EduQ by Institut d'Estudis Catalans

Qüestions sociocientífiques amb química Qüestions sociocientífiques en l'aula de Química

2022

número 31

Educació Química

Societat Catalana de Química - Filial de l’Institut d’Estudis Catalans

Enseñar química en el nuevo currículum a través del problema sociocientífico sobre el uso de los plásticos Eines i estratègies per al treball amb controvèrsies a l'aula El suministro europeo de materias primas críticas como tema sociocientífico en la enseñanza de la química

Educació Química EduQ Desembre 2022, número 31

Editors

Fina Guitart, Subdirecció General d'Innovació i Formació / INS Jaume Balmes, Barcelona Aureli Caamaño, SCQ, Barcelona Pere Grapí, INS Joan Oliver, Sabadell

Consell Editor

Jordi Cuadros, IQS-URL, Barcelona Josep Durán, UdG, Girona Mercè Izquierdo, UAB, Barcelona Claudi Mans, UB, Barcelona Àngel Messeguer, CSIC, Barcelona Neus Sanmartí, UAB, Barcelona Amparo Vilches, UV, València

Consell Assessor Consell Assessor Catalunya / Espanya Joan Aliberas, INS Puig i Cadafalch, Mataró Ángel Blanco, Universidad de Málaga Miquel Calvet, INS Castellar, Castellar del Vallès Josep Corominas, Escola Pia, Sitges Anicet Cosialls, INS Guindàvols, Lleida Eduard Cremades, Universitat de Barcelona Carlos Durán, Centro Principia, Màlaga Xavier Duran, TV3, Barcelona Josep M. Fernández, UB, Barcelona Dolors Grau, UPC, Manresa Paz Gómez, INS Provençana, l’Hospitalet de Llobregat Elvira González, Centro de Ciencias, Bilbao Pilar González Duarte, UAB, Barcelona Montse Heras, Universitat de Girona Ruth Jiménez, UAL, Almeria Teresa Lupión, Centro de Recursos UMA, Màlaga Rosa Maria Marcè, URV, Tarragona Luis Moreno, CEIPSO Vicente Aleixandre, Madrid José María Oliva, UCA, Cadis Laia Pallejà, ICIQ, Tarragona Gabriel Pinto, UPM, RSEQ, Madrid Marta Segura, Escola Pia Nostra Senyora, Barcelona Romà Tauler, IDAEA-CSIC, Barcelona Montse Tortosa, INS Ferran Casablancas, Sabadell Gregori Ujaque, UAB, Barcelona Nora Ventosa, ICMAB-CSIC, Barcelona Josep Anton Vieta, UdG, Girona

Consell Assessor Internacional María del Carmen Barreto, Universitat de Piura, Perú Giovany Cabrera, Universidad del Valle, Colombia José Antonio Chamizo, UNAM, México Sibel Erduran, Universitat d’Oxford, Regne Unit Odilla Finlayson, Universitat de Dublín, Irlanda Lidia Galagowsky, Universitat de Buenos Aires, Argentina Glinda Irazoque, UNAM, México Isabelle Kermen, CREAD, França Isabel P. Martins, Universitat d’Aveiro, Portugal Cristian Merino, PUC del Valparaiso, Xile Eduardo Mortimer, Universitat de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brasil Carlos Javier Mosquera, Universitat Distrital, Bogotà, Colòmbia Fátima Paixão, Castelo Branco, Portugal Vincent Parbelle, Lycée La Martinière, Lió, França Ilka Parchmann, Universitat de Kiel, Alemanya Mario Quintanilla, Pontifícia Universitat Catòlica, Xile Santiago Sandi-Urena, Universidad de Costa Rica Vicente Talanquer, Universitat d’Arizona, EUA

Societat Catalana de Química (SCQ) http://blogs.iec.cat/scq/ President: Gregori Ujaque filial de l’

Institut d’Estudis Catalans (IEC) Barcelona. Catalunya. Espanya Impressió: Gráficas Rey ISSN: 2013-1755 Dipòsit Legal: B-35770-2008

ÍNDEX Editorial Monografia: «Qüestions sociocientífiques amb química» . . . . Fina Guitart, Aureli Caamaño i Pere Grapí

Monografia: Qüestions sociocientífiques amb química Qüestions sociocientífiques en l'aula de química . . . . . . . . . . Rosa Monserrat, José Cantó i Jordi Solbes Enseñar química en el nuevo currículum a través del problema sociocientífico sobre el uso de los plásticos . . . . . . María del Mar López-Fernández, Antonio Joaquín Franco-Mariscal i Ángel Blanco-López La química en los problemas sociocientíficos: uso de pruebas en argumentos de profesores de secundaria de ciencias en formación inicial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . María José Cano-Iglesias, Antonio Joaquín Franco-Mariscal i José María Oliva-Martínez Eines i estratègies per al treball amb controvèrsies a l'aula . Jordi Domènech El suministro europeo de materias primas críticas como tema sociocientífico en la enseñanza de la química . . . . . . . . . . . . . . Jana-Christin Bütow i Ingo Eilks De la ciència a la societat: resolució de problemes per a la presa de decisions sociocientífiques en química . . . . . . . . . . . Miia Rannikmäe, Jack Holbrook, Regina Soobard i T. B. M. Chowdhury

Intercanvi El aroma de la química . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . José Luís Cebollada Modelització i canvi emocional del professorat en formació inicial del grau d’Educació Primària: un exemple amb el canvi químic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Carlos Agudelo-Carvajal, Carolina Pipitone-Vela i Àngela García-Lladó

Drets d’autor i responsabilitats La propietat intel·lectual dels articles és dels respectius autors. Els autors, en el moment de lliurar els articles a la revista Educació Química EduQ per sol·licitar-ne la publicació, accepten els termes següents: 1. Els autors cedeixen a la Societat Catalana de Química (filial de l’Institut d’Estudis Catalans) els drets de reproducció, comunicació pública i distribució dels articles presentats per ser publicats a la revista Educació Química EduQ. 2. Els autors responen davant la Societat Catalana de Química de l’autoria i l’originalitat dels articles presentats. 3. És responsabilitat dels autors l’obtenció dels permisos per a la reproducció de tot el material gràfic inclòs en els articles. 4. La Societat Catalana de Química està exempta de tota responsabilitat derivada de l’eventual vulneració de drets de propietat intel·lectual per part dels autors. 5. Els continguts publicats a la revista estan subjectes (llevat que s’indiqui el contrari en el text o en el material gràfic) a una llicència Reconeixement-No comercial-Sense obres derivades 3.0 Espanya (by-nc-nd), de Creative Commons, el text complet de la qual es pot consultar a http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/deed.ca. Així, doncs, s’autoritza el públic en general a reproduir, distribuir i comunicar l’obra sempre que se’n reconegui l’autoria i l’entitat que la publica i no se’n faci un ús comercial ni cap obra derivada. 6. La revista Educació Química EduQ no es fa responsable de les idees i opinions exposades pels autors dels articles publicats. Protecció de dades personals L’Institut d’Estudis Catalans (IEC) compleix el que estableix el Reglament general de protecció de dades de la Unió Europea (Reglament 2016/679, del 27 d’abril de 2016). De conformitat amb aquesta norma, s’informa que, amb l’acceptació de les normes de publicació, els autors autoritzen que les seves dades personals (nom i cognoms, dades de contacte i dades de filiació) puguin ser publicades en el corresponent volum de la revista Educació Química EduQ. Aquestes dades seran incorporades a un tractament que és responsabilitat de l’IEC amb la finalitat de gestionar aquesta publicació. Únicament s’utilitzaran les dades dels autors per gestionar la publicació de la revista Educació Química EduQ i no seran cedides a tercers, ni es produiran transferències a tercers països o organitzacions internacionals. Un cop publicada la revista Educació Química EduQ, aquestes dades es conservaran com a part del registre històric d’autors. Els autors poden exercir els drets d’accés, rectificació, supressió, oposició, limitació en el tractament i portabilitat adreçant-se per escrit a l’Institut d’Estudis Catalans (C. del Carme, 47, 08001 Barcelona), o bé enviant un correu electrònic a l’adreça dades.personals@iec.cat, en què s’especifiqui de quina publicació es tracta.

Editorial Presentació de la monografia: Qüestions sociocientífiques amb química

n aquest número abordem una temàtica clau en l’ensenyament de les ciències: les controvèrsies sociocientífiques, una eina didàctica per al desenvolupament de l’alfabetització científica. En especial, s’aborden les qüestions sociocientífiques amb la mirada de la química, és a dir, els arguments científics per al seu debat es focalitzen en coneixements de química. Les qüestions sociocientífiques són objecte de debat en la societat, estan basades en aspectes científics i impliquen també aspectes socials, econòmics i ètics. Es tracta de qüestions complexes que requereixen mobilitzar coneixements, valors i capacitats, i la seva utilització a l’aula dona sentit als aprenentatges en tant que situa el contingut en un context més ampli que el dota de significat. D’altra banda, la seva gestió i desenvolupament a l’aula requereix habilitats i estratègies, com poden ser la cerca d’informació contrastada, la participació en debats, l’elaboració d’arguments fonamentats i la comunicació de la informació, entre d’altres. El número monogràfic s’inicia amb l’article “Qüestions sociocientífiques en l’aula de química” dels autors Montserrat, Cantó i Solbes, que des de València aporten reflexions sobre el paper de les controvèrsies sociocientífiques en l’ensenyament de la química, i evidències de l’augment de la valoració de l’alumnat sobre les aportacions de la física i la química, després de treballar propostes d’aula que inclouen aquest tipus de qüestions. En l’article “Enseñar química en el nuevo currículum a través del problema sociocientífico sobre el uso de plásticos”, els professors López-Fernández, FrancoMariscal i Blanco-López de la Universitat de Màlaga presenten activitats d’indagació entorn de la degradació de plàstics, així com debats sobre la prohibició de plàstics d’un sol ús, per tal de desenvolupar en l’alumnat el pensament crític i competències específiques del nou currículum. Els professors Cano-Iglesias i Franco-Mariscal de la Universitat de Málaga, i Oliva-Martínez de la Universitat de Cádiz, en l’article “La química en los problemas sociocientíficos: uso de pruebas en argumentos de profesores de secundaria de ciencias en formación inicial” reflexionen sobre les dificultats d’alumnes del Màster en Professorat d’Educació Secundària d’especialitats de ciències en l’elaboració d’arguments basats en evidències. L’article “Eines i estratègies per al treball amb controvèrsies a l’aula” de Jordi Domènech Casal proposa eines i enfocaments per treballar les controvèrsies sociocientífiques a l’aula, així com diversos processos necessaris per al seu desenvolupament, entre ells la se-

lecció i validació de fonts d’informació, i pautes i orientacions per a l’elaboració d’arguments basats en evidències, com a aspectes fonamentals de la presa de decisions i l’acció. Des d’Alemanya, l’article “El suministro europeo de materias primas críticas como tema sociocientífico en la enseñanza de química” dels autors Bütow i Eilks presenta les característiques d’un entorn d’aprenentatge digital sobre el subministrament en risc de les anomenades matèries primeres crítiques i les qüestions sociocientífiques que sorgeixen, i aporta resultats preliminars de la seva implementació a l’aula. L’article “From science to society: problem-solving towards socioscientific decision-making in chemistry” dels professors Rannikmäe, Holbrook, Soobard i Chowdhury de la Universitat de Tartu a Estònia analitza la finalitat de l’ensenyament de química i la seva importància per a la resolució de problemes i la presa de decisions sociocientífiques, així com la seva contribució a l’adquisició, per part dels alumnes, de competències científiques per a la vida. I fora del monogràfic, entre els articles de la secció d’intercanvi, hi trobem dos articles. “El aroma de la química” de José Luis Cebollada proposa activitats relacionades amb l’olor, com funciona i quina és la seva relació amb l’estructura molecular i la isomeria; i l’article “Modelització i canvi emocional del professorat en formació inicial del grau d’Educació Primària: un exemple amb el canvi químic” d’Agudelo, Pipitone i Garcia, professors de la Universitat de Barcelona, que presenta una experiència en l’assignatura Didàctica de la Matèria, l’Energia i la Interacció del Grau d’Educació Primària que posa de manifest com aconseguir que el professorat en formació inicial construeixen explicacions científiques escolars amb sentit i incorporin la modelització i la indagació a l’aula. Esperem que el número sigui del vostre interès i que en gaudiu molt de la lectura. Desitgem que els articles us inspirin en la vostra tasca docent i us aportin coneixements transferibles a les classes de química. Fina Guitart, Aureli Caamaño i Pere Grapí, Editors d’Educació Química EduQ

Fina Guitart

Aureli Caamaño

Pere Grapí

DOI: 10.2436/20.2003.02.237 http://scq.iec.cat/scq/index.html

Qüestions sociocientífiques en l’aula de química Socioscientific issues in the chemistry classroom Rosa Montserrat / IES Joanot Martorell (València) José Cantó / Universitat de València Jordi Solbes / Universitat de València

resum

ISSN 2013-1755, SCQ-IEC Educació Química EduQ número 31 (2023), p. 4-9

Les qüestions sociocientífiques són problemàtiques científiques amb forta repercussió social, que desenvolupen habilitats de pensament crític: consultar fonts d’informació, distingir entre fonts fiables i no fiables, adquirir posicions alternatives, treballar l’argumentació, afavorir la presa de decisions, etc. Ací, presentarem una introducció teòrica i mostrarem exemples desenvolupats en l’ensenyament de la química: estructures bioquímiques (Dorothy Crowfoot), isòtops radioactius (Irene Joliot), CFC i cicle de l’ozó (Mario Molina) i estructura de la matèria (Linus Pauling).

paraules clau Qüestions sociocientífiques, pensament crític, ensenyament de la química.

abstract Socioscientific issues are scientific problems with strong social repercussions, which develop critical thinking skills: consult information sources, distinguish between reliable and unreliable sources, acquire alternative positions, scramble arguments, favor decisions, etc. Here, we will present a theoretical introduction and show examples developed for chemistry teaching: biochemical structures (Dorothy Crowfoot), radioactive isotopes (Irene Joliot), CFC and ozone cycle (Mario Molina) and the structure of matter (Linus Pauling).

keywords Socioscientific issues, critical thinking, chemical teaching.

Introducció Qüestions sociocientífiques (QSC) Els treballs sobre QSC es poden definir com a dilemes o controvèrsies socials que tenen a la base nocions científiques (Jiménez-Aleixandre, 2010). Comencen a sorgir cap a l’any 2000, en connexió amb la presa de decisions (Ratcliffe, 1997) i amb l’alfabetització científica de la ciutadania, temes típics d’educació Ciència, Tecnologia i Societat (CTS), que es va introduir inicialment no sols per contextualitzar la ciència, sinó per millorar l’interès cap a la ciència dels estudiants (Solbes, Montserrat i Furió, 2007; Solbes i Vilches, 1997).

S’incorporen al tema de les QSC persones que venen del camp de l’argumentació (Zeidler, 2003; Jiménez-Aleixandre, 2010) i completen la CTS amb aspectes procedimentals com l’ús de proves. Això ens porta a preguntar-nos les relacions que existeixen entre CTS i QSC. Alguns semblen considerar que les QSC engloben CTS i al llibre de Zeidler (2003) CTS hi apareix com un capítol. En canvi, hi ha autors (Martínez, 2013) que consideren que les QSC són una part de CTS. Quan el programa de recerca d’educació CTS estava començant a deixar de ser progressiu i amb

projectes que anaven perdent el caràcter crític, sorgeixen les QSC que recuperen aquest caràcter i, a més, fan més èmfasi en aspectes procedimentals com l’argumentació i l’ús de proves, és a dir, el nucli del programa de recerca CTS i QSC és pràcticament el mateix (Solbes, 2019). El pensament crític (PC) Un dels reptes de l’ensenyament obligatori és aconseguir infondre un PC a la població, que permeta afrontar els problemes presents i futurs a què s’enfronten les societats. Algunes disciplines, com ara la filosofia,

1. Comprendre la Natura de la Ciència (NdC) com a activitat humana controvertida i no dogmàtica. 2. Qüestionar la validesa dels arguments, rebutjant conclusions no basades en proves, detectar fal·làcies argumentatives, avaluar la

Activitats per portar les QSC a l’aula Una de les millors activitats que es poden fer per al tractament de les QSC és la realització de debats que afavoreixen l’argumentació i l’aprenentatge de les ciències. En aquests debats es tracta que l’alumnat faça ús de dades, proves o fets, com a base per a la justificació de les seues conclusions, afirmacions o asseveracions la validesa de les quals es vol demostrar (Solbes, Ruiz i Furió, 2010). Una altra possibilitat que ofereixen els debats és la detecció de les fal·làcies que hi utilitza l’alumnat (Ruiz i Solbes, 2022). Altres activitats que es poden utilitzar són la lectura crítica i la redacció d’assaigs. Exemples de QSC Les activitats que tot seguit es mostraran en aquest article van ser implantades en l’aula durant un curs escolar, buscant millorar la imatge de la ciència en l’alumnat de secundària i batxillerat (Montserrat, 2019).

Història i naturalesa de la química

Pensament crític i ensenyament de les ciències S’ensenyen les ciències de manera que es contribueix al desenvolupament del PC? Podem afirmar que no, com ho proven unes investigacions sobre el professorat de ciències que disten setze anys entre elles (Solbes i

credibilitat de les fonts tenint en compte els interessos subjacents. 3. Estudiar les QSC en la seua complexitat, de manera que s’hi involucren dimensions ètiques, culturals, filosòfiques, socials, econòmiques, ambientals, etc. 4. Valorar i realitzar judicis ètics al voltant de les QSC atenent la seua contribució a la satisfacció de necessitats humanes, a la solució dels problemes del món. 5. Arribar a conclusions que afavoreixin la presa de decisions fonamentades i promoguin accions per al millorament de la qualitat de vida (escrits, declaracions o sol·licituds, participació en projectes, votacions, ONG).

número 31

Vilches, 1997; Solbes i Torres, 2013). Això és degut al fet que, d’una banda, s’ensenya explícitament una ciència dogmàtica, com a acumulació de veritats; molt formalista, amb moltes fórmules i conceptes en física i química, i poques discussions i treball experimental (no es pot ensenyar sense fórmules, però s’ensenya sense experimentació). En conseqüència, esdevé una ciència difícil, àrdua i elitista. D’altra banda, no s’aborda (currículum ocult) la història de les ciències, ignorant els problemes que van originar les investigacions, el caràcter hipotètic de la ciència, fruit del treball de moltes persones, de diversos països, que competeixen i tenen controvèrsies, afavorint així el dogmatisme. Tampoc no es contextualitza la ciència (sense relacions CTS ni QSC), fet que obstaculitza que el pensament crític inherent a les ciències tinga incidència en la concepció del món i en les qüestions d’organització social. En eixos treballs es comprova que les activitats més freqüents plantejades són les d’aplicacions de la ciència, per la seua menor conflictivitat; segons bona part del professorat, són els aspectes més neutrals. També les relacions entre ciència i medi ambient, perquè s’allunyen menys dels continguts científics. Diversos estudis (Solbes i Torres, 2013; Torres i Solbes, 2016) han mostrat que amb l’ensenyament de les QSC es poden desenvolupar en l’estudiantat les competències de PC següents:

Qüestions sociocientífiques en l’aula de química

de vegades s’atribueixen l’exclusivitat del PC. Però en didàctica de les ciències Jiménez-Aleixandre (2010) afirma que el PC «és la capacitat de desenvolupar una opinió independent, adquirint la facultat de reflexionar sobre la societat i participar-hi», assenyalant que té components d’argumentació, com la recerca i l’ús de proves i el qüestionament l’autoritat, i emancipatoris, com l’opinió independent i l’anàlisi crítica de discursos legitimadors. I què passa amb la ciència? És evident que la crítica sempre implica conflictes amb els poders establerts. Si es demana a l’alumnat que esmente científics que hagen tingut aquests conflictes, normalment es limiten als casos de Galileu i Darwin, i difícilment esmente cap químic o química. Per això, és millor oferir-los una llista de científics i científiques, alguns de països que no són primeres potències científiques, i demanar-los que investiguen les seues contribucions principals i en quins conflictes amb els poders i les concepcions establerts es van veure involucrats (Solbes, 2013). Això ens permet comprovar que la ciència és metodològicament crítica, però perquè es puga considerar com a pensament crític ha de sortir de les «parets del laboratori» i incidir en qüestions socials, cosa que sovint implicarà enfrontaments amb el poder dominant a cada època: primer religiós, polític a la primera meitat del segle xx i econòmic actualment.

a) Dorothy Crowfoot Hodgkin, quines són les estructures bioquímiques? Dorothy Crowfoot Hodgkin (fig. 1) va nàixer a la ciutat del Caire, va estudiar química al Somerville College de la Universitat d’Oxford i es va doctorar a la Universitat de Cambridge el 1934, on es va especialitzar en cristal· lografia, sota la tutela de John D. Bernal, disciplina de la qual va ser professora a Oxford fins al seu retir el 1977.

Educació Química EduQ

número 31

Figura 1. Dorothy Crowfoot Hodgkin (1910-1994). Hodgkin va ser pionera en la tècnica de determinació d’estructures de substàncies d’interés bioquímic mitjançant raigs X. Va convertir la insulina en el seu projecte d’investigació. Com que la difracció de raigs X en la dècada de 1930 encara no estava prou desenvolupada, va decidir millorar la tècnica cristal· logràfica, aconseguint determinar l’estructura tridimensional de biomolècules com el colesterol, la penicil·lina, la vitamina B12, la insulina, així com la lactoglobulina, la ferritina i el virus del mosaic del tabac. Posteriorment, Hodgkin i els seus col·laboradors es van encaminar al calciferol o vitamina D2, així com a l’antibiòtic gramicidina.

El 1964 va ser guardonada amb el Premi Nobel de Química per la determinació de l’estructura de moltes substàncies biològiques mitjançant els raigs X, i es convertia en la tercera dona que aconseguia aquest guardó, després de Marie Curie i Irène Joliot-Curie. El 1965 li fou atorgat el títol de l’Orde del Mèrit, concedit per la reina Isabel II del Regne Unit. Interessada en l’intercanvi intel·lectual entre científics i preocupada pels problemes que la ciència ocasionava a la població, entre 1976 i 1988 va ser presidenta de les Conferències Pugwash de Ciència i Afers Mundials. A més, va ser guardonada amb el Premi Lenin per la Pau concedit pel Govern soviètic el 1985-1986. Dorothy va ajudar a establir una de les característiques de la ciència moderna: l’ús de l’estructura molecular per explicar la funció biològica. Va ser una de les transformadores de la química orgànica. També és recordada com una gran mentora d’altres científiques i pel seu treball per aconseguir les bones relacions entre Orient i Occident. Qüestions per treballar amb l’alumnat:

raigs X i que va ser la tercera dona en guanyar un Premi Nobel de Química. I, en segon lloc, presentar la Conferència Pugwash per a treballar debats i fer reflexions relacionades amb la participació de la comunitat científica en la relació entre la ciència i els problemes de la societat. Amb la primera de les qüestions plantejades s’aconsegueix apropar les investigacions de les ciències a la resolució de problemes de la societat, apropar la ciència a la vida quotidiana de l’alumnat. I amb la segona d’elles aconseguim donar a conèixer, en primer lloc, la Conferència Pugwash i el seu treball de debat en aspectes com el desarmament nuclear, així com, en segon lloc, la responsabilitat social del treball científic, trencant d’aquesta manera la imatge negativa de l’alumnat de la ciència.

b) Els isòtops radioactius i Irène Joliot-Curie Nascuda a París, filla gran de Marie i Pierre Curie (fig. 2), va rebre l’educació bàsica a casa. Eugène, l’avi patern, va ser un gran suport en els seus primers anys, justament en el mateix període en què sa mare descobria el poloni i el radi.

