y no están razonados, no se utiliza ninguna terminología ni macroscópica ni microscópica para describirlo. El texto no tiene coherencia global, se trata de un listado de lecciones de cosas y de definiciones de conceptos sin conexión entre ellos. El segundo modelo llamado modelo mecano, en este el discurso se construye en torno a la explicación microscópica del cambio químico, sin dar importancia a los fenómenos. No se indican ejemplos o los que se dan son teóricos, del libro de texto, la coherencia del texto es en algunos casos débiles y en otros fuertes. El tercer modelo llamado modelo cocina, en el que el discurso se construye en torno a los fenómenos, los ejemplos que se citan son empíricos y en la mayoría de los casos se da una explicación coincidente con la explicación general de cambio químico presente en la redacción. La terminología empleada es predominantemente macroscópica y el texto es coherente a nivel global. El cuarto modelo llamado modelo interactivo, en el que la interpretación del cambio se realiza en términos de cambio de sustancias, es decir en formación de nuevas sustancias que sustituyen a las sustancias iniciales, en la construcción del discurso hay una relación coherente entre el nivel de explicación macroscópico y microscópico, los

ejemplos que se citan son teóricos y el texto es coherente a nivel global. Los porcentajes de alumnos por modelo fueron: modelo incoherente 33%, modelo mecano 33%, modelo cocina 26% y modelo interactivo 8%. Los investigadores consideraron necesario aplicar una entrevista para observar si los estudiantes podían comunicar mejor sus explicaciones, los resultados de la entrevista confirman los criterios de agrupación del alumnado en los modelos mecano y cocina y permiten ampliar la información sobre el uso de estos modelos. Finalmente el estudio resume dos ideas importantes, la primera, las explicaciones del alumnado no son todas incorrectas, sino que la mayoría de las veces son incompletas y/o parciales como lo muestran los modelos cocina y macano. La segunda, el alumnado no recuerda los experimentos porque no los ha integrado en su modelo teórico, parece claro que no es suficiente realizar y referirse a un experimento una sola vez durante el proceso de aprendizaje. Por otro lado, la reflexión en torno a los modelos teóricos permite hacer una propuesta didáctica de modelo de cambio químico deseable para el alumnado al finalizar los estudios de secundaria antes de entrar en la universidad. Un tercer estudio llevado a cabo por Del Pozo, R (2001) quien inicialmente señala que en los escasos estudios sobre las concepciones de los futuros profesores en relación con el campo conceptual asociado al cambio químico se muestra la existencia de graves deficiencias en el conocimiento de conceptos químicos básicos, comparables a las detectadas en los alumnos de secundaria. También señala que todo parece indicar que el conocimiento que los profesores tienen sobre un contenido influye en lo que se enseña sobre dicho contenido y en la forma de enseñarlo (Marcelo, 1992). A partir de lo anterior, se plantean los siguientes cuestionamientos: – ¿Qué características tiene el conocimiento de los futuros profesores sobre el concepto de cambio químico? – ¿Qué características tiene el conocimiento del cambio químico que pretenden enseñar? – ¿Qué características tiene la transformación de ese conocimiento disciplinar en conocimiento escolar?

En esta investigación se pretende explorar aspectos de las concepciones de los futuros profesores, detectar el nivel al que formulan el concepto de cambio químico, indagar con qué otros conceptos lo relacionan y, especialmente, el tipo de relaciones que establecen entre los mismos, tanto desde el punto de vista disciplinar (sobre el concepto de cambio químico) como curricular (sobre el contenido que se pretende enseñar sobre el cambio químico). El contexto en el que se recogieron los datos fue el de las asignaturas de Química y Didáctica de las Ciencias, al tratar el tema «Estudio didáctico de los cambios químicos», con 24 futuros profesores asistentes a las sesiones de clase que constituyen la muestra con la que se realizó el estudio. Los asistentes se organizaron en seis grupos de trabajo. Los datos que se presentan provienen de dos producciones escritas de los futuros profesores. La primera producción se generó en una actividad de clase que consistió en responder individualmente por escrito, sin consultar documentación, sobre lo que pensaban que es un cambio químico y en elaborar un esquema para relacionar este concepto con otros conceptos químicos. La segunda producción son los planes escritos en los que se diseña la enseñanza sobre el cambio químico para alumnos de 12-14 años. Para elaborar esta propuesta curricular cada uno de los seis grupos de trabajo utilizó todo el material que estimó conveniente y lo organizó con los criterios que el propio grupo decidió. Como conclusión de carácter general se puede indicar que las formulaciones de los grupos de trabajo responden a los aportes que predominan entre sus componentes o bien se identifican con los de uno de los integrantes del equipo, prácticamente no se detectan nuevas aportaciones como consecuencia del trabajo en grupo. Las conclusiones propias del estudio se presentan dando respuesta a cada uno de los tres cuestionamientos planteados al inicio, para cada cuestionamiento se ubican tres categorías (nivel de formulación, amplitud y diversidad conceptual y organización conceptual) en las que se clasifican los diferentes resultados. A continuación se da cuenta de cómo se presentan los resultados al primer cuestionamiento. Respecto a la pregunta ¿Qué características tiene el conocimiento de los futuros profesores sobre el concepto de cambio químico? , en la categoría amplitud conceptual, como ya suponían los autores, los futuros profesores son capaces de conectar espontáneamente el concepto de cambio

químico con numerosos conceptos, incluso de nivel microscópico. El potencial organizador de este concepto parece que también es percibido por ellos. Además, aunque de forma minoritaria, se incluyen aspectos no académicos relacionados con la industria, el laboratorio o lo cotidiano, que muestran una interesante tendencia a diversificar el conocimiento sobre el cambio químico, muy importante para la enseñanza en los niveles obligatorios (Laval, 1985). En la categoría de Nivel de formulación, se encuentra que las conexiones realizadas no suponen la utilización de algunos de estos conceptos (átomo, electrón o enlace, por ejemplo) para definir el de cambio químico. Muy al contrario, tal y como se señala en la literatura general y específica, los estudiantes –y los futuros profesores– no utilizan espontáneamente el nivel microscópico para definir el cambio químico. Tanto el estado inicial como el final de estos procesos son caracterizados utilizando fundamentalmente los conceptos de elemento y sustancia pero, tal y como se esperaba, con una gran polisemia (Martín del Pozo, en prensa). Además, se puede ratificar la tendencia general a pensar más en lo que cambia (la identidad del estado inicial) que en lo que se conserva Del Pozo (1991). Esto es particularmente interesante en el caso de los cambios químicos, incluso a nivel macroscópico, puesto que lo que se conserva (los elementos) no es observable mientras que lo que cambia (la identidad de las sustancias) sí lo es. Desde la categoría de la Diversidad conceptual se encuentra que los futuros profesores conectan

concepto

cambio

químico

con

conceptos

que

refieren

fundamentalmente a la composición y estructura de la materia. El currículo prescriptivo de enseñanza general básica (en el que fueron escolarizados todos los sujetos) y las versiones que de ellos hacen los libros de texto también dedican una gran parte de su contenido a la química estructural, por lo que es razonable que recuerden, sobre todo, este tipo de conceptos. Sin embargo, los aspectos propios del proceso (cuantitativo, energético y sobre todo dinámico) son considerados en mucha menor medida. En la categoría de Organización conceptual, se encuentra gran uniformidad en los futuros profesores a la hora de organizar el conocimiento: un esquema radial en el que aparece el concepto de cambio químico y en torno a él una media de cinco conceptos sin ninguna relación entre ellos. En definitiva, el conocimiento conceptual del cambio químico es un conocimiento enciclopédico, en este sentido, las concepciones de los futuros profesores

sobre este campo conceptual actuarán como verdaderos obstáculos epistemológicos en el proceso de construcción de un conocimiento profesionalizado sobre el cambio químico. De manera semejante se presentan los resultados de los otros dos cuestionamientos, describiendo de manera concisa lo encontrado en cada categoría, luego del análisis de los resultados. Otra investigación es la de Galagovsky, Rodríguez, Stamati & Morales (2003) que se fundamenta en estudios realizados por

Johnstone (1982, 1991, 1997, 1999)

concernientes a la enseñanza de las ciencias y, en particular, de la química, basados en teorías de funcionamiento de la memoria, en su marco teórico se describen diferentes aspectos que según Johnstone inciden directamente en la enseñanza y el aprendizaje de la química, mostrando tres niveles de representaciones en química: el nivel macroscópico, el nivel simbólico y el nivel submicroscópico (triángulo de Johnstone), lo que lleva a trabajar como objetivo en esta investigación el

poner a prueba la aplicabilidad del

triángulo de Johnstone durante el proceso de aprendizaje de química, centrándose en la construcción del concepto de reacción química. Teniendo en cuenta que indagaron con alumnos de 16-17 años que veían química por primera vez en la escuela, se trazaron los siguientes objetivos específicos: 1) Detectar las representaciones mentales de los alumnos acerca de la experiencia de producir una reacción química exclusivamente a partir del calentamiento de una mezcla (caso azufre y limaduras de hierro) y 2) Analizar la validez de la aplicación de los tres niveles de representación de Johnstone en alumnos que deben aprender el concepto de reacción química por primera vez. La investigación fue orientada por cuatro preguntas: 1) ¿Cuáles son los niveles representacionales de la química más accesibles para los alumnos? , 2) ¿Cuáles son las dificultades u obstáculos epistemológicos que entorpecen la movilidad entre los niveles representacionales? , 3) ¿Son los niveles representacionales de Johnstone (1982) aplicables a una investigación sobre aprendizaje, o son sólo aplicables como sugerencias para la enseñanza? y 4) ¿Qué tipo de acciones didácticas favorecerían la movilidad entre niveles representacionales?; es una investigación de tipo cualitativo, según un paradigma interpretativo con diseño descriptivo y la muestra estuvo conformada por dos grupos de alumnos el primero, denominado grupo A, formado por 20 alumnas que cursaban 4º año de bachillerato; el segundo grupo, denominado grupo B, estaba conformado por 48 alumnos varones que cursaban el tercer año de escuela técnica con orientación

electromecánica. Para ambos grupos éste era su primer curso de química y asistían a tres clases semanales de química de 40 minutos cada una. Cada grupo de trabajo desarrollo dos actividades experimentales, cada una acompañada de un cuestionario alusivo a la práctica, que debían ser resueltas de manera individual y luego puestas en discusión grupal.

Luego se realizó un análisis cuantitativo y descriptivo de las respuestas dadas a

cada una de las preguntas. Como

conclusiones de la investigación se encuentran que la comunicación entre el

profesorado y el alumnado de ciencias naturales presenta

una serie de dificultades,

asociadas a la brecha que se produce entre el lenguaje cotidiano y el lenguaje científico erudito (Galagovsky, Bonán & Adúriz-Bravo, 1998). Existen diversas representaciones expresadas por los estudiantes, que están incididas por la significación que cada sujeto le da a las palabras, a las oraciones o a los dibujos, es algo que ocurre «dentro de la, cabeza» de los sujetos. Esta destreza cognitiva no se puede «ver» ni percibir mediante los sentidos. Cuando un profesor escribe una ecuación, o un gráfico, o una fórmula, estos símbolos tienen sentido para él y para otros expertos En cambio, para un novato, esa sintaxis pueden no tener ningún tipo de significación o bien puede darle otra significación, desde su «buen saber y entender», desde su sentido común, desde su conocimiento cotidiano. Frecuentemente los alumnos aprenden de memoria las sintaxis que «dictan los profesores», para responder a la evaluación que el profesor lleva cabo pero no es claro ¿qué significación real le otorga cada alumno a dichas construcciones sintácticas? Otra de las dificultades encontradas son las grandes diferencias entre las diversas representaciones mentales idiosincráticas que construyen los alumnos acerca del mundo natural y las correspondientes representaciones mentales que tienen los expertos sobre los mismos temas. La movilidad mental entre los niveles de representación macroscópico y simbólico y, dentro del nivel simbólico, la equivalencia entre las explicaciones dadas en diferentes tipos de lenguajes configura lo que denominaríamos las destrezas cognitivas del experto. El alumno, para llegar a compartir las destrezas cognitivas del experto, para esto debe adquirir movilidad representacional, pero a partir del lenguaje cotidiano, con palabras que tienen su significación desde lo cotidiano, palabras nuevas no encuentran fácilmente un anclaje de significación.

Igualmente se concluye que es necesario modificar la propuesta teórica de Johnstone acerca de los niveles representacionales de la química, ya que el nivel de representación submicroscópico es, en sí mismo, un nivel simbólico mediado por un lenguaje gráfico que utiliza esquemas de partículas y que se expresa mediante códigos específicos. También se considera que la acción mediadora del docente es fundamental para lograr la explicitación de las representaciones mentales de los alumnos, generalmente asociadas al aprendizaje perceptual

y de nivel macroscópico

de tal forma que evidencie los

obstáculos epistemológicos que dificultan el acceso a niveles representacionales simbólicos. Finalmente se considera que la enseñanza debe favorecer la integración de los aspectos semánticos y sintácticos de los distintos lenguajes con que los expertos interpretan conceptualmente los fenómenos químicos. El estudio permite confirmar la afirmación de Johnstone que dice: «Lo que realmente sabemos y entendemos controla lo que aprendemos.»; y, por otro lado, reformular la propuesta de este autor acerca de los tres niveles de pensamiento que se requieren para saber química (Johnstone, 1991). Las investigaciones confluyen en gran medida en sus resultados y/o conclusiones, es común encontrar que los estudiantes evidencian

dificultades en la comprensión del

cambio químico; al parecer hay un manejo teórico del tema, un manejo de tipo memorístico, sin embargo, en el momento de solicitar relacionarlo con situaciones de la vida cotidiana o aplicarlo a situaciones problema no se encuentra coherencia en lo expresado, los términos empleados por los estudiantes no son claros, dan cuenta de un fraccionamiento del conocimiento, no describen los procesos químicos, algunas de sus explicaciones se centran en lo microscópico , en las sustancias o en las partículas sin establecer conexiones con los fenómenos, con lo macroscópico; el lenguaje empleado al argumentar es cotidiano, corroborando que no hay apropiación del lenguaje científico, dificultando la comunicación en el proceso de enseñanza y aprendizaje, lo que genera cuestionamientos en cuanto a la manera como se ha venido enseñando la química. Por lo descrito anteriormente,

el presente estudio busca aportar alternativas a la

enseñanza de la transformación de las sustancias, partiendo de un fenómeno particular de estudio común a los estudiantes como lo es la oxidación de unas puntillas, permitiendo que ellos establezcan relaciones entre lo observado y la información teórica que brinde elementos para sus argumentos y

orientando el trabajo a la construcción de

explicaciones colectivas, para dar respuesta a los cuestionamientos

que ellos mismos

han planteado motivados por sus propias observaciones e intereses. Otra investigación es la de Torres (2006) quien hace una resignificación de la labor docente en torno a la enseñanza del cambio químico, a partir de la preparación de la chicha; formulándose la pregunta ¿cómo construir la categoría de cambio químico de tal manera que tenga sentido y significado para los estudiantes de grado 11? En la investigación se da a conocer la experiencia de aula, que se lleva a cabo en dos etapas, la primera, la preparación de sabajon, en donde se presta

atención

a las

sustancias involucradas, a los cambios que presentan dichas sustancias y a los procesos que se dan; y la segunda, la preparación de la chicha, etapa en la que es relevante la evolución de las ideas de los estudiantes en las expresiones a los fenómenos percibidos. Finalmente se propone un cambio a la mirada de la enseñanza de la química, en especial a la enseñanza del cambio químico, así como se sugiere unas posibles estrategias que posibilitarían una mirada sistémica del cambio químico. Como conclusiones se considera que la investigación en el aula permite al maestro reflexionar y