Q1) Cerca informació sobre els raigs X i el seu paper, tant en les ciències biològiques com en les mèdiques. Q2) Busca informació de la Conferència Pugwash. Quin ha estat el seu paper? Quins altres científics rellevants en van formar part? Figura 2. Irène Joliot-Curie (1897-1956). Comentaris per al professorat: La primera activitat va ser dissenyada amb dos objectius diferenciats. En primer lloc, treballar la qüestió de gènere, presentant una científica dona que va ser pionera en el treball de la difracció de

Igual que son pare, l’avi va conrear en ella l’amor per la natura, la poesia i la política radical. Els seus progenitors li van inculcar l’interès per l’esport i per la seva autonomia. El 1914, enmig de la Primera Guerra Mundial, va ajudar

Q1) Quin paper juguen els isòtops radioactius en la medicina? Q2) I en altres camps, com l’arqueologia, la geologia, la metal·lúrgia i la construcció, l’anàlisi i la investigació química, l’agricultura, etc.? Q3) Cerca informació sobre Frédéric Joliot-Curie. A quines dificultats es va enfrontar per a la seua defensa de la pau?

les controvèrsies socials i la posició dels científics. Amb la primera i la segona de les qüestions que es treballen en aquesta activitat, com en l’activitat anterior, mostrem a l’alumnat com el desenvolupament de la ciència es troba relacionat amb la millora de la qualitat de vida de la societat, per poder crear vincles entre la seua vida diària i els avenços de la investigació científica. La tercera de les qüestions planteja un debat a l’alumnat després de veure les dificultats amb les quals es va trobar Frédéric, i han de plantejar-se si ells farien o no el mateix, si coneixen alguns altres científics que també hagueren d’enfrontar-se amb la societat, la universitat...

c) Mario Molina i el forat de la capa d’ozó Mario Molina (fig. 3) va nàixer a Mèxic el 1943, es va llicenciar com a enginyer químic i es va doctorar en física-química per la Universitat de Califòrnia a Berkeley. Va morir en octubre de 2020.

Figura 3. Mario Molina (1943-2020). Va començar el seu estudi sobre el destí de certs productes químics industrials molt inerts –els clorofluorocarbonis (CFC)– que s’havien estat acumulant a l’atmosfera, i que llavors no semblaven tenir cap efecte significatiu en el medi ambient. La seua publicació el 1974 a la revista Nature dels resultats dels seus treballs sobre l’efecte dels com-

Q1) Cerca informació sobre el paper que juga la capa d’ozó en l’origen i la preservació de la vida. Q2) Com protegeix l’O3 de les radiacions UV? Q3) Quins efectes tenen els CFC i quines conseqüències causen sobre el medi ambient i la salut? Quines mesures es poden prendre per resoldre el problema?

Història i naturalesa de la química

Aquesta activitat treballa en la mateixa línia que l’anterior el gènere i

postos clorofluorocarbonats que es feien servir en els esprais sobre la capa d’ozó van iniciar una profunda transformació social. Els compostos clorofluorocarbonats com el CFCl3 i CF2Cl2 (denominats, en general, freons, CFC), inventats per Thomas Midgley (que també va inventar l’additiu de Pb per a la gasolina), són utilitzats extensament com a dissolvents en circuits electrònics integrats, en aerosols i com a refrigerants en els frigorífics. Els CFC es descomponen fotoquímicament donant àtoms de clor, que catalitzen la destrucció d’ozó molt millor que els òxids de nitrogen. Una vegada abocats a l’atmosfera, els CFC tarden entre deu i quinze anys a arribar a l’estratosfera (velocitat de difusió lenta) i tenen una vida mitjana que supera els cent anys, és a dir, l’efecte d’aquests abocaments es produeix amb retard, però es podria comparar amb el d’una bomba amb efecte retardat, ja que la seua repercussió és que una sola molècula de CFC destrueix 100.000 molècules d’ozó. Va ser Premi Nobel de Química el 1995, juntament amb el seu company de recerca Sherry Rowland, pel seu treball en química atmosfèrica, molt especialment pels seus estudis sobre el cicle de formació i descomposició de l’ozó, la qual cosa ha facilitat la comprensió de l’efecte de les conductes humanes sobre la capa d’ozó en l’estratosfera. Qüestions per treballar amb l’alumnat:

número 31

Comentaris per al professorat:

Qüestions sociocientífiques en l’aula de química

sa mare, Marie Curie, a instal·lar unitats de raigs X en hospitals militars i a entrenar el personal. A partir del 1921 va iniciar la seua investigació. Allà va conèixer el que seria el seu company, Frédéric Joliot, amb qui es va casar el 1926. A principis dels anys vint, Irène es preguntava per què les partícules alfa es desacceleraven en creuar la matèria. Aquesta curiositat, i un estudi sistemàtic de les radiacions emeses per elements químics més livians, va portar els Joliot-Curie al descobriment de la radioactivitat artificial. Durant els anys 1933 i 1934 la parella va desenvolupar el primer isòtop artificial, bombardejant alumini amb partícules alfa per produir un isòtop radioactiu de fòsfor. Després els van seguir una sèrie d’isòtops radioactius indispensables en medicina, i molt utilitzats actualment en la investigació científica i en la indústria moderna. El 1935 va rebre el Premi Nobel de Química conjuntament amb Frédéric Joliot-Curie, en reconeixement a la síntesi de nous elements radioactius. Durant la Segona Guerra Mundial Irène va fugir a Suïssa i després va tornar a París com a directora de l’Institut de Ràdio el 1946 i de la Comissió d’Energia Atòmica Francesa. Igual que la seua mare, va morir de leucèmia, per les exposicions prolongades a la radioactivitat. Qüestions per a treballar amb l’alumnat:

Q4) Cerca informació sobre els premis Nobel concedits a temes ambientals o a hispanoparlants. Per què creus que succeeix això? Comentaris per al professorat: En aquesta activitat treballem també les diferents dificultats de la comunitat científica no únicament per qüestió de gènere, sinó per la seua nacionalitat o la llengua utilitzada. En aquest cas, les qüestions

continuen apropant la ciència a l’alumnat i es planteja un debat

número 31

a classe en el qual es treballa la capacitat dels alumnes que, després de la recerca d’informació, han de ser capaços de resumir la informació, preparar arguments i fer valoracions

Educació Química EduQ

al voltant de la quantitat de premis Nobel concedits a temes ambientals, o de científics hispanoparlants.

d) Linus Carl Pauling i l’estructura de la matèria El químic nord-americà Linus Pauling (fig. 4) va estudiar a l’Institut Tecnològic de Califòrnia i durant els anys 1922-1927 va viatjar a Europa (Munic, Copenhaguen i Zúric), on es va relacionar amb l’avantguarda de la química i la física de l’època (Schrödinger, Bohr...).

Figura 4. Linus Pauling (1901-1994).

En tornar als EUA va ser director del Caltech i de la prestigiosa American Chemical Society (1949). Va introduir la mecànica quàntica en la química atòmica i va elaborar una teoria de l’enllaç químic que reflecteix en la seua obra La naturalesa de l’enllaç químic (1939), de referència imprescindible. També va publicar una Química general, l’any 1947, molt remarcable. Va suggerir la possibilitat que les molècules proteiques tingueren una estructura helicoidal, avançant-se als descobriments que van fer Watson i Crick en l’ADN, i va contribuir a l’estudi de l’hemoglobina anòmala que deforma els glòbuls vermells i provoca la malaltia coneguda com a anèmia falciforme. L’any 1945 va ser guardonat amb el Premi Nobel de Química. Però, a més de les seues inestimables contribucions al coneixement de l’estructura molecular, destaca per la seua compromesa oposició al desplegament de les armes atòmiques, per la qual cosa va organitzar nombroses campanyes contra els experiments nuclears. L’any 1952 va ser víctima de la persecució iniciada per McCarthy contra intel·lectuals acusats d’antipatriotes i li va ser retirat el passaport. En plena Guerra Freda, l’any 1958, va publicar No More War!, fet que el va convertir en una de les poques persones que va tornar a rebre un Premi Nobel el 1963, ara en un àmbit diferent del científic: el de la Pau. Qüestions per treballar amb l’alumnat: Q1) Què es deriva dels treballs de Pauling sobre l’estructura de les molècules per a les ciències biomèdiques? Q2) Busqueu informació sobre científics i científiques que hagin adoptat posicions pacifistes com la de Pauling i sobre d’altres que hagin col·laborat obertament en la carrera armamentista.

Q3) Anomeneu altres casos que conegueu de persecució de científics i científiques per motius ideològics. Q4) Busqueu informació sobre altres científics i científiques que hagin guanyat dues vegades el Premi Nobel. Amb la primera de les qüestions es pretén que l’alumnat establisca relacions directes amb les investigacions i les conseqüències en la societat d’aquestes investigacions. Amb les altres qüestions es pretén continuar mostrant les controvèrsies a les quals s’ha hagut d’enfrontar en més d’una ocasió la comunitat científica en treballar amb certs temes i quina ha sigut la seua posició al respecte.

Conclusions En aquest treball hem intentat mostrar no sols la importància de les QSC en general, sinó la seua importància dins de l’educació científica a l’aula. Per això, s’han mostrat quatre exemples concrets amb els quals en un estudi pràctic desenvolupat (Monserrat, 2019) es va aconseguir, entre altres millores, que augmentara considerablement la consideració de l’alumnat sobre les aportacions de la física i la química (passant d’un 32,5 % a un 89,2 % el nombre d’alumnes que pensaven que l’estudi de la física i la química aporta valors). També va aconseguir que millorara la visió de l’assignatura anomenant aportacions positives de la ciència (passant d’un 6-10 % a un 90 % l’alumnat que era capaç d’anomenar-ne aspectes positius). Amb açò, volem evidenciar que després del treball de les QSC hi ha diferències significatives en com es veu la visió de l’assignatura després de la intervenció. Els alumnes reconeixen part de la ciència que se’ls havia ocultat, mostrant-los els valors, les actituds, les contribucions socials i la responsabilitat social dels

internacional. Doctora en didàctica de les ciències experimentals amb la tesi doctoral El uso de las cuestiones sociocientíficas para aumentar el interés y mejorar la imagen de la física y química del alumnado de la ESO. Ha escrit diversos articles sobre imatge i interès en l’alumnat d’ESO. A/e: maromojo@gmail.com

Història i naturalesa de la química

estat professora del batxillerat

José Cantó Professor titular de didàctica de les ciències experimentals de la Universitat de València. La seua recerca se centra en la formació inicial en ciències de mestres d’educació infantil i en la col·laboració escolauniversitat. Ha publicat nombrosos articles i ha liderat diferents projectes d’investigació i d’innovació docent d’àmbit autonòmic, nacional i europeu. A/e: jose.canto@uv.es

Jordi Solbes Catedràtic de didàctica de les ciències a la Universitat de València. Ha estat catedràtic de secundària de física i química. Investiga en CTS, QSC i història de la ciència a l’educació científica, en didàctica de la física i en formació del professorat de ciències. Sobre aquests temes ha dirigit deu projectes de recerca i vint-i-dues tesis doctorals i ha publicat uns cent

Rosa Montserrat

seixanta articles en revistes nacionals

Professora de secundària en

i internacionals d’educació científica.

l’especialitat de física i química. Ha

A/e: Solbes@uv.es

número 31

Referències Jiménez-Aleixandre, M. P (2010). Competencias en argumentación y uso de pruebas. Barcelona: Graó. Martínez, L. (2013). «La emergencia de las cuestiones sociocientíficas en el enfoque CTSA». Góndola, vol. 8, núm. 1, p. 23-35. Disponible en línia a: <https://doi. org/10.14483/23464712.5021> Montserrat, R. (2019). Cuestiones sociocientíficas como herramienta para mejorar la imagen de la ciencia y el interés del alumnado de la ESO. Universitat de València. [Tesi doctoral] Ratcliffe, M. (1997). «Pupil decision making about socioscientific issues within the science curriculum». International Journal of Science Education, vol. 19, núm. 2, p. 167-182. Disponible en línia a: <https://doi.org/ 10.1080/0950069970190203> Ruiz, J. J.; Solbes, J. (2022). «Los “detectores” de falacias en los debates de los estudiantes sobre cuestiones sociocientíficas». Textos, núm. 95, p. 28-36. Solbes, J. (2013). «Contribución de las cuestiones sociocientíficas al desarrollo del pensamiento crítico (I): Introducción». Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, vol. 10, núm. 1, p. 1-10. Disponible en línia a: <https://revistas.uca. es/index.php/eureka/article/ view/2791/2439> — (2019). «Cuestiones sociocientíficas y pensamiento crítico: Una propuesta contra las pseudociencias». Tecné, Episteme y Didaxis, núm. 46, p. 81-99. Disponible en línia a: <https://doi. org/10.17227/ted.num46-10541> Solbes, J.; Montserrat, R.; Furió, C. (2007). «El desinterés del

alumnado hacia el aprendizaje de la ciencia: implicaciones en su enseñanza». Didáctica de las Ciencias Experimentales y Sociales, núm. 21, p. 91-117. Disponible en línia a: <https://roderic.uv. es/handle/10550/20927> Solbes, J.; Ruiz, J. J.; Furió, C. (2010). «Debates y argumentación en las clases de física y química». Alambique, núm. 63, p. 65-76. Solbes, J.; Torres, N. Y. (2013). «¿Cuáles son las concepciones de los docentes de ciencias en formación y en ejercicio sobre el pensamiento crítico?» Tecné, Episteme y Didaxis, núm. 33, p. 61-85. Disponible en línia a: <https://doi.org/10.17227/0121 3814.33ted61.85> Solbes, J.; Vilches, A. (1997). «STS interactions and the teaching of physics and chemistry». Science Education, vol. 81, núm. 4, p. 377-386. Disponible en línia a: <https://doi.org/10.1002/ (SICI)1098-237X(199707)81:4 <377::AID-SCE1>3.0.CO;2-9> Torres, N. Y.; Solbes, J. (2016). «Contribuciones de una intervención didáctica usando cuestiones sociocientíficas para desarrollar el pensamiento crítico». Enseñanza de las ciencias, vol. 34, núm. 2, p. 43-65. Disponible en línia a: <https://doi.org/10.5565/rev/ ensciencias.1638> Zeidler, D. L. (ed.) (2003). The Role of Moral Reasoning on Socioscientific Issues and Discourse in Science Education. Països Baixos: Kluwer Academic Publishers.

Qüestions sociocientífiques en l’aula de química

científics i les científiques. Per aquesta raó, si volem que l’educació científica siga el substrat amb el qual formar una ciutadania crítica, les QSC són una eina de gran potencialitat i efectivitat.

DOI: 10.2436/20.2003.02.238 http://scq.iec.cat/scq/index.html

Enseñar química en el nuevo currículum a través del problema sociocientífico sobre el uso de plásticos

Teaching chemistry in the new curriculum through the socioscientific issue on the use of plastics

ISSN 2013-1755, SCQ-IEC Educació Química EduQ número 31 (2023), p. 10-17

Ensenyar química en el nou currículum a través del problema sociocientífic sobre l’ús de plàstics

María del Mar López-Fernández, Antonio Joaquín Franco-Mariscal y Ángel Blanco-López / Universidad de Málaga. Didáctica de las Ciencias Experimentales

resumen Con la actual Ley Orgánica de Educación, surgen nuevos retos al enseñar química en secundaria. La contaminación por plásticos, como controversia sociocientífica, proporciona situaciones de aprendizaje relevantes para la adquisición de conocimientos, de destrezas y de actitudes hacia y sobre la química que permitan al alumnado desenvolverse con criterio en un mundo en continuo desarrollo. Este artículo propone actividades para desarrollar las diferentes competencias específicas, tales como una indagación en torno a la degradación de plásticos, debates sobre la prohibición de plásticos de un solo uso o la creación de audiocuentos como producto final.

palabras clave Problemas sociocientíficos, plásticos, LOMLOE, competencias específicas.

resum Amb l’actual Llei Orgànica d’Educació, sorgeixen nous reptes en l’ensenyament de química a secundària. La contaminació per plàstics, com a controvèrsia sociocientífica, proporciona situacions d’aprenentatge rellevants per a l’adquisició de coneixements, de destreses i d’actituds envers i sobre la química que permetin a l’alumnat de sortirse’n bé i amb criteri en un món en desenvolupament continu. Aquest article proposa activitats per desenvolupar les diferents competències específiques, tals com una indagació entorno de la degradació de plàstics, debats sobre la prohibició de plàstics d’un sol ús o la creació d’audiocontes com a producte final.

paraules clau Problemes sociocientífics, plàstics, LOMLOE, competències específiques.

abstract With the current Spanish educational law, new challenges arise when teaching chemistry in secondary school. Socioscientific controversies, such as plastic pollution, provide relevant learning situations to promote the acquisition of knowledge, skills and attitudes towards and about chemistry that allow students to develop with criteria in a world in continuous scientific, technological, economic and social development. This paper proposes activities such as an inquiry about the degradation of plastics, debates on the banning of single-use plastics or the creation of audio stories as a final product, to develop the different specific competences.

keywords Socioscientific issues, plastics, LOMLOE, specific competences.

· Explicación de fenómenos físico-químicos del entorno para resolver problemas y para mejorar la calidad de vida

· Razonamientos propios del pensamiento científico · Destrezas en el uso de las metodologías científicas

· Manejo con soltura de reglas y normas básicas de la Física y la Química, particularmente los lenguajes que utilizan · Reconocimiento del carácter universal y transversal del lenguaje científico y la necesidad de una comunicación fiable en investigación y ciencia entre diferentes países y culturas

· Utilización de forma crítica, eficiente y segura de plataformas digitales y recursos variados en el trabajo individual y en equipo

· Utilización de estrategias propias del trabajo colaborativo · Comprensión de la importancia de la ciencia en la mejora de la sociedad

· Comprensión y valoración de la ciencia como construcción colectiva en continuo cambio y evolución

Tabla 1. Ideas que contienen las competencias específicas a desarrollar en las materias de Física y Química en la Educación Secundaria Obligatoria. ambiental y están directamente relacionadas con cuestiones químicas como el uso de la energía nuclear, la producción de combustibles biodiesel, los problemas de contaminación y degradación ambiental, etc. Las controversias sociocientíficas se han utilizado en la enseñanza de las ciencias para trabajar aspectos como la alfabetización científica, las actitudes hacia la ciencia, el desarrollo del pensamiento crítico o la formación científica de la ciudadanía (Ballesteros y Gallego, 2019). Los plásticos juegan un papel complejo y controvertido en nuestra sociedad (López-Fernández y Franco-Mariscal, 2021). Constituyen un verdadero problema sociocientífico y tecnológico, ya que involucran una amplia gama de aspectos científicos, sociales, económicos, sanitarios y éticos. La complejidad del problema radica en las múltiples interrelaciones entre estos aspectos.

Desde una perspectiva científica, se trata de materiales poliméricos o macromoléculas formadas por la unión mediante enlaces covalentes de sustancias más simples (Barroso et al., 2008). Sus propiedades de maleabilidad, ligereza, resistencia y producción económica permiten que se produzcan de forma masiva, formando parte de objetos comunes como botellas, envases, etc. (Jaén et al., 2019) diseñados para ser duraderos, versátiles y económicos. Sin embargo, el problema de los plásticos surge al acabar su vida útil. No todos los plásticos son reciclables, los ciudadanos juegan un papel fundamental en la separación de residuos y las cantidades de desechos plásticos son muy abundantes (Arandes et al., 2004). Si bien es cierto que los plásticos han ayudado a mejorar calidad de vida, salud, saneamiento, transportes y comunicaciones, su alta demanda, producción y

Química, educació ambiental...

Ideas que contiene

número 31

Competencia específica

Enseñar química en el nuevo currículum a través del problema sociocientífico sobre el uso de plásticos

Introducción El curso 2022-2023 se caracteriza por la entrada en vigor de la Ley Orgánica de Modificación de la LOE, LOMLOE (Gobierno de España, 2020), en la que se apuesta por una educación para el desarrollo sostenible, entendiendo que la ciudadanía debe incorporar conocimientos, capacidades, valores y actitudes para tomar decisiones fundamentadas, asumiendo un papel activo, a nivel local y global, para afrontar y resolver problemas. Así, en la etapa de Educación Secundaria se refuerza el aprendizaje competencial, autónomo, significativo y reflexivo. Esta ley educativa plantea nuevos retos al enseñar química en la educación secundaria porque incorpora las situaciones de aprendizaje como nuevo elemento curricular, entendidas como situaciones o actividades en las que es necesario que los estudiantes desarrollen y desplieguen diferentes competencias (Ministerio de Educación y Formación Profesional, 2022). En el caso de Física y Química, el currículo se estructura en seis competencias específicas o desempeños que el alumnado debe poder desarrollar en diferentes actividades o situaciones, para las que se requieren saberes básicos (tabla 1). El nuevo currículo plantea la necesidad de conectar la enseñanza de la química con situaciones y problemas reales, socialmente relevantes, donde los estudiantes puedan implicarse y tomar partido. Esto se puede llevar a cabo en el aula, entre otros enfoques, mediante el abordaje de controversias o problemas sociocientíficos, que se pueden definir como problemas reales, cercanos, abiertos, complejos y controvertidos, sin respuestas definitivas (España y Prieto, 2010). Muchas de estas cuestiones tienen una componente

Educació Química EduQ

número 31

gran durabilidad da como resultado su acumulación en el medio como desechos, especialmente en los océanos (Lusher et al., 2017). Sumado a esto, su fabricación requiere el uso de combustibles fósiles y otros aditivos con potencialidad tóxica para plantas y animales (De Waard et al., 2020). Los plásticos también tienen un importante impacto social y económico. Su amplia utilización en la industria y en productos de consumo ha generado una dependencia generalizada, lo que, a su vez, ha llevado a la generación de una gran cantidad de residuos plásticos. Esta acumulación de residuos representa un desafío para la gestión de residuos y plantea preguntas sobre cómo reducir, reciclar y reutilizar de manera efectiva los plásticos. En términos de salud, los plásticos también han suscitado preocupación debido a la posible migración de sustancias químicas peligrosas a los alimentos y al agua, lo que plantea interrogantes sobre los efectos a largo plazo en la salud humana (Bollain y Vicente, 2019). Además, desde una perspectiva ética, el impacto ambiental y social negativo de los plásticos plantea cuestiones sobre la responsabilidad individual y colectiva en la adopción de prácticas más sostenibles (Jaén, Actividad 1. Inmersión en el problema de los plásticos

Esteve y Banos-González, 2019). Dada la relevancia y complejidad del problema, el uso de plásticos, se presenta como un contexto idóneo para plantear situaciones de aprendizaje en el aula de secundaria. Este problema nos brinda la oportunidad de promover la adquisición de conocimientos, habilidades, destrezas y actitudes relacionadas con la química, así como las implicaciones sociales, económicas, sanitarias y éticas asociadas con su uso y contaminación, favoreciendo que los estudiantes se desenvuelvan con criterio en una sociedad en transformación. El objetivo de este trabajo es proporcionar ideas y ejemplos concretos para trabajar con los estudiantes en situaciones de aprendizaje que aborden el tema de los plásticos. Al hacerlo, se busca fomentar la reflexión, la investigación y la participación activa del alumnado, alentándolos a desarrollar un pensamiento crítico y a tomar decisiones informadas sobre el uso responsable de los plásticos en un mundo en constante evolución. Situación de aprendizaje centrada en el uso de plásticos En primer lugar, debemos plantearnos qué competencias específicas están implicadas en el

problema de los plásticos. A partir de éstas, debemos construir un conjunto de actividades para trabajar las diferentes competencias específicas. La tabla 2 recoge las actividades propuestas, así como las competencias específicas y saberes básicos a trabajar en cada una de ellas. A continuación, se describen cinco actividades para esta situación de aprendizaje. Actividad 1. Inmersión en el problema de los plásticos La situación de aprendizaje comienza con una actividad de iniciación para introducir el problema. En ella se pide a los estudiantes que visualicen diferentes vídeos de la Unión Europea,1 que presentan el problema sociocientífico de los plásticos, explicando las consecuencias que tienen para el medioambiente, y algunas cuestiones implicadas en el problema: la vida marina, el medioambiente, la pesca o nuestra salud (fig. 1). Tras su visionado, los estudiantes deben mencionar los aspectos más relevantes del problema. Las respuestas se anotan en la pizarra para que el grupo clase relacione estas ideas dando como resultado una red que conecte todos los conceptos mencionados. Esto permite disponer de un plantea-

Introducción a la situación de aprendizaje

Actividad 2. El laboratorio de los Competencia específica 3 plásticos

Saber básico A: Destrezas científicas básicas Saber básico B: La materia

Actividad 3. Indagación sobre degradación de plásticos

Competencia específica 2

Saber básico A: Destrezas científicas básicas Saber básico B: La materia Saber básico E: El cambio

Actividad 4. Búsqueda de soluciones a través del debate

Competencia específica 6

Saber básico A: Destrezas científicas básicas Saber básico B: La materia

Actividad 5. Producto final: audiocuento

Producto final. Síntesis de aprendizajes Competencia específica 4

Saber básico A: Destrezas científicas básicas

Tabla 2. Vinculación entre las actividades propuestas, competencias específicas y saberes básicos. 1 Algunos enlaces de interés: https://www.youtube.com/watch?v=t8izaCtDzAM&ab_channel=PlasticsEurope https://www.youtube.com/watch?v=rHaQj_CxOUQ&ab_channel=EuropeanCommission

Actividad 2. El laboratorio de los plásticos El nuevo currículo hace mención expresa a que en la educación secundaria el enfoque de la enseñanza-aprendizaje de la química debe ser experimental y práctico, para que el alumnado pueda hacer conexiones con situaciones cotidianas. La competencia específica 3 refleja esta cuestión mencionando el uso seguro del laboratorio, la interpretación y producción de datos en diferentes formatos (textos, enunciados, tablas, gráficas, esquemas, símbolos, etc.). En esta actividad se pide al alumnado que traiga de casa objetos comunes fabricados de plástico. A continuación, se les informa de los códigos de identificación de los plásticos, los cuales informan de los tipos y características. En el laboratorio se podrán en común todos los objetos y materiales, con el objetivo de identificar y clasificar los diferentes tipos de plásticos. También es importante que comprendan la dificultad de reciclaje de algunos plásticos, en particular los policloruros

de vinilo (PVC), que son bastante empleados. En este caso, la dificultad radica en los átomos de cloro presentes en su composición. La actividad planteada está relacionada con una experiencia para la identificación de plásticos difíciles de reciclar como el PVC aprovechando que el cloro en su combustión emite una llama verdosa. En primer lugar, es necesario seleccionar un fragmento de plástico de cada tipo, y disponer de un mechero Bunsen y un alambre resistente. Los estudiantes encenderán el mechero y pondrán a calentar un extremo del alambre sin que llegue al rojo vivo. Una vez

Plástico clorado (PVC) Cable

Plástico clorado (PVC) Tubería

Plástico no clorado (PET) Envase

Figura 2. Llamas generadas por la combustión de plásticos clorados y no clorados. Fuente: elaboración propia.

Química, educació ambiental... número 31

miento inicial del problema y los factores implicados.

Enseñar química en el nuevo currículum a través del problema sociocientífico sobre el uso de plásticos

Figura 1. Vídeo de introducción al problema de los plásticos.

calentado, se pasa por un fragmento de plástico hasta que se derrita y la punta del alambre quede impregnada del mismo. De nuevo, se lleva al mechero y se observa el color de la llama. Este procedimiento se realizará con todos los tipos de plásticos hasta detectar cuál emite una llama verde (plástico clorado de difícil reciclaje) (fig. 2). Para esta experiencia es necesaria la utilización de pequeñas cantidades de plásticos, buena ventilación en el laboratorio y el uso de guantes, gafas y mascarillas de protección. Con la información recopilada en el laboratorio, el grupo clase al completo construye la tabla 3, para comunicar los aprendizajes adquiridos. Para finalizar la actividad, es importante reflexionar sobre dónde depositar los materiales plásticos empleados, recordando que no todos podrán ir al contenedor de reciclaje amarillo y habrá que buscar un punto limpio donde depositarlos. Como saberes básicos se abordan la comprobación experimental, entornos y recursos de aprendizaje, como el laboratorio, normas de uso del espacio y protección, producción de la información científica en diferentes formatos, el desarrollo del criterio propio basado en lo que el

Tipo de plástico

PET

HDPE

Tereftalato de polietileno

Polietileno de alta densidad

Policloruro de vinilo

Polietileno de baja densidad

Polipropileno Poliestireno

Aplicación Productos de limpieza, envases, tejidos

Productos de limpieza, cosmética

Cables, tuberías, envases de productos químicos

Bolsas de plástico, juguetes, botellas

Hueveras, CD, envases bandejas, plástico resistentes, cantimploras de bolas, perchas

Capacidad Sí de ser reciclado

Sí

Muy escasa

Sí

Nombre

PVC

LDPE

Símbolo

Educació Química EduQ

número 31

Objeto usado

Escasa

Tabla 3. Información recopilada y sintetizada por los estudiantes tras la actividad.

pensamiento científico aporta a la mejora de la sociedad, el conocimiento y descripción de propiedades, composición y clasificación de sistemas materiales y la valoración de las aplicaciones de los compuestos químicos. Actividad 3. Indagación sobre degradación de plásticos Para dotar a los estudiantes de competencias científicas, es necesario trabajar con metodologías propias de la ciencia como la indagación, reconociendo su importancia para la sociedad (NRC, 2000). La realización de indagaciones sobre la degradación de plásticos al aire libre, en las que los estudiantes lleven a cabo destrezas científicas, como la formulación de hipótesis, la elección de las condiciones a las que someter estos materiales, la realización de observaciones y la toma de datos

periódicas, el análisis de datos, la obtención de conclusiones y la comprobación de las hipótesis iniciales, permite desarrollar la competencia específica 2. Para ello, se plantea una actividad en la que se exponen a la intemperie diferentes plásticos junto con otros materiales durante un largo periodo de tiempo. Los estudiantes deben elegir los materiales, su tamaño, y el tiempo y lugar de exposición. Una vez decididas estas variables, deberán emitir hipótesis sobre el resultado final de cada uno de ellos y llevar a cabo la indagación. Durante el proceso, deben anotar sus observaciones, recopilar datos del estado de los materiales y analizarlos, diseñar gráficas o estudios comparativos de imágenes (tabla 4). Tras la actividad, deben extraer conclusiones, y ratificar o rechazar las hipótesis de partida.

Con esta actividad, los estudiantes pueden, a través de la experimentación científica mediante la interpretación macroscópica de los cambios físicos y químicos, comprobar la resistencia de los plásticos a la degradación frente a otros materiales como papel o cartón, comprendiendo y explicando las implicaciones de la química con el medio. Sumado a esto, también adquirirán otros saberes básicos relacionados con las propiedades de los sistemas materiales y la metodología de la investigación científica. Actividad 4. Búsqueda de soluciones a través del debate Ante el problema que generan los plásticos, se requieren soluciones. Una alternativa es la prohibición de plásticos de un solo uso, recogida en una normativa

Estado inicial

Estado final

Cambios observados Roturas, pérdidas de fragmentos, manchas, arrugas y dobleces

Cartón fino

Despegue de láminas, humedad, arrugas y dobleces

Plástico bolsa

Arrugas y dobleces

Tabla 4. Cambios observados en diferentes materiales tras 100 días de exposición.

europea que abre nuevos debates (European Union, 2019). Debatir en el aula sobre esta prohibición promueve que el alumnado desarrolle sus capacidades de argumentación científica y toma de decisiones, y comprendan y valoren la química como una construcción colectiva en continuo cambio, que requiere de una interacción con la sociedad, para obtener resultados que repercutan en el avance tecnológico, económico, ambiental y social (competencia específica 6). El empleo de actividades en las clases de química que permitan representar estas diversas posturas ante el problema resulta de interés (Solbes et al., 2010). Así, la participación en un debate de

diferentes personajes implicados en esta cuestión, representados por los propios estudiantes, puede enriquecer el entendimiento del problema y la búsqueda de soluciones. Algunos ejemplos de roles podrían ser un personal sanitario que utiliza material quirúrgico de plástico desechable, un trabajador en una fábrica de plásticos de un solo uso, un biólogo marino que investiga residuos plásticos en océanos y sus efectos ambientales, un investigador químico que desarrolla nuevos plásticos biodegradables o un ciudadano afectado por las nuevas prohibiciones. Defender en el debate una postura diferente a la idea inicial del estudiante puede favorecer el desarrollo de

habilidades de pensamiento crítico como la argumentación y la toma de decisiones (López-Fernández et al., 2021). Para una buena consecución de la actividad, el alumnado debe llevar a cabo una búsqueda de información fiable, seleccionando fuentes adecuadas y construyendo con esta información argumentos sólidos. Esta actividad trata saberes básicos como las estrategias de interpretación y producción de información científica, el desarrollo de criterios propios basados en el pensamiento científico que aporta mejoras a la sociedad para hacerla más justa, equitativa e igualitaria, la valoración del papel de los científicos y científicas en el avance y mejora de la sociedad, la

Enseñar química en el nuevo currículum a través del problema sociocientífico sobre el uso de plásticos

número 31

Hoja de libreta

Química, educació ambiental...

Material

obtención y propiedades físicas y químicas de los compuestos químicos y las aplicaciones de los sistemas materiales. Todo ello puesto que para buscar soluciones hay que abordar la composición, propiedades y aplicaciones de los distintos plásticos, la degradación que sufren debida a cambios físicos y químicos en el medio, el alcance de la industria química en la sociedad, o la implicación de la química hacia la sostenibilidad.

Educació Química EduQ

número 31

16 Actividad 5. Producto final: Audiocuento Como producto final de esta situación de aprendizaje, se propone que los estudiantes elaboren pequeñas historias en formato de audiocuento con los aprendizajes adquiridos (Lemke, 2006). Mediante la descripción de personajes, la creación de escenas, la propia construcción de la historia, la grabación y edición de la misma, deben reflejar conocimientos, habilidades y destrezas y actitudes hacia y sobre la química alcanzados durante esta situación de aprendizaje. A su vez, esta actividad de síntesis trabaja la competencia específica 4, posibilitando la utilización de forma crítica, eficiente y segura de plataformas y recursos digitales, fomentando la creatividad, mediante la creación de materiales para una comunicación efectiva de los aprendizajes, práctica científica que permite el uso del lenguaje adecuado para la expresión de información en ciencia. Junto con ello, se trabajan saberes básicos como las estrategias de interpretación y producción de información científica, y los entornos virtuales y herramientas tecnológicas como recurso de aprendizaje científico. La temática debe ser abierta, para que puedan tratarse temas como el proceso de síntesis y fabricación de plásticos, su depósito, el reciclaje y tratamiento de residuos, la degradación de materia-

les, los efectos sobre el ambiente, los seres vivos o la salud de las personas, entre otros. A modo de ejemplo, se muestra una trascripción de un audiocuento realizado por un estudiante de secundaria: Érase una vez un plástico, […] si me hubiesen tirado al contenedor amarillo me hubiesen reciclado y me meterían en una nave donde de allí es muy difícil salir […] me adentré en el mar, pasaron meses y meses y seguía sin degradarme, solo sufriendo algunos dobleces y pequeñas roturas y el sol transformaba un poco mi color. Hasta que un día llegué a una isla gigante llena de muchísimos plásticos. Allí hice un amigo que era pajita, que había tenido el mismo trayecto que yo.

Consideraciones finales La integración de problemas sociocientíficos en la construcción de situaciones de aprendizaje resulta prometedor en la enseñanza de las ciencias. Las estrategias centradas en las prácticas científicas, como argumentación, indagación y modelización, son valiosas para abordar estos problemas en el contexto de la enseñanza de las ciencias, particularmente en el campo de la química. Estas estrategias no solo promueven un enfoque metodológico sólido, sino que también pueden contribuir a mejorar el medio ambiente (LópezFernández y Franco-Mariscal, 2021). Actividades como las expuestas en este artículo proporcionaron un contexto relevante y significativo para que los estudiantes apliquen sus conocimientos científicos y desarrollen habilidades de pensamiento crítico. La literatura educativa también ha destacado la aceptación positiva que estas actividades basadas en problemas sociocientíficos tienen entre los estudiantes (López-Fernández et al., 2021). Al abordar cuestiones reales y pertinentes relacionadas con la

química, el alumnado puede interiorizar la relevancia de los conceptos y teorías científicas en su vida cotidiana. Esto les ayuda a construir una comprensión más profunda y significativa de los conceptos químicos, al tiempo que desarrollan habilidades transferibles como el razonamiento lógico, la resolución de problemas y la toma de decisiones informadas. Concluimos con la idea de que la integración de problemas sociocientíficos en la enseñanza de la química a través de estrategias basadas en prácticas científicas brinda a los estudiantes una experiencia de aprendizaje enriquecedora. Estas actividades fomentan la participación activa, el pensamiento crítico y la comprensión profunda de los saberes relacionados con la química, al tiempo que promueven la conciencia ambiental. Al considerar la relevancia de la química en la resolución de problemas del mundo real, los estudiantes se involucran de manera más significativa en su proceso de aprendizaje y pueden aplicar sus conocimientos científicos para contribuir a un futuro sostenible. Agradecimientos Este trabajo es parte de: - Proyecto I+D (ProyExcel_00176) &quot; Aplicaciones móviles para la argumentación científica y tecnológica sobre acciones climáticas, medioambientales y eficientes en recursos&quot;, financiado por el Plan Andaluz de Investigación, Desarrollo e Innovación (PAIDI 2020) en 2021 de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía. - PIE22-184 del Grupo Permanente de Innovación en Educación Crítica (EDUCRIT) de la Universidad de Málaga. Referencias bibliográficas Arandes, J. M.; Bilbao, J.; López, D. (2004). «Reciclado de residuos

ciencias y miembro del Grupo de Investigación ENCIC (HUM-974). Intereses de investigación: desarrollo de habilidades de pensamiento crítico en cuestiones ambientales sobre plásticos y contaminación. ORCID: https://orcid.org/0000-00033572-5899. C. e.: mmarf@uma.es

Química, educació ambiental...

Málaga. Doctora en Didáctica de las

Antonio Joaquín Franco Mariscal Profesor titular de Didáctica de las ciencias experimentales en la Universidad de Málaga. Investigador principal de tres proyectos I+D+i. Miembro del Grupo ENCIC (HUM-974). Intereses de investigación: desarrollo del pensamiento crítico, prácticas científicas y gamificación en la enseñanza-aprendizaje de las ciencias. ORCID: https://orcid.org/0000-00028704-6065. C. e.: anjoa@uma.es

Ángel Blanco López Catedrático de Didáctica de las ciencias experimentales en la Universidad de Málaga. Responsable del Grupo de Investigación ENCIC (HUM-974) (www.encic.es). Intereses de investigación: desarrollo de pensamiento crítico y de competencias en problemas de la vida diaria mediante prácticas científicas.

María del Mar López Fernández

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-

Profesora de Didáctica de las ciencias

3628-0801.

experimentales en la Universidad de

C. e.: ablancol@uma.es

número 31

el futuro de la educación científica: nuevas formas de aprender, nuevas formas de vivir». Enseñanza de las Ciencias. Revista de Investigación y Experiencias Didácticas, vol. 24, n.º 1, p. 5-12. López-Fernández, M. M.; FrancoMariscal, A. J. (2021). «Indagación sobre la degradación de plásticos con estudiantes de secundaria». Educación Química, vol. 32, n.º 2, p. 21-36. López-Fernández, M. M.; González, F.; Franco-Mariscal, A. J. (2021). «Should We Ban Single-Use Plastics? A Role-Playing Game to Argue and Make Decisions in a Grade-8 School Chemistry Class». Journal of Chemical Education, vol. 98, n.º 12, p. 3947-3956. Lusher, A.; Hollman, P.; Mendoza, J. (2017). Microplastics in fisheries and aquaculture: status of knowledge on their occurrence and implications for aquatic organisms and food safety. FAO. Ministerio de Educación y Formación Profesional (2022). Real Decreto 217/2022, de 29 de marzo, por el que se establece la ordenación y las enseñanzas mínimas de la Educación Secundaria Obligatoria. BOE, n.º 76 (30 de marzo de 2022). NRC, National Research Council (2000). Inquiry and the National Science Education Standards. National Academy Press. Solbes, J.; Ruiz, J. J.; Furió, C. (2010). «Debates y argumentación en las clases de física y química». Alambique, vol. 63, n.º 1, p. 65-75.

Enseñar química en el nuevo currículum a través del problema sociocientífico sobre el uso de plásticos

plásticos». Revista Iberoamericana de Polímeros, vol. 5, n.º 1, p. 28-45. Ballesteros, V.; Gallego, A. P. (2019). «La educación en energías renovables desde las controversias sociocientíficas en la educación en ciencias». Revista Científica, n.º 35, p. 192-200. Barroso, S.; Gil, J. R.; Camacho, A. M. (2008). Introducción al conocimiento de los materiales y a sus aplicaciones. UNED. Bollaín-Pastor, C., y Vicente-Agulló, D. (2019) «Presencia de microplásticos en aguas y su potencial impacto en la salud pública». Revista Española de Salud Pública, 93: 28 de agosto e201908064. De Waard, E. F.; Prins, G. T.; Van Joolingen, W. R. (2020). «Preuniversity students’ perceptions about the life cycle of bioplastics and fossil-based plastics». Chemical Education Research and Practice, vol. 21, n.º 3, p. 908-921. España, E.; Prieto, T. (2010). «Problemas sociocientíficos y enseñanza-aprendizaje de las ciencias». Investigación en la Escuela, n.º 71, p. 17-24. European Union (2019). Directive (EU) 2019/904 of the European Parliament and the Council, of 5 june 2019 on the reduction of the impact of certain plastic products on the environment. European Union, Brussel. Gobierno de España (2020). Ley Orgánica 3/2020, de 29 de diciembre, por la que se modifica la Ley Orgánica 2/2006, de 3 de mayo, de Educación. BOE, n.º 340 (30 de diciembre de 2020). Jaén, M.; Esteve, P.; Banos, I. (2019). «Los futuros maestros ante el problema de la contaminación de los mares por plásticos y el consumo». Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, vol. 16, n.º 1, p. 1501. Lemke, J. L. (2006). «Investigar para

DOI: 10.2436/20.2003.02.239 http://scq.iec.cat/scq/index.html

ISSN 2013-1755, SCQ-IEC Educació Química EduQ número 31 (2023), p. 18-24

La química en los problemas sociocientíficos: uso de pruebas en argumentos de profesores de secundaria de ciencias en formación inicial La química en els problemes sociocientífics: ús de proves en arguments de professors de secundària de ciències en formació inicial Chemistry in socioscientific issues: use of evidence in arguments of secondary science pre-service teachers María José Cano-Iglesias / Universidad de Málaga. Escuela de Ingenierías Industriales Antonio Joaquín Franco-Mariscal / Universidad de Málaga. Didáctica de las Ciencias Experimentales José María Oliva-Martínez / Universidad de Cádiz. Didáctica de las Ciencias Experimentales

resumen Este trabajo aborda la argumentación a través de problemas sociocientíficos donde la química tiene un papel relevante, como el consumo de agua embotellada (disoluciones), la prohibición de plásticos de un solo uso (enlace químico) o la compra de una bicicleta (metales y reactividad). Se presentan las pruebas químicas deseables para argumentar sobre estos problemas y se comparan con las dadas por estudiantes del Máster en Profesorado de Educación Secundaria de especialidades de ciencias. Los resultados indican que el alumnado encuentra dificultades para utilizar correctamente pruebas químicas en estos contextos.

palabras clave Argumentación, problemas sociocientíficos, uso de pruebas, disoluciones, enlace químico, metales.

resum Aquest treball planteja l’argumentació a través de problemes sociocientífics en els quals la química té un paper rellevant, com el consum d’aigua embotellada (dissolucions), la prohibició de plàstics d’un sol ús (enllaç químic) o la compra d’una bicicleta (metalls i reactivitat). Es presenten les proves químiques desitjables per argumentar sobre aquests problemes i es comparen amb altres de proporcionades per estudiants del Màster en Professorat d’Educació Secundària d’especialitats de ciències. Els resultats indiquen que l’alumnat troba dificultats a l’hora de fer servir correctament proves químiques en aquests contextos.

paraules clau Argumentació, problemes sociocientífics, ús de proves, dissolucions, enllaç químic, metalls.

abstract This paper approaches argumentation through socioscientific issues where chemistry has a relevant role, such as the consumption of bottled water (solutions), the ban on single-use plastics (chemical bonding) or the purchase of a bicycle (metals and reactivity). The desirable chemical evidence for arguing about these issues are presented and compared with those given by students of science specialties of the Master’s Degree in Secondary Education Teachers. The findings indicate that students find it difficult to correctly use chemical evidence in these contexts.

conclusiones son insuficientes (Sandoval y Millwood, 2005). Otras dificultades aparecen al integrar pruebas en las justificaciones (Bravo y Jiménez-Aleixandre, 2013) o al interpretar datos (Kanari y Millar, 2004). Por esta razón, este estudio realiza un análisis sobre las pruebas que utilizan profesores de secundaria de ciencias en formación inicial cuando se les plantea argumentar sobre problemas sociocientíficos donde la química es importante. Contexto Este trabajo se enmarca en un proyecto de investigación que pretende fomentar la argumentación a través de problemas sociocientíficos relacionados con acciones climáticas, medioambientales y de eficiencia en recursos para profesores en formación inicial. En un estudio preliminar se pretende conocer las dificultades del profesorado al elaborar argumentos en los que las pruebas químicas son importantes, como el consumo de agua embotellada versus agua de grifo (concepto de disolución), la prohibición de plásticos de un solo uso (enlace químico), y la elección del material más idóneo para una bicicleta (metales y reactividad). Este estudio servirá como base para desarrollar aplicaciones móviles sobre argumentación. Los participantes de este estudio fueron 51 estudiantes del Máster en Profesorado de Educación Secundaria de la Universidad de Málaga de las especialidades de Física y Química y de Biología y Geología, de edades comprendidas entre 22 y 30 años. Todos ellos

cursaban la asignatura Innovación Docente e Iniciación a la Investigación Educativa durante el curso 2021-2022 y no habían recibido formación en argumentación científica. La actividad consistió en responder de forma argumentada las siguientes cuestiones, con base en los conocimientos adquiridos en su formación previa: - ¿Es mejor consumir agua del grifo o agua embotellada? - Recientemente la Unión Europea ha publicado una normativa para prohibir los plásticos de un solo uso. ¿Estás a favor o en contra de esta prohibición? - Vas a comprar una bicicleta, ¿cuál elegirías, una de acero o una de aluminio? Para estudiar la capacidad del alumnado de usar pruebas se analizaron los argumentos dados y se categorizaron los distintos tipos de pruebas. Luego, se contabilizó el porcentaje de estudiantes que hizo alusión a cada prueba, teniendo en cuenta que muchos aportaron más de un tipo. Respecto a los problemas planteados, debemos indicar que no existe una respuesta única, ya que la decisión adoptada dependerá del valor que cada estudiante dé a las evidencias mostradas según su conocimiento sobre el problema, su concienciación por el medio ambiente, su economía, sus creencias, etc. El consumo de agua embotellada versus agua de grifo Este problema sociocientífico es relevante porque, a pesar de que el consumo de agua es

Estratègies didàctiques

Introducción Un desafío importante para la educación científica es formar ciudadanos capaces de dar respuesta a los problemas sociocientíficos de nuestra sociedad, en muchos de los cuales la química está muy presente. En este sentido, la formación inicial del profesorado debería tener como finalidad formar docentes capaces de promover en su alumnado las competencias necesarias para que puedan desenvolverse de manera adecuada y tomar decisiones en su vida diaria. Los problemas sociocientíficos ofrecen oportunidades para argumentar en el aula de ciencias. La argumentación es una práctica científica encaminada a la resolución racional de cuestiones, preguntas y problemas (Siegel, 1995) y constituye una herramienta fundamental en la construcción de explicaciones, modelos y teorías (Toulmin, 2003). Argumentar consiste en «evaluar enunciados con base en pruebas, es decir, reconocer que las conclusiones y los enunciados científicos deben estar justificados, en otras palabras, sustentados en pruebas» (JiménezAleixandre, 2010: 23). De ahí la confluencia existente entre los estudios sobre modelización y argumentación en ciencias o construcción de explicaciones (Cardoso y Justi, 2013; Monteira y Jiménez-Aleixandre, 2019). A pesar de que el uso de pruebas científicas es esencial para construir argumentos de calidad, la literatura revela que las pruebas que emplea el alumnado para apoyar sus argumentos o para explicitar

número 31

Argumentation, socioscientific issues, use of evidence, solutions, chemical bonding, metals.