resignificar su labor docente en aspectos disciplinares, pedagógicos y

didácticos, llevándolo a reconocerse como posibilitador de experiencias alternativas en el proceso de enseñanza-aprendizaje de la química. Igualmente se considera que abordar la problemática del cambio químico implica pensar en: la sustancia, el proceso, las condiciones, las relaciones cuantitativas, las relaciones cualitativas, la relación entre lo micro y lo macro, el uso de la experimentación y las estrategias pedagógico didácticas a utilizar para lograr la construcción de esta categoría. Respecto a la pregunta ¿Cómo construir la categoría de cambio químico de tal manera que tenga sentido y significado para los estudiantes de grado once?, es claro que se debe partir de la experiencia, de la vivencia inmediata, cercana a la cotidianidad de los estudiantes de Zipaquirá, además de tener como información significativa los referentes histórico- disciplinares del tema de estudio. Como aportes de la investigación se sugiere que la enseñanza de la química se oriente a partir de la construcción en el aula, permitiendo la interacción de los estudiantes con las

diferentes fuentes para que el cuestionamiento sobre sus saberes logre consolidar una explicación que les satisfaga, que dé cuenta de las problemáticas planteadas, ya sea desde la experiencia personal o desde una experiencia que se lleva al aula. Por otro lado se considera que el trabajo en grupo permite la discusión permanente de las ideas y crea la posibilidad para que los estudiantes desarrollen su capacidad para argumentar, con el fin de convencer a otros; igual la socialización es indispensable, el docente debe llevar a que los estudiantes se continúen cuestionado sobre el tipo de explicaciones que elaboran, para que vayan complejizando su mirada en torno a las problemáticas planteadas. También se concibe que la construcción de la categoría cambio desde una visión sistémica de la sustancia requiere de la estructuración de propuestas en el aula en las cuales se dé mayor relevancia a las condiciones, las relaciones y las interacciones. De esta experiencia se evidencia la relación entre los niveles micro y macro y la necesidad de seguir explorando en torno a cómo lograr la relación entre estos dos niveles , pues para comprender aquello que se percibe, el cambio de color, olor, sabor , textura , estado entre otros y responder preguntas como que cambio, como cambio y de que depende el cambio, se acude modelos establecidos por la ciencia que hacen referencia a nivel micro pero lograr una resignificación de ellos por parte del estudiante resulta muy complicado. La investigación inmediatamente descrita, coincide con los estudios referenciados arriba en su preocupación por reflexionar sobre la enseñanza de la química y puntalmente sobre la enseñanza del cambio químico, igualmente permite evidenciar la poca relación o las relaciones incoherentes que se presentan entre lo macro y lo micro en el momento de dar cuenta o explicar diferentes situaciones sobre la transformación de las sustancias. Particularmente propone abordar el tema de estudio con una mirada sistémica, teniendo en cuenta las sustancias, sus cualidades, los cambio que presentan dichas sustancias y que a la vez son observables, el proceso, las condiciones, interacciones y relaciones que se presentan en el fenómeno estudiado, aspectos que se consideran pertinentes en el momento de construir explicaciones y comprender lo que se está experimentando; facilitando así el aprendizaje y brindando herramientas para la enseñanza de la química.

CAPITULO II PENSAMIENTO SISTÉMICO En este apartado se expone los aspectos teóricos relacionados con el pensamiento sistémico (PS), origen y conceptualización, características y aplicaciones del PS. 2.1. Origen y conceptualización del Pensamiento Sistémico Hacía los años 30, la mayoría de los criterios clave del PS habían sido ya formulados por los biólogos organicistas, los psicólogos de la Gestalt y los ecólogos (Capra, 1998). En todos estos campos, el estudio de los sistemas vivos, organismos, partes de organismos y comunidades de organismos había conducido a los científicos a la misma nueva manera de pensar en términos de conectividad, relaciones y contexto. Antes de los años cuarenta los términos «sistema» y «pensamiento sistémico» habían sido utilizados ya por varios científicos, pero fueron los conceptos de Bertalanffy del sistema abierto y la teoría general de sistemas los que establecieron el pensamiento sistémico como movimiento científico mayor (Capra, 1998, p. 56, 66; Pedreros, Chaparro, Méndez, Sastoque & Prías 2006) están de acuerdo con Capra, en expresar que el pensamiento sistémico se desarrolla formalmente a partir de los cuestionamientos que desde el campo de la Biología hizo Bertalanffy (1986) quien replanteó la aplicación del método científico en los problemas que se enmarcan dentro del ámbito de lo que se conoce como el paradigma de la complejidad. Por otra parte, Capra (1998 ) plantea que la ciencia del siglo XX presenta la perspectiva holística, organicista o ecológica que ha sido conocida como «sistémica» y el modo de pensar que comporta esta perspectiva como «pensamiento sistémico», el cual es concebido como una nueva manera de pensar en términos de conectividad, relaciones y contexto. Este pensamiento se concibe a partir de la visión sistémica donde las partes individuales del sistema no están aisladas y la naturaleza del conjunto es siempre distinta de la mera suma de sus partes (Bertalanffy 1976).

Además se considera que el PS siempre es un pensamiento procesal y según Vernetzes, referenciado en Capra (1998) es un «pensamiento en redes», en donde no existen

cimientos. Desde Lawrence, el “«pensamiento sistémico» se concibe como la comprensión de un fenómeno en el contexto de un todo superior” (Capra, 1998, p. 47) , para el autor comprender las cosas sistémicamente significa literalmente colocarlas en un contexto y establecer la naturaleza de sus relaciones.

Para Pedreros, Chaparro, Méndez, Sastoque & Prías (2006), el PS es una forma alternativa de pensar que se basa en la construcción del mundo real y físico en términos de totalidades, para su descripción, interpretación, comprensión y forma de actuar en el mundo, que incluye principios epistemológicos como

autoorganización, autopoiesis y

niveles de organización.

2.2. Características del Pensamiento Sistémico Una característica fundamental del PS es que “el todo es más que la suma de las partes” propuesta por el filósofo Christian von Ehrenfelds, de la escuela de psicología Gestalt, referenciado en Capra (1998,p.51) En el planteamiento sistémico las propiedades de las partes sólo se pueden comprender desde la organización del conjunto, no se concentra en los componentes básicos, sino en los principios esenciales de organización, lo que lleva a considerar como criterio significativo el cambio de las partes por el todo. Por ejemplo, los sistemas vivos son totalidades integradas cuyas propiedades no pueden ser reducidas a las de sus partes más pequeñas. Sus propiedades esenciales o “sistémicas” son propiedades del conjunto, que ninguna de las partes tiene por sí sola, emergen de las relaciones ordenadas que caracteriza aquella clase específica de organismos o sistemas. Las propiedades sistémicas quedan destruidas cuando el sistema se disecciona en elementos aislados (Capra,1998). Otro criterio básico del PS es la habilidad para focalizar la atención en pensar en distintos niveles sistémicos, la existencia de diferentes niveles de complejidad con diferentes leyes operando en cada nivel, lo que da cuenta de una «complejidad organizada», en la cual se presenta el surgimiento de «propiedades emergentes» (término acuñado por Broad),

referenciado en Capra (1998, p.48); las propiedades que surgen a un cierto nivel de complejidad pero que no se dan en niveles inferiores. Finalmente Capra (1998) considera cambios de

objetos a relaciones, de cantidad a

cualidad, de substancia a patrón. Algunas de las características descritas por Capra son referenciadas también por Pedreros, Chaparro, Méndez, Sastoque & Prías (2006), ellos señalan que este tipo de pensamiento se caracteriza porque se cambia de las partes al todo, de los objetos a las relaciones y se genera la configuración de relaciones o sistema. Según Segura (2002) y Ossimitz (1994),

el PS

se puede expresar en términos de

modelos, a partir de su elaboración, validación y desarrollo. Es un pensamiento interrelacionado, donde se identifican las interacciones entre las partes de un todo, se consideran las explicaciones y los modelos, los efectos indirectos, las redes de causa y el efecto

una perspectiva dinámica, que considera niveles de organización y

emergencias inesperadas , orientando a la elaboración de simulaciones y de predicciones a corto plazo; este pensamiento que es dirigido, considera la múltiples variables y la posibilidad de modificar algunas de estas para alcanzar una meta si se tiene algún tipo de interés. Para Pedreros, Chaparro, Méndez, Sastoque & Prías (2006), el PS se caracteriza por ser un pensamiento que privilegia la construcción de conocimiento en red, permite plantear

diferentes rutas de exploración

frente al estudio de un evento, establecer

condiciones de causalidad no lineal sino circular, considerar los procesos autopoiéticos y las emergencias y

promover los

procesos de aprendizaje desde una perspectiva

dinámica.

En conclusión se puede señalar que el pensamiento sistémico se caracteriza porque: 

Reconoce la situación o fenómeno de estudio como un sistema.



Involucra el estudio de las partes en un todo, donde cada parte se entienda como un elemento relevante del sistema. Lo fundamental no es la suma de dichas partes sino su integración e interconexión en todo momento, en su inicio, su proceso y en las conclusiones que se puedan generar.



Se fundamenta en las interrelaciones, ya que considera todas las posibles relaciones e interacciones que se puedan presentar entre las partes de ese todo y del entorno donde se encuentra el todo, generando así una dinámica en diferentes direcciones, construyendo una red de explicaciones y de relaciones causa- efecto no lineal.



Demanda el reconocimiento del sistema y de la totalidad de sus características, lo cual permite que se dé la comprensión desde el comportamiento total del sistema que se estudia y no desde sus componentes de forma aislada.



Reconoce diferentes propiedades en el sistema, unas a nivel macro que dan cuenta del todo y otras que se relacionan con las anteriores y dan cuenta de un nivel específico del sistema, las que teóricamente son llamadas propiedades emergentes.



Puede involucrar la autoorganización, entendiéndose esta como la condición que posee el sistema de organizarse internamente en términos de relaciones características, siguiendo un patrón de comportamiento, que determina que ese sistema sea ese y no otro.



Permite el estudio de una situación o fenómeno desde diferentes puntos de partida, sin

establecer un orden específico para orientar las diferentes

relaciones. 

Involucra procesos de indagación, de generación de cuestionamientos de una manera constante, de propuesta de hipótesis

de reconstrucción de

conceptos, todos estos fundamentados en las relaciones e interacciones del sistema, para generar una mayor comprensión del mismo.

Figura 1. Características del pensamiento sistémico

En el presente estudio el PS se concibe como una forma alternativa de pensamiento cuyas bases son la visión sistémica o ecológica del mundo natural y el concepto mismo de sistema, entendiéndose éste como un todo cuyas partes (subsistemas) se relacionan e interaccionan para que se logre el funcionamiento de ese todo, alterar una parte hace que se altere el sistema y viceversa. Existe entonces, una organización con diferentes niveles de jerarquía y las relaciones que se presentan son en forma de red; cabe aclarar que las relaciones que se establecen no son únicamente entre los elementos del sistema sino que también se presentan relaciones con los elementos del entorno en donde este se encuentra.

2.3. Aplicaciones del Pensamiento Sistémico Originalmente la aplicación del PS, se dio en los campos de la Biología y la ecología, ya en el siglo XX incursionó en la Cibernética,

la Ingeniería Sistémica, el Análisis de

Sistemas, la Dinámica Sistémica y en la Administración Sistémica de empresas. En cada uno de estos ámbitos se tiene en cuenta la idea de que el PS corresponde a una nueva manera de pensar en términos de conectividad, relaciones y contextos.

García (1990) describe -como lo propone Senge (1990) que el PS

se puede aplicar

como un estilo de vida, en el que inciden pautas sociales y culturales que condicionan el aprendizaje de las personas. La autora da cuenta de la aplicabilidad del pensamiento sistémico en una empresa, señala que la organización del personal en la empresa corresponde a un sistema, orientado por un tipo de pensamiento, el sistémico, que se considera como eje de las organizaciones inteligentes; enfatiza que así como en el sistema las partes inciden sobre el todo, en la empresa el comportamiento y las actitudes individuales o personales van a incidir en la estructura de la organización social que haya. La concepción de sistema que prevalece es la tomada de O’Connor (1997), quien lo concibe como una entidad cuya existencia y funciones se mantiene como un todo por la interacción de sus partes, donde su comportamiento dependerá de cómo se comporten sus partes. Adicionalmente, se considera que en la medida en que se construye una visión compartida se genera un aprendizaje en equipo que será consecuencia de la interacción de los miembros del sistema en la empresa. De igual forma, aporta una nueva visión en cuanto a la importancia de lo individual, del comportamiento de la persona y de cómo esto afecta toda la estructura del sistema si se está referenciando como un grupo de personas, ejemplo en la escuela la comunidad educativa. Por otro lado el PS se pude aplicar en la enseñanza de las ciencias, considerándose como lo señalan Pedreros, Chaparro, Méndez, Sastoque & Prías (2006)

como una

estrategia de enseñanza - aprendizaje, donde los contenidos no son la base de las dinámicas de clase. En lugar de esto, se hace uso de alternativas como por ejemplo el planteamiento de situaciones de estudio. Por otra parte, la metodología empleada difiere de la tendencia tradicional donde el maestro desarrolla su papel de único poseedor del conocimiento. En su lugar, el estudiante estará en capacidad de dar explicaciones y argumentaciones a partir de su comprensión y la interpretación de todos los factores en

los que se encuentra inmerso e interactuando el objeto de estudio que se proponga en las distintas clases de ciencias, postura que se ve reflejada en el trabajo desarrollado en el aula al abordar el evento de la oxidaciรณn de las puntillas.

CAPITULO III TRANSFORMACIÓN DE LA SUSTANCIAS En este capítulo se dan a conocer algunas concepciones sobre la transformación de la materia en el campo de la Química. Así por ejemplo Valenzuela (1994) entiende por transformación de la materia, todos los procesos que transcurren con transferencia de energía y que dan lugar a cambios más o menos profundos y permanentes en la materia. Estas transformaciones generalmente se dividen en transformaciones físicas y químicas. Las

primeras se conciben como aquellas que se presentan con transferencia de

pequeñas cantidades de energía y que dan lugar a modificaciones pequeñas y no permanentes de las propiedades del sistema material. Por el contrario se consideran transformaciones o procesos químicos a los que transcurren con cantidades importantes de energía y dan lugar a modificaciones profundas y permanentes de las propiedades del cuerpo o sistema material; sin embargo hay que reconocer que en ciertos procesos considerados físicos se transfiere mayor energía que en otros considerados químicos.

Desde otra perspectiva, se distingue que tanto los fundamentos teóricos sobre la transformación de las sustancias como su enseñanza se presentan desde tres puntos de vista diferentes que no tienen sus límites claramente definidos, lo que ocasiona que cuando se hace referencia a la transformación de las sustancias se empleen de manera indiscriminada los conceptos reacción química, cambio químico y transformación de las sustancias. En el presente trabajo el evento estudiado, la oxidación de las puntillas, se ubica desde la transformación de las sustancias, sin embargo es conveniente revisar los tres conceptos.

3.1 Reacción Química La reacción química se suele definir como el proceso mediante el cual una o varias especies químicas se transforman en otra u otras especies químicas diferentes. Para que una reacción química se produzca es necesario que la energía total del sistema en el estado de equilibrio final sea menor que en el estado de equilibrio inicial .Por tanto el sistema será más estable en su estado final (productos de la reacción) que en su estado inicial (reactivos). Para que el sistema evolucione del estado inicial al final es necesario que se produzca la ruptura de enlaces de los reactivos y/o se dé la formación de otros

enlaces nuevos, los cuales son los responsables de las uniones entre las unidades químicas constituyentes de cada uno de los productos de la reacción. Valenzuela (1994). Por otro lado el autor de la teoría de repulsión de pares electrónicos en la capa de valencia Gillespie (1997), citado en

Garritz

& Reyes (2008, p 1181) señala “Las

reacciones ocurren porque las moléculas se están moviendo y cuando se golpean con violencia suficiente unas contra otras los enlaces se rompen y los átomos se intercambian para formar nuevas moléculas o una molécula que está vibrando con violencia suficiente puede romperse en moléculas más pequeñas”. De manera semejante Raviolo, Garritz & Sosa (2011, p.249) consideran el nivel microscópico de la sustancias y señalan “En una reacción química hay una redistribución de los átomos o iones, formándose otras estructuras (moléculas, o redes) diferentes”. Aureli Caamaño (2003) miembro del grupo de formación permanente del Departamento de Educación de la Generalitat de Cataluña- al dar respuesta a la pregunta: ¿Cómo transcurren las reacciones químicas?, comenta: “… una reacción química sería un proceso en el cual unas sustancias con determinadas propiedades se transforman en otras de naturaleza y propiedades diferentes” Caamaño (2003, p.208). Igualmente manifiesta que en las reacciones químicas los átomos no se crean ni se destruyen sino que cambian su distribución y pasan a ser parte de nuevas moléculas, además afirma que cuando esto se presenta se dan cambios estructurales que implica que se rompan enlaces y se propicie la formación de otros nuevos (Caamaño, 2003). Concretando lo presentado hasta el momento respecto al concepto de reacción química, este involucra unas sustancias iniciales o reactivos, unas finales o productos, el rompimiento y formación de enlaces y la transferencia de energía; adicional a esto se puede indicar que las reacciones químicas se expresan simbólicamente mediante las ecuaciones químicas, en las que se dan a conocer las sustancias iniciales, las sustancias finales, el estado físico de las sustancias involucradas , las condiciones en las que se da la reacción y la cantidad de materia que ingresa y se produce, en esta no se concibe el proceso como tal.

3.2 Cambio Químico Al realizar la revisión teórica del concepto de cambio químico es común encontrar que al describirlo se termine concibiendo de manera semejante a la reacción química, por ejemplo Phillips,

Strozak, Wistron &

Zike (2012: p.188) consideran que el cambio

químico implica solo una reacomodación de los átomos involucrados, es decir que en el cambio químico se aplica la ley de la conservación de la materia, pues esta no se crea ni se destruye; para él en los cambios químicos ocurren cambios de energía y puntualiza que “cuando una sustancia experimenta un cambio químico participa en una reacción química”. Adicionalmente argumenta que cuando las sustancias sufren cambios químicos por lo general ocurren diferencias observables en las sustancias, ejemplo se presentan cambios de color y de olor, entre otros. Caamaño expone “La comprensión del cambio químico se inicia con la diferenciación entre sustancia simple y compuesto y el establecimiento de la Ley de la conservación de la masa en las reacciones químicas, por parte de Lavoisier” (Caamaño, 2003 p. ,208), presuntamente para él no hay una diferencia notoria entre cambio químico y reacción química. De manera particular, Moore, Stanitski, Wood & Kotz (2000) definen el cambio químico como algo inherente a las propiedades químicas “Las propiedades químicas de una sustancia describen cómo la sustancia se cambia a una o más sustancias. Tal vez cambia reaccionando con otra sustancia o rompiéndose en simples sustancias”, sin embargo también recurre a la reacción química en su construcción. De las ideas expuestas anteriormente se puede considerar que aún cuando la reacción química y el cambio químico están relacionados no son lo mismo, la reacción de alguna manera representa con símbolos los cambios que se dan en las sustancias, además en el cambio químico se da cuenta de un cambio en las propiedades de las sustancias, sin embargo ninguno de los dos conceptos son claros respecto a la transformación de las sustancias como proceso.

3.3. Transformación de las sustancias La transformación de las sustancias, como tal, es difícilmente descrita, generalmente se vuelve a retomar el concepto de reacción “una reacción química es un proceso de transformación de una sustancia en otra”, sin dar cuenta del como sucede el proceso, ni describir como tal los cambios que las sustancias sufren. Ariza & Vargas (2010) argumentan que cuando se habla de la transformación de las sustancias no

ocurren únicamente cambios en las cualidades visibles si no que se

modifica la identidad de la misma sustancia como resultado del proceso al cual ha sido expuesta y emergen nuevas identidades. “No se trata de una transmutación en donde lo que aparece no está ligado en su historia a las sustancias iniciales, sino que las nuevas sustancias son en tanto un devenir; el dióxido de carbono se forma a partir de las relaciones entre el calor, el papel y el oxígeno; pero ningún componente se ha creado o desaparecido, todos los componentes estaban ya en los elementos iniciales. Lo que ha cambiado es la estructura del sistema; la manera como están organizados los componentes del sistema y las relaciones entre ellos”. Ariza & Vargas (2010, p. 147) Las autoras proponen que las cualidades que se presentan en las sustancias no siempre son las mismas, estas varían dependiendo de las interacciones que la sustancia presente con los otros componentes del sistema donde se encuentra, desde la teoría del pensamiento sistémico las cualidades se toman como una característica emergente, además estas cualidades pueden variar dependiendo del sujeto que las observe, no son totalmente objetivas. “Finalmente se puede señalar que la sustancia y la transformación se definen mutuamente una a la otra, la transformación es producto de la interacción entre las sustancias, pero estas sustancias se construyen desde las transformaciones; las transformaciones no son sólo los cambios en las entidades, es aquello en que se fundan las distinciones posibles entre las sustancias; la identidad es una emergencia de las interacciones entre los componentes.” Ariza &Vargas (2010, p.148)

En este estudio se considera que para dar cuenta de la transformación no se tiene que recurrir a la reacción necesariamente, las transformaciones de las sustancias se pueden describir en términos cualitativos a partir de los cambios que se observen en las sustancias implicadas en el proceso, adicionalmente si es relevante tener claro que la transformación implica proceso, es decir, cambios

graduales, donde se

visualizan modificaciones en las propiedades de las sustancias, como consecuencia de las interacciones entre los componentes del sistema en el que se encuentran; se comparte la propuesta de Ariza & Vargas (2010) en cuanto que las sustancias se transforman porque cambian su identidad, dependiendo que las interacciones que tengan, lo que se ve reflejado en los cambios de sus cualidades como color, olor, textura, entre otros. El párrafo anterior da cuenta de una mirada cualitativa de la transformación de las sustancias, describiendo el proceso de manera sencilla y perceptible a los ojos de los estudiantes debido a que se fundamenta en los cambios que experimentan las sustancias, lo que se considera relevante para enriquecer

la comprensión del

proceso .

CAPÍTULO IV REFERENTES METODOLÓGICOS

En esta parte se expone los referentes metodológicos que orientan la realización del trabajo y los aspectos relacionados con la propuesta del aula. 4.1. Perspectiva y enfoque de la investigación Este tipo de investigación “estudia la realidad en su contexto natural, tal y como sucede, intentando sacar sentido de, o interpretar los fenómenos de acuerdo con los significados que tienen para las personas implicadas” (Rodríguez, Gil, García, 1996,p. 32) La perspectiva del presente estudio es la investigación cualitativa, ya que permite observar, describir e interpretar el trabajo realizado por los estudiantes, partiendo de lo que ellos piensan y proponen de acuerdo a sus ideas, su entorno, sus experiencias previas y sus supuestos respecto a lo que sucede en el evento de la oxidación de unas puntillas.

Este proceso implica proponer una situación de estudio, teorizar al respecto, diseñar una ruta metodológica,

recopilar información, describir

lo observado, discutir las ideas e

impresiones recogidas durante dicho proceso, y si es necesario reorientar la investigación de acuerdo a lo que se vaya presentando, para finalmente realizar una interpretación de las descripciones, etapas que se desarrollaron en el presente estudio.

El tipo de investigación es pertinente de acuerdo al carácter interpretativo que se tiene, donde las estrategias cualitativas aplicadas buscan describir los procesos de construcción de conocimiento y no asumir los resultados como respuestas correctas o equivocadas (Latorre, 2007); al indagar a los estudiantes sobre la oxidación de la puntilla no se busca evaluarlos desde el punto de vista tradicional, solamente se tendrán en cuenta sus descripciones y explicaciones en la comprensión del fenómeno, siguiendo lo que proponen algunos autores

“Desde el punto de vista de los participantes, se describirá y

explicará lo que sucede con el mismo lenguaje utilizado por ellos; o sea, con el lenguaje del sentido común que la gente usa para describir y explicar las acciones humanas y las situaciones sociales en su vida cotidiana” (Rodríguez, Gil, García, 1996, p. 53) Tanto el

tipo de investigación como esta propuesta, buscan no solamente que los resultados e interpretaciones logradas aporten a nivel teórico y académico sino que también permitan enriquecer procesos de comunicación y socialización en los estudiantes.

Por otro lado

la investigación cualitativa no busca la generalización sino que es

ideográfica y se caracteriza por estudiar en profundidad una situación concreta. No busca la explicación ni la causalidad sino la comprensión y, además no existe una única realidad sino múltiples realidades interrelacionadas (Pérez, 2008). Las técnicas e instrumentos de recolección de la información empleadas son las hojas de trabajo, carteleras, dibujos, presentaciones en power point y bitácoras de los estudiantes, registro de video y fotográficos.

4.1.1. Contexto y población objeto de estudio

La Institución Educativa Departamental Pablo Neruda está ubicada en el barrio del mismo nombre, en el municipio de Sibaté, Cundinamarca, a tan solo 3.5 Km. del casco urbano y a 27 Km. de la capital. La institución atiende población urbana (de los barrios aledaños, Soacha y Sibate) como rural (veredas Chacua, Cabrera y Villanueva). Actualmente se atienden 1200 estudiantes, sus padres y/o acudientes en su mayoría son trabajadores independientes, subempleados o empleados de las empresas floricultoras y otras empresas que se encuentran en su entorno o en la ciudad de Bogotá. Las familias de la comunidad pertenecen al estrato 1 y 2, los ingresos de sus habitantes son muy bajos, la mayoría son arrendatarios, pues no poseen casa propia.

Los estudiantes de la Institución provienen de familias numerosas, existe descomposición social y familiar, generalmente los niños permanecen solos o con personas diferentes a sus familiares, lo que pone en evidencia su condición de vulnerabilidad, causada por las condiciones

socioeconómicas;

falta

afecto;

maltrato

físico

psicológico;

descomposición familiar, debido a la infidelidad de alguno de los conyugues; carencia de valores ,madres solteras cabeza de familia, que deben trabajar dejando a sus hijos solos todo el tiempo, sin oportunidad de acompañarlos en sus actividades académicas, ni en su

crecimiento y desarrollo; hacinamiento, analfabetismo y proliferación de vicios como alcoholismo, tabaquismo y drogadicción. Se acentúa el resentimiento por las clases más favorecidas, agresividad y espíritu destructivo, falta de respeto entre vecinos y por ende entre estudiantes, además se evidencian graves problemas de contaminación, todo lo anterior incidiendo en el desgano de los estudiantes por cumplir

con sus compromisos

académicos llevando a un bajo nivel académico, especialmente en los cursos inferiores de secundaria.

La población de estudio está representada en estudiantes de grado noveno de la Institución Educativa y la muestra conformada por 27 estudiantes, 15 jóvenes y 12 niñas, con edades entre los 14 y 18 años de edad.

4.1.2. Categorías de análisis Las categorías de análisis del trabajo se presentan en la Tabla 1, en el cual se expone además las subcategorías y la descripción de cada una.

Tabla 1. Categorías de Análisis

Categoría

Subcategoría

Descripción

Transformación

Estado

Concebido como las cualidades que la puntilla exhibe en un momento determinado. Modificaciones que sufren las puntillas en sus cualidades.

de la sustancia

Cambio

Proceso

Pensamiento

Interacción

Sistémico

Descripción de los cambios en las cualidades iniciales de la sustancia (puntilla) y su posterior modificación como consecuencia de la interacción con otras sustancias o variables. Afectación mutua entre dos o más sustancias. Interacciones que se presentan en el sistema. Parte (puntilla) – parte( otra sustancia ) Parte ( puntilla)- todo (puntilla, medio ) Todo(puntilla, medio ) – Entorno ( variables externas, Temperatura, humedad)

Emergencia

Cualidades o aspectos que surgen resultado de la dinámica del sistema.

como

4.2. Alternativa metodológica en el aula

Los estudiantes se organizan de manera voluntaria en seis equipos de trabajo, en el primer momento se desarrolla una actividad individual, todas las otras se llevan a cabo en grupos, aun cuando cada estudiante va llevando sus apuntes para organizar su bitácora o carpeta. El trabajo grupal enriquece el proceso en el sentido de permitir que los estudiantes se cuestionen unos con otros, se refuten ideas, expongan sus puntos de vista y finalmente lleguen a acuerdos para concretar por lo que se les está indagando. En algunas sesiones se les solicita que sustenten sus ideas ante el curso en general, con la finalidad de enriquecer el proceso, la estrategia de aprendizaje se centra en el estudiante, el docente únicamente es un acompañante y orientador.

El trabajo en el aula se originó con la caracterización de un grupo de puntillas oxidadas y otras sin oxidar, como preámbulo para proponer como situación desequilibrante el que los estudiantes trataran de explicar

las razones por las que la puntilla sufre esta

transformación. En el proceso se solicita a los estudiantes sugerir posibles hipótesis, luego diseñar una actividad experimental para comprobar sus ideas,

socializar las

observaciones que hicieron y finalmente dar cuenta del proceso llevado a cabo buscando que enfaticen en la explicación que construyen para dar cuenta de lo observado. 4.2.1. Dinámica de trabajo

La dinámica de trabajo que se tuvo en la vivencia en el aula se representa en el Figura 2, es un bucle retroactivo de cada momento que se presentó en la intervención en el aula.

PROBLEMA DE ESTUDIO Transformación de las sustancias Descripción y comparación de cualidades en la puntilla

Sistematización del proceso

Diseños experimentales/ Elaboración de explicaciones

Figura 2. Dinámica de trabajo en el aula

4.2.2. Momentos de la vivencia en el aula La propuesta de trabajo está organizada en torno a la transformación de las sustancias, el caso de estudio es la oxidación de la puntilla. Los momentos de trabajo se presentan en la Tabla 2, en la que además se expone las intenciones y las actividades a desarrollar.

Tabla 2. Momentos de trabajo en el aula. MOMENTO

INTENCIÓN

ACTIVIDADES

A partir de la interacción con un grupo de puntillas, buscar que cada equipo de Identificar

las trabajo indique las diferencias que pudo

Exploración de diferencias diferencias las

en puntillas

cualidades forma,

de las puntillas

las (color,

peso,

encontrar

las

cualidades

las

puntillas.

olor,

Elaborar un cuadro en el que se ubiquen

cualidades en general).

las diferencias describiendo las cualidades en las que se encontraron diferencias. Socialización de cada equipo de trabajo.

MOMENTO

INTENCIÓN

ACTIVIDADES

Indagar las razones por Teniendo

cuenta

las que se presentan realizada

los

cambios

puntilla.

del cambio

¿A

exploración

momento

organizar la información preguntas

Caracterización

qué

anterior,

a partir de las se

deben

las

diferencias observadas en las cualidades Distinguir

las

consideraciones

las

puntillas?

¿Cómo

que comprobar sus afirmaciones?

tienen en cuenta los Presentación

estudiantes

preliminares

para experimentales

comprobar

podrían

los

diseños de

los

sus estudiantes.

razones.