La química en los problemas sociocientíficos: uso de pruebas en argumentos de profesores de secundaria...

keywords

Educació Química EduQ

número 31

necesario para la vida, lleva asociada la controversia de qué agua es mejor para su consumo. Existen varios factores que influyen en ello, como dudar de la seguridad del agua de abastecimiento público y considerarla «poco saludable» (Rodríguez, 2016) o la publicidad de las empresas embotelladoras que promueven su pureza y beneficios para la salud (Royte, 2008). Se trata de un problema con repercusiones importantes en ámbitos de la vida diaria, como la salud (Ferrier, 2001), e implicaciones sociales, económicas y ambientales (Gleick y Cooley, 2009). Argumentar sobre el consumo de agua puede ayudar a explicitar algunos conceptos químicos presentes en el problema, como los de disolución, disolvente, soluto (varias sales disueltas en diferentes concentraciones), propiedades del agua, proceso de potabilización o contaminación por contacto con otros materiales, etc. Esta información debería utilizarse como prueba en los argumentos para sustentar qué agua es mejor para el consumo. La tabla 1 recoge los contenidos químicos esperables en los argumentos del alumnado,

así como los conceptos que deberían manejar. Un 62,7 % de los estudiantes optó por el agua de grifo y el 37,3 % prefirió el agua embotellada. Indistintamente de la opción elegida, el análisis de los argumentos aportados reveló que el 43 % del alumnado sustentó sus conclusiones, entre otras, en pruebas químicas. Asimismo, también se apoyaron en pruebas económicas (65 %), ambientales (generación de residuos) (16 %) y opiniones o experiencias vividas (6 %). El 12 % de los estudiantes hizo referencia a la composición del agua, aunque de forma ambigua. En ningún caso se mencionó el término disolución explícitamente, aunque sí reconocieron la existencia de elementos disueltos:

calcio, mientras que otros los denominaron de forma más general como sales minerales: «El agua de grifo tiene muchísima cal, con los perjuicios renales que el carbonato cálcico tiene» (E29). «Estoy a favor del agua embotellada porque su consumo es mejor para nuestro organismo debido a su composición en minerales, carbonatos, etc.» (E12).

Ningún estudiante utilizó la propiedad disolvente universal. No obstante, el 6 % de estudiantes expuso pruebas relativas a las propiedades químicas del agua (dureza o alcalinidad), aunque no definieron estas propiedades ni las relacionaron con los componentes del agua.

«El agua embotellada puede contener una mayor concentración de

«La dureza del agua está mejor

solutos, siendo el agua de grifo más

controlada en el agua embotellada» (E35).

pura» (E16). «El agua embotellada es más pura y blanda, con menos minerales» (E14).

Ningún estudiante expresó fórmulas de los solutos y el 18 % nombró algunos compuestos como cal, cloro o carbonato de

«En Málaga es mejor agua embotellada que de grifo, debido a la alta alcalinidad» (E19).

Relativo al proceso de potabilización, solo el 2 % mencionó la adición de un soluto (cloro) como agente desinfectante. Sin embar-

Contenido químico

Prueba deseable

Disolución

El agua de grifo o embotellada es una disolución homogénea formada por varias sustancias.

Componentes de la disolución El disolvente (agua) como componente mayoritario de la disolución de otros solutos representativos (bicarbonatos, cloruros, sulfatos, nitratos, etc. de calcio, magnesio o sodio principalmente), empleando nomenclatura y fórmula química adecuadas. Propiedades del agua

Propiedades del agua: disolvente universal, valor de pH, carácter incoloro, inodoro e insípido (pero que los solutos que contiene son los que le dan sabor), etc.

Proceso de potabilización

Reacciones químicas de eliminación, adición o transformación de componentes del agua.

Contaminación del agua por contacto con otros materiales

Posibilidad de disolución de otros materiales al entrar en contacto con el agua en los procesos de almacenaje, transporte, etc.

Tabla 1. Contenidos químicos y pruebas deseables en el problema del consumo de agua.

«Desde el punto de vista químico no tiene por qué ser más buena el agua embotellada que la del grifo, pero sí está más tratada y se puede saber que estás consumiendo por las etiquetas» (E10).

Respecto a la contaminación, todo el alumnado dio por supuesto que el almacenaje del agua embotellada debía ser plástico (podría ser en cristal, por ejemplo), y el 6 % expuso la posibilidad de que el plástico de las botellas «liberase sustancias» al agua, nocivas para la salud. «Pueden transferirse elementos del plástico al agua pudiendo ser disruptores endocrinos» (E04). «El agua embotellada puede contener bisfenol A» (E41).

El 2 % hizo referencia a la generación de microplásticos, perjudiciales para la salud y el medioambiente: «El agua de grifo no utiliza plásticos y, por ello, tampoco lleva asociado microplásticos que afectan perjudicialmente a la salud» (E10).

Igualmente, el 6 % también mencionó la posibilidad de contaminación en función de las tuberías por las que circula el agua:

Contenido químico

Prueba deseable

Monómero y polímero

Conceptos de monómero y polímero, reconociendo el carbono como elemento principal de la cadena.

Polimerización

Proceso de polimerización como reacción química en la que se forman enlaces de diferente fortaleza en la cadena (enlaces covalentes –fuertes– y fuerzas intermoleculares de Van der Waals –débiles–), responsables de las propiedades de estos materiales.

Estructura del polímero

Tipos de polímeros en función de su estructura: polímeros termoplásticos, termoestables y elastómeros.

Propiedades

Polímeros reciclables y no reciclables.

«Es mejor consumir agua del grifo porque es potable con mineralización adecuada y hoy día circula por cañerías aptas, no de plomo como hace años que podría soltar sustancias perjudiciales» (E32).

Tipos de degradación en función de los aditivos (oxidación, fotoquímica o biológica). Tabla 2. Contenidos químicos y pruebas deseables en el problema de la prohibición de plásticos.

Estratègies didàctiques

comprensión de estos aspectos. Entre ellos, la composición química y las propiedades de estos materiales (átomos implicados, enlace químico y características de la sustancia), el concepto de monómero y polímero, las reacciones químicas implicadas en su formación y descomposición (polimerización y degradación) y los tipos de polímeros resultantes según su cadena molecular para la fabricación de elementos de uso diario. Además, también deberían conocer algunas propiedades de estos materiales, como su reciclabilidad y los distintos procesos de degradación. La tabla 2 muestra los contenidos implicados en este problema y las pruebas deseables, mientras que la figura 1 ilustra, a partir del polietileno, algunos de los contenidos menos empleados por el alumnado en sus argumentos. Un 97,7 % de los estudiantes estuvo de acuerdo con la prohibición y solo el 2,3 % se posicionó en contra. El análisis de los argumentos dados por el alumnado mostró, indistintamente de la

número 31

«El agua de grifo lleva disuelto cloro para desinfectarla» (E35).

Prohibición de plásticos de un solo uso Los plásticos son el material más empleado en la fabricación de objetos, han reemplazado a otros materiales mejorando la calidad de vida (Jaén y Palop, 2011) y evitando el uso de recursos naturales escasos. Su bajo precio, ligereza y durabilidad han supuesto avances en los ámbitos del transporte, la informática, la medicina, etc. (López et al., 2022). Como aspecto negativo, su lento proceso de degradación supone un problema ambiental, lo que hace que persistan como residuos en todos los medios, principalmente en mares y océanos. Para resolver este problema, la Organización de Naciones Unidas estableció una normativa para limitar el uso excesivo de plásticos de un solo uso a partir de 2022 (Koch y Barber, 2019). Este problema es relevante en la vida diaria de los ciudadanos, que emplea de forma frecuente plásticos de un solo uso. Argumentar sobre los plásticos puede hacer aflorar la química inherente al problema y ayudarles en la

La química en los problemas sociocientíficos: uso de pruebas en argumentos de profesores de secundaria...

go, el 6 % reconoció que el agua potable debe ser tratada previamente para su consumo:

Además en este último ejemplo no se llegó a indicar la peligrosidad de algunos gases emitidos.

Educació Química EduQ

número 31

Figura 1: Polímero de polietileno ilustrando algunos contenidos químicos implicados en el problema de la prohibición de plásticos. opción elegida, que solo el 35 % empleó una o más pruebas químicas, encontrándose pruebas mayoritarias basadas en impactos ambientales (88 %), concienciación social (39 %), sobre salud de seres vivos (19 %) o económicas (2 %). Las pruebas químicas se centraron en las propiedades de los plásticos relativas a su degradación (23 %) o posibilidad de reciclaje (14 %). Ningún estudiante hizo referencia a monómero, polímero o reacción de polimerización. Tampoco relacionaron la naturaleza del enlace de estos polímeros con sus propiedades. De forma muy general describieron el tiempo para su degradación:

«Los plásticos se acaban fragmentando en microplásticos acumuladores de toxinas colándose en todo nuestro entorno. Los microplásticos están provocando efectos nocivos sobre las plantas y nosotros» (E17).

El 5 % reconoció el término biodegradación como propiedad de alguno de estos polímeros, aunque, de nuevo, no lo vincularon con los tipos de monómeros de partida ni con los microorganismos relacionados con esta degradación. Incluso un 2 % generalizó el concepto de degradación como biodegradación: «Los materiales biodegradables podrían emplearse para sustituir

«El plástico es un material que tarda aproximadamente 150 años

plásticos de un solo uso» (E36). «Su biodegradación además es

en degradarse y hasta 1.000 años en

muy lenta por lo que se debería

desaparecer por completo» (E02).

regular su uso» (E16).

A pesar de que algunos estudiantes reconocieron que uno de los procesos de degradación produce como resultado microplásticos, no lo relacionaron con los aditivos empleados en el proceso de fabricación de ese componente, ni con los elementos potenciadores de esta degradación como el oxígeno o la luz (oxofotodegradación), asumiendo que todos se degradan de igual manera:

Por último, el 5 % del alumnado se refirió al reciclaje de estos materiales, de forma imprecisa, sin diferenciar los distintos tipos: «Es fundamental un buen tratamiento de residuos, como sería el reciclaje» (E02). «La quema de estos plásticos produce un incremento de gases no favorables para el ecosistema» (E07).

El material más adecuado para una bicicleta Una situación de nuestra vida diaria podría ser la decisión de qué bicicleta comprar. Hoy día, la mayor concienciación ambiental y el crecimiento masivo de las ciudades potencian que muchas personas opten por la bicicleta como transporte ecológico. A esto, debemos sumar las personas que la utilizan para hacer deporte. La elección más adecuada al comprar una bicicleta es importante porque el consumidor combina estímulos de marketing recibidos (producto, precio, promoción, marca, etc.) con sus intereses individuales (modelo, tipo de uso) (Blanco y Forero, 2017). Este problema es atractivo para que emerjan pruebas químicas ya que aborda conceptos relacionados con los materiales metálicos, en este caso, acero y aluminio. Las construcciones argumentativas del alumnado permiten diferenciar metal puro y aleación, así como manejar algunas propiedades físicas y químicas para justificar sus conclusiones. Entre ellas, puntos de fusión y ebullición, densidad, dureza, o los procesos redox que tienen lugar en el medio en el que se encuentren. La tabla 3 resume los conceptos químicos que debería mostrar el alumnado en su argumentación. Un 83,3 % de los estudiantes prefirió el aluminio y el 16,7 % optó por el acero para sus cuadros de bicicleta. Indistintamente de la opción elegida, el uso de pruebas químicas en los argumentos asociados a este problema se considera relevante porque el 95 % del alumnado hizo alusión

Prueba deseable

Metal puro y aleación

Metal puro y aleación, como mezcla homogénea de dos o más elementos, siendo, al menos uno, metálico.

Propiedades físicas

Principales propiedades físicas de los metales: densidad, dureza, ductilidad, conductividad térmica, conductividad eléctrica, etc.

Propiedades químicas

Principales propiedades químicas como comportamiento reductor, gracias a su capacidad de ceder electrones y oxidarse, aunque, dependiendo de las propiedades de los óxidos formados, será más o menos susceptible a que se produzca este proceso. Posibles factores que pueden acelerar o disminuir la cinética del proceso redox.

Estratègies didàctiques

Contenido químico

Tabla 3. Contenidos químicos y pruebas deseables en el problema de la compra de una bicicleta.

«El aluminio es un metal [...]» (E28) «Existen aceros inoxidables que evitan la corrosión de este material» (E4).

La mayoría de estos estudiantes (93 %) expuso como prueba determinante para justificar su elección la menor densidad del aluminio, aunque lo expresaron referenciando su peso o ligereza respecto al acero: «El aluminio pesa menos» (E02). «Elegiría una bicicleta de aluminio porque me interesa una bicicleta que sea más ligera» (E05).

Respecto a las propiedades químicas de estos materiales, el 38 % identificó la resistencia a la corrosión en ambientes húmedos del aluminio, aunque el 7 % también reconoció alternativas al aluminio:

«El aluminio no se oxida rápido con el paso del tiempo (como sí pasa con el acero)» (E05). «Existen aleaciones de acero que son tan resistentes a la corrosión como el aluminio» (E028).

Adicionalmente, estos estudiantes también expusieron pruebas mecánicas (33 %) o económicas (17 %) para apoyar las conclusiones. Consideraciones finales Las pruebas químicas utilizadas por el alumnado en los problemas planteados ponen de manifiesto que, a pesar de haber recibido una formación universitaria respecto a estos conceptos, si se emplean fuera del contexto académico estos estudiantes tienen dificultades, en menor o mayor grado, al aplicarlas de forma adecuada. Esta dificultad no está relacionada en sí con los conceptos químicos, ya que algunos términos son sobradamente conocidos por el estudiantado, sino con su capacidad para movilizarlos a otros contextos, así como su utilización para argumentar sobre temas ambientales o eficiencia en recursos. Los resultados obtenidos nos ayudarán en el diseño de las aplicaciones móviles que consistirán en una sala de encuentro

virtual en la que varios usuarios podrán conversar mediante un sistema de chat para realizar debates en los que podrán tomar diferentes roles y que servirá de plataforma de argumentación científica y tecnológica. Para potenciar el uso de argumentos con pruebas químicas y superar las debilidades detectadas, la aplicación ofrecerá oportunidades para reflexionar sobre estos aspectos, sin olvidar otras dimensiones presentes en el problema. Agradecimientos Este trabajo es parte de: - Proyecto I+D (ProyExcel_00176) “&quot”; Aplicaciones móviles para la argumentación científica y tecnológica sobre acciones climáticas, medioambientales y eficientes en “recursos&quot”; financiado por el Plan Andaluz de Investigación, Desarrollo e Innovación (PAIDI 2020) en 2021 de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía. - PIE22-184 del Grupo Permanente de Innovación en Educación Crítica (EDUCRIT) de la Universidad de Málaga. Referencias Blanco, H. A.; Forero, D. L. (2017). Comportamiento del consumidor frente a la decisión de compra en artículos deportivos relacionados con el uso de bicicleta

La química en los problemas sociocientíficos: uso de pruebas en argumentos de profesores de secundaria...

bien a alguna prueba física-química o al comportamiento frente a la corrosión en entornos húmedos para ambos materiales, aunque no en todos los casos con rigor químico. Solo el 2 % identificó estos materiales como metálicos y el 7 % expresó que tanto aluminio como acero son aleaciones y que dependiendo de sus componentes serían sus propiedades:

número 31

Educació Química EduQ

número 31

en la ciudad de Bogotá. Universidad Externado de Colombia. [Tesis doctoral] Bravo, B.; Jiménez-Aleixandre, M. P. (2013). «¿Criaríamos leones en granjas? Uso de pruebas y conocimiento conceptual en un problema de acuicultura». Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, vol. 10, n.º 2, p. 122-135. Cardoso, P. C.; Justi, R. (2013). «The relationships between modelling and argumentation from the perspective of the model of modelling diagram». International Journal of Science Education, vol. 35, n.º 14, p. 2407-2434. Ferrier, C. (2001). «Bottled water: understanding a social phenomenon». A Journal of the Human Environment, vol. 30, n.º 2, p. 118-140. Gleick, P. H.; Cooley, H. S. (2009). «Energy implications of bottled water». Environmental Research Letters, n.º 4, p. 14009-14015. Jaén, M.; Palop, E. (2011). «¿Qué piensan y cómo dicen que actúan los alumnos y profesores de un centro de educación secundaria sobre la gestión del agua, la energía y los residuos?». Enseñanza de las Ciencias, vol. 29, n.º 1, p. 61-74. Jiménez-Aleixandre, M. P. (2010). 10 Ideas Clave. Competencias en argumentación y uso de pruebas. Barcelona: Graó. Kanari, Z.; Millar, R. (2004). «Reasoning from data: how students collect and interpret data in science investigations». Journal of Research in Science Teaching, vol. 41, n.º 7, p. 748-769. Koch, B. S.; Barber, M. M. (2019). «Basuras marinas; impacto, actualidad y las acciones para mitigar sus consecuencias». Revista de Marina, n.º 968, p. 30-39. López, M. M.; González, F.; FrancoMariscal, A. J. (2022). «Plásticos:

Revisión bibliográfica en Didáctica de las Ciencias Experimentales (2010-2019)». Revista de Educación, n.º 397, p. 261-292. Monteira, S. F.; Jiménez Aleixandre, M. (2019). «¿Cómo llega el agua a las nubes? Construcción de explicaciones sobre cambios de estado en educación infantil». Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, vol. 16, n.º (2), p. 2101. Rodríguez, F. (2016). El «consumo de agua de bebida envasada» como contexto para el desarrollo de competencias científicas. Un estudio de caso en 3er curso de la educación secundaria obligatoria. Universidad de Málaga. [Tesis doctoral] Royte, E. (2008). Bottlemania. How water went on sale and why we bought it. Nueva York: Bloomsbury. Sandoval, W. A.; Millwood, K.A. (2005). «The quality of students’ use of evidence in written scientific explanations». Cognition and Instruction, vol. 23, n.º 1, p. 23-55. Siegel, H. (1995). «Why Should Educators Care about Argumentation?». Informal Logic: Reasoning and Argumentation in Theory and Practice, vol. 17, n.º 2, p. 159-176. Toulmin, S. E. (1958). The uses of argument. Cambridge University Press. [3a ed. (2003)]

su segunda tesis doctoral sobre desarrollo de pensamiento crítico a través de la argumentación, toma de decisiones y análisis de la información en estudiantes de ingenierías industriales. ORCID: https://orcid.org/0000-00025212-1934. C. e.: mjcano@uma.es

Antonio Joaquín Franco Mariscal Profesor titular de didáctica de las ciencias experimentales en la Universidad de Málaga. Investigador principal de tres Proyectos I+D+i. Miembro del Grupo ENCIC (HUM-974). Intereses de investigación: desarrollo del pensamiento crítico, prácticas científicas y gamificación en la enseñanza-aprendizaje de las ciencias. ORCID: https://orcid.org/0000-00028704-6065. C. e.: anjoa@uma.es

José María Oliva Martínez Catedrático de universidad del área de Didáctica de las Ciencias Experimentales. Licenciado en Química y doctor en Ciencias. Ha sido durante años profesor de educación secundaria y formador de profesores. Líneas de investigación: enfoques de modelización en ciencias, naturaleza de la

María José Cano Iglesias

ciencia y formación inicial del

Profesora contratada doctora

profesorado.

en Ingeniería de los Procesos de

ORCID: http://orcid.org/0000-0002-

Fabricación en la Universidad

2686-613.

de Málaga. Actualmente realizando

C. e.: josemaria.oliva@uca.es

Working with socioscientific issues in the classroom: tools and strategies Jordi Domènech Casal / Institut Marta Estrada (Granollers, Barcelona); Departament de Didàctica de les Matemàtiques i les Ciències Experimentals, Universitat Autònoma de Barcelona

DOI: 10.2436/20.2003.02.240 http://scq.iec.cat/scq/index.html

Eines i estratègies per al treball amb controvèrsies a l’aula

resum 25 El treball amb controvèrsies sociocientífiques és una oportunitat per al desenvolupament d’una ciutadania i prendre decisions i actuar) d’interès en l’aplicació de controvèrsies a l’aula i es proposen eines i enfocaments per a l’aplicació i el desplegament a l’aula, i s’il·lustren a partir de diversos exemples per a l’ensenyament de la química.

paraules clau Controvèrsies sociocientífiques, pensament crític, argumentació, bastides didàctiques, ciutadania.

abstract Working with socioscientific issues is an opportunity for the development of competent citizenship. We describe several processes (proposing dilemmas, selecting and validating sources of information, arguing and making decisions and acting) of interest in the application of controversies in the classroom. Tools and approaches are proposed for their application in the classroom, and are illustrated with several examples of chemistry teaching.

keywords Socioscientific issues, critical thinking, argumentation, didactic scaffolds, citizenship.

1. Introducció El desenvolupament de la competència científica implica saber usar models científics i pensar científicament, però també abordar críticament contextos de la vida real participats per la ciència, com a part del desenvolupament de la ciutadania. Això requereix que la ciència s’ensenyi en situacions d’aprenentatge que promoguin aquesta mobilització i el desenvolupament de capacitats no només d’interpretar el món, sinó també de prendre decisions i impulsar accions (Domènech-Casal, 2018). Les controvèrsies sociocientífiques (CSC) són dilemes de resposta oberta, participats per la ciència, però també per valors personals o socials (España i Prieto, 2010).

Poden vincular-se a diferents àmbits: sostenibilitat, salut, seguretat, medicaments, tecnologia... (Jiménez Liso i Díaz Moreno, 2014) i s’orienten a la presa de decisions d’àmbit personal (Em compro un cotxe elèctric?) i comunitari (Hem de posar un impost climàtic al transport privat?). S’han proposat com a eina per al treball de la competència científica per a la ciutadania, però la seva aplicació requereix rigor en diferents aspectes didàctics i bastides didàctiques de suport que ajudin l’alumnat a desenvolupar estratègies de pensament crític i perspectives ciutadanes. 2. Proposar i introduir un dilema Totes les CSC s’inicien per un dilema en el qual participa un

model científic. Els dilemes poden sorgir de temes d’actualitat a la premsa, però també de publicitats o propostes pseudocientífiques, i sempre s’han d’orientar a la presa d’una decisió. És important assegurar que en la definició del dilema es problematitza el model científic (és necessari comprendre’l per participar en la discussió) i no és un mer convidat de pedra. Per exemple, proposar el dilema Acceptem la instal·lació d’una central nuclear al nostre municipi? aparentment permetria treballar el model d’àtom i els isòtops, però el cert és que la forma en què està formulada la pregunta permet considerar la radioactivitat com una «cosa dolenta» per a la salut i els ecosistemes sense entrar necessà-

ISSN 2013-1755, SCQ-IEC Educació Química EduQ número 31 (2023), p. 25-32

competent. Es descriuen diversos processos (proposar dilemes, seleccionar i validar fonts d’informació, argumentar

Educació Química EduQ

número 31

riament en els models físics que expliquen aquesta propietat. Això convida a, simplement, posicionar-se des de prejudicis tecnofòbics o tecnofílics. La mateixa pregunta, com a Acceptem la instal·lació d’una central nuclear al nostre municipi amb algun d’aquests isòtops? permet incloure a la discussió diferents isòtops i tipus de radiació, valorar-ne la utilitat generadora d’energia, el temps de desintegració i les eines de contenció, mantenint el conflicte social de la pregunta original. En aquest, sentit, elaborar òrbites de controvèrsies (fig. 1a) pot ser una bona manera d’identificar quins conceptes o destreses científics realment demana instrumentalitzar una CSC quan planifiquem una activitat o quan analitzem el dilema amb l’alumnat a l’aula. Els dilemes també han de ser contextualitzats, de manera que s’hi facin explícits diferents actors socials, interessos i perspectives socials i generin tensió entre diferents postures (Domènech-Calvet i Márquez, 2014). En això pot ser útil utilitzar eines pròpies del treball amb estudis de cas, com presentar el dilema en forma de narració amb la qual sigui possible empatitzar, o proposar petites targetes en forma d’avatars de personatges ficticis amb diferents rols que proposin arguments/posicionaments diversos. Aquesta contextualització ens pot ajudar no només a fer rellevant el dilema, sinó també a «ajustar-ne» el seu centre: quan discutim sobre reduir plàstics, estem més centrats en el seu impacte en els ecosistemes o en les diferents estructures alternatives dels hidrocarburs? L’activitat «La fi de les bosses de plàstic» (del projecte Europeu Engaging Science), per exemple, proposa als alumnes declaracions d’avatars de diversos experts que ajuden a enquadrar el dilema en els seus aspectes

químics incloent un avatar d’una científica de materials (fig. 1b). Proposar preguntes per promoure la discussió inicial, vincular-la a notícies recents de l’entorn, aportar progressivament diferents targetes1 o fer activitats dinàmiques de posicionament inicial (kahoots, posicionament físic a l’aula segons la resposta...) pot ajudar a dinamitzar l’entrada al dilema, enriquint l’escenari inicial per despertar l’interès de l’alumnat.