Elaboración de la bitácora del estudiante sobre

vivencia

experimental,

describiendo lo que acontece, las ideas y explicaciones que emergen. Cada grupo de trabajo desarrolla su Enriquecer

experimental

Diseño

diseño diseño experimental, reconociendo las condiciones

que

pone

prueba,

involucrando

nuevas permitiendo así vislumbrar el sistema de

condiciones.

estudio que cada equipo de trabajo

experimental

concibe. Realizar

los

propuestos.

diseños Presentación del desarrollo de los diseños experimentales

propuestos

por

cada

equipo de trabajo. Elaboración de la bitácora del estudiante sobre

vivencia

experimental,

describiendo lo que acontece, las ideas y explicaciones que emergen.

Tabla 2. Momentos de trabajo en el aula. Continuación

MOMENTO

INTENCIÓN

ACTIVIDADES A partir de lo realizado en los anteriores

Construir explicaciones momentos

buscar

colectivamente

dar

Elaboración de para el cambio.

cuenta de las inquietudes ¿Qué cambia?,

explicaciones

¿Qué cambia en las cualidades de la puntilla?, ¿por qué cambian las cualidades de la puntilla? y

¿cómo cambian las

cualidades de la puntilla? Cuestionar a los estudiantes acerca de los procedimientos que llevarían a cabo para evitar que ocurran los cambios que han observado en las puntillas. Realizar en cada equipo de trabajo una presentación en la que

se muestre el

proceso de transformación de la puntilla.

Tabla 2. Momentos de trabajo en el aula. Continuación

CAPÍTULO V

DESCRIPCIÓN Y ANÁLISIS DE LA EXPERIENCIA EN EL AULA

En este capítulo se expone la experiencia realizada en el aula sobre la transformación de las sustancias a partir del evento de la oxidación de la puntilla. Se describe la actividad teniendo la exploración de las diferencias de las cualidades de las puntillas, caracterización del cambio, los diseños experimentales propuestos por los grupos de trabajo y las explicaciones que elaboran los estudiantes sobre la situación vivenciada en la clase. Posteriormente se realiza el análisis de la experiencia en el aula.

El estudio de la oxidación de la

puntilla, se elige en la experiencia del aula porque la

gran mayoría de las personas (niños, jóvenes y adultos) ha vivenciado esta situación, es algo cotidiano para ellos o ha sido objeto de estudio a nivel escolar, sin embargo pocas veces nos cuestionamos por lo que le está sucediendo a la puntilla, a qué se debe que ocurra la oxidación, qué condiciones generan el cambio o cuál es el proceso de transformación de la sustancia. Constituyéndose de este modo en una propuesta interesante para abordar en el aula no solo para dar cuenta de la transformación de las sustancias sino también para enriquecer las ideas, saberes y explicaciones de los estudiantes sobre su experiencia con el mundo físico y natural. 5.1. Exploración de las diferencias en las cualidades de las puntillas. Este momento tiene como intención identificar las diferencias entre las puntillas oxidadas y sin oxidar, lo cual se realizó a nivel individual, en quipos y colectivamente a partir de las socializaciones y puesta en común con todos los estudiantes. En cuanto al trabajo individual se propuso a los estudiantes que describieran las diferencias que observaban entre las puntillas oxidadas y las no oxidadas. En la organización de las ideas de cada uno, se encuentran tres formas diferentes de hacerlo: textos descriptivos (Tabla 3), textos en los que se identifican cualidades de las puntillas y textos en los que describen o establecen diferencias entre las características observadas (Tabla 4). La información que se presenta en las tablas en letra cursiva, es fiel copia de las expresiones escritas u orales de los estudiantes.

Tabla 3. Testimonios de las descripciones de las diferencias en el trabajo individual

ESTUDIANTE 1

ESTUDIANTE 2

“Las puntillas son de varios tamaños y

“La mayoría de las puntillas están oxidadas y

algunas están dobladas también unas de están dobladas y algunas son delgadas, otras ellas tienen forma en espiral y las otras

gruesas, unas tienen la forma lisa y en forma

lisas, la mayoría de las puntillas están de torbellino y otro grupo de puntillas están en oxidadas y tienen un color anaranjado, forma normal, muy brillantes, unas de color gris y negro, tienen una textura dura y su plateado y otras de color negro, unas de las olor es de metal oxidado .Las puntillas en

puntillas buenas se atraen, tienen atracción

buen estado se atraen y las oxidadas no

así mismas, mientras que con las puntillas

se atraen, una de esas puntillas tiene oxidadas de color como naranja no trae doblada la punta y en total hay 17 atracción, en cambio las que son de color puntillas

las

puntillas

oxidadas negro y color gris que son lisas si se atraen”.

manchan”.

Los estudiantes dan cuenta de algunas cualidades observadas, inicialmente no establecen ninguna comparación entre la oxidada y la no oxidada, al final retoman una o dos cualidades y establecen diferencias entre los dos tipos de puntillas. Todas las cualidades descritas son observables o percibidas directamente con los órganos de los sentidos, son cualidades de uso común para ellos, debido a que las emplean en su cotidianidad o han sido experimentadas de manera puntual con anterioridad, por ejemplo cuando dicen “y su olor es de metal oxidado”. En la descripción de la derecha (estudiante 2), se sugiere una relación de dependencia entre dos cualidades, el estudiante considera al color como causa de la atracción, lo cual se evidencia cuando expresa que “unas de las puntillas buenas se atraen, tienen atracción así mismas, mientras que con las puntillas oxidadas de color como naranja no trae atracción, en cambio las que son de color negro y color gris que son lisas si se atraen”. En el Figura 3, se muestra las cualidades observadas por los estudiantes cuando trabajan de manera individual.

Figura 3. Cualidades observadas por los estudiantes en su trabajo individual.

Es de aclarar que aunque esta parte de la actividad fue realizada de manera individual, los miembros que posteriormente formaron un mismo equipo presentaron resultados muy semejantes.

Algunos estudiantes en su trabajo individual, describen las cualidades de las puntillas siendo concretos en señalar la propiedad que están describiendo (Tabla 4).

Tabla 4. Descripciones en las que se establecen cualidades. ESTUDIANTE 3

ESTUDIANTE 4

“Color: el color de las puntillas

“Se encuentran 14 puntillas de las cuales son 7

oxidadas es anaranjado opaco y aceradas de las puntillas normales gris y Las negro.

puntillas

aceradas

tienen

diámetro

aproximado a las 3 pulgadas

Tamaño: las puntillas oxidadas Hay 11 en estado de oxidación

tiene

varios

tamaños, grandes Existen 4 puntillas aceradas en forma de espiral

medianas y chiquitas, pero las Color: hay puntillas de color grisáceo, algunas de puntillas normales son casi del color negro y color naranja grisáceo mismo tamaño. Forma:

las

puntillas

Tamaño: existen puntillas de aproximadamente 3 oxidadas pulgadas, otras de 2 ½ pulgadas y la más grande

tienen varias formas, semicircular, tiene un diámetro de 5 pulgadas. doblada y espiral y las normales Forma: hay gran variedad de formas, unas están en lisas y derechas.

forma de espiral, otras en formas curvas y rectas

Olor: las puntillas oxidadas huelen Olor: tienen olor a metal malgastado y a óxido a metal súper oxidado y las Estado de oxidación: la mayoría de puntillas se normales a metal, las puntillas

encuentran en un estado de oxidación alto a

oxidadas manchan las manos y la excepción de 3 ó 2” ropa.

El estudiante 3, señala algunas cualidades estableciendo diferencias entre los dos tipos de puntillas, describe cualidades organolépticas comunes y considera que las puntillas al exponer determinadas características pueden afectar su entorno u objetos que interactúen con ellas, por ejemplo cuando dicen que “las puntillas oxidadas manchan las manos y la ropa”. El estudiante 4, en su descripción da cuenta de datos cuantitativos, de unidades de medida y de una experiencia previa en conocer la manera como se referencian

las

medidas de las puntillas, expresando como “Las siete puntillas aceradas tienen un diámetro aproximado a las 3 pulgadas”, también tiene en cuenta el modo de estar en el que se encuentra la puntilla en ese momento, al decir “las puntillas se encuentran en un estado de oxidación alto” y lo cualifica. Al referirse al estado de oxidación no lo hace desde el concepto químico sino desde lo que está observando en las cualidades de la puntilla. En todas las descripciones predomina lo perceptivo, sus apreciaciones son realizadas desde su experiencia, en relación con el uso cotidiano, la compra o por lo que han escuchado en su casa, barrio o colegio sobre las puntillas.

En el trabajo en equipo, se solicitó a los estudiantes unificar en una descripción grupal los aportes de cada miembro del equipo. Todos los seis grupos construyen cuadros comparativos, aunque organizan la información de manera diferente. (Figura 4).

Figura 4. Organización y clasificación de las puntillas

Dos grupos organizan su ejercicio de comparación en un cuadro, estableciendo diferencias entre las dos clases de puntillas sin nombrar todas las cualidades comparadas (Tabla 5).

Tabla 5. Descripción de las diferencia de las puntillas sin nombrar todas las cualidades comparadas, Grupo 1. PUNTILLAS NORMALES

PUNTILLAS OXIDADAS

COMENTARIOS

Tienen atracción

No tienen atracción

Se distinguen propiedades que

No manchan

Manchan

surgen

Solo

hay

pequeñas

y Diferentes tamaños

medianas Color

gris

inciden

interacción de la puntilla o con

Color anaranjado opaco brillante

otra puntilla o con un objeto al cual afectan al dejarle residuos

negras

mayoría

están de óxido.

Solo en buen estado

oxidadas, dos puntillas en proceso de oxidación

Establecen como cualidad el

Están derechas

Están dobladas

que la puntilla este exhibiendo

Hay dos en espiral

Hay ocho oxidadas en un

proceso, indirectamente

PUNTILLAS NORMALES

PUNTILLAS OXIDADAS

COMENTARIOS

forma de espiral

establecen

unas

condiciones

iniciales y otras finales.

Tienen Tienen la punta normal

punta

desgastada

Consideran

que en algunas

partes de la puntilla es más notoria la modificación de sus Son normales

cualidades.

Textura lisa

Tienen grumos y alambre

Olor a buen estado

La textura es áspera

Recurren a experiencias o a

Olor a metal podrido.

sus

ideas

para

comunicar

algunas cualidades. Tabla 5. Descripción de las diferencia de las puntillas sin nombrar todas las cualidades comparadas, Grupo 1.Continuación Otros dos grupos nombran las cualidades de las puntillas dentro del texto descrito, para ir estableciendo las diferencias que observan (Tabla 6)

Tabla 6. Descripción de las diferencias nombrando las cualidades dentro del texto, Grupo 3. PUNTILLAS OXIDADAS Su

color

muy Su color particular es el gris

naranjado Tienden oxidadas

PUNTILLAS NO OXIDADAS

Particularmente a las

ser

más fabricadas

puntillas

fabricadas en hierro.

COMENTARIOS Relacionan

algunas

son cualidades de las puntillas a en

acero partir del material con el que

inoxidable

fueron fabricadas.

Estas puntillas tienen una

Estas puntillas tienen una textura muy suave textura muy carrasposa y corrugada.

Algunas de las cualidades

Sueltan al ser tocadas un Al ser tocadas no expulsan presentes hacen que emerjan

tinte amarillento

ningún tinte

otras, como el generar una nueva sustancia a partir de las puntillas.

Estas puntillas huelen a Estas no tienen ningún olor, Asocian ácido

osea son inodoras

algunos

términos

químicos que han escuchado para

dar

cuenta

cualidades en la puntilla Son más fuertes porque no Estas son más débiles al se encuentran oxidadas

Relacionan algunas de las

aplicar

cualidades con el uso que se

alguna

fuerza

sobre ellas.

Soportan más tiempo a la le puede dar a las puntillas. intemperie

Establecen

relación

entre

las

Al dejarlas a la intemperie

dependencia

condiciones a las que son

oxidan

más Estas son como nuevas

rápidamente.

expuestas las puntillas con las cualidades que exhiben.

Estas

son

muy

deterioradas.

Semejanzas

SEMEJANZAS:

Asumen

Son de metal, son puntillas, son de forma cilíndrica y

observables a la vista.

cualidades

tienden a conducir la electricidad. Tabla 6. Descripción de las diferencias nombrando las cualidades dentro del texto, Grupo 3. Continuación

Dos de los grupos describen las cualidades de las puntillas, especificando cada una de ellas en una columna aparte, para luego hacer el ejercicio de comparación. (Tabla 7)

Tabla 7. Descripción de las diferencias

nombrando las cualidades de manera

puntual, Grupo 5. CARACTERÍSTICAS

PUNTILLAS

COMENTARIOS

OXIDADAS

NUEVAS

Color

Naranja

Grises y negras

Tamaño

Grandes,

Grandes, medianas

medianas Forma

Torcidas,

lisas, Lisas, espiral, todas

espirales, todas tienen

puntas

menos

tienen punta. Se presenta confusión al relacionar la descripción

grande. Olor

Metal oxidado

Textura

Áspera, gruesa, Suave,

con

cualidad

ásperas, nombrada,

ejemplo

Metal

delgadas, textura:

delgada,

lisas,

resistente,

resistentes.

delgada,

resistente, deteriorada.

deteriorada. Peso

Liviano

Pesaban un poco Dan

cuenta

propiedad,

más

masa,

esta sin

observarse directamente ni comprobarse.

Polvillo

Sueltan polvillo naranja

Solo una gris en Consideran que a partir espiral suelta de algunas cualidades se derivan otras.

polvillo Resistencia

Por su estado Por de oxidación es

propiedades

menos

más resistente.

sus es

resistente.

Figuras 5, 6 y 7. Interacciรณn con las puntillas En el trabajo en equipo, se encontraron 4 nominaciones diferentes para las puntillas que no estaban oxidadas (Tabla 8).

Tabla 8. Nominaciones que los estudiantes dan a las puntillas.

NOMINACIร N

GRUPOS COMENTARIOS

PUNTILLAS NO OXIDADAS Puntillas normales

Nuevas

Cada grupo le da una nominaciรณn propia a las

Buen estado

puntillas no oxidadas, desde su conocimiento

No oxidadas

2,3,4

cotidiano, que puede haber sido adquirido por haber estado en contacto con el objeto de estudio en ocasiones anteriores o por tradiciรณn oral de los

integrantes de su contexto.

En cuanto a las puntillas oxidadas se encuentran nominaciones como deterioradas y oxidadas, este conjunto de nominaciones para los dos tipos de puntillas y la manera como se referencian cualidades como el olor de las puntillas oxidadas, muestra un imaginario de la oxidación asociado a una valoración negativa, un daño, un estado no deseable y de menor rango.

La tabla 9, sintetiza las cualidades de las puntillas consideradas por los estudiantes y su respectiva descripción, a partir de un ejercicio de comparación.

Tabla 9. Cualidades de las puntillas descritas por los estudiantes CUALIDAD

GRUPOS

DESCRIPCIÓN DE LAS PUNTILLAS OXIDADAS

NO OXIDADAS COMENTARIOS

Atracción

1,3

Tienen atracción, No tienen atracción, Estos dos grupos se atraen con las no se atraen con las observaron que al aceradas

Soltar

1,2,3,5

otras aceradas

Manchan, sueltan No manchan, al ser dos puntillas, una al ser tocadas un tocadas no expulsan por la cabeza y la

polvillo

tinte

amarillento, ningún

botan polvo oxido, botan

todos

tinte, nada,

no otra por la punta, y solo suspender a una

polvillo una gris en espiral de estas en el aire,

sueltan

Tamaño

poner en contacto

naranja

suelta polvillo

esta sostenía

Diferentes,

Pequeñas,

la otra;

a esta

tamaño

medianas,

tamaño cualidad

aproximado de 2 aproximado de 2 a 4 llamaron atracción, a 4

pulgadas, pulgadas,

medianas,

Color

todos

grandes, exponiendo

solo la poseen las

7.5 a 6 cm

grandes, tamaño

puntillas

8 cm

oxidadas.

Anaranjado

Gris

brillante

que

CUALIDAD

GRUPOS

DESCRIPCIÓN DE LAS PUNTILLAS OXIDADAS

NO OXIDADAS COMENTARIOS

opaco,

muy negras, gris claro,

anaranjado,

gris con plateado

anaranjado quemado, anaranjado oscuro con café, café

anaranjado. Estado

La mayora están Solo oxidadas,

todos

buen posibilidad de que las cualidades de

dos estado

puntillas

una misma puntilla

proceso

varíen,

esto

cuando

oxidación. Forma

expone

Están

dobladas, Están derechas, es observan

por

lisa, lisa y entornillada, separado

cada

es entornillada torcida,

espiral,

son

una de las partes

y en espiral,

gruesas, de la puntilla, su

Son

ásperas, largas,

delgadas y largas, torcidas, tienen

están cabeza o su punta. todas

punta tienen punta, recta y

menos la grande, forma de tornillo, la forma

curveada, forma

sus

las forma de su cabezas cabeza

son

más gruesas

delgada Punta

Tienen la punta Tienen desgastada

Textura

1,2,4,5

punta

normal

Tienen grumos y Lisa, muy suave alambre,

CUALIDAD

GRUPOS

DESCRIPCIÓN DE LAS PUNTILLAS OXIDADAS

NO OXIDADAS COMENTARIOS

carrasposa

corrugada, áspera, Olor

todos

A metal podrido, A buen estado, no huelen a ácido, tiene olor, inodoras, desagradable, muy

Peso

3,5

fuerte,

de 2,4

las cualidades de

humedad, a tierra.

las puntillas, y las

No tienen peso, Tienen más peso, variables pesan un poco más

menos Duran mucho más A

Duran

oxidan

tiempo

las

la existentes emergen

más intemperie

otras

diferentes.

Se rompen más Tienen son

partir

soportan cualidades

rápidamente

fácil,

lugar

oxidarse

a la intemperie se más

2,4,5,6

son

están están comenzando a tiempo.

tiempo, al dejarlas tiempo,

Debilidad

que

de algunas hasta ahora ejemplo

muy deterioradas 2, 4

a las

Se encuentran en Están como nuevas, expuestas,

oxidación,

Duración

entre

metal oxidado, a

estado

oxidación

establecen

relaciones

liviano. Estado

a metal, a hierro.

más

más resistencia, son más

débiles al aplicar fuertes porque no se una fuerza sobre encuentran ellas,

por

su oxidadas,

por

sus

estado

de propiedades es más

oxidación

es resistente.

menos resistente, son

más

CUALIDAD

GRUPOS

DESCRIPCIÓN DE LAS PUNTILLAS OXIDADAS

NO OXIDADAS COMENTARIOS

desgastadas

débiles Los estudiantes en sus observaciones dejan ver que las cualidades de la puntilla cambian, dependiendo de si esta oxidada o no, lo que se refuerza con las condiciones en las que se encuentren, señalan que dependiendo de estas cualidades las puntillas van a tener un uso “Lisas para colgar cosas que no pesen mucho”, al referirse a la puntilla oxidada “Se rompen más fácil, son más débiles al aplicar una fuerza sobre ellas” y consideran a la oxidación como un proceso.

“Están como nuevas, algunas hasta ahora están

comenzando a oxidarse” Dos de los seis equipos presentan semejanzas en las cualidades, por ejemplo señalan “Son de metal, son puntillas, son de forma cilíndrica y tienden a conducir la electricidad”. El proceso de comparación no solo posibilita describir las cualidades de las puntillas y los cambios observados sino que especialmente hace evidente el evento de la oxidación y el inicio del surgimiento de condiciones y estados, lo que permite señalar que se hace una comprensión como un proceso, lo que se evidencia en la necesidad de emplear escalas valorativas, tanto en el color, como en el estado de oxidación, aunque en este momento solo se refiera a cambio en las cualidades.

5.2. Caracterización del cambio En este momento se proponen dos intenciones, la primera, indagar las razones por las que se presentan los cambios en la puntilla y la segunda distinguir las consideraciones que tienen en cuenta los estudiantes para comprobar sus razones acerca de dichos cambios. El trabajo se lleva a cabo en equipo; para abordar la primera intención se plantea la pregunta: ¿A qué se deben las diferencias observadas en las cualidades de las puntillas? Los estudiantes elaboran una cartelera en la que expresan sus argumentos y luego socializan sus ideas ante el curso. La Tabla 10 sintetiza los argumentos expuestos.

Figura 8. Estudiantes expresando sus argumentos.

Tabla 10. Condiciones nombradas por los estudiantes. CONDICIÓN QUE AFECTA GRUPOS A

DESCRIPCIÓN

COMENTARIOS

PUNTILLA Ese color porque se Los estudiantes razonan que El ambiente

pueden encontrar en un las cualidades en las que más ambiente contaminado; se evidencian los cambios son huelen

depende

del el color, el estado de oxidación,

donde

se la forma, la textura, el olor, la

ambiente encuentren.

maleabilidad, la resistencia, el

Porque están colocadas peso y el volumen. Medio

1,2,3,4,5,6 en

diferentes

líquido;

colocando

varias

alcohol

en Todos los grupos coinciden en agua que el medio en

oxigenada se oxidan en encuentre 2

días para

que

aproximadamente, esto cualidades.

el que se

la puntilla incide cambie

sus

Generalmente

se debe posiblemente hacen

alusión

medios

por la mezcla de ácidos líquidos, solamente un grupo en el recipiente que considero hacen que la puntilla se oxide;

porque

posibilidad

oxidación de la puntilla al estar

al clavada en la madera o en un

mezclarse con diversos pared. compuestos

como

agua, el alcohol altera su estado, al unirse

Al estar la puntilla en contacto

comienza un proceso con un medio, se generan de descomposición que cambios en las propiedades de inicia

con

diferentes las puntillas

se generan

cambios y botan un nuevas sustancias. óxido que queda en el fondo

del

vaso,

parecido a la lama.

Se supone que el

Porque el oxígeno hace hace Presencia

de 2

oxidar

pierde

puntilla

peso

conlleva

que

manera

cambien

cuantitativa,

expresando

Presencia

su algunas de sus cualidades de

volumen.

puntilla

estructura, modifique internamente lo que

además

oxigeno

que

oxígeno

perdida

Son más débiles debido disminución en las cualidades a que el óxido desgasta peso, volumen y resistencia.

Ellos

las puntillas;

óxido

argumentan

“pierde

Colocándolas al aire y volumen porque el óxido hace al sol se oxidan de 2 a que la puntilla se adelgace” 1,2,5,6

días

óxido

manifiesta depende del Conciben al

que

los

factores

están climáticos como una condición

Factores

clima

climáticos

expuestas; se debe al que

sin

medio, al sol y a la cualidades

duda de

afecta las

las

puntillas,

sombra; se deterioran por

los

enfatizando en

que el tiempo

diferentes incide directamente en que tan

cambio

clima; rápido o lento se exhiban los

cuando se dejan a la cambios. intemperie

oxidan

más rápido.

Se tiene la idea que la fuerza es

Las puntillas oxidadas capaz de deformar la puntilla Fuerza

son fáciles de doblar oxidada, aplicado

una

fuerza

porque

esta

encuentra debilitada.

determinada Las puntillas se oxidan Cambio

en 3,4

porque

que

su pierden su energía porque “el

aumenta

estabilidad,

propiedades

decir

oxidan Lo anterior da cuenta de la

porque

óxido les va absorbiendo sus

su materiales y las va debilitando”.

disminuye

energía;

Argumentan que las puntillas

su relación que establecen entre

pierden

energía y resistencia y como la

energía

Las oxidadas se debe a perdida de material incide en Material con el

que no se construyen estas dos. Aparentemente para

que

con

están 1,2,5

material ellos la energía es como una

resistente o no es de cualidad interna de la materia.

hechas.

buena calidad; las no están Infieren que el cambio en las

oxidadas fabricadas

inoxidable

acero puntillas

presenta

las dependiendo del material con el

oxidadas de hierro puro que fueron construidas, afirman que

las

hace

más que el acero inoxidable es más

indefensas al óxido, se

resistente que el hierro, esto lo

debe al metal si es hacen desde las ideas que han oxidable o inoxidable

construido respecto a estos dos

Una puntilla oxidada se materiales en su cotidianidad. Material

2,4

caracteriza por expulsar

expulsado de la

adherente a ellas una Piensan el estado de oxidación

misma puntilla

sustancia tóxica y se como

estado

vuelve más maleable y descomposición, por lo tanto débil; botan un material asumen que se produce una de óxido cuando están sustancia tóxica, parece ser en

estado

de que hacen analogía con lo que

descomposición;

han observado le sucede a la

Las oxidadas tienen un materia orgánica cuando se Estado

que

olor fuerte porque se descompone o pudre.

se 4,6

encuentran en estado de

encuentran

descomposición; Cuando

duran

menos

los

estudiantes

tiempo refieren al estado lo hacen

por el desgaste que le pensando en cómo observan la produce

su puntilla y no a su estado físico.

descomposición;

forma se determina ya Asumen que

debido

que

la cualidades

cambian

como

deteriorización del color consecuencia pierde fuerza. 5

algunas

modificación de alguna otra

Al tiempo, a la duración cualidad. en la que estuvo la

Tiempo

puntilla en la sustancia 5

Si es húmedo, si están se encuentren las puntillas son en vasos o en tarros

Lugar

El tiempo y el lugar en el que

considerados como variables, para que se dé la oxidación y se

vea

cambio

las

cualidades de las puntillas o no. Al preguntarles el porqué de su Al uso

Lisas, para la pared afirmación señalan “si se cuelga para colgar las llaves, algo pesado en una lisa, pues en espiral para cosas se dobla” su respuesta lleva a pesadas

que si la puntilla se dobla se

modifica su cualidad forma.

Los estudiantes coinciden en sus descripciones cuando argumentan que la puntilla cambia sus propiedades como consecuencia de su interacción con otras sustancias o variables, generalmente consideran que las sustancias que pueden afectar a la puntilla están en estado líquido; los cambios que referencian son más cualitativos que cuantitativos y

suelen estar

relacionados con las propiedades organolépticas de la

materia. También coinciden en que la modificación de algunas de las cualidades de la puntilla va a incidir para que otras a su vez también cambien, por ejemplo se considera que el color incide en la fuerza y ésta a su vez en la forma “la forma se determina ya que debido a la deteriorización del color pierde fuerza”.

Figura 9. Condiciones manifestadas por los estudiantes como causantes de la oxidación de la puntilla AMBIENTE

FUERZA

PROPIEDADES

ENERGÍA USO

MATERIAL

ÓXIGENO MEDIO

CLIMA ESTADO ÓXIDO

LUGAR

TIEMPO

ENERGÍA

Figura 10. Puntillas Oxidadas

Los seis grupos consideran que la puntilla se oxida por factores externos como los expuestos en la foto y así mismo dan cuenta de la modificación de cualidades generalmente observables a simple vista, cualidades organolépticas, de fácil percepción; solo un grupo considera que la puntilla se modifica en su estructura, haciendo alusión a que le sucede algo por dentro debido al contacto con una sustancia, por ejemplo afirman “Porque el oxígeno hace oxidar su estructura”. En la socialización, surge una nueva cualidad en dos grupos, la energía, haciendo referencia a ésta como algo asociado a la estabilidad de la puntilla. Luego de identificar las razones por las cuales los estudiantes conciben que se oxide la puntilla, se les cuestionó acerca de ¿Cómo podrían comprobar sus afirmaciones? Para ello, organizados en equipos de trabajo, presenta su propuesta de diseño experimental a través de dibujos (Figuras 11y 12).

Figura 11. Propuesta experimental del grupo 2

Figura 12. Propuesta experimental del grupo 4

En las propuestas experimentales los estudiantes dejan ver que sus ideas están orientadas a modificar las condiciones físicas de la puntilla y a exponerla a diferentes sustancias y condiciones considerando el tiempo como variable en el proceso que esperan observar. En los figuras 11 y 12 se muestran respectivamente las sustancias o los factores a los cuales los estudiantes piensan exponer las puntillas para experimentar, los números que aparecen debajo de cada condición hacen referencia a los grupos que las proponen. El grupo 4, no figura en ninguna de las condiciones porque ellos hacen una descripción general, su propuesta consiste en “colocar en diferentes sustancias y lugares de ambiente las puntillas e ir tomando evidencias de cada parte para determinar que sustancia o lugar puede hacer oxidar más rápido las puntillas”. Ellos no mencionan ninguna condición puntual, como lo hacen los otros grupos, sin embargo si tienen en cuenta el tiempo como variable en el proceso de oxidación.

Figura 13. Condiciones a experimentar relacionadas con la exposiciรณn de las puntillas a determinadas sustancias.

Figura 14. Condiciones a experimentar relacionadas con la exposiciรณn de las puntillas a determinadas condiciones.

Los estudiantes además de mencionar las condiciones a las que van a exponer las puntillas, manifiestan por qué van a proceder de la manera descrita, por ejemplo dicen “así comprobaremos si el medio que las rodea es el causante por el cual las puntillas se oxidan”, otro estudiante indica “así podemos determinar qué sustancia tiene más químicos para que se oxiden más rápido” haciendo alusión a la puntilla. Un grupo propone la experiencia, variando el medio líquido en el que va a colocar la puntilla, dependiendo del metal del que están fabricadas las puntillas y dicen “Colocar las puntillas de metal en alcohol y las de acero en gaseosa”. Tanto las explicaciones que argumentan la oxidación de la puntilla como las propuestas para comprobarlas, son ideas que los estudiantes tienen a partir de experiencias anteriores en su vida cotidiana o producto de escuchar lo que en su entorno otras personas han expresado respecto a este evento.

5.3. Diseño experimental La intención en este momento es realizar los diseños experimentales propuestos por los estudiantes y en la práctica del ejercicio enriquecerlos involucrando nuevas condiciones. Los equipos de trabajo conformados se organizan y delegan funciones para que cada miembro trabaje una parte de la propuesta experimental como actividad extra clase. Pasados unos días se reúnen en el aula y socializan a su grupo lo que observaron, organizando las ideas para comunicarlas mediante la elaboración de una cartelera, que luego exponen a todo el curso. En la Tabla 11 se presenta los datos expuestos por los estudiantes al llevar a cabo todas las propuestas experimentales, a excepción de dos, no colocaron las puntillas en jugo de naranja ni las expusieron al calor, como lo habían mencionado; pero se puede afirmar que se cumplió con el propósito de este momento ya que se involucraron nuevas condiciones.