YouTube...) que tinguin també diferents legitimacions i nivells de fiabilitat, i acompanyar d’alguna manera l’alumnat a desenvolupar criteris de validació. Per exemple, en la recent catàstrofe del descarrilament d’un tren a Ohio, carregat amb clorur de vinil, poden usar-se articles de diari2 i textos acadèmics sobre les reaccions possibles i la relació amb el clorur d’hidrogen, però també pot ser útil incloure-hi alguna font conspiracionista i aju-

Els docents hem de tenir clar que… • Aprendre un model científic en el procés d’usar-lo en una controvèrsia implica una doble càrrega cognitiva per a l’alumnat (que els docents, per la síndrome de l’expert, solem tenir dificultats per detectar): cal disposar materials perquè els models científics siguin accessibles (esquemes, diagrames...). • Els alumnes tenen tendència a abordar els dilemes des de mirades exclusivament socials i valors (llibertat, identitat, solidaritat...) i cal, en el disseny de la proposta, assegurar que el model científic participa en la discussió. • Encara que una CSC tracti un cas real o proper no és garantia que l’alumnat s’hi impliqui. Calen estratègies (narracions, avatars...) que generin empatia per la problemàtica.

3. Seleccionar i validar fonts El desenvolupament del pensament crític implica saber discriminar què és cert i què no, o quin grau de certesa podem donar a cada informació. En la societat actual, de les fake news i la postveritat, això té el seu màxim punt d’incidència en la selecció i validació de fonts d’informació. En el treball amb CSC, després de presentar el dilema, l’alumnat ha de consultar diferents fonts d’informació. Inicialment, convé que sigui el docent mateix qui proposi diverses fonts d’informació, mesclant formats diversos (articles de diari, patents, converses en xarxes socials, vídeos de 1 El projecte Europeu Play Decide https://playdecide.eu/ proposa exemples de dinàmiques gamificades per ajudar a dinamitzar aquest mapeig inicial d’un dilema.

dar l’alumnat a identificar-ne els trets característics. La fitxa CESINF (fig. 2), per exemple, suggereix a l’alumnat utilitzar diferents criteris per puntuar diverses fonts i extreure’n un nivell de fiabilitat per a cadascuna. Més enllà d’identificar la informació que conté cada text i si és certa o no, convé també convidar els alumnes a fer una lectura crítica darrere les línies del text que inclogui també les intencions i els biaixos dels autors. Diverses eines de verificació, com el test CRÍTIC (Farró et

2 Article de diari del descarrilament d’un tren a Ohio, consultable a https://www.ccma.cat/324/catastrofeecologica-pel-descarrilament-duntren-carregat-de-productes-quimicsa-ohio/noticia/3212803/ .

Estratègies didàctiques número 31

Eines i estratègies per al treball amb controvèrsies a l’aula

Figura 1. a) Exemple d’òrbita de controvèrsies (modificada de Domènech-Casal, 2019). En les òrbites de controvèrsies s’identifica al centre el dilema, en una primera òrbita els conceptes d’àmbit científic i en una segona, els conceptes d’àmbit social. b) Targetes modificades dels materials d’Engaging Science (https://www.engagingscience.eu/es/2015/02/17/el-fin-de-las-bolsas-de-plastico/ ) amb avatars representant experts o actors interessats per ajudar l’alumnat a accedir a diferents punts de vista o arguments. El projecte europeu Engaging Science proposa diverses CSC ja preparades amb els seus materials.

Figura 2. Fragment de la fitxa CESINF, que proposa a l’alumnat validar la fiabilitat de les fonts d’informació segons l’autoria, el rigor, el format i la relació amb altres fonts (https://sites.google.com/a/xtec.cat/c3/lectura-crítica/selecció-i-validació-de-fonts , Domènech-Casal, 2022). al. 2015) o el mètode Pantera3 poden ser d’utilitat. 3 El nom del mètode Pantera, proposat per l’organització Learn to Check https://learntocheck.org/item/lasclaves-para-verificar-informacion/ són les inicials dels criteris de validació que usa: Procedència, Autoria, Novetat, To, Evidències, Rèpliques, Amplia.

Igualment, el treball amb CSC pot vincular-se també a alguna tasca experimental com a font addicional. Per exemple, en un dilema sobre si acceptem o no la pseudociència de la desintoxicació iònica en hospitals (DomènechCasal, Marchán-Carvajal i Verga-

ra, 2015), es poden realitzar experiments que contrastin experimentalment les afirmacions que fa el mètode, com una font més a tenir en compte. En un segon pas en el treball amb CSC, ja podrem fer que siguin els mateixos alumnes els qui

cerquin les fonts, però tenint present que les estratègies de cerca també s’han d’ensenyar i suposen un increment de l’exigència cognitiva (i de temps) de l’activitat que convé mesurar amb seny.

Educació Química EduQ

número 31

cies no només primàries, sinó també secundàries. Això es sol fer mitjançant debats a l’aula, que es poden acompanyar. Per exemple, la bastida Cacera d’Arguments5

Els docents hem de tenir clar que… • Cal assegurar que les fonts que seleccionem no són excessivament extenses (per controlar la càrrega cognitiva que suposa l’activitat) i que en la mesura del possible, si les adaptem, en mantenim el lèxic, el to i l’aparença original. • Per als alumnes és complex atribuir fiabilitat a alguns organismes o institucions. OMS, FDA, o Greenpeace són termes amb legitimitats o vincles d’interessos que cal fer explícits als alumnes. • Alguns mecanismes de matís i lectura crítica de fonts que usem els adults (la línia editorial d’un diari d’esquerres o de dretes, les estructures polítiques...) no són accessibles de manera espontània per a l’alumnat i cal ensenyar-los-els. • Alguns alumnes vinculen prendre bones decisions amb pensar molt sobre un tema, quan la realitat és que sol estar més vinculat a tenir més i millor informació sobre un tema. Cal operar per canviar aquest paradigma donant valor a les dades, incloent taules i gràfics entre els materials.

4. Argumentar i prendre decisions L’orientació de les CSC a prendre decisions és una part important de la seva aportació al desenvolupament de la ciutadania perquè permet desplegar també una altra part del pensament crític: discriminar què és convenient i què no. Això requereix crear oportunitats i suports per explicitar i contrastar opcions i valors, i preveure riscos i conseqüències. Per exemple, al voltant de l’energia, el dilema sobre si recuperar o eliminar les bombones de butàpropà, a més de requerir un coneixement de diferents tipus de gasos, estructura i propietats que se’n deriven,4 implica fer explícites també diferents prioritats (sobirania energètica, costums...) i preveure les conseqüèn4 Les bombones tenen diferents propietats (seguretat, eficàcia, etc.) segons l’estructura química dels gasos que contenen https://quimicaalavista. wordpress.com/2023/01/12/15-elcamio-de-bombones-de-buta/ .

facilita que l’alumnat durant el debat tingui disponible el lèxic necessari per participar-hi i pugui escoltar activament i recollir les diferents aportacions, el que també es pot fer amb ajut de targetes conversacionals (Farró et al. 2015). La gestió dels debats es pot simplificar dividint el grup classe en equips de sis persones perquè es produeixin diversos debats paral·lels i després hi hagi una posada en comú que ajudi a evidenciar el debat com a espai comunitari de coneixement i cerca de consensos. Pot ser difícil, un cop reunides, sospesar les diferents postures i arguments i la importància que hi donem per tal de desenvolupar una postura pròpia. Proposar a l’alumnat construir una Balança d’Arguments (fig. 3) pot ajudar-lo a visualitzar els arguments segons el tipus i la rellevància i a prendre

5 Cacera d’Arguments, consultable a (https://app.box.com/s/ wwqlh04bxy0r80r52n64cdbofsxytcoc .

una decisió i fer explícits els valors que s’estan mobilitzant. Per exemple, el context dels additius alimentaris (Garcia-Herrero i Mariné-Font, 2018) permet evidenciar que algunes decisions i valoracions negatives del terme component químic rauen, de fet, en pors, creences o tecnofòbies (hàbits, creences, identitats i valors) que convé explicitar. També pot ser útil usar cadenes de causes, organitzadors gràfics en forma de diagrama de flux on l’alumnat pugui establir un esquema de relacions entre causes i conseqüències,6 identificar-ne les conseqüències secundàries o fins i tot distingir-ne els impactes: conseqüències sobre les persones, sobre l’economia, sobre el medi ambient... Convidar l’alumnat a escriure un assaig sobre el dilema és també una manera de promoure l’organització d’idees per a la presa de decisions, que comentem al següent apartat. 5. Actuar Una ciutadania que és capaç de prendre decisions en dilemes participats per la ciència, però no de portar-les a terme, no és una ciutadania completa, en els termes de governança, sobirania i transparència que promou la Unió Europea i que s’intenten promoure des dels marcs de la Recerca i la Innovació Responsable (Alcaraz-Domínguez, Barajas, Malagrida i Pérez, 2015). Això implica que, a més d’aprendre a comprendre i decidir, cal ensenyar l’alumnat a actuar, a identificar i usar palanques d’actuació social que permetin incidir sobre el que passa al seu voltant. Imaginem, per exemple, que proposem a l’alumnat una controvèrsia sobre si acceptar o

6 Exemple de cadenes de causes del ProjecteC3: https://app.box.com/s/d4a qflxuflvxebhv0rkuc4b1af3vp0nc

Els docents hem de tenir clar que… • L’alumnat sol tenir dificultats per identificar els marcs morals i ètics que utilitza o enquadrar-los en «modes de pensament» més globals. Convé parlar-los explícitament de posicionaments socials (ecofeminisme, neoliberalisme...) i aproximacions filosòfiques (utilitarisme, ètiques del deure o la virtut...). • Sospesar arguments de diferent natura i rellevància pot suposar una càrrega cognitiva excessiva que resulti en cercles de reflexió repetitius i interminables. S’han d’aportar als alumnes eines per a mapejar aquests arguments. • Per als alumnes pot resultar incòmode el fet que una CSC no tingui una resposta correcta. Convé tractar explícitament això amb els alumnes: els valors personals i socials resulten en respostes molt variades, i el repte com a ciutadans és trobar punts d’encontre i convivència, evitant la inclinació a judicar els valors dels altres més enllà de fer-los explícits (es discuteix aquest punt a les conclusions de l’article).

no l’ús de fertilitzants elaborats amb «amoníac verd», tal com proposa el recurs Teach4Life.7 Un cop presa una decisió (per exemple, contrària al seu ús), sap l’alumnat com promoure que aquesta decisió que ha pres es porti a terme? Si hem provat de fer activitats similars, haurem vist

7 Recurs Theach4Life disponible a https://www.teach4life.eu/es/ competencias/ciencia/ssi/quimica .

que sovint el marc de palanques d’actuació que és capaç d’identificar l’alumnat es limita a la imposició de multes o a les prohibicions. Però aquestes són actuacions que no estan directament a les mans de la ciutadania i que deixen de banda un rang ampli del seu exercici. En aquest sentit, pot ser útil demanar a l’alumnat que es posicioni. Això pot fer-se proporcionant-li bastides perquè redacti assajos

Consideracions finals En relació a la definició dels dilemes, un efecte habitual en el treball amb CSC a l’àrea de la química és que els contextos i dilemes deriven sovint en aspectes relatius a la salut i l’alimentació, els ecosistemes i la sostenibilitat, el que pot fer que siguin altres models (els biològics) els que acabin assumint el pes de la controvèrsia, en lloc dels que volíem treballar (els químics). Assumint que qualsevol treball contextualitzat implicarà una certa interdisciplinarietat, sí que és oportú preguntar-nos quins tipus de controvèr8 Bastides per a la redacció d’assajos amb apartat de «pla d’actuació», consultables a (https://sites.google. com/a/xtec.cat/c3/gèneres-discursius/ assajos-científics , Domènech-Casal, 2022)

Estratègies didàctiques número 31

Eines i estratègies per al treball amb controvèrsies a l’aula

Figura 3. La Balança d’Arguments permet categoritzar diferents arguments segons el tipus de suport i representar-ne (més gran, més petit) la rellevància de manera gràfica. Imatge modificada de https://app.box.com/s/ nv82nmdj4lhkpfsmr9gcll83j74bt2mo , Domènech-Casal (2022).

amb un apartat final de «pla d’acció»8 que detalli quines actuacions caldria dur a terme. Per a això cal oferir a l’alumnat un catàleg d’actuacions (moratòria, instància, recurs, vaga...) que ampliï la mirada tot el possible pel que fa a l’acció ciutadana i diversifiqui les decisions més enllà d’un sí o un no (fig. 4) amb solucions de compromís entre postures (moratòria, mitigació…). Aquesta mirada connecta les CSC amb l’aprenentatge servei, on les decisions, el compromís i les accions de l’alumnat tenen impacte directe en el món real, transformant-lo. Si bé és cert que des d’un punt de vista logístic no sempre es podrà desplegar del tot aquest component d’acció i ens haurem de limitar a «com ho faríem», sí que és important que en el marc d’alguna activitat de controvèrsia promovem accions reals que connectin l’alumnat amb les palanques d’actuació immediata: la regidoria de medi ambient del municipi, l’Oficina d’Atenció al Ciutadà, el Síndic de Greuges...

Educació Química EduQ

número 31

Figura 4. Catàleg d’actuacions per ajudar l’alumnat a concebre diferents palanques d’acció ciutadana i seleccionar-les.

Els docents hem de tenir clar que… • Els alumnes solen tenir poca formació en l’exercici de la ciutadania (més enllà de votar i pagar impostos) i cal crear espais per ensenyarlos-ho explícitament (què és una moratòria, què és un consorci...). • Cal ajudar l’alumnat a establir vincles reals, no virtuals o ficticis, amb canals d’acció ciutadana (anar a l’ajuntament, a l’OAC, fer una instància, visitar una ONG o casal social...) perquè estiguin a l’abast de l’alumnat quan ja no estigui en el sistema educatiu. • La connexió del treball amb CSC amb actuacions és més factible quan els dilemes se situen en entorns locals i propers. Per exemple, a partir del consum d’aigua embotellada (Blanco, Franco-Mariscal i España-Ramos, 2015), poden existir diferents formulacions del dilema més o menys situades: Prohibim la venda d’aigua embotellada?; Prohibim la venda d’aigua embotellada al barri?; Fem una norma a l’escola per la qual no es pugui consumir aigua embotellada?, que tindran diferents oportunitats d’actuació.

sies ens permeten posar el focus en la química. Això segurament és més fàcil en contextos del tipus Ciència-Tecnologia-Societat (CTS) (Vázquez-Alonso i Manassero,

2012), relatius a l’extracció i l’obtenció de nous materials o processos industrials i de síntesi, com la mineria, la nanotecnologia o els nous materials, o les aporta-

cions de la química als nous reptes que afronta la humanitat: el canvi climàtic, la crisi hídrica i l’exhauriment de recursos minerals, entre d’altres. D’altra banda, possiblement no totes les temàtiques tenen en les CSC el seu millor espai. Per exemple, pot ser més adient treballar la taula periòdica des de la perspectiva de la història de la ciència o la naturalesa de la química que no pas des del context d’una CSC. Els diferents processos que hem proposat per al treball amb CSC (proposar un dilema, analitzar críticament informacions, prendre decisions i actuar) es poden ordenar en forma de seqüències didàctiques. Per exemple, el CSCFrame (fig. 5) proposa tres etapes: la lectura crítica, el debat i

Estratègies didàctiques 9 ProjecteC3 consultable a https://sites. google.com/a/xtec.cat/c3/home .

3) Es resol el repte/pregunta, s’articulen raonaments i lèxic específic i es fa algun tipus de transferència (fent prediccions o induccions, aplicant-ho a altres contextos o exemples...). Per a això, un instrument d’utilitat pot ser demanar a l’alumnat l’escriptura d’un assaig al voltant de la controvèrsia. La Rúbrica McLeares (DomènechCasal, 2017) concreta de manera detallada aquests indicadors per a un assaig escolar i pot ser d’utilitat en aquest sentit.

Per acabar, voldríem destacar que el paper de les CSC, a més d’aprendre sobre química, és el d’aprendre sobre com coneixem i sobre com decidir i actuar. En aquest sentit, fer emergir en les CSC els valors i les formes de donar veracitat a les fonts és un aspecte més important que no pas el d’arribar a una resposta correcta en el dilema. Més que pretendre que el nostre alumnat es basi només en la ciència per prendre decisions, potser el que és útil i possible és ajudar-los a adonar-se de quins són els fonaments i processos pels quals

Els docents hem de tenir clar que… • El treball amb CSC suposa el desenvolupament de marcs mentals i lingüístics que són difícils desplegar en una sola activitat. La complicitat en l’àmbit de departament i de centre és necessària per poder desplegar un ús continuat i consistent de l’enfocament didàctic. • Si bé treballar amb CSC del món real pot ser més rellevant i fàcil de connectar amb el treball amb actuacions, treballar amb CSC versemblants que emulin el món real facilita reutilitzar les activitats al llarg de diversos cursos. • La pràctica de treballar CSC, comentant de manera espontània i breu una notícia de diari sense més anàlisi, tot i que pot semblar una manera àgil de connectar la química amb el món real, pot contribuir a l’alimentació de la idea equivocada que per decidir sobre problemàtiques no és necessari informar-se o analitzar críticament i pausadament dades i informacions. • Cal ajudar l’alumnat a assumir la incertesa. Saber que no sempre necessitem —o podem tenir— una garantia clara del que és cert o convenient també és progressar cap a la maduresa ciutadana.

número 31

l’escriptura d’un assaig, proporcionant bastides lingüístiques de suport per a cadascuna de les etapes, que han de tenir el seu mirall en l’avaluació. De fet, les CSC suposen també la necessitat d’un treball integrat amb la llengua, perquè impliquen destreses lingüístiques (justificar, argumentar, debatre oralment...) que cal ensenyar també a l’aula de ciències, com a suport als processos cognitius que volem promoure, pel que poden ser d’utilitat bastides que es proposen al ProjecteC3.9 L’avaluació i la qualificació en el treball amb CSC ha d’apuntar a objectius competencials, no merament si l’alumnat és capaç d’exposar el model químic (estructura de l’àtom, enllaç químic, reacció química...), sinó si sap usar-lo de manera explícita i consistent per resoldre problemàtiques, la qual cosa pot avaluar-se concretant els següents indicadors globals (Domènech-Casal, 2023): 1) Es resol el repte/pregunta, però no se n’articulen raonaments ni lèxic específic al voltant. 2) Es resol el repte/pregunta, i se n’articulen raonaments i lèxic específic al voltant.

Eines i estratègies per al treball amb controvèrsies a l’aula

Figura 5. Seqüència CSCFrame per al desplegament didàctic d’activitats CSC. https://sites.google.com/site/cscframe/home Domènech-Casal, 2017.

Educació Química EduQ

número 31

Per a això, un instrument d’utilitat pot ser demanar a l’alumnat l’escriptura d’un assaig al voltant de la controvèrsia. La Rúbrica McLeares (Domènech-Casal, 2017) concreta de manera detallada aquests indicadors per a un assaig escolar i pot ser d’utilitat en aquest sentit.

prenem les decisions (el que s’anomena cognició epistèmica), quines vulnerabilitats ocasionen aquestes maneres de prendre decisions i com fer-hi front. Agraïments Aquest article s’inscriu en la tasca de recerca del Grup LIEC de la UAB, i el projecte de suport a l’activitat científica dels grups de recerca de Catalunya de l’AGAUR 2021 SGR 00647. Referències Alcaraz-Domínguez, S.; Barajas, M.; Malagrida, R.; Pérez, F. (2015). «Els projectes Europeus Engaging Science, Xplore Health, RRI Tools i Scientix. Finestres a la formació i la participació en comunitats docents per al treball amb Controvèrsies i Recerca i Innovació Responsables». Ciències: revista del professorat de ciències de Primària i Secundària, núm. 30, p. 47-54. Blanco, A.; Franco-Mariscal, A. J.: España-Ramos, E. (2015). «Enseñar química en el contexto de problemas y situaciones de la vida diaria relacionados con la salud». Educació Química: EduQ, núm. 20, p. 40-47.

Domènech-Calvet, A. M.; Márquez, C. (2014). «¿Cómo justifican los alumnos el desacuerdo científico relacionado con una controversia sociocientífica?». Revista Eureka Enseñanza y Divulgación de Las Ciencias, núm. 11, n.º 3. Domènech-Casal, J.; Marchán-Carvajal, I.; Vergara, Q. (2015). «Experiències d’aula amb el treball amb Contro-vèrsies Sòciocientífiques. Educació per al Desenvolupament i la Salut, Pseudociències i eines per a l’avaluació d’activitats». Ciències: revista del professorat de ciències de Primària i Secundària, núm. 30, p. 32-38. Domènech-Casal, J. (2017). «Propuesta de un marco para la secuenciación didáctica de Controversias Sociocientíficas. Estudio con dos actividades alrededor de la genética». Revista Eureka Sobre Enseñanza Y Divulgación De Las Ciencias, vol. 14, núm. 3, p.601-620. Domènech-Casal, J. (2018). «Comprender, Decidir y Actuar: una propuesta-marco de Competencia Científica para la Ciudadanía». Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, vol. 15, núm. 1. Domènech-Casal, J. (2019). Aprenentatge Basat en Projectes, Treballs pràctics i Controvèrsies. 28 experiències i reflexions per a ensenyar Ciències. Barcelona: Rosa Sensat. Domènech-Casal, J. (2022). Mueve la Lengua, que el cerebro te seguirá. 75 acciones lingüísticas para enseñar a pensar Ciencias. Barcelona: Editorial Graó. Domènech-Casal, J. (2023). «Reflexions i orientacions per al desplegament del nou currículum de Ciències a l’ESO». Ciències: revista del professorat de ciències de Primària i Secundària, núm. 45, p. 55-72. España, E.; Prieto, T. (2010). «Problemas sociocientíficos y en-

señanza-aprendizaje de las ciencias». Investigación en la escuela, núm. 71, p. 17-24. Farró, L.; Lope, S.; Marbà, A.; Oliveras, B. (2015). «Les controvèrsies sòcio-científiques com a contextos d’aprenentatge i comunicació a l’aula. Anàlisi de crítica de la informació i habilitats comunicatives». Ciències: revista del professorat de ciències de Primària i Secundària, núm. 30, p. 39-46. Garcia-Herrero, E.; Mariné-Font, A. (2018). «Els additius alimentaris». Educació Química: EduQ, núm. 24, p. 20-26. Jiménez-Liso, R.; Díaz-Moreno, N. (2014). «¿Depurar el agua en Almería? ¿Para qué? El uso de las controversias socioquímicas en la prensa». Educació Química: EduQ, núm. 24, p. 20-26. Vázquez-Alonso, A.; ManasseroMas, M. A. (2012). «Secuencias de Enseñanza-aprendizaje CTS contextualizadas en química del proyecto EANCYT». Educació Química: EduQ, núm. 11, p. 32-39.

Jordi Domènech-Casal Professor de secundària a l’Institut Marta Estrada, de Granollers, i professor associat al Departament de Didàctica de la Matemàtica i les Ciències Experimentals de la UAB. Ha participat com a assessor tècnic docent en diferents programes d’innovació educativa (Llegir per Aprendre, STEAMCat) i és autor d’articles i llibres sobre ensenyament de les ciències, entre els quals Aprenentatge Basat en Projectes, treballs pràctics i controvèrsies. 28 experiències i reflexions per a ensenyar ciències (Rosa Sensat, 2019).

DOI: 10.2436/20.2003.02.241 http://scq.iec.cat/scq/index.html

El suministro europeo de materias primas críticas como tema sociocientífico en la enseñanza de química Europe’s supply of critical raw materials as a socioscientific issue in chemistry teaching

Jana-Christin Bütow / Waldschule Hagen-Beverstedt (Alemania) Ingo Eilks / Departamento de Biología y Química. Universidad de Bremen; Instituto de Didáctica de la Ciencia. Bremen (Alemania)

resumen Toda economía depende del suministro de materias primas. Algunas de ellas, las llamadas materias primas críticas (MPC), son escasas o solo se producen en unos pocos países, y pueden crear un riesgo en el suministro. La Unión Europea publica cada tres años una lista de MPC para la economía europea. Se describe un entorno de aprendizaje digital para que el alumnado pueda aprender sobre estas materias y cuestiones sociocientíficas, así como los resultados preliminares en las clases de química.

palabras clave Cuestiones sociocientíficas, materias primas críticas, aprendizaje con medios digitales, aprendizaje cooperativo.

abstract Every economy depends on the supply of raw materials. Some raw materials, referred to as critical raw materials (CRM), are rare or only produced in a few countries, and this can create a supply risk. Every three years, the European Union publishes a list of these CRM for the European economy. This article describes a digital learning environment with which pupils can learn about these materials and socioscientific issues, and explains the results of the first experiences in chemistry classes.

keywords Socioscientific issues, critical raw materials, learning with digital media, cooperative learning.

resum Tota economia depèn del subministrament de matèries primeres. Algunes, les anomenades matèries primeres crítiques (MPC), són escasses o només es produeixen en uns quants països, i poden crear un risc en el subministrament. La Unió Europea publica cada tres anys una llista d’MPC per a l’economia europea. S’hi descriu un entorn d’aprenentatge digital perquè l’alumnat pugui aprendre sobre aquestes matèries i qüestions sociocientífiques, així com els resultats preliminars a les classes de química.

paraules clau Qüestions sociocientífiques, matèries primeres crítiques, aprenentatge amb mitjans digitals, aprenentatge cooperatiu.

ISSN 2013-1755, SCQ-IEC Educació Química EduQ número 31 (2023), p. 33-39

El subministrament europeu de matèries primeres crítiques com a tema sociocientífic a l’ensenyament de química

1. Introducción La economía de cualquier país industrializado depende del suministro de materias primas. En este contexto, la Comisión Europea escribe: «Raw materials are crucial to Europe’s economy. They form a strong industrial base, producing a broad range of goods and applications used in everyday life and modern

technologies. Reliable and unhindered access to certain raw materials is a

Educació Química EduQ

número 31

growing concern within the EU and across the globe» (Comisión Europea, 2020a).

Antes de la escasez de suministro y la restricción de las rutas de suministro como consecuencia de la pandemia de COVID-19 y de las crecientes tensiones políticas con China o Rusia, intensificadas por el inicio del ataque de Rusia a Ucrania, la garantía del suministro con materias primas ya era, para la economía europea, una preocupación social importante con un trasfondo científico-técnico: una cuestión sociocientífica (Sadler, 2011). Las materias primas críticas (MPC) se definen como aquellas que son de gran importancia para la economía en una determinada zona y que, a la vez, tienen cierto riesgo en el suministro (Comisión Europea, 2020a). El riesgo puede ser debido a que estas materias primas son escasas en todo el mundo. Esto ocurre, por ejemplo, en el caso del platino, que solo está presente en la corteza terrestre en un valor aproximado de 0,005 ppm. Sin embargo, también puede ocurrir que haya una gran dependencia del suministro por el hecho de que estas materias primas solo están disponibles en pocos países o que solo se extraen en condiciones económicamente viables. El ejemplo más conocido es segura-

Figura 1. Países con mayor porcentaje de abastecimiento de MPC para la UE (Comisión Europea, 2020b). mente el de las tierras raras. En este caso, la Unión Europea (UE) satisface cerca del 98 % de sus necesidades de suministro exclusivamente en la República Popular China (fig. 1). Además, algunas materias primas se producen en regiones que son políticamente inestables o conflictivas. Este es el caso, por ejemplo, del cobalto y el tantalio, que se extraen principalmente en la República Democrática del Congo (fig. 1). Desde el año 2011, la Comisión Europea analiza cada tres años la importancia económica y el riesgo de suministro de las materias primas no agrícolas más importantes para garantizar su suministro. También del caucho natural, que es la única materia prima agrícola de la lista debido a su importancia para la producción de neumáticos. En otras entidades, como por ejemplo el US Geological Survey en EE. UU., también realiza análisis similares que evidentemente obtienen resultados diferentes debido a otras necesidades económicas y al hecho de poseer recursos propios diferentes de los europeos. No obstante, Estados Unidos clasifica actualmente como críticas un total de 50 materias primas minerales, entre ellas las menas de algunos metales industriales o las tierras

raras, y también el espato flúor y el grafito (US Geological Survey, 2022). EE. UU. se refiere no solo a la importancia para la economía, sino también para la seguridad nacional, y define los minerales críticos de la forma siguiente: «The Energy Act of 2020 defines a critical mineral as a non-fuel mineral or mineral material essential to the economic or national security of the U.S. and which has a supply chain vulnerable to disruption. Critical minerals are also characterized as serving an essential function in the manufacturing of a product, the absence of which would have significant consequences for the economy or national security» (US Geological Survey, 2022).

En 2011 se incluyeron por primera vez 14 materias primas críticas en la lista de materias primas críticas de la UE. En 2014 la lista era de 20, en 2017 el número se incrementó hasta 27 y en 2020 ya había las 30 materias primas críticas que consideramos actualmente. Sin embargo, también se consideran materias primas las del grupo del platino o de las tierras raras ligeras y pesadas. Por lo tanto, hay más de 40 materias primas en total que se consideran críticas para la economía europea.

Innovació a l’aula Figura 2. Acceso a materias primas críticas en el entorno de aprendizaje basado en la Comisión Europea (2020b). potenciales de los avances químico-técnicos. También pueden incluirse en este contexto los principios de la química sostenible: ciclos cerrados de materiales, química verde, minimización de residuos, optimización de procesos y eficiencia energética. En este artículo se presenta un entorno digital de aprendizaje que el profesorado puede utilizar de formas diversas en la enseñanza para permitir estrategias de aprendizaje individualizado y cooperativo. El entorno de aprendizaje está disponible en alemán y en inglés, y puede transferirse a otros idiomas como Recurso Educativo Abierto (REA) y adaptarse en cada caso. 2. Aprendizaje digital y cooperativo sobre materias primas críticas en las clases de química Basándose en la Cognitive Load Theory (Sweller, 2005) y en la Cognitive Theory of Multimedia Learning (Mayer, 2014), se creó un entorno de aprendizaje digital a partir de la lista de materias primas críticas de la Comisión Europea (Comisión Europea, 2020b). El entorno de aprendizaje se programó con el software gratuito de código abierto H5P.

Este programa ofrece más de 40 tipos de contenidos diferentes (Joubel, 2022). Los entornos de aprendizaje se adaptan a cualquier dispositivo, por lo que son compatibles con el PC, el smartphone o la tableta. Para el entorno de aprendizaje se eligió el tipo de contenido H5P image hotspots. Basándose en los datos y las clasificaciones de la Comisión Europea (Comisión Europea, 2020b), se creó un diagrama de dispersión con 30 puntos de información sobre los que se podía hacer clic para acceder a la información (fig. 2). Los puntos de información indican las posiciones de las materias primas en función de su importancia económica y del riesgo de suministro. Detrás de cada punto hay informaciones sobre la materia prima crítica correspondiente, que siempre está estructurada de la misma manera, y sobre el origen de las materias primas. Se explica también su uso, por qué es una materia prima crítica y si existen sustancias alternativas (fig.2). Consultando la información, los alumnos perciben hasta qué punto la dependencia de las importaciones de materias primas puede repercutir en la economía

número 31

El suministro europeo de materias primas críticas como tema sociocientífico en la enseñanza de química

Una posible solución para el suministro de materias primas críticas sería un buen sistema de recogida y reciclaje. Sin embargo, para muchas de ellas esto aún no está establecido. Por ejemplo, en Alemania solo se recuperan mediante el reciclaje el 1 % de las tierras raras que son importantes para la industria electrónica y la expansión de las energías renovables. La falta de reciclaje también afecta a la mayoría del resto de materias primas críticas de la lista (Comisión Europea, 2020b). Del 77 % de todas las materias primas de la lista solo se reciclan aproximadamente un 10 % (Furze & Harrison 2021, p. 4). Por lo tanto, llevar a las aulas actividades sobre la cuestión sociocientífica del suministro de materias primas críticas contribuye a la educación para el desarrollo sostenible en la enseñanza de química (Burmeister, Rauch y Eilks, 2012). Esto permite aprender, desde la perspectiva de los productos químicos, sobre posibles cambios en las materias primas, que se trata en detalle en el Global Chemicals Outlook del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (UNEP, 2019) y, por consiguiente, hace posible contribuir al aprendizaje sobre el desarrollo de una química sostenible (Zuin, Eilks, Elschami y Kümmerer, 2021). Hasta ahora, el tema de las materias primas críticas no está incluido de manera específica en las directrices curriculares. Sin embargo, el tema puede abordarse en el primer ciclo de secundaria en los temas de los metales y su extracción, así como en las familias de elementos, la estructura atómica y la tabla periódica de materias primas fundamentales. En el segundo ciclo de secundaria, el tema puede utilizarse como punto de partida de preguntas mediante las cuales se pueden evaluar las consecuencias

Educació Química EduQ

número 31

Figura 3. Textos del entorno digital de aprendizaje sobre materias primas críticas con el ejemplo del cobalto. de Europa, ya que casi todas las materias primas críticas (con algunas excepciones, véase fig. 1) casi no se extraen en la UE. Además, algunas informaciones sobre el uso de materias primas se muestran a través de ejemplos familiares para el alumnado, y cuya importancia social y económica les resulta reconocible. Además, los alumnos pueden acceder a información sobre las posibilidades de sustitución y de reciclaje de las distintas sustancias, y constatar que muchas materias primas críticas son difíciles o imposibles de sustituir. La información está muy simplificada, de manera que incluso los alumnos más jóvenes pueden realizar, de forma autónoma, el estudio y evaluación de alguna materia prima y de esta manera sensibilizarse sobre aspectos de economía sostenible. 3. Utilización del entorno de aprendizaje en las clases de química El entorno de aprendizaje puede utilizarse de forma coope-

rativa, promoviendo el trabajo en equipo, la autonomía y la capacidad de comunicación. El aprendizaje cooperativo tiene como principal objetivo el aumento de la implicación del alumnado para conseguir un aprendizaje más eficaz (Lazarowitz y Hertz-Lazarowitz, 1998). Se utilizó la técnica Jigsaw, también conocida como técnica del puzle o del rompecabezas en grupos, o grupos base y grupos de expertos (Aronson et al., 1978). Se dedicaron dos horas lectivas (de 45 minutos cada una) a la realización de esta dinámica grupal. El punto de partida fueron objetos cotidianos. Se formaron cinco grupos de expertos, cada uno de los cuales se ocupó de un smartphone, un coche eléctrico, una turbina eólica, un sistema solar y la industria de la iluminación. Especialmente tras la pandemia de COVID-19 se han originado problemas de suministro relacionados con los smartphones, las tabletas y los coches eléctricos. También, a partir del

año 2022, se ha producido un fuerte aumento de los precios de la energía debido a la invasión de Ucrania por parte de Rusia. Los alumnos pueden establecer conexiones con su vida cotidiana y sus hábitos de consumo y reconocer la problemática. Los grupos de expertos utilizan el entorno de aprendizaje para explorar el concepto de materias primas críticas. Identifican las materias primas críticas utilizadas en productos cotidianos, el motivo por el cual son críticas y si existe posibilidad de sustitución. Los expertos de cada grupo inicial son los responsables de cada uno de los cinco temas cuando vuelven a los grupos base. A continuación, los alumnos se explican entre sí qué materias primas críticas han identificado y para qué se utilizan. Al final, todo el grupo discute sobre la experiencia de aprendizaje y sobre el papel que las materias primas críticas juegan en los productos cotidianos modernos y en la economía. El debate puede llevarse a cabo en pequeños

Innovació a l’aula Figura 4. Comentarios de los alumnos del primer ciclo de secundaria. grupos o puede ser dinamizado en todo el grupo clase. 4. Experiencias y comentarios del alumnado El entorno de aprendizaje se utilizó con la dinámica de grupos anteriormente descrita en cuatro grupos clase. Participaron alumnos de dos cursos del primer ciclo de secundaria (14-15 años; N = 44) y de dos clases al inicio del segundo ciclo de secundaria (16-17 años; N = 35). Los comentarios del alumnado sobre el entorno de aprendizaje digital y las clases se recogieron mediante un cuestionario. Los comentarios muestran que el tema despertó el interés de los alumnos y les resultó muy motivador. También muestran que, en todos los grupos de alumnos, el 94 % de los alumnos disfrutó del trabajo en el entorno de aprendizaje. Los alumnos vieron el valor de este entorno principalmente en la presenta-

ción resumida de las informaciones. Además, valoraron la forma de presentación y la facilidad de uso del entorno de aprendizaje como aspectos positivos. También es interesante que más de la mitad de los alumnos afirmaron que antes no habían oído hablar de las materias primas críticas. Sin embargo, después de dos horas de clase, el 93 % (73 de 79 alumnos) consideró que podía apreciar la importancia de las materias primas críticas. El 85 % de los alumnos piensa que este tema debería tratarse más en las clases de Química y el 87 % lo considera importante. Los alumnos también manifestaron el deseo de acceder a más informaciones y continuar con más posibilidades de investigación. Naturalmente, la valoración de los alumnos del segundo ciclo de secundaria fue algo más positiva que la de los alumnos de los primeros cursos (figs. 4 y 5), ya que fueron más capaces de

El entorno de aprendizaje presentado demuestra que es posible desarrollar, de manera guiada, las ideas básicas del concepto de materias primas críticas en el alumnado de las clases de química a partir del primer curso de secundaria (14-15 años). aprovechar la información ofrecida. Los resultados de las respuestas a las preguntas tipo Likert se vieron corroboradas por los comentarios de los alumnos a una pregunta abierta sobre lo que creían que habían aprendido (fig. 6).

El suministro europeo de materias primas críticas como tema sociocientífico en la enseñanza de química

número 31

Educació Química EduQ

número 31

Figura 5. Comentarios de las dos clases al inicio del segundo ciclo de secundaria.

Figura 6. Respuestas de los alumnos a una pregunta abierta sobre lo aprendido.

Referencias Aronson, E.; Stephan, C.; Sikes, J.; Blaney, N.; Snapp, M. (1978). The Jigsaw Classroom. Beverly Hills, CA: Sage Publication. Burmeister, M.; Rauch, F.; Eilks, I. (2012). «Education for Sustainable Development (ESD) and secondary chemistry education». Chemistry Education Research and Practice, vol. 13, nº. 2, p. 59-68. European Commission (2020a). Critical raw materials. Internal Market, Industry, Entrepreneur-

Innovació a l’aula

US Geological Survey (2022). 2022 list of critical minerals. USGS Science for changing world. <https://www.usgs.gov/news/ national-news-release/ us-geological-survey-releases2022-list-critical-minerals> (Consulta: 09 enero 2023). Zuin, V.G.; Eilks, I.; Elschami, M.; Kümmerer, K. (2021). «Education in Green Chemistry and in Sustainable Chemistry: Perspectives towards sustainability». Green Chemistry, vol. 23, p. 1594-1608.

número 31

ship and SMEs. <https://ec. europa.eu/growth/sectors/ raw-materials/areas-specificinterest/critical-raw-materials_ en> (Consulta: 09 enero 2023). European Commission (2020b). Study on the EU’s list of critical raw materials. <https://ec.europa. eu/docsroom/documents/ 42883/attachments/2/translations/en/renditions/native> (Consulta: 09 enero 2023). Furze, J.; Harrison, T. (2021). Elements in danger! When talking of finite resources, the chemical elements themselves are often overlooked. Learn more about elements in danger. Science in School. The European journal for science teachers, p. 1-6. Joubel (2022). Create, share and reuse interactive HTML5 content in your browser. H5P. <https:// h5p.org> (Consulta: 09 enero 2023). Lazarowitz, R.; Hertz-Lazarowitz, R. (1998). «Cooperative learning in the science curriculum». In B. J. Fraser, K. B. Tobin (ed.): International Handbook of Science Education, p. 449-470. Dordrecht: Kluwer. Mayer, R. E. (2014). «Cognitive Theory of Multimedia Learning». In R. E. Mayer (ed.): The Cambridge Handbook of Multimedia Learning (2 ed.) p. 43-71. New York: Cambridge. Sadler, T. D. (2011). Socioscientific issues in the classroom. Cham: Springer. Sweller, J. (ed.). (2005). «Implications of cognitive load theory for multimedia learning». In R. E. Mayer (ed.): The Cambridge Handbook of Multimedia Learning, p. 19-30. New York: Cambridge University Press. UNEP (eds.) (2019). Global chemicals outlook II. UN environment programme. <https://www. unep.org/resources/report/ global-chemicals-outlook-iilegacies-innovative-solutions> (Consulta: 09 enero 2023).

Jana-Christin Bütow Estudió química y español para la docencia en la Universidad de Bremen entre 2017 y 2022. Actualmente, es profesora en prácticas en el Studienseminar Stade y en el instituto Waldschule Hagen-Beverstedt. C. e.: janabuetow@web.de

Ingo Eilks Catedrático de didáctica de química en la Universidad de Bremen. Sus principales áreas de trabajo incluyen métodos alternativos de enseñanza, enseñanza sociocrítica, educación para el desarrollo sostenible y aspectos de la educación extraescolar y universitaria. En el año 2017 recibió el Award for Outstanding Contributions to the Incorporation of Sustainability into Chemical Education de la American Chemical Society. C. e.: ingo.eilks@uni-bremen.de

El suministro europeo de materias primas críticas como tema sociocientífico en la enseñanza de química

5. Perspectivas El entorno de aprendizaje presentado demuestra que es posible desarrollar, de manera guiada, las ideas básicas del concepto de materias primas críticas en el alumnado de las clases de química a partir del primer curso de secundaria (14-15 años). Este entorno es adecuado para contribuir a sensibilizar a los alumnos de la limitada disponibilidad de determinadas e importantes materias primas, así como sensibilizarlos de los posibles riesgos de suministro. Se espera que esto pueda ser también una contribución al consumo responsable, que a largo plazo y complementado con otras actividades de aprendizaje, oriente al alumnado a actuar de forma más sostenible. El entorno de aprendizaje en alemán e inglés puede consultarse en el siguiente enlace:

DOI: 10.2436/20.2003.02.242 http://scq.iec.cat/scq/index.html

From science to society: problem-solving towards socioscientific decision-making in chemistry De la ciència a la societat: resolució de problemes per a la presa de decisions sociocientífiques en química

ISSN 2013-1755, SCQ-IEC Educació Química EduQ número 31 (2023), p. 40-49

Miia Rannikmäe, Jack Holbrook, Regina Soobard , T. B. M. Chowdhury / University of Tartu, Estonia

abstract The teaching of chemistry not only impacts on the future workforce but also enables students to be involved in gaining a range of educational competences. However, the value of learning chemistry is not immediately apparent and can often ignore the need for relevance, especially societal relevance. This article looks at the purpose of teaching chemistry and focuses on an approach that builds on relevance towards the development of problem-solving and introducing socioscientific decision-making.

keywords Chemistry, scientific literacy, socioscientific issues, problem-solving, decision-making.

resum Els estudis de química no només han de servir per tenir més professionals d’aquest àmbit en el futur, sinó que han de servir perquè els estudiants adquireixin competències científiques per a la vida. Tanmateix, el valor de l’aprenentatge de la química no és evident de manera immediata i sovint pot semblar poc necessari i rellevant, especialment per a la societat. Aquest article analitza la finalitat de l’ensenyament de química i se centra en un enfocament que es basa en la seva importància per a la resolució de problemes i la presa de decisions sociocientífiques.

paraules clau Química, alfabetització científica, qüestions sociocientífiques, resolució de problemes, presa de decisions.

Introduction Teaching within the chemistry classroom always has a dilemma between two paradigms: 1. Do we teach the subject of chemistry so that this provides one of the learning components and which, when combined with the provision of other subjects, forms the overall education provision for students? or 2. Do we seek to provide an education for students, one aim

of this being the education being promoted through the teaching in the chemistry classroom? Holbrook and Rannikmäe (2009) stated that just teaching the subject of chemistry in isolation is seen as promoting the subject as purely an academic exercise, potentially isolating this from the overall education provision to be gained at school. This approach can be viewed as establishing key chemistry-relat-

ed ideas through a logical teaching progression (e.g. following a concept map) and stressing important subject-related uses of the chemistry learned. Such studying of analytical subject learning is not so much for the benefit of society as a whole, although it can prepare students to reflect on the uses, or misuses of applications within the society. However, this approach can be expected to involve students in the development of problem-solv-

A possible approach for the latter can start from previously identified concerns or issues within society, developing educational abilities through scientific conceptual understanding (on a need-to-know basis) in order to acquire problem-solving chemistry skills, and then applying this learning to socioscientific decisionmaking in addressing the importance of scientific advances in the light of the greater society need. A move towards the latter ‘education through chemistry’ approach has gained ground (Holbrook, 2010), noting concerns that the current provision for the learning of chemistry: – Is unpopular and irrelevant in the eyes of students (Gilbert, 2006; Salta and Koulougliotis, 2020; Wu et al., 2001)

These above can be equated with visions for attaining scientific literacy put forward by Roberts (2007; 2014), where the first, or traditional, includes an understanding of scientific processes, practices and basic principles within a strictly scientific context and clearly relates to an emphasis on the formation of science knowledge and skills. Vision II, seen as more pro skills gressive, adds values and necessary for becoming a citizen, and is seen as reflecting on real-life situations that are scientific in nature but influenced by other factors, such as social, political and ethical issues. This latter perspective focuses on decision-making via negotiation related to scientific issues for all citizens, not just those who intend to take up a scientific career. In chemistry teaching, it is important not to be limited to the first ideology, despite the fact that scientific knowledge and skills play a significant role in the learning. Isolation of scientific knowledge and skills from value judgments and the skills needed within society creates a contradiction between developing

attributes for a changing society and recognising the nature of science and its place in driving innovation. Yet, it has been traditional to educate students in school, especially secondary schools, through subject domains and within lessons named according to the domain. This gives the impression that education is the gaining of subject matter. Thus, today in most countries, science lessons are offered in the curriculum, specified as science, or as one or more of its sub-components (e.g. biology, chemistry, physics), or perhaps as a combination of these (e.g. physical science). It does not have to be this way, of course, as it can be amplified by the concept of an integrated day, implemented at the primary level in a number of countries (Deehan, 2022; Lee et al., 2015). So, what is intended in science lessons? A traditional view is that teaching, driven by the subject learning outcomes, is about the acquiring of information and concepts in order to promote intellectual development and provide a base for further subject learning at a higher level. This

Química en context

Even today, in systems where education is intended for all, content knowledge and conceptual understanding still seem to prevail. In chemistry textbook chapter headings are dominated by the subject matter and with heavy inclusion of scientific terminology.

número 31

– Does not promote higher order cognitive skills (da Silva and de Vasconcelos, 2022; Zoller and Tsaparlis, 1997) – Leads to gaps between students’ wishes and teachers’ teaching (Byusa et al., 2022; Erman, 2017) – Is not changing, because teachers are afraid of change and need guidance (Cossa and Uamusse, 2015; Roehrig and Kruse, 2005) – Does not aspire students to take up a career in sciencerelated fields (OECD, 2008; Shwartz et al., 2021)

From science to society: problem-solving towards socioscientific decision-making in chemistry

ing skills through the learning of chemical processes and the ability to apply chemistry-related solutions for industrial processes and applications for the advancement of society’s use, as well as an awareness of learning chemistry for future careers. On the other hand, learning chemistry can be viewed as an educational challenge. As such, it seeks to establish the social relevance for the acquisition of conceptual chemistry ideas, the importance of developing an understanding of conceptual approaches which build on basic ideas enabling complex analytical developments, whilst also debating: (i) The balance of embedding conceptual elements of the teaching of chemistry for the benefit of society as a whole, (ii) The concerns that society faces and enabling decisions making actions that can be considered, as well as (iii) Preparing students for future careers.