Tabla 11. Observaciones de los estudiantes en su proceso de experimentación. CONDICIÓN DE

GRUPO

DESCRIPCIÓN

COMENTARIOS

Esta puntilla en sus primeros

Los

días, que ha estado sumergida en

identifican

PUNTILLA estudiantes que

esta agua, no ha presentado proceso no solamente muchos cambios solamente ha se

AGUA 2

CON SAL

afecta

puntilla,

hecho que el agua presente

también sufre cambios

suciedad y en los últimos días la

la sustancia o medio en

puntilla se ha decolorado muy

levemente y el agua tiene una

sumergida la puntilla. El

especie de nata transparente y

entorno

tiene un olor muy acido.

puntilla

que

también

encuentre

modifica y

puntilla

afecta

“Las puntillas que se encontraban entorno. en agua y al sol presentaron cambios al 2 día ya estaban la Los

cambios

que

mayoría en oxidación, el agua presentan tanto en la comenzó a cambiar su color”.

puntilla

como

“Puntilla en agua expuesta al medio se dan de manera gradual, lo cual ratifica la

medio:

Esta puntilla fue expuesta al sol y concepción de proceso. EN

AGUA,

1,2,3,5

sumergida en estos días presentó

EXPUESTAS

algunos cambios físicos como:

Se evidencia confusión

AL MEDIO

perdió

entre cambio físico de la

color

original,

deterioró, perdió peso, se oxidó y materia y transformación eliminó partículas de hierro muy o cambio químico. corrosivo, quedó muy delgada”. “Empiezan

proceso

descomposición. Se comienzan a oxidar y a soltar como una

CONDICIÓN DE

GRUPO

DESCRIPCIÓN

COMENTARIOS

PUNTILLA especie de harina Empiezan

tomar

vino tinto. un

color El proceso de oxidación

verdoso como negro y vino tinto

pasando anaranjado .Comienzan

proceso

asume

como

un de

a perder su textura. El agua descomposición. empieza a secarse y a tomar un olor fuerte”. “Al sol: Las puntillas se oxidaron

En las descripciones de

en la mitad y su proceso fue muy los rápido.

estudiantes

predominan sus ideas

A la oscuridad: se oxidaron desde cotidianas, relacionan lo la punta de las puntillas hacia

observado

arriba, pero su oxidación fue muy comparándolo poca”.

experiencias

con previas o

Empiezan un proceso de d eventos conocidos. secarse y a tomar un olor fuerte. Esta puntilla está expuesta a Consideran la luz solar, notar diferentes cambios teniendo la oscuridad, la sombra en su estructura varias partículas como condiciones que

EN BICARBONA

de óxido y expulsó un poco de agilizan o retardan el óxido en el recipiente que es de proceso de oxidación o

color café claro sin ningún olor.

hacen

que

las

cualidades cambien de “Las puntillas que se encontraban manera diferente. en la gaseosa no presentaron cambios porque no se oxidaron y

la gaseosa perdió su estado pensar que el proceso

EN GASEOSA

Existe la tendencia a

1,4

gaseoso”.

se oxidación ocasiona la

“Fue Coca-Cola, pudimos notar pérdida

o disminución

CONDICIÓN DE

GRUPO

DESCRIPCIÓN

COMENTARIOS

PUNTILLA que la puntilla se introdujo en el de algunas cualidades líquido

oxidó

casi en la puntilla.

inmediatamente y se intentó de desintegrar”.

Fue Coca-Cola, pudimos n El proceso de oxidación “Fue en alcohol y notamos que la genera puntilla se oxida lentamente”.

nuevas

sustancias, a partir de la

“Al sol: el alcohol se había secado puntilla. la mitad de la puntilla y el vaso EN

4,5

ALCOHOL

esta

color

oscuridad:

descolorizada,

naranja. A puntilla estaba

estaba Conciben que solo haya oxidada cambios en la puntilla si

debajo de la cabeza, el alcohol hay oxidación. La

estaba súper blanco”.

puntilla

presenta

cambios leves o bruscos dependiendo

“Las puntillas que estaban en jugo sustancia con la que de limón empezaron a presentar este en contacto. estados de oxidación en dos días, esto pasa más rápido por los ácidos que contiene el limón”.

No solamente se afecta

“Fue en ácido y notamos que la la puntilla y su medio se

oxidaba

se inmediato,

EN JUGO DE 1,4,5

puntilla

LIMÓN

deteriorara”.

recipiente

“Al sol: a la puntilla le salió oxido

contenga.

también que

el los

en la cabeza. A la oscuridad: el color de la puntilla cambió a un poco más No siempre el medio en oscuro”.

Fue

ácido

y el que este la puntilla se

CONDICIÓN DE

GRUPO

DESCRIPCIÓN

COMENTARIOS

PUNTILLA notamos

que

puntilla

oxidaba y se deteriorara.

afecta, depende de sus propiedades.

“Al tercer día ya se estaban presentando

cambios

oxidación, en agua oxigenada. A Establecen también que la

semana

las

puntillas

ya hay

sustancias

que

estaban oxidadas. Después el agilizan o retardan la color del agua va cambiado y su oxidación, olor también cambia. Su forma argumentando

AGUA 1,2

también

cambia

doblaron

algunas

otras

que

se composición de dichas

salieron

sustancias

afecta

proceso.

grumos”. “En este experimento podemos

OXIGENADA

observar oxigeno

que se

estructura

partículas adhieren

produciendo

que

la la

de la Hacen alusión a que el

puntilla

proceso de oxidación no

puntilla

se da de igual manera

expulse partículas y su estructura en todas las partes de la tiene

una

textura

áspera

y puntilla.

degradando su color y debilitando su estructura”. “Las puntillas que estaban en la leche comenzaron a presentar oxidación al 4 día y no se oxidaron totalmente, esto quiere decir que la leche no contiene EN LECHE

1,5

químicos fuertes y después de Surgen ideas que dan esto la leche se cortó y a coger un cuenta

CONDICIÓN DE

GRUPO

DESCRIPCIÓN

COMENTARIOS

color como negro”.

intercambio de materia

“Al sol: Las puntillas se oxidaron

entre la puntilla y la

PUNTILLA

muy

rápido

debido

los sustancia en la que esta

componentes de la leche. A la se encuentra. oscuridad:

proceso

oxidación fue bastante lento y fue muy poca su oxidación”.

Fue en el sol y pudimos notar que Se

establecen

se oxida menos rápido que el sol relaciones involucrando quita el agua que la oxida. AL SOL

más de dos variables o

Fue con situación de ambiente, condiciones,

tiempo,

lluvia sol y pudimos notar que se sustancia

que

inmersa

estaba

oxido en un día.

puntilla, sol y oscuridad. Fue en la oscuridad dentro de un EN

LA 4

chiro mojado y pudimos notar que Se concibe al

agua

la puntilla en un día tenía rastros como factor que oxida,

OSCURIDAD

si no está presente el

de oxidación.

proceso se retarda. Esta solamente al parecer entra A

DIFERENTE

perdiendo por completo su color

TEMPERA-

original al estar en contacto con el

TURA

H2O, pero al tocarla no suelta La humedad afecta la 2

proceso

oxidación

oxido y no tiene ningún olor, en el oxidación de la puntilla. fondo del recipiente; hay pocas partículas de hierro oxidado y en el proceso de congelación no Se ratifica que el agua

CONDICIÓN DE

GRUPO

DESCRIPCIÓN

COMENTARIOS

altera su estructura.

ocasiona el do proceso

PUNTILLA

oxidación,

sin

Nuestra primera observación fue embargo este proceso EN TIERRA

en la tierra y pudimos notar que la no se ve afectado por una

puntilla se oxida menos rápido.

disminución

temperatura. Fue con agua y azúcar y pudimos notar que se oxido más rápido la AGUA

CON 4

AZÚCAR

puntilla porque se observó que se La puntilla se oxida de

oxido en tres días.

manera AGUA

CON 4

Fue en agua con jabón

DE COCINA

Fue

notamos

aceite que

de la

cocina

puntilla

y se Dependiendo

oxidaba lentamente. EN CLOROX

que

sustancias puras.

rápidamente. ACEITE 4

rápida

y cuando se encuentra en

pudimos notar que no se oxidaba mezclas

JABÓN

más

las

características

Fue en clorox y notamos que la naturaleza

las

puntilla no se oxida y ayuda a sustancias en las que se quitar el óxido.

coloque la puntilla se va

Al sol: se pusieron de color café y a afectar la rapidez con tenían una textura áspera y un la que se oxide o se va a EN VINAGRE

poco naranja. A la oscuridad: las inhibir el proceso. dos tenían el color café hasta la punta pero por partes.

Algunos

estudiantes

consideran que en la Agua con bicarbonato y sal: En oscuridad las puntillas oxidan más los primeros días no se notó se ningún cambio, ya a la semana el rápidamente

CONDICIÓN DE

GRUPO

DESCRIPCIÓN

COMENTARIOS

PUNTILLA agua empezó a dar un color como contrario

otros

creen

café. El agua ya tenía residuos de que el proceso se agiliza oxidación

pero

las

puntillas

cuando

las

puntillas

seguían de su mismo color, 3 días están al sol. Se presenta AGUA

CON

BICARBONA TO Y SAL

después las cabezas y las puntas discrepancia 6

sus

de los clavos estaban oxidadas y ideas. la otra parte de las puntillas se habían vuelto negras. 5 días después habían

las

puntillas

oxidado.

Hicimos

se una

prueba de golpearlas y solo una puntilla se dobló, después de todo ese

tiempo

agua

fue

cambiada y debido al tiempo el agua se fue aclarando debido a que las puntillas habían absorbido todo el óxido.

Los resultados que los estudiantes expresan luego de haber puesto en práctica su diseño experimental, permite confirmar que los estudiantes conciben la oxidación como un proceso, donde ocurren cambios graduales y no solo se afecta la puntilla sino también el medio o entorno en el que se encuentra “El agua empieza a secarse y a tomar un olor fuerte”; algunos señalan que hasta el recipiente que las contiene sufre cambios. De igual manera coinciden en que no solo las sustancias en las que se encuentran las puntillas son las causantes del proceso, consideran otras variables como el sol, la oscuridad, la temperatura, el colocar la puntilla en una mezcla de sustancias o en tierra; describiendo que todas estas condiciones hacen que la puntilla se oxide más rápida o más lentamente

“y notamos que la puntilla se oxidaba lentamente”, haciendo que la puntilla pierda o disminuya sus cualidades “perdió su color original, se deterioró, perdió peso, se oxidó y eliminó partículas de hierro muy corrosivo, quedó muy delgada”, aclarando que el proceso no se da de igual manera en todas las partes de la puntilla Al sol: “a la puntilla le salió oxido en la cabeza”. Cuando se refieren al proceso también exponen que se generan nuevas sustancias,

al preguntárseles al respecto, de manera verbal sugieren un

intercambio de materia entre la puntilla y el medio.

Describen la presencia de cambios químicos y físicos aunque no los diferencien claramente, indirectamente dan cuenta de la transformación de la materia y proponen como agentes oxidantes fuertes la humedad, el agua y las sustancias que según ellos tienen ácidos, un grupo menciona específicamente al oxígeno. Aparecen en sus discursos palabras como óxido, corrosivo, hierro asociadas al proceso de oxidación.

5.4. Elaboración de explicaciones

Este momento tiene como intención la construcción de explicaciones sobre los cambios que sufre la puntilla en el proceso de oxidación, para esto se realizan tres actividades, en la primera se

solicita a cada equipo que dé

respuesta

a los siguientes

cuestionamientos: ¿Qué cambia?, ¿Qué cambia en las cualidades de la puntilla?, ¿cómo cambian las cualidades de la puntilla? y ¿por qué cambian las cualidades de la puntilla? En la segunda actividad se solicita que describan los procedimientos que llevarían a cabo para evitar que ocurran los cambios que han observado en las puntillas y por último se

pide crear una presentación en power point en la que muestren el proceso de

transformación de la puntilla y sus explicaciones.

Cuando los estudiantes abordaron

las preguntas ¿Qué cambia? y ¿Qué cambia en las

cualidades de la puntilla?, abordaron otras dos preguntas, ¿cómo cambian las cualidades de la puntilla? y ¿por qué cambian las cualidades de la puntilla? Algunos confundían el cómo y el por qué, fue necesario aclararles a qué hacía referencia cada interrogante. En la Tabla 12 y las figuras 15 y 16 se dan conocer evidencias del trabajo, indicando lo que cada grupo aporto al respecto (Tabla 12).

Tabla 12. Explicaciones de los estudiantes en la primera actividad PREGUNTA

DESCRIPCIONES/ EXPLICACIONES

El color, el olor, la forma, la textura

El volumen, el olor por el estado de

Los

oxidación, la masa por las partículas

consideran

contaminantes,

solo cambia la puntilla

también

cambia

COMENTARIOS

estudiantes que

aspecto, su textura, color y además se

sino

vuelven frágiles

sustancia en la que se

color,

olor,

textura,

también

encuentre y un grupo

¿Qué

resistencia, su forma, cambia el color de

argumenta

cambia?

la sustancia

también

En las puntillas, en el agua o sustancia en

recipiente, al indagar

que

cambia

la que se encuentren, el color, el olor, la el porqué de su respuesta comentaron forma y textura 5

La sustancia, la puntilla y el recipiente

“porque

En la puntilla se empieza a presentar la

se le prendió óxido

oxidación por falta de sus partículas

en sus paredes”.

que al tarro

Varios nombran las cualidades puntilla

que

pregunta

modifican. 1

Las cualidades que cambian en las puntillas, que absorben agua, cambia el

medio en el que se encuentran, más que

responde numerando

todo en el agua cambia su color.

las

Las cualidades que cambian son la

cambian como olor,

¿Qué cambia

textura, el olor, el color, la masa, el

color, textura, masa,

volumen,

peso, volumen.

2 las

cualidades de

debilita,

deteriora

cualidades

que

completamente

las puntillas?

Su peso, que no se atraen

Cambia el olor a fuerte y amargo, la referencia a que el olor cambia a fuerte y textura ya no es lisa sino rustica

El olor, la textura, el color, la forma, la

amargo, describiendo

resistencia

el cambio que se da.

Solo un grupo hace

Su olor, su tamaño, su color, su textura, su fuerza, su punta

Que algunas puntillas se les forman grumos y se les desgasta la punta y

Consideran que

quedan prácticamente inservibles.

cambio de cualidades

Estas cualidades pueden cambiar de

en la puntilla también

acuerdo al estado de oxidación en la que

la puntilla se encuentre, entre el proceso

cambio en su uso o

de oxidación al que este se exponga y

utilidad.

propiciar

también varían de acuerdo a la aleación que realizamos en el recipiente, debido a esto el metabolismo de la

puntilla se

Se tiene en cuenta la

altera y su proceso de oxidación es más estructura interna de

¿Cómo cambian

las

rápido y frecuente ya que se liberan

la puntilla, el nivel

electrones al proceso de oxidación y allí la

microscópico

puntilla se deteriora alcanzando su ultimo

materia,

nivel de oxidación

referenciar cómo se

cualidades de 3

Tienden

las puntillas?

para

sustancias ya que las puntillas tienen un

cuanto a tiempo

alto porcentaje de hierro y al unirse con

cómo

sustancia se deteriora.

cualidades

Por

las

cambiar

sustancias

contacto

las

que

con

proceso,

cambian de

las la

puntilla.

encuentren y el estado de ambiente.

El olor cambia del olor original de la

Emplean el término

puntilla a un olor desagradable, la textura

metabolismo para dar

cambia a ser más áspera y le salen

cuenta del proceso.

grumos de óxido, de su color original cambia a un color anaranjado-amarillento

por su nivel de oxidación, la forma cambia

Hacen alusión a las

de recta a semicircular, cambia de ser

sustancias,

más fuerte a ser más débil

relacionando las que

En color por medio de los químicos que

forman la puntilla con

va perdiendo su las que están en el

tienen las sustancias

por medio de la

ambiente y cómo su

oxidación va quitando las partículas de la

unión genera cambio

puntilla y pierde su tamaño, en olor por

en la puntilla.

color, en tamaño

medio de todas las sustancias el agua va tomando un olor desagradable, en la

textura se empiezan a formar grumos y

solamente la puntilla

deformaciones

afirma

que

en la puntilla por medio cambia

sus

que va absorbiendo la misma oxidación,

cualidades, el medio

en fuerza la sustancia debilita la puntilla y

también se afecta.

va perdiendo sus componentes , en la punta se empieza a dar una forma circular y plana. ¿Por cambian

qué 1 las

cualidades de las puntillas?