Educació Química EduQ

número 31

especially comes about when education is selective and not all students are able to successfully compete for the opportunity to progress to the higher levels of learning (Valladares, 2021). But even today, in systems where education is intended for all (and usually compulsory up to 15/16 years of age), content knowledge and conceptual understanding still seem to prevail. One look at the standard science or chemistry textbook shows chapter headings dominated by the subject matter and with heavy inclusion of scientific terminology. Nevertheless, we are very aware of the dilemmas associated with a subject dominant approach: 1. The science, or chemistry content keeps increasing and even more, increasing at a greater and greater pace (sometimes described as exponential). 2. School science subject teaching has both an obligation to the subject and its developments, but also to the need for education within a modern society, where increasingly technology provides the visible face of science, and 3. Issues associated with technology within society bring science into both an interdisciplinary, social focus and are called upon to play a role in the decision-making processes within society. To tackle the first dilemma, curricula are forced to pick and choose: for example, is the periodic table really a basis for studying chemistry, when organic chemicals dominate the modern technological advances in the material world? Do chemistry curricula need to promote mathematical approaches to phenomena when, in today’s

Chemistry through education

Education through chemistry

Learn the fundamental chemistry knowledge, concepts, theories and laws.

Learn the chemistry knowledge and concepts important for understanding and handling socioscientific issues within society.

Undertake the processes of chemistry through inquiry learning as part of the development of learning to be a scientist (chemist).

Undertake investigatory chemistry problem-solving to better understand the chemistry background related to socioscientific issues within society.

Gain an appreciation of the nature of science from a chemical science point of view.

Gain an appreciation of the nature of science from a societal point of view.

Table 1. A comparison of similarities and differences in philosophical emphases between ‘chemistry through education’ and the alternative ‘education through chemistry’. world, the application of computer programs has overtaken such needs? And can an emphasis on conceptual chemistry meet the demands in society for tackling sustainability demands? With dilemmas 2 and 3, it is appropriate to reflect on whether the goal is the teaching of science through the educational provision, or do we accept the second paradigm and see this as ‘education through science’? Table 1 below seeks to compare both. Promoting students’ decisionmaking skills using socioscientific issues In promoting students’ decision-making skills, many researchers have advocated the inclusion of socioscientific issues (SSIs) in the teaching-learning of science (Cebesoy, 2021; Sadler and Zeidler, 2005; Sakschewski et al., 2014). Zeidler et al. (2005; 2019) define SSIs as scientifically embedded societal concerns, which are controversial in nature, and relevant to the students. Although in the English language, the terms problem and issue are often used interchangeably, socioscientific issues stand apart from the scientific problems. For

example, a scientific problem can be solved through the application of scientific methods, such as experimentation, observation, and analysis. However, the resolution of an SSI requires multiple epistemic perspectives, not only scientific but also social, moral, ethical, political or even economic (Chowdhury et al., 2020). Examples of SSIs include cloning, climate change, vaccination, clean water, animal testing, or even artificial food colours (Hancock et al., 2019; Morris, 2014; Mueller and Zeidler, 2010; Saunders and Rennie, 2013). In chemistry, some examples of SSI are: selecting the location of nuclear power plants, ot the use of harmful ingredients in shower gels and musk fragrances (Marks and Eilks, 2010; Ozturk and Yilmaz-Tuzun, 2017). Understandably, these issues require consideration beyond chemistry facts. Hence, in addressing SSIs, students may be required to undertake dialogues, discussion, debate and even argumentation through utilizing multiple points of view, and thus promote students’: – reasoning skills (Lee and Witz, 2009);

Química en context Figure 1: Phases of teaching to promote socioscientific decision-making. – values and emotions (Reis and Galvão, 2004); – critical thinking (Sadler et al., 2006), and – a positive attitude towards scientific information (Tidemand and Nielsen, 2017). In resolving SSIs, students need to acquire an undertaking of decision-making in a consensus, democratic manner (Eş and Öztürk, 2021; Yacoubian and Khishfe, 2018). Consensus and democratic decision-making skills are often linked to citizenship attributes and hence, it is not surprising that SSIs are further expected to promote students as future citizens who are personally responsible, participatory, justice oriented and politically concerned (Chowdhury et al., 2020).

In implementing SSI in the classroom, researchers suggest that teaching needs to be contextualized (Owens et al., 2021), even situated (Sadler, 2011), and most importantly, student-centred (Eastwood et al., 2012). By providing SSI as a context in which students learn chemistry, students can be expected to gain an awareness of the interrelationship between social, political and scientific perspectives, as they incorporate important chemistry content and practices into the argumentation, reasoning and decision-making processes (Driver et al., 2000; Hodson, 2003; Sadler, 2011; Zohar and Nemet, 2002). In the book Socioscientific Issues in the Classroom: Teaching, Learning, and Research (Sadler, 2011), science education researchers from around

Moving from problem-solving towards socioscientific decision-making can be expected to bring socioscientific issues into the chemistry classroom, seeking to make chemistry teaching more meaningful and relevant to students. the world present examples of classroom-based SSI research with special attention to the nature of SSI interventions and implications for teaching and learning of SSI.

From science to society: problem-solving towards socioscientific decision-making in chemistry

número 31

Educació Química EduQ

número 31

For personal and social development, such skills are viewed as cross-disciplinary and not necessarily dependent directly on concrete subject knowledge, being strongly interrelated to values and attitudes towards chemistry. Thus, moving from problem-solving towards socioscientific decision-making can be expected to bring socioscientific issues into the chemistry classroom, seeking to make chemistry teaching more meaningful and relevant to students. The following figure 1 illustrates a philosophical approach behind the cognitive/contextual focus, which is based on the recognition that there is a need to initiate science education learning from a familiar and student relevant socioscientific issue, thus establishing intrinsic relevance. The figure illustrates how relevance is intended to trigger students’ self-motivation to promote selfinvolvement in the learning. Such motivation is sustained by student involvement, but also by extrinsically relevant aspects supplied by the teacher. Introducing chemistry through a student relevant situation As figure 1 demonstrates: the use of a relevant context-based situation is important, as relevance is a very useful precursor for developing students’ personal interest and a powerful stimulus for science learning (Gilbert, 2006; Pilot and Bulte, 2006). The theoretical construct is that relevance drives students’ motivation to learning and once relevance is established, the motivation for involvement can go beyond the context-based scenario and lead into scenario-related conceptual science learning. Unfortunately, standard approaches, which assume science is inherently interesting for students, if taught well, have been shown to have

Figure 2: Dead Sea – a wonder in the world.

The theoretical construct is that relevance drives students’ motivation to learning and once relevance is established, the motivation for involvement can go beyond the context-based scenario and lead into scenario-related conceptual science learning. little appeal to many students at the secondary level, for a lack of personal and social relevance (Osborne et al., 2003). In addressing this concern, researchers suggest introducing a chemistry topic through socioscientific issues, considering that socioscientific issues are usually embed-

ded within the context of students’ personal and social relevance (Hancock et al., 2019). An example of a situation to introduce chemistry in the classroom is the dead sea. A socioscientific issue associated with the dead sea is whether Israel should develop tourism or protect the natural heritage around the dead sea. The SSI in this case is relevant to both chemistry and society. In addition to that, it also potentially initiates students’ interest and motivation to learn chemistry. Enabling students’ engagement with the situation A relevant SSI provides students with a desire to engage in the chemistry learning, through identifying the problem in the situation, and seeking to solve it by utilising an important chemistry learning component. The learning approach is the students’ emotional engagement first,

Considering factors beyond chemistry An ‘education through chemistry’ approach suggests that only gaining chemistry conceptualisation is not sufficient, and advocates chemistry learning including the resolution of complex socioscientific issues. As SSIs are controversial and ill-structured, they often require consideration from multiple points of views to reach a resolution. Hence, students are required to consider not only the scientific, but also ethical, economic, emotional, political, environmental and value-laden aspects (Chowdhury, 2022). In addition to that, Zeidler et al. (2019) also suggest a need to consider tolerance, mutual respect, and moral sensitivity in addressing a socioscientific issue.

Developing curriculum stipulated chemistry knowledge and skills A concept map leads students to identify the relevant chemistry knowledge and skills they need to solve the problem. In gaining such knowledge and skills through a constructivist approach, teachers need to take the role of facilitators, with students taking an active role in problemsolving (Bruner, 1966). Thus,

Applying chemistry learning in socioscientific decision-making Socioscientific decision-making, utilising chemistry learning, has two major components. First, students are encouraged to consolidate the chemistry ideas introduced. This is achieved by involving students in additional tasks (above and beyond the module) related to the concepts, preferably interlinking with students’ prior concepts, answering written exercises; utilising the jigsaw method, etc. And second, students are required to utilise the chemistry ideas gained in order to (i) be able to transfer scientific ideas to a new, contextual situation, and (ii) participate meaningfully in a decision-making exercise in order to arrive at a

justified decision related to the initial socioscientific situation. Evaluation of the chemistry-embedded socioscientific decision This involves student groups, or whole class interactions, in activities such as debates, role playing or discussions. Students are expected to put forward their points of view, the teacher ensuring they incorporate the new chemistry in a meaningful and appropriate correct manner. Students are thus involved in aspects of argumentation, as well as communicating the new chemistry ideas in a conceptually correct manner. The end result is a set of small group decisions or a consensus decision made by the class as a whole. The actual decision is not, in itself, as important as the justifications put forward, but is expected to comply with social values accepted by the local society as a whole. An example of the above-mentioned framework is briefly introduced in the following: Conclusion This article promotes paradigm 2 by arguing for and putting forward a focus on ‘education through chemistry’ as opposed to ‘chemistry through education’ and in so doing, builds on relevance towards the development

Química en context

Incorporating student-led problem-solving The solution to the chemistry problem, carefully detailed and explored, is expected to be the gateway to the decision-making stage, where the knowledge gained from the problem-solving stage can be used to reflect on the given scenario. A good approach for consolidating this problemsolving in chemistry is to construct a concept map. Creating a concept map can be an introduction to conceptual chemistry learning. It can include new chemistry ideas. To be useful, the learning needs to be put into a scientific context and, in particular, interrelate with other chemistry knowledge. Novak et al. (1983) and Stevenson et al. (2017) have shown that scientific concepts can be interlinked by means of a concept map, based on a theoretical construct to solve a problem. Additionally, compiling concept maps can be a useful assessment exercise in which students can illustrate their learning or scientific patterns —a valuable component in developing chemistry ideas further.

An ‘education through chemistry’ approach suggests that only gaining chemistry conceptualisation is not sufficient, and advocates chemistry learning including the resolution of complex socioscientific issues.

número 31

teachers need to guide students to construct their learning in a self-directed approach and realise that the more practice students have, the more easily and the more capable they are likely to be undertaking chemistry problem-solving.

From science to society: problem-solving towards socioscientific decision-making in chemistry

leading to chemistry learning second. This contrasts with the usual suggested approach: make the chemistry itself interesting within the context so that it then motivates students and at the same time is also relevant to society (Stuckey et al., 2013).

Educació Química EduQ

número 31

of learning through a problemsolving exercise before going further and introducing socioscientific decision-making, relating chemistry to the real world. This, it is proposed, makes the learning of chemistry more interesting.

References Bruner, J. (1966). Toward a theory of instruction (vol. 59). Harvard University Press. Byusa, E.; Kampire, E.; Mwesigye, A. R. (2022). «Game-based learning approach on stu-

dents’ motivation and understanding of chemistry concepts: A systematic review of literature». Heliyon, vol. 8, no. 5, e09541. https://doi.org/ https://doi.org/10.1016/j. heliyon.2022.e09541

Química en context

Education International, vol. 21, no. 2, pp. 80-91. http://www. eric.ed.gov/ERICWebPortal/ contentdelivery/servlet/ ERICServlet?accno=EJ890663 Holbrook, J.; Rannikmäe, M. (2009). «The meaning of scientific literacy». International Journal of Environmental and Science Education, vol. 4, no. 3, pp. 275-288. Lee, H.; Witz, K. G. (2009). «Science teachers’ inspiration for teaching socioscientific issues: Disconnection with reform efforts». International Journal of Science Education, vol. 31, no. 7, pp. 931-960. Lee, Y. J.; Kim, M.; Yoon, H. G. (2015). «The Intellectual Demands of the Intended Primary Science Curriculum in Korea and Singapore: An analysis based on revised Bloom’s taxonomy». International Journal of Science Education, vol. 37, no. 13, pp. 2193-2213. https://doi.org/1 0.1080/09500693.2015.1072290 Marks, R.; Eilks, I. (2010). «Research-based development of a lesson plan on shower gels and musk fragrances following a socio-critical and problemoriented approach to chemistry teaching». Chemistry Education Research and Practice, vol. 11, no. 2, pp. 129-141. https://doi. org/10.1039/c005357k Morris, H. (2014). «Socioscientific Issues and Multidisciplinarity in School Science Textbooks». International Journal of Science Education, vol. 36, no. 7, pp. 1137-1158. https://doi.org/1 0.1080/09500693.2013.848493 Mueller, M. P.; Zeidler, D. L. (2010). «Moral--Ethical Character and Science Education: EcoJustice Ethics Through Socioscientific Issues (SSI)». In D. J. Tippins, M. P. Mueller, M. van Eijck, & J. D. Adams (Eds.), Cultural Studies and Environmentalism: The Confluence of EcoJustice, Placebased (Science) Education, and Indigenous Knowledge Systems,

número 31

of Scientific Argumentation in Classrooms». Science Education, vol. 84, no. 3, pp. 287-312. https://doi.org/10.1002/ (SICI)1098-237X(200005)84:3< 287::AID-SCE1>3.3.CO;2-1 Eastwood, J. L.; Sadler, T. D.; Zeidler, D. L.; Lewis, A.; Amiri, L.; Applebaum, S. (2012). «Contextualizing Nature of Science Instruction in Socioscientific Issues». International Journal of Science Education, vol. 34, no. 15, pp. 2289-2315. https://doi.org/1 0.1080/09500693.2012.667582 Erman, E. (2017). «Factors contributing to students’ misconceptions in learning covalent bonds». Journal of Research in Science Teaching, vol. 54, no. 4, pp. 520-537. E., H.; Öztürk, N. (2021). «An Activity for Transferring the Multidimensional Structure of SSI to Middle School Science Courses: I Discover Myself in the Decision-Making Process with SEE-STEP!». Research in Science Education, vol. 51, no. 3, pp. 889-910. https://doi.org/ 10.1007/s11165-019-09865-1 Gilbert, J. K. (2006). «On the Nature of “Context” in Chemical Education». International Journal of Science Education, vol. 28, no. 9, pp. 957-976. https://doi.org/ 10.1080/09500690600702470 Hancock, T. S.; Friedrichsen, P. J.; Kinslow, A. T.; Sadler, T. D. (2019). «Selecting Socioscientific Issues for Teaching». Science & Education, vol. 28, no. 6-7, pp. 639-667. https://doi.org/ 10.1007/s11191-019-00065-x Hodson, D. (2003). «Time for action: Science education for an alternative future». International Journal of Science Education, vol. 25, no. 6, pp. 645-670. https://doi. org/10.1080/09500690305021 Holbrook, J. (2010). «Education through science as a motivational innovation for science education for all». Science

From science to society: problem-solving towards socioscientific decision-making in chemistry

Cebesoy, U. B. (2021). «Pre-service Science Teachers’ Informal Reasoning Patterns and Risk Perceptions in SSI: Case of Gene Therapy». European Journal of Science and Mathematics Education, vol. 9, no. 4, pp. 211-229. https://doi. org/10.30935/SCIMATH/11237 Chowdhury, T. B. M. (2022). Establishing trans-contextual science education in promoting active informed citizenry for societal development. Dissertationes pedagogicao ’scientiarum universitatis Tartuensis, vol. 12. University of Tartu. https://dspace.ut.ee/handle/10062/84010 Chowdhury, T. B. M.; Holbrook, J.; Rannikmäe, M. (2020). «Socioscientific Issues within Science Education and their Role in Promoting the Desired Citizenry». Science Education International, vol. 31, no. 2, pp. 203-208. https://doi.org/https://doi. org/10.33828/sei.v31.i2.10 Cossa, E. F. R.; Uamusse, A. A. (2015). «Effects of an In-service Program on Biology and Chemistry Teachers’ Perception of the Role of Laboratory Work». Procedia - Social and Behavioral Sciences, vol. 167, pp. 152-160. https://doi.org/ https://doi.org/10.1016/j. sbspro.2014.12.656 da Silva, R. A.; de Vasconcelos, F. C. G. C. (2022). «Learning through chemistry simulations: an analysis of cognitive skill levels». Education and Information Technologies, vol. 27, no. 5, pp. 6967-6987. https://doi.org/ 10.1007/s10639-022-10911-1 Deehan, J. (2022). «Primary Science Education in Australian Universities: An Overview of Context and Practice». Research in Science Education, vol. 52, no. 6, pp. 1735-1759. https://doi. org/10.1007/s11165-021-10026-6 Driver, R.; Newton, P.; & Osborne, J. (2000). «Establishing the Norms

Educació Química EduQ

número 31

pp. 105-128. Springer Netherlands. https://doi.org/10.1007/ 978-90-481-3929-3_8 Novak, J. D.; Gowin, D. B.; Johansen, G. T. (1983). «The use of concept mapping and knowledge vee mapping with junior high school science students». Science Education, vol. 67, no. 5, pp. 625-645. https://doi. org/10.1002/sce.3730670511 OECD. (2008). «Encouraging student interest in science and technology studies». In Encouraging Student Interest in Science and Technology Studies, vol. 9789264040. Organisation for Economic Cooperation and Development (OECD). https:// doi.org/10.1787/97892640 40892-en Osborne, J.; Simon, S.; Collins, S. (2003). «Attitudes towards science: A review of the literature and its implications». International Journal of Science Education, vol. 25, no. 9, pp. 1049-1079. Owens, D. C.; Sadler, T. D.; Friedrichsen, P. (2021). «Teaching Practices for Enactment of Socioscientific Issues Instruction: an Instrumental Case Study of an Experienced Biology Teacher». Research in Science Education, vol. 51, no. 2, pp. 375-398. https://doi. org/10.1007/s11165-018-9799-3 Ozturk, N.; Yilmaz-Tuzun, O. (2017). «Preservice Science Teachers’ Epistemological Beliefs and Informal Reasoning Regarding Socioscientific Issues». Research in Science Education, vol. 47, no. 6, pp. 1275-1304. https://doi. org/10.1007/s11165-016-9548-4 Pilot, A.; Bulte, A. M. W. (2006). «The Use of “Contexts” as a Challenge for the Chemistry Curriculum: Its successes and the need for further development and understanding». International Journal of Science Education, vol. 28, no. 9, pp. 1087-1112. https://doi.

org/10.1080/09500 690600730737 Reis, P.; Galvão, C. (2004). «The impact of socioscientific controversies in Portuguese natural science teachers’ conceptions and practices». Research in Science Education, vol. 34, no. 2, pp. 153-171. Roberts, D. A. (2007). Scientific Literacy/Science Literacy in Handbook of Research on Science Education (eds. Abell, S. & Lederman, NG), pp. 729-780. Mahwah, New Jersey: Lawrence Erlbaum. Roberts, D. A.; Bybee, R. W.; Bybee, R. W. (2014). Scientific Literacy, Science Literacy, and Science Education, pp. 559-572. https://doi.org/ 10.4324/9780203097267-38 Roehrig, G. H.; Kruse, R. A. (2005). «The role of teachers’ beliefs and knowledge in the adoption of a Reform-Based curriculum». School Science and Mathematics, vol. 105, no. 8, pp. 412-422. Sadler, T. D. (2011). «Situating Socioscientific Issues in Classrooms as a Means of Achieving Goals of Science Education». In T. D. Sadler (Ed.), Socioscientific Issues in the Classroom: Teaching, Learning and Research, pp. 1-9. Springer Netherlands. https:// doi.org/10.1007/978-94-0071159-4_1 Sadler, T. D.; Amirshokoohi, A.; Kazempour, M.; Allspaw, K. M. (2006). «Socioscience and ethics in science classrooms: Teacher perspectives and strategies». Journal of Research in Science Teaching, vol. 43, no. 4, pp. 353-376. https://doi. org/10.1002/tea.20142 Sadler, T. D.; Zeidler, D. L. (2005). «Patterns of informal reasoning in the context of socioscientific decision making». Journal of Research in Science Teaching, vol. 42, no. 1, pp. 112-138. https://doi. org/10.1002/tea.20042

Sakschewski, M.; Eggert, S.; Schneider, S.; Bögeholz, S. (2014). «Students’ Socioscientific Reasoning and Decision-making on Energy-related Issues— Development of a measurement instrument». International Journal of Science Education, vol. 36, no. 14, pp. 2291-2313. https://doi.org/10.1080/095006 93.2014.920550 Salta, K.; Koulougliotis, D. (2020). «Domain specificity of motivation: chemistry and physics learning among undergraduate students of three academic majors». International Journal of Science Education, vol. 42, no. 2, pp. 253-270. https://doi.org/10. 1080/09500693.2019.1708511 Saunders, K. J.; Rennie, L. J. (2013). «A Pedagogical Model for Ethical Inquiry into Socioscientific Issues In Science». Research in Science Education, vol. 43, no. 1, pp. 253-274. https://doi.org/10.1007/ s11165-011-9248-z Shwartz, G.; Shav-Artza, O.; Dori, Y. J. (2021). «Choosing Chemistry at Different Education and Career Stages: Chemists, Chemical Engineers, and Teachers». Journal of Science Education and Technology, vol. 30, no. 5, pp. 692-705. https://doi. org/10.1007/s10956-021-09912-5 Stevenson, M. P.; Hartmeyer, R.; Bentsen, P. (2017). «Systematically reviewing the potential of concept mapping technologies to promote self-regulated learning in primary and secondary science education». Educational Research Review, vol. 21, pp. 1-16. https://doi. org/https://doi.org/10.1016/j. edurev.2017.02.002 Stuckey, M.; Hofstein, A.; MamlokNaaman, R.; Eilks, I. (2013). «The meaning of “relevance” in science education and its implications for the science curriculum». Studies in Science Education, vol. 49, no. 1,

students in use-inspired research, scientific literacy, relevance, inquirybased learning and transdisciplinarity in science education. Email: jack.holbrook@ut.ee

Química en context

Teaching, vol. 39, no. 1, pp. 35-62. https://doi.org/10.1002/ tea.10008 Zoller, U.; Tsaparlis, G. (1997). «Higher and lower-order cognitive skills: The case of chemistry». Research in Science Education, vol. 27, no. 1, pp. 117-130. https://doi. org/10.1007/BF02463036

49 Regina Soobard teaching, University of Tartu. She is director for MSc programmes for gymnasium science teacher education.

Miia Rannikmäe

Her main research fields are scientific

Is professor in science education,

literacy and assessment within science

University of Tartu. Her extensive

education. She has experience in

experience covers Estonia, Europe and

creating and piloting research tools,

worldwide (Fulbright fellow - Universi-

such as those related to student`s

ty of Iowa, USA). She has a school

attitudes towards science and career

teaching background, extensive

choices. Her scientific background is in

experience in pre/in-service teacher

geography. She is also OECD PISA

training and been a member of an EC

study science expert in Estonia.