Cambian por

el medio en el que se

encuentran y porque no todas son de un

Todos

buen material.

estudiantes expresan

Estas cambian ya que hay una reacción

que

química entre el metal y el líquido disuelto

cambian por el medio

o sustancia en la que

recipiente

también

estas

los

las

cualidades pueden cambiar debido al

está

medio al que están expuestos, entre más

puntilla,

frio hay más humedad, estos se van

sugieren

deteriorando con más eficacia.

entorno

puntillas

inmersa

también que o

el las

Porque cambian de entorno y al ser

condiciones

mezclado con una sustancia altera su

ambientales

estado porque el hierro tiene una alta

para que se den los

cantidad de hierro y al unirse con el agua

cambios

observan.

sereno

daña

estado

inciden

que

composición, en esto cambia. 4

Por el material del que están fabricadas

Consideran

que

las puntillas y la clase de descomposición

contacto

en la que se encuentran. Las puntillas que

sustancias, ya sea por

están de acero tienen descomposición en

reacción

química

un tiempo extenso porque el material es por formación de una más

fuerte

las puntillas

normales

mezcla,

afectan las

pierden más rápido sus propiedades ya

sustancias

que tienen una estabilidad más débil

involucradas.

Cambian

por el lugar, la sustancia, el

medio y el tiempo, lugar y medio por la

Porque se altera el

radiación que emite el sol, sustancia por

estado de la puntilla.

los químicos y los componentes que

contienen las sustancias puesto que estos

Por

actúan de una forma de descomposición

estabilidad que tenga

sobre la puntilla, entre más tiempo se da

el material del que

más el nivel de oxidación

porque se

están construidas las

expone más en la sustancia y medio en el

puntillas, entendiendo

que se encuentra.

la estabilidad como la

Las cualidades de la puntilla cambian

propiedad

debido al cambio de ambiente y de sus

resistentes.

sustancias

con

varios

químicos.

grado

ser

ambiente influye mucho ya que gracias a

Por diversos factores

él las sustancias van tomando residuos

que actúan sobre la

del aire, las sustancias debido a que los

puntilla,

químicos que trae el bicarbonato ya que el por bicarbonato contiene ácidos.

entre tiempo

exposición

ellos de la

puntilla variables

las sustancia,

medio o lugar.

Por la interacción con otras sustancias.

Figuras 15 y 16. Momentos de construcción de explicaciones.

En el momento de dar respuesta al qué, cómo y por qué cambian las cualidades de la puntilla, los estudiantes vinculan el proceso con las sustancias presentes tanto en la puntilla como en su medio o entorno, teniendo en cuenta el material del cual están construidas y

haciendo referencia a que la puntilla toma “algo” de las sustancias o

agentes con los que están en contacto, también señalan que la oxidación se da porque a la puntilla le faltan partículas, va perdiendo sus componentes, se liberan electrones, toma residuos del aire o reacciona con otras sustancias; lo que da cuenta de su concepción de puntilla no solo como un objeto si no en términos de su composición , de su estructura interna, describiendo ya el nivel microscópico de la materia. Además vinculan a estos cambios la valoración del tiempo en el que se da el proceso y las consecuencias que se generan, pues consideran que la modificarse las cualidades, se modifica también el uso que se le dé a la puntilla o la descompone y deja inservible.

Al explicar por qué cambia la puntilla, el cambio en las cualidades ya no es considerado por todos como el cambio mismo, sino que este es un indicador del cambio en la sustancia o la materia, por ello aparecen las ideas de reacción con las sustancias del medio, o con el oxígeno, o ganar o perder algo, es decir, estos cambios junto con la pregunta por qué ocurren hacen emerger tanto a la sustancia como la interacción, ya no es solamente la puntilla, también nombran el hierro o son los electrones, o el oxígeno y los ácidos, los que están presentes. Ideas como las de metabolismo son analogías a las que los estudiantes acuden para decir que se ha transformado la puntilla o el hierro en otra sustancia debido a alguna acción. Otro aspecto está en relación con la causa del cambio, consideran la presencia de químicos, siendo el químico una sustancia con la capacidad de hacer cambiar, es decir con el poder para transformar. En la segunda actividad se les propone pensar en ¿qué se podría hacer para evitar que la puntilla se oxide?, los estudiantes son bastante concretos en sus respuestas (Tabla 13). Tabla 13. Propuestas de los estudiantes para evitar que la puntilla se oxide. GRUPO DESCRIPCIONES/ EXPLICACIONES 1

COMENTARIO

No dejar las puntillas en los lugares que sabemos que se oxidan y mantenerlas en una caja de

Se ratifica la idea de

herramientas adecuadas para las puntillas.

que la puntilla se oxida

Mantenerlas en un recipiente sellado donde estas

por el contacto que tiene

no tengan contacto con el oxígeno y no pierdan con

otras la

sustancias,

electrones.

con

humedad

Evitar que la puntilla entre en contacto húmedo o

agentes del clima.

con materiales o con sustancias que las puedan oxidar. 4

Nosotros pensamos que la puntilla se podría forrar

grupo

con papel contac o cinta para que la puntilla no se afirmación da cuenta de

oxide, mantenerlas en un clima adecuado.

que la puntilla se oxida

En el momento de ponerlas en la sustancia colocarla

porque

pierde

en una bolsa para que la sustancia no haga contacto

electrones.

con la puntilla. 6

Dejarlas en un lugar adecuado en una caja

forrarlas con una bolsa o dejarlas en una bolsa.

Una vez más se confirma que todos los estudiantes asocian la oxidación de la puntilla al medio en el que esta se encuentre, sugieren aislarlas de las condiciones ambientales con materiales impermeables para evitar que se oxide y se modifiquen sus cualidades. Aquí se muestra el medio o el líquido como agentes activos, que hacen cambiar a la puntilla, existe la idea de relación medio-puntilla pero no de interacción. En la tercera actividad los estudiantes realizan sus presentaciones en power point, describiendo el proceso de transformación de la puntilla, se seleccionaron al azar dos de estas y se exponen en las siguientes páginas, sin hacerles ninguna modificación (Tablas 14 y 15). Tabla 14. Presentación elaborada por el grupo 2

PRESENTACIÓN GRUPO 2

DIAPOSITIVA 1

DIAPOSITIVA2

DIAPOSITIVA 3

DIAPOSITIVA 4

DIAPOSITIVA 5

DIAPOSITIVA 6

DIAPOSITIVA 7

DIAPOSITIVA 8

DIAPOSITIVA 9

DIAPOSITIVA10

DIAPOSITIVA 11

DIAPOSITIVA 12

DIAPOSITIVA 13

En esta presentaciรณn se puede visualizar que los estudiantes para dar cuenta de lo que han observado, de los cambios que se han presentado en las cualidades de la puntilla,

se remiten a describir modificaciones en la estructura interna, señalan que hay una transferencia de electrones, donde una sustancia los recibe y otros los dona, expresión comúnmente empleada en los textos pero que es tenida en cuenta por ellos porque de alguna manera lo asocian con lo que están observando. Indican que como consecuencia de la transferencia de electrones es que se observan los cambios físicos de la puntilla, indirectamente sugieren que el cambio químico ocasiona también cambios físicos. En la quinta diapositiva ubican una imagen que aunque es tomada de una fuente de información es significativa para ellos, y les permite mostrar que las sustancias tienen componentes, y que cuando una sustancia se une con otra, esos componentes se modifican, mostrando así su idea de reacción química, término que también mencionan puntualmente aun cuando tiendan a confundir su significado con el de mezcla o aleación. En sus descripciones hacen saltos de lo micro a lo macro, a pesar de querer explicar lo que sucede internamente en la puntilla no pierden de vista lo que percibieron en la realidad a través de sus sentidos. Cuando describen una de las experiencias que llevaron a cabo

dan cuenta de su

concepción de proceso, señalan cómo el tiempo incide en las transformaciones que se presentan, así como las condiciones a las que este expuesta la puntilla, le

prestan

especial interés al efecto de la temperatura.

15. Presentaciรณn elaborada por el grupo 5

PRESENTACIร N GRUPO 5

DIAPOSITIVA 1

DIAPOSITIVA2

DIAPOSITIVA 3

DIAPOSITIVA 4

DIAPOSITIVA 5

DIAPOSITIVA 6

DIAPOSITIVA 7

DIAPOSITIVA 8

DIAPOSITIVA 9

DIAPOSITIVA10

DIAPOSITIVA 11

DIAPOSITIVA 12

DIAPOSITIVA 13

Este grupo también concibe la oxidación como un proceso y como una reacción química en la que una sustancia cede electrones, afectándose porque aumenta su número de oxidación, seguramente para ellos el significado de número de oxidación no es el concebido químicamente, pero para ellos es útil porque les permite explicar porque la puntilla cambia sus cualidades. Sugieren que además de presentarse cambio en la puntilla, se modifica la sustancia que la contiene, aseverando que generalmente estas sustancias están en estado líquido y que además

tiene iones, también consideran que cambia el recipiente que contiene el

sistema sustancia- puntilla. Para ellos la variable tiempo es relevante, así como para el grupo anterior, dependiendo del tiempo de exposición de las puntillas en las sustancias con las que se experimentó se da en mayor o menor medida la oxidación. Asumen la oxidación como un proceso en el que se pierden electrones, llevando a que se modifiquen

las propiedades originales de las puntillas; aunque toman como fuente principal la información, desde ella vuelven a sus experimentos y observaciones. En las otras presentaciones se describen aspectos semejantes a los ya descritos en las dos presentaciones dadas a conocer, adicionalmente es relevante mencionar que algunos estudiantes consideran que una misma cualidad puede

variar dependiendo de la

sustancia en la que se encuentre, por ejemplo “Las puntillas toman un color como naranja o café depende del líquido en el que se encuentre toman este color porque algunos líquidos pueden traer más sustancia o químicos que otras”,

también señalan que la

puntilla está formada como por láminas y entonces se adelgaza porque pierde la parte externa, que los líquidos y la humedad aceleran el proceso de oxidación pero también hay otras sustancias que los retrasan como el aceite y la madera y otras sustancias como el clorox que lo inhiben.

Cabe mencionar que las explicaciones de los estudiantes son variadas, un solo grupo propone diversas razones por las que la puntilla se oxida y además establecen relaciones entre las razones que mencionan, por ejemplo “Cambian por el lugar, la sustancia, el medio y el tiempo, lugar y medio por la radiación que emite el sol, sustancia por los químicos y los componentes que contienen las sustancias puesto que estos actúan de una forma de descomposición sobre la puntilla, entre más tiempo se da más el nivel de oxidación porque se expone más en la sustancia y medio en el que se encuentra”, luego dan cuenta de una multicausalidad en el proceso.

La transformación de las sustancias es comprendida desde lo físico inicialmente, desde los cambios que son perceptibles para los estudiantes, y poco apoco

en la dinámica de

dar explicaciones a lo que observan surgen las sustancias y la materia a nivel microscópico, dando cuenta de unas interacciones como causa de la modificación de las cualidades de las sustancias que están en contacto.

5.5 Discusión y Análisis Los resultados y análisis de la actividad en el aula se realizan a partir de las categorías, la transformación de las sustancias y el pensamiento sistémico. En cuanto a la primera se encuentra en la vivencia con los estudiantes la relación que se presenta en el Figura 17.

Figura 17. Categoría transformación de las sustancias

El estado es concebido como las cualidades que la puntilla exhibe en un momento determinado, los estudiantes dan cuenta de esta subcategoría de la transformación de las sustancias, cuando describen las cualidades que perciben directamente mediante los órganos de los sentidos, por ejemplo señalan “tienen forma en espiral y las otras lisas, la mayoría de las puntillas están oxidadas y tienen un color anaranjado, gris y negro, tienen una textura dura y su olor es de metal oxidado”, “ su color es anaranjado quemado”, “ las que están oxidadas tienen un olor muy fuerte” ellos dan cuenta de propiedades físicas y a partir de estas referencian el estado de la puntilla.

De acuerdo al estado la puntilla es nominada como puntilla oxidada o deteriorada, en buen estado, nueva, no oxidada o puntilla normal, nominaciones que surgen desde la experiencia con la puntilla en la cotidianidad y que dan cuenta de un modo de ser

aceptado referenciado especialmente desde el uso pero también de algo que le ha ocurrido.

Consideran también que las cualidades de la puntilla dependen del material con el que han sido fabricadas cuando dicen “su color particular es el gris, son fabricadas en acero inoxidable”, “tienden a ser más oxidadas las puntillas fabricadas en hierro”, “tienen una textura dura y su olor es a metal oxidado” luego su estado también depende de lo que la constituye.

El cambio es descrito desde dos puntos de vista, como cambio físico y como cambio químico, Valenzuela (1994). En las descripciones hechas por los estudiantes inicialmente expresan, en sus ejercicios de comparación, cambios físicos en la puntilla, por ejemplo mencionan “en estos días presentó algunos cambios físicos como: perdió su color original, se deterioró, perdió peso, quedó muy delgada”, “el color de la puntilla cambió a un poco más oscuro”, “Al sol: se pusieron de color café y tenían una textura áspera y un poco naranja” ; hablar de cambio implica que se haya presentado alguna modificación en las cualidades iniciales de la puntilla.

Consideran también los cambios químicos, aun cuando sea de manera indirecta, los referencian argumentando que se forman nuevas sustancias, como lo conciben Moore, Stanitski, Wood & Kotz (2000), los estudiantes expresan “se comienzan a oxidar y a soltar como una especie de harina vino tinto”; por lo tanto para ellos la oxidación necesariamente genera cambios en la sustancia o materia. Sugieren que los cambios que se producen son consecuencia de la interacción de la puntilla con algunas sustancias, que son descritas a nivel macroscópico “Las puntillas que estaban en jugo de limón empezaron a presentar estados de oxidación en dos días, esto pasa más rápido por los ácidos que contiene el limón” o a nivel microscópico “hay una transferencia de electrones, donde una sustancia los recibe y otros los dona”. Se puede interpretar que en sus ideas de cambio subyacen concepciones en las que los cambios en la estructura interna de la puntilla se manifiestan en sus cualidades físicas. Además es claro para ellos que los cambios que se presenten en las puntillas dependen de las sustancias con las que estén en contacto y de las condiciones o variables del entorno, afectando así su grado de oxidación y la rapidez o lentitud con la que se lleve a

cabo el cambio, que también es catalogado como algo inherente al proceso que está experimentando la puntilla; de igual manera consideran que se presentan cambios de color y olor especialmente en las sustancias que contienen la puntilla, sugiriendo que por contacto las sustancias pueden modificar sus cualidades. Cuando se refieren a que la puntilla cambio

porque se oxidó, su descripción se

fundamenta en descripciones de tipo cualitativo, construidas posteriormente a un ejercicio de observación y a sus vivencias. Se presume que al presentarse algunos cambios en las cualidades de las puntillas, emergen otras cualidades diferentes, por ejemplo señalan “se rompen más fácil, son más débiles al aplicar una fuerza sobre ellas, por su estado de oxidación es menos resistente, son más desgastadas y débiles”; por lo que se puede afirmar que el cambio altera la puntilla permitiendo caracterizarla de manera diferente, como si fuera otro objeto.

Algunos estudiantes conciben como una cualidad de la puntilla el que este exhibiendo un proceso, describiendo unas condiciones iniciales de su estado

en términos de sus

cualidades y posteriormente la modificación de estas como condición final. Generalmente cuando describen la oxidación, ratifican la comprensión de esta como un proceso ya que afirman que los cambios que se presentan tanto en la en la puntilla como en el medio, se dan de manera gradual, por ejemplo, para referirse a las puntillas mencionan

“empiezan a tomar un color verdoso como negro y vino tinto pasando

anaranjado”. La variable tiempo es relevante, dependiendo del tiempo de exposición de las puntillas en las sustancias con las que se experimentó se da en mayor o menor medida la oxidación, un grupo describe “En los primeros días no se notó ningún cambio, ya a la semana el agua empezó a dar un color como café. El agua ya tenía residuos de oxidación pero las puntillas seguían de su mismo color, 3 días después las cabezas y las puntas de los clavos estaban oxidadas y la otra parte de las puntillas se habían vuelto negras. 5 días después las puntillas ya se habían oxidado”.

Se argumenta que el proceso se da como consecuencia de la interacción de la puntilla con algunas sustancias o condiciones del entorno, de manera semejante a como

conciben y describen se presenta en el cambio; mencionan la luz solar, la oscuridad, la temperatura y la sombra como

condiciones que agilizan o retardan el proceso de

oxidación o hacen que las cualidades cambien de manera diferente, por ejemplo indican

“Las puntillas se oxidaron en la mitad y su proceso fue muy rápido. A la oscuridad: se oxidaron desde la punta de las puntillas hacia arriba, pero su oxidación fue muy poca”. Se presenta la tendencia a pensar que el proceso se oxidación ocasiona la pérdida o disminución de algunas cualidades en la puntilla, y algunos asocian el proceso con la energía señalando

que las puntillas pierden su energía porque “el óxido les va

absorbiendo sus materiales y las va debilitando”. Para los estudiantes la energía está relacionada con la cualidad de resistencia Valenzuela (1994), cuando considera que las

y no como lo referencia

teóricamente

transformaciones o procesos químicos

transcurren con cantidades importantes de energía para dar lugar a modificaciones profundas y permanentes de las propiedades del cuerpo o sistema material. El proceso de oxidación también es concebido por los estudiantes como un proceso de descomposición o en el que la puntilla se deteriora, en el que se ven involucrados los electrones, algunos señalan “su proceso de oxidación es más rápido y frecuente ya que se liberan electrones al proceso de oxidación y allí la puntilla se deteriora alcanzando su ultimo nivel de oxidación”, afirmación que permite pensar que hay un acercamiento a considerar el proceso a nivel microscópico.

La modificación de las cualidades en la puntilla, las razones por las cuales sucede el proceso y las emergencias asociadas al proceso se relacionan en las Figuras 18 y 19. En el primero se muestra las explicaciones con las cuales se encuentra asociada la oxidación de la puntilla y en el segundo los aspectos presentes en la transformación.

Figura 18. Razones dadas por los estudiantes acerca de porque sucede la oxidaciรณn

100

La figura 19 muestra una síntesis de las ideas que emergen en los estudiantes respecto al proceso de la oxidación.

Figura 19. Descripción de las emergencias asociadas a la oxidación

Para concluir, en cuanto a la transformación de la puntilla dos grupos enuncian la reacción que se presenta en la oxidación, haciendo alusión a información consultada en textos, pero que de alguna manera tiene un significado para ellos porque a través de esta han podido explicar por qué la puntilla se oxida, se puede afirmar que la información consultada ha permitido enriquecer

su comprensión luego de la experiencia con la

puntilla, lo que se comprueba al encontrar que cuando se refieren a la reacción lo hacen de manera descriptiva, cualitativa sin remitirse en ningún momento a ecuaciones, conciben la reacción como el proceso en el que se dan cambios en las cualidades de la puntilla.

101

En cuanto a la categoría referida al pensamiento sistémico, este se evidencia cuando los estudiantes en sus descripciones y explicaciones expresan sus ideas en términos de conectividad, relaciones y contexto. En el presente estudio, el sistema se concibe como la puntilla y el medio inmediato en el que se encuentra, generalmente sustancias en estado líquido y las condiciones del entorno. En la Figura 20 se muestra las relaciones que emergieron en el trabajo con los estudiantes.

Figura 20. Emergencias que surgen de los estudiantes

Las interacciones parte- parte se ubican desde la puntilla, como la parte que siempre está en el sistema, y desde cada una de las sustancias que se involucran en el proceso, como partes que pueden estar en el sistema únicamente en un momento determinado. El sistema se modifica debido a las interacciones parte-parte, la puntilla se ve afectada por otras partes, que son expresadas a nivel macro o micro, como señala Capra (1998) las partes individuales del sistema no están aisladas y la naturaleza del conjunto es siempre distinta de la mera suma de sus partes. A nivel macro como la Coca-Cola, el agua, el hierro, el ácido, el mismo óxido, en fin todas y cada una de las sustancias que los

102

estudiantes emplearon en su diseño experimental, por ejemplo dicen “pierde volumen porque el óxido hace que la puntilla se adelgace” ; ellos manifiestan con claridad que la puntilla cambia sus cualidades debido a la interacción con cada sustancia y que cada una actúa sobre la puntilla de una manera diferente, retardando o agilizando el proceso, o generando nuevas cualidades en la puntilla, por ejemplo argumentan “Fue en CocaCola, pudimos notar que la puntilla se introdujo en el líquido se oxidó casi inmediatamente y se intentó desintegrar”, para ellos las partes se afectan mutuamente, la puntilla cambia pero la otra parte también. A nivel micro referencian la estructura de la puntilla y la presencia de partículas en la puntilla, al respecto señalan “En este experimento podemos observar que partículas de oxigeno se adhieren a la estructura de la puntilla produciendo que la puntilla expulse partículas”; lo anterior permite confirmar que en los estudiantes se presenta la característica del pensamiento sistémico relacionada con la integración de las partes en el todo.

En tanto que en las interacciones parte-todo,

el todo nomina a cada uno

de los

medios en los que sumergió la puntilla, los estudiantes reiterativamente dan cuenta de estas interacciones, en las que el sistema se ve afectado por la acción de una de sus partes, ya sea la parte puntilla, o la parte que representa el todo. Durante todos los momentos de descripción acerca de la experiencia se confirma que el medio incide para que las cualidades de la puntilla se modifiquen y de igual manera ese medio se ve alterado también en sus cualidades por acción de la puntilla, generalmente el todo cambia color y olor teniendo en cuenta que corresponde a una sustancia o mezcla en estado líquido, al respecto afirman “Las puntillas que estaban en la leche comenzaron a presentar oxidación al 4 día y no se oxidaron totalmente, esto quiere decir que la leche no contiene químicos fuertes y después de esto la leche se cortó y a coger un color como negro”. Cada uno de estos dos, la parte y el todo son relevantes en el sistema como lo señala Capra (1998)

y no es que se sumen las partes para dar cuenta del todo, lo que

hace que se conciba como un sistema es la integración e interconexión en todo momento, llevando a que se vea la oxidación como proceso, de manera gradual, modificando el sistema. Dependiendo de la composición del todo el sistema se va a ver afectado en mayor o menor medida y a la vez se va a agilizar o retardar dicha modificación.

103

En la interacción todo-entorno, la parte todo incluye la puntilla y su medio inmediato (sustancia en la que se sumerge) y el entorno da cuenta de las condiciones externas como temperatura, luz, oscuridad, humedad, en general lo que los estudiantes denominan como el ambiente, por ejemplo menciona “al dejarlas a la intemperie se oxidan más rápidamente”. Aquí todas las partes interactúan, tanto las que conforman el todo como las que se refieren al entorno, todas inciden en la afectación del sistema, especialmente del todo, ya que se describe cómo el entorno afecta al todo, pero no se concibe la idea de que el todo afecte al entorno. Dentro del entorno las variables lugar y tiempo de exposición del todo en el entorno, agilizan o retardan la modificación del sistema, al entrar a interactuar con las partes del todo, ejemplo, “Al sol: Las puntillas se oxidaron muy rápido debido a los componentes de la leche. A la oscuridad: su proceso de oxidación fue bastante lento y fue muy poca su oxidación”; las distintas interacciones que se presentan entre las partes de ese todo y del entorno donde se encuentra el todo, generan una dinámica en diferentes direcciones, construyendo una red de explicaciones y de relaciones causa- efecto no lineal, confirmándose en esta característica la perspectiva del pensamiento sistémico. Todas las interacciones presentes, parte-parte, parte-todo y todo-entorno, se logran vislumbrar durante todo el proceso, el sistema se concibe como algo dinámico, que se está modificando, obedeciendo a las condiciones a las que se expone. La comprensión del sistema se da como tal, como sistema, en este no se observan sus componentes de manera aislada, al contrario siempre se están considerando las interacciones. El trabajo realizado con los estudiantes, puso en evidencia que en el pensamiento sistémico están imbricados el pensamiento en términos de interacción y emergencia. Por ejemplo, la oxidación de la puntilla solamente se posibilita si están presentes las interacciones entre los diferentes sistemas que se describieron anteriormente, si se presenta una dependencia entre las partes del sistema, una red de interacciones en diferentes sentidos, se podrá afirmar que el sistema se modifica, cambia o se transforma como lo describen los estudiantes. En este sistema se presentan interacciones entre partes desde el punto de vista macro y micro, como se mencionó anteriormente cuando se hizo referencia al cambio y

transformación de las sustancias. A partir de estas interacciones surgen unas nuevas

104

formas de estado de la puntilla porque sus cualidades se modifican mediante el proceso; luego desde el punto de vista del pensamiento sistémico, el mismo proceso se puede considerar como sistema, donde sus partes (etapas o momentos del proceso) dependen también de las interacciones, haciendo que el sistema se modifique y surjan nuevas condiciones que pueden ser llamadas emergencias.

El pensamiento sistémico se caracteriza por propiciar las emergencias, teóricamente se afirma que un criterio básico del pensamiento sistémico es la habilidad para focalizar la atención en pensar en distintos niveles sistémicos, logrando la existencia de diferentes niveles de complejidad con diferentes leyes operando en cada nivel, lo que da cuenta de una «complejidad organizada», en la cual se presenta el surgimiento de propiedades emergentes, en este estudio aunque no se establezcan claramente niveles de complejidad si se puede afirmar que se han procurado propiedades emergentes, construcciones hechas por los estudiantes en su proceso de dar explicaciones. Algunas emergencias consideradas son: El surgimiento de nuevas cualidades a partir de la dinámica que se presenta en el sistema, por ejemplo haciendo alusión a puntillas oxidadas, que han sido modificadas de su estado inicial, señalan se “rompen más fácil, son más débiles al aplicar una fuerza sobre ellas, por su estado de oxidación es menos resistente, son más desgastadas y débiles”. Intuitivamente y a partir también de sus experiencias o vivencias ya sean escolares o no también emergen en ellos cualidades que establecen como por deducción, es el caso cuando se refieren a las puntillas y dicen “tienden a conducir la electricidad”; de igual manera emerge la idea de energía como una cualidad interna de la puntilla y el grado de estabilidad que tenga el material del que están construidas las puntillas, entendiendo la estabilidad como la propiedad de ser resistentes.

La concepción de sustancia como elemento o metal, mencionando al respecto “Tienden a ser más oxidadas las puntillas fabricadas en hierro”; y la concepción de materia en términos de sus partículas, electrones o iones, y señalando algunos “En la puntilla se empieza a presentar la oxidación por falta de sus partículas”, un grupo particularmente describe “debido a esto el metabolismo de la puntilla se altera y su proceso de oxidación

105

es más rápido y frecuente ya que se liberan electrones al proceso de oxidación y allí la puntilla se deteriora alcanzando consideran que se

su ultimo nivel de oxidación”. Algunos

también

liberan electrones, porque la puntilla toma residuos del aire o

reacciona con otras sustancias; lo que da cuenta de su concepción de puntilla no solo como un objeto si no en términos de su composición.

A partir de sus descripciones a nivel macro y buscando dar explicaciones emerge el nivel micro de la puntilla, describen modificaciones en la estructura interna de la puntilla, observada no como un simple objeto sino como materia , al respecto dicen “que hay una transferencia de electrones, donde una sustancia los recibe y otros los dona” y como se había mencionado en la descripción del momento de dar explicaciones, pueda que esta frase no sea construcción de ellos pero la consultan y la emplean para dar cuenta de sus nuevas comprensiones.

Pensar sistémicamente, es una forma alternativa de pensar los eventos del mundo físico y natural, en el caso de la situación de estudio “oxidación de la puntilla”, los estudiantes expresan un cambio en la manera de percibir las cosas, establecen relaciones entre lo macro y lo micro, siendo minuciosos en sus observaciones y estableciendo condiciones para los cambios que observan, dejan de ver la puntilla como un objeto para concebirlo como materia, se cuestionan por los cambios que observan y proponen nuevas condiciones a experimentar para comprobar sus ideas proponiendo diferentes puntos de partida, valoran cada una de las partes involucradas en el sistema y las interacciones que de este se derivan, sugieren varios argumentos en sus explicaciones, dan cuenta de la multicausalidad y de alguna manera construyen su concepción respecto al cambio químico y la transformación de las sustancias entendida como un proceso, mostrando algunas características del pensamiento sistémico están presentes en sus esquemas mentales.

106

REFLEXIONES FINALES

A partir de este estudio transformación de las sustancias, el caso de la oxidación de la puntilla, se consideran como rasgos que caracterizan el pensamiento sistémico en el aula la concepción del sistema y de cada una de sus partes entrelazadas por una serie de interrelaciones que configuran el sistema parte-parte, parte-todo, todo-entorno, que se visibiliza a partir de las características de las interacciones, las propiedades emergentes, el tomar varios caminos para comprobar ideas y la multicausalidad.

Los sistemas puntilla-medio y medio- entorno, se comportan de manera semejante, permiten comprender las interacciones que se presentan, los cambios químicos y físicos de la puntilla y en general los cambios que el sistema experimenta, lo cual permite comprender la oxidación como un proceso en el que se da la transformación de las sustancias.

En la situación de estudio: la oxidación de la puntilla, además de permitir evidenciar los rasgos del pensamiento sistémico de

los estudiantes, proporcionó elementos para

reflexionar respecto a la manera como comúnmente se desarrollan los contenidos de las asignaturas en el área de las ciencias naturales, especialmente en la química. Por ejemplo, abordar la transformación de las sustancias desde el estado, el cambio y el proceso de transformación, aspectos que se constituyen en categorías para abordar el estudio de las sustancias y su explicación química.

En cuanto a la química y su enseñanza, se vislumbra en el trabajo realizado, a través de los antecedentes y de la propuesta de aula presentada , el compromiso de los docentes de Química y del área de las Ciencias Naturales para estar reevaluando de manera constante las prácticas de aula, orientando el aprendizaje con metodologías que hagan más significativo el proceso de construcción de conocimiento en los estudiantes, fortaleciendo así su capacidad de relacionar variables, proponer hipótesis, dar sus propias explicaciones a diferentes situaciones, emplear su creatividad, profundizar en su nivel de análisis y

establecer suposiciones, como se menciona al inicio de este proyecto. El

estudio propuesto consiguió alcanzar el interés de los estudiantes, la participación de

107

cada uno en sus equipos de

trabajo fue comprometida con la vivencia individual y

colectiva en la clase. Se logró además, con el presente trabajo, abordar la enseñanza de la Química desde una perspectiva diferente, donde se privilegió la construcción del conocimiento a partir de momentos en los que se desarrollaron actividades encaminadas a explorar, describir y argumentar la situación observada, a partir de sus relaciones e interacciones, obteniendo la emergencia de unas propiedades desde el punto de vista del pensamiento sistémico, lo cual se constituye

alternativa

para

pensar la

química

y su enseñanza.

108

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