2004 group publishing a 2004 report

Email: regina.soobard@ut.ee

on ‘Europe needs more Scientists’. Her research covers cognitive learning, relevance, scientific/technological literacy and goals of science education. She has published over 160 articles Email: miia.rannikmae@ut.ee

Tapashi Binte Mahmud Chowdhury Is working as a researcher at the Centre for Science Education within the Institute of Ecology and Earth Sciences, University of Tartu. She is

Jack Holbrook

also teaching science at secondary

Is visiting professor at UT with

level. Her doctoral studies emphasised

experience in science education

the role of a societal affiliation of

worldwide. He has a school science

science education. Currently she is

teaching background, extensive

focusing on conceptualising a

experience in pre/ in-service training

trans-disciplinary approach within

workshops and consultancies in a

science education, enabling the

range of countries worldwide. His

inclusion of epistemic orientations in

research covers curriculum develop-

addressing wicked problems within

ment, teacher education and as-

the global society.

sessment as well supervising PhD

Email: tapashib@ut.ee

número 31

Is an associate professor in science

From science to society: problem-solving towards socioscientific decision-making in chemistry

pp. 1-34. https://doi.org/10.108 0/03057267.2013.802463 Tidemand, S.; Nielsen, J. A. (2017). «The role of socioscientific issues in biology teaching: from the perspective of teachers». International Journal of Science Education, vol. 39, no. 1, pp. 44-61. https://doi.org/10.10 80/09500693.2016.1264644 Valladares, L. (2021). «Scientific Literacy and Social Transformation». Science & Education, vol. 30, no. 3, pp. 557-587. https://doi.org/10.1007/ s11191-021-00205-2 Wu, H. K.; Krajcik, J. S.; Soloway, E. (2001). «Promoting understanding of chemical representations: Students’ use of a visualization tool in the classroom». Journal of Research in Science Teaching, vol. 38, no. 7, pp. 821-842. https://doi. org/10.1002/tea.1033 Yacoubian, H. A.; Khishfe, R. (2018). «Argumentation, critical thinking, nature of science and socioscientific issues: a dialogue between two researchers». International Journal of Science Education, vol. 40, no. 7, pp. 796-807. https://doi.org/10. 1080/09500693.2018.1449986 Zeidler, D. L.; Herman, B. C.; Sadler, T. D. (2019). «New directions in socioscientific issues research». Disciplinary and Interdisciplinary Science Education Research, vol. 1, no. 1, p. 11. https://doi.org/10.1186/ s43031-019-0008-7 Zeidler, D. L.; Sadler, T. D.; Simmons, M. L.; Howes, E. V. (2005). «Beyond STS: A research-based framework for socioscientific issues education». Science Education, vol. 89, no. 3, pp. 357-377. https://doi. org/10.1002/sce.20048 Zohar, A.; Nemet, F. (2002). «Fostering students’ knowledge and argumentation skills through dilemmas in human genetics». Journal of Research in Science

DOI: 10.2436/20.2003.02.243 http://scq.iec.cat/scq/index.html

El aroma de la química The essence of chemistry L’aroma de la química José Luis Cebollada / Profesor de Física y Química jubilado. Coordinador del Proyecto Faraday de divulgación científica

resumen 50

¿Sabrías decir cuáles son los sentidos físicos y cuáles los químicos? Vista, oído y tacto son claramente los físicos y no es casualidad que estén en tu móvil, en la cámara, el micrófono y la pantalla. Pero los sentidos químicos no son

ISSN 2013-1755, SCQ-IEC Educació Química EduQ número 31 (2023), p. 50-55

tan fáciles de replicar electrónicamente… por ahora. ¿Cómo transformar la presencia de una o más moléculas en electricidad? Por esta razón la industria alimentaria o la de los perfumes valora el olfato entrenado. Este artículo trata del olor, de cómo funciona y cuál es su relación con la estructura molecular y la isomería.

palabras clave Estructura química, enlace, isomería, olor, visores moleculares.

abstract Can you tell which are the physical senses and which are the chemical ones? Sight, hearing and touch are clearly physical and it is no coincidence that they are in your mobile, in the camera, the microphone and the screen. But chemical senses aren’t so easy to replicate electronically…for now. How to transform the presence of one or more molecules into electricity? For this reason, the food industry or the perfume industry values a trained sense of smell. This article deals with odor, how it works, and what is its relationship to molecular structure and isomerism.

keywords Chemical structure, chemical bond, isomerism, smell, molecular viewers.

resum Sabries dir quins són els sentits físics i quins els químics? Vista, oïda i tacte són clarament els físics i no és casualitat que estiguin al teu mòbil, a la càmera, al micròfon i a la pantalla. Però els sentits químics no són tan fàcils de replicar electrònicament… de moment. Com es pot transformar la presència d’una o més molècules en electricitat? Per això la indústria alimentària o la dels perfums valora l’olfacte entrenat. Aquest article tracta de l’olor, de com funciona i quina és la relació amb l’estructura molecular i la isomeria.

paraules clau Estructura química, enllaç, isomeria, olor, visors moleculars.

1. Introducción En este artículo se describen las actividades del taller ‘Química por narices’ creado en colaboración con dos institutos de investigación de la Universidad de Zaragoza: el ISQCH (Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea, centro mixto Universidad de Zaragoza y CSIC) y el LAAE (Laboratorio de Análisis de

Aromas y Enología, de la Universidad de Zaragoza). La primera idea surgió de José Ignacio García Laureiro (1959-2019), profesor de investigación del CSIC, estupendo investigador, brillante divulgador y mejor persona. A él va dedicado este artículo. La realización de talleres itinerantes fuera de las capitales

de provincia aragonesas, dentro del programa Ciencia Viva del Departamento de Educación del Gobierno de Aragón en colaboración con investigadores aragoneses, enriqueció los contenidos gracias a las aportaciones de Ricardo López, profesor de Química Analítica de la Facultad de Ciencias de la

2. ¿Cómo olemos? Quizás tengas en tu memoria un olor asociado a una casa, una persona, un lugar. Nuestra memoria olfativa produce

3. Objetivos y descripción del taller El objetivo de este taller es doble, por una parte experimentar qué es el olfato —y distinguirlo del sentido del gusto— y por otra, comprobar que una propiedad química como el olor depende de la estructura y disposición espacial de los átomos en una molécula. A lo largo de las actividades se pone a prueba el sentido del olfato para identificar el olor, una propiedad química de las sustancias. La comprensión de su relación con la disposición de los átomos dentro de la molécula. Se

Actividad 1. Sabores vs olores Objetivo: Aunque al comer recibimos un conjunto de sensaciones sobre la textura, temperatura, color, olor, sabor de los alimentos, pretendemos con esta actividad diferenciar las informaciones químicas que obtenemos por vía oral y por vía nasal al ingerir dos tipos de alimentos cotidianos que contienen sabores y olores artificiales: patatas fritas y caramelos. Materiales: Caramelos de la misma forma y diferentes sabores (en nuestro caso, caramelos de la marca Smint). Para la versión salada se pueden usar patatas fritas de diferentes sabores. Procedimiento: Por parejas, uno de los participantes cierra los ojos y con una mano se tapa la nariz. En la otra mano recibe de su pareja un caramelo al azar que debe saborear en la boca e identificar su sabor sin destaparse la nariz. Después de unos segundos, y para comprobar si su respuesta

Recursos didàctics

trata de experimentar la idea de que ‘no huelen los átomos, lo que huele es la estructura’. Utilizaremos caramelos o patatas de diferentes sabores, mejor dicho, olores. Una vez establecida la importancia del olor en la construcción de nuestras preferencias alimentarias trataremos de encontrar las bases moleculares del olor partiendo ahora de moléculas de las que conocemos su fórmula y estructura. Es necesario profundizar sobre el concepto de isomería, y en esta ocasión en la isomería de cadena, la de función e isomería óptica. Estudiaremos parejas de isómeros de productos cotidianos que, debido a su disposición molecular, presentan olores diferentes. Igualmente el taller da pie a comprender la diferencia entre un aroma natural y uno sintético.

número 31

recuerdos muy intensos que nos pueden hacer viajar a nuestra infancia o a lugares que visitamos tiempo atrás. Dicen que el escritor francés Marcel Proust mojó una galleta en el té caliente y el olor le trajo recuerdos de la infancia. Ese olor originó la escritura de su obra monumental de casi 3000 páginas: En busca del tiempo perdido. Sea cierta o no la anécdota, lo que subyace es que los olores quedan almacenados de manera persistente en nuestra memoria y que esos olores están asociados a otros recuerdos. El sentido del olfato es crucial en la supervivencia de las especies animales; es una de las mejores armas que tenemos para protegernos de alimentos en mal estado o para reconocer a nuestra madre cuando acabamos de nacer, y la vista no es nuestro fuerte. Forma parte de nuestro cerebro más primitivo: la comunicación química tiene una larga historia evolutiva. Pero si fuéramos condenados a perder uno de nuestros cinco sentidos, el olfato es uno de los primeros de los que prescindiríamos. Así lo decidían muchos de los alumnos de secundaria que participaron en el taller que aquí se presenta.

El aroma de la química

Universidad de Zaragoza y miembro del LAAE. El taller se plantea para alumnos de 4º de ESO o 1º de bachillerato que cursan la asignatura de Física y Química. Tiene una duración de dos horas y en él se combina el uso de visores moleculares con la construcción de moléculas con modelos moleculares y el uso del olfato como herramienta de análisis de una propiedad química derivada de la disposición de los átomos en el espacio. Partimos de un conocimiento básico del enlace químico y en el taller profundizamos sobre el concepto de isomería. Partimos de una pregunta que parece obvia: ¿A qué sabe la fresa? La respuesta correcta no es la que estás pensando, sino que la fresa sabe dulce y ácida. El sabor es un aburrido lenguaje que solo tiene seis letras: dulce, salado, ácido, amargo, graso y umami. Cuando comemos percibimos una experiencia combinada de texturas, imágenes, sonidos, olores y sabores. Oler es un acto complejo en el que confluyen la química y la biología, por eso aparecen variables subjetivas: la sensibilidad al olor, la memoria olfativa, el concepto de agradable… Los materiales del taller son bastante asequibles, por lo que permite trabajar en pequeños grupos y por ello la actividad resulta muy dinámica. Además, por sus características, basta reorganizar las mesas del aula para empezar a trabajar. Con el taller se ha pretendido ofrecer una herramienta para introducir el concepto de isomería en secundaria obligatoria de manera vivencial.

ha sido la correcta, se libera la nariz y asciende un torrente de sensaciones olorosas; se identifica sin duda el sabor, es decir, el olor.

Educació Química EduQ

número 31

Comentarios: En la boca tenemos receptores del sabor y también del frío y del calor. Unos activados también por los sabores mentolados y otros por el picante. Si se usan caramelos de menta o patatas picantes, la percepción se realiza en la boca, con lo que puede identificarse el sabor sin necesidad del olor (Choi & Han, 2015. p. 201). Para reforzar la idea de que los sabores son solo cinco, proponemos un experimento en casa: tomar zumo de naranja inmediatamente después de lavarnos los dientes. El lauril sulfato sódico, un surfactante presente en muchas cremas dentífricas, bloquea nuestros receptores del dulce y elimina fosfolípidos de la lengua, que bloquean los receptores del ácido (Brunning, 2014), por lo que el sabor del zumo se convierte en desagradable; percibiremos en la boca mayoritariamente el sabor ácido. Actividad 2. ¿A nadie amarga un dulce? Objetivo: Comprobar que el gusto es una construcción personal y experimentar cómo un sabor es percibido de manera diferente por diferentes personas hasta el punto de resultar agradable para unos y repulsivo para otros. Materiales: Glutamato de sodio o glutamato monosódico (umami), vasos, agua. El glutamato de sodio está presente en muchos alimentos procesados, en quesos curados, en patatas fritas de sabores… Es muy asequible y se puede conseguir en forma de sal sólida en tiendas de alimentación o comercios en línea. Procedimiento: Preparamos una disolución de una cucharadita de glutamato de sodio en un

litro de agua y damos a probar. Hay que avisar que habrá quien lo encuentre repulsivo, quien agradable y quizás deje indiferente a otros. Por eso, solo deben ingerir un pequeño sorbo y decidir si lo tragan o no. Comentarios: El umami, junto con el dulce, el graso y el salado, producen recompensas en nuestro cerebro para que sigamos ingiriendo sustancias imprescindibles para nuestra supervivencia: dulce, que aporta energía; salado, que mantiene nuestros electrolitos corporales; umami, asociado a las proteínas; y el graso, que nos proporciona energía. ¿Quién puede comer solo una patata frita de una bolsa, solo una pasta de té, o solo un pequeño trozo de queso? Estamos genéticamente programados para repetir. Actividad 3. Un poco de geometría con el Tetris, ¿parecidos o iguales? El Tetris es un juego para encajar piezas formadas por cuatro cuadrados. Transcurre en dos dimensiones, en el plano de la pantalla, y solo podemos girar las piezas en el plano. En la imagen (fig. 1) se presentan cinco maneras de organizar cuatro cuadrados unidos por aristas y, en colores más tenues, sus reflejos en el espejo. Procedimiento: Se entregan copias de la imagen a los alumnos y se les plantea la pregunta: ¿cuáles de las siguientes piezas son realmente diferentes de su imagen en el espejo? La simétrica de la L y del 4 no se puede superponer por rotación en el plano, como tus manos. Son figuras quirales, es decir, que tienen izquierda y derecha en el plano y son diferentes. Actividad 4. Ahora en 3D ¿Iguales que su imagen en el espejo? En tres dimensiones, con objetos que tienen volumen, las

traslaciones que podemos hacer de cada cuerpo son más complejas. Podemos voltear, rotar, desplazar… es decir podemos mover a lo largo de las tres dimensiones y también podemos girar alrededor de los tres ejes cartesianos. De esta manera, si nos fijamos en la L del Tetris, en un mundo de dos dimensiones existen dos tipos de piezas, la que mira hacia la izquierda y la que mira a la derecha. En tres dimensiones, las dos figuras resultan ser la misma, basta con levantarla del plano y girarla 180 Ahora pasamos a las tres dimensiones, al mundo real, en el que podemos rotar, voltear, desplazar… ¿Cuáles de las siguientes imágenes son indistinguibles de su reflejo en el espejo? (fig. 2) Procedimiento: Se muestran las imágenes siguientes y se plantea la misma pregunta que en el apartado anterior. ¿Cuáles de los siguientes objetos son idénticos a sus imágenes especulares? Solo las manoplas de niño son intercambiables; el resto, aunque los giremos en el espacio, estos objetos y sus imágenes especulares son diferentes. Por eso sabemos de qué mano es cada guante. Existen tornillos derechos e izquierdos y el simétrico de la hélice movería el barco en sentido contrario si la intercambiamos con la original. Por lo tanto, esos tres objetos son quirales. Actividad 5. Moléculas quirales Objetivo: Comprobar si parejas de moléculas isómeras con los mismos enlaces entre los mismos átomos en las mismas posiciones y que solo se diferencian en la disposición espacial pueden albergar propiedades químicas (en este caso el olor) diferentes. Materiales: Modelos moleculares y un visualizador. Para que una molécula sea quiral basta con que tenga un

Figura 1. Posibles agrupaciones de cuatro cuadrados unidos por aristas y sus imágenes especulares.

Figura 2. Algunos objetos cotidianos son quirales.

CH2ClBr

CH3-CHClBr

CH3-CBrFCl

Figura 3. Estructuras moleculares tridimensionales de CH2ClBr, CH3-CHClBr y CH3-CBrFCl, respectivamente.

Actividad 6. Moléculas quirales y olor Percibimos el olor de una sustancia porque la molécula responsable llega hasta nuestros receptores olfativos, que están en la parte superior interna de la nariz e interactúa con ellos. Al igual que hay guantes derechos e izquierdos, hay algunas moléculas que tienen derecha e izquierda diferentes y, por tanto, encajarán de manera diferente en nuestros receptores. Esto sucede cuando en una molécula hay un átomo —generalmente de C— unido a cuatro sustituyentes diferentes: estos carbonos se denominan asimétricos. En este caso, existen dos maneras diferentes de ordenarse los sustituyentes alrededor de ese carbono: cada una de estas formas se denomina enantiómero. Proponemos dos parejas de enantiómeros presentes en vegetales habituales: mentol y limoneno. Aunque sus nombres parece que nos dicen dónde están presentes, no es tan evidente. Materiales: Modelos moleculares y un visualizador. Caramelos de menta o mentol cristalizado, y corteza de pino o ambientador de olor a pino. Pieles de naranja o mandarina y disolvente de pinturas. Procedimiento: Se recomienda realizar la experiencia en habita-

Recursos didàctics 53

número 31

Procedimiento: Usando modelos moleculares se proponen algunas moléculas para comprobar si son o no quirales. Se pueden construir o simular por ordenador en páginas como (http://molview. org). Escribiendo el nombre de la sustancia en inglés es posible encontrarla en la base de datos. ¿Cuáles de estas moléculas son quirales? (fig. 3)

El aroma de la química

carbono asimétrico, un carbono con cuatro enlaces a grupos diferentes.

Educació Química EduQ

número 31

ciones bien ventiladas para no cargar el ambiente con mezclas de olores. También conviene comenzar siempre por el isómero de olor más suave. La actividad tiene tres fases: – Comprobar los olores presentes en estas sustancias. – Construir la molécula en 3D con modelos moleculares y/o con visualizadores. – Localizar los carbonos asimétricos y comprobar que las dos moléculas no son superponibles. Para localizar los carbonos asimétricos hay que fijarse en los cuatro enlaces de cada carbono. Si los cuatro son diferentes, entonces es asimétrico. Cualquier carbono unido a dos hidrógenos no lo será. Cuando aumenta la complejidad de la molécula aparecen más carbonos asimétricos. En nuestro caso, en el mentol hay tres carbonos asimétricos. Los nombres sistemáticos de este tipo de compuestos son muy complicados, por lo que los omitiremos en esta descripción. 1. Mentol C10H20O Uno de los isómeros es el responsable de nuestro recuerdo agradable de la menta (fig. 4a). Está presente en los caramelos de menta y se vende cristalizado como aromatizador de velas. El otro isómero es una mezcla de menta y resina (fig. 4b). Junto con otros compuestos, está presente en los ambientadores con olor a pino o en la resina del pino. La complejidad de su estructura hace que existan en la molécula tres carbonos asimétricos. 2. Limoneno C10H16 El limoneno (fig. 5) solo tiene un carbono asimétrico. En el caso del limoneno, se recomienda empezar por el isómero de la piel de naranja o mandarina, y terminar con una

tira de papel impregnada en disolvente de barniz. El limoneno es un disolvente orgánico industrial que también se vende en presentaciones de 100 ml. Su compra está al alcance de cualquier centro de secundaria. Si disponemos de limoneno puro, podemos comparar el olor de este con el de la piel de naranja y constatar la diferencia entre un producto químicamente puro y otro que se encuentra en la naturaleza mezclado con otras sustancias. Actividad 7. Isomería de posición o cómo mantener las epidemias a raya Objetivo: Comprobar la influencia de la colocación de los grupos funcionales en dos moléculas isómeras en el olor. Materiales: Clavo, nuez moscada y modelos moleculares para construir las moléculas. El clavo y la nuez moscada tienen un aroma muy peculiar y se usan en cocina. Los clavos se añaden enteros a los guisos de carne y les proporciona un aroma inconfundible. La nuez moscada se puede rallar y añadir a una salsa bechamel. Cada una tiene su olor particular y las moléculas responsables de ese olor son isómeras, C10H14O2, y la estructura es muy parecida. Un doble enlace en el primer o en el segundo carbono de la cadena hace que estas dos especias tengan olores muy diferentes: son las moléculas de isoeugenol y eugenol (fig. 6). Aunque resulte extraño hoy en día, en el siglo XIV en Europa había quienes llevaban una bolsita con nuez moscada a modo de collar. En esa época en la que epidemias como la peste bubónica, transmitida por una pulga (Xenopsylla cheopis), asolaban el continente, el calor corporal unido a la nuez moscada que contiene eugenol, actuaba como repelente de las pulgas. Para saber algo más

de estas especias y su papel como repelentes de insectos portadores de enfermedades, es muy recomendable el primer capítulo de The Napoleon’s buttons (Le Couteur & Burreson, 2004), que explica por qué se organizaron expediciones para traer especias desde el otro extremo del planeta. 4. Valoración de las actividades y del taller El taller, centrado en isomería y olores, se realizó dentro de las actividades del programa Ciencia Viva en varios institutos aragoneses del ámbito rural y siempre como actividad complementaria, a demanda de los centros. Después de una pequeña etapa de pruebas, se elaboró una guía con la descripción del taller y la documentación y muestras de los isómeros para poder realizar la actividad en sus aulas. Se pretendía ofrecer una actividad práctica que se pudiera desarrollar en una clase-aula ordinaria y que implicara algo de experimentación para favorecer que las moléculas salten de la pizarra o del libro de texto a las manos —y narices, en este caso— de los alumnos. La guía está disponible para la descarga en la dirección https:// app.box.com/s/6wityaibgf2fdgoz 413xrptxs8o36n6l y también se puede solicitar por correo electrónico al autor. En ella se exploran los tres tipos de isomería: óptica, de cadena y de función. Esta última no es muy aconsejable, pues los isómeros usados son el acetato de isobutilo, un aroma presente en la fruta, en la pera, y el ácido hexanoico o caproico, cuyo nombre lo dice todo. Un aroma intenso y desagradable interfiere mucho en el desarrollo de un taller. Del desarrollo del taller se destaca el uso de modelos moleculares. Construir una molécula en tres dimensiones y comprobar que, aunque parecen iguales no lo son, es muy difícil a partir de imágenes

Recursos didàctics 55

Figura 5. Estructura plana y tridimensional de los enantiómeros del limoneno. (a)

(b)

(a)

(b)

Figura 6. Moléculas de isoeugenol (nuez moscada) (a) y eugenol (clavo) (b).

Le Couteur, P.; Burreson, J. (2004). Napoleon’s buttons. 17 molecules that changed history. New York: Penguin.

José Luis Cebollada Gracia Profesor de física y química en diferentes

planas de un visor molecular o de unas copias impresas, por eso recomendamos el uso de los modelos y que todos los participantes en el taller tengan la oportunidad de manipularlos. Referencias Brunning, A. (2014). What Makes Shampoo Foam? Everyday Compounds: Sodium Lauryl

Sulfate. Explorations of everyday chemical compounds. https://www.compoundchem. com/2014/04/28/what-makesshampoo-foam-everyday-compounds-sodium-lauryl-sulfate/ (Consulta 14 de marzo de 2023) Choi, N. E.; Han, J. H. (2015). How Flavor Works: The Science of Taste and Aroma. West Sussex: Wiley Blackwell.

centros aragoneses de secundaria hasta 2022. Coordinador del proyecto Ciencia Viva del Departamento de Educación de Aragón (2009-20) y desde 2021 del Proyecto Faraday, de divulgación científica, (http://proyectofaraday.es) que lleva la ciencia, en forma de talleres prácticos manipulativos para todos los públicos, a pequeñas localidades con escasas o nulas ofertas de cultura científica. Email: jlcebollada@gmail.com

El aroma de la química

número 31

Figura 4. Estructura plana y tridimensional de los enantiómeros del mentol.

DOI: 10.2436/20.2003.02.244 http://scq.iec.cat/scq/index.html

Modelització i canvi emocional del professorat en formació inicial del grau d’Educació Primària: un exemple amb el canvi químic Modeling and emotional change in initial teacher training in primary education: an example with chemical change

ISSN 2013-1755, SCQ-IEC Educació Química EduQ número 31 (2023), p. 56-62

Carlos Agudelo-Carvajal, Carolina Pipitone-Vela i Àngela Garcia-Lladó / Universitat de Barcelona. Departament d’Educació Lingüística i Literària i de Didàctica de les Ciències Experimentals i de la Matemàtica

resum Es presenta una experiència de modelització química de l’assignatura Didàctica de la Matèria, l’Energia i la Interacció (DMEI) d’Educació Primària i s’explica com pot ajudar al fet que el professorat en formació inicial (PFI) construeixi coneixement en provar els seus models mentals en interacció social i amb els fenòmens, i canviï les emocions envers la física i la química. Es descriu el context de DMEI, les activitats POEMA (predicció, observació, explicació, modelització, argumentació), la proposta de modelització i s’explica com afavoreix la construcció d’explicacions científiques escolars amb sentit per al PFI.

paraules clau Modelització, canvi químic, activitats dialògica, emocions.

abstract An experience of chemical modeling of the subject Didactics of Matter, Energy and Interaction (DMEI) of Primary Education is presented and it is explained how it can help teachers in initial training (PFI) to build knowledge in providing their mental models in social interaction and with the phenomena and can live emotions towards physics and chemistry. It describes the context of DMEI, the POEMA activities (prediction, observation, explanation, modeling, argumentation), the modeling proposal and explains how to favor the construction of school scientific explanations with meaning for the PFI.

keywords Modeling, chemical change, dialogic activities, emotions.

1. Introducció La preocupació per la desafecció de les ciències del professorat en formació inicial (PFI) i la responsabilitat com a formadores de mestres de primària en didàctica de les ciències, ens ha empès a investigar sobre les emocions que expressa l’alumnat de l’assignatura Didàctica de la Matèria, l’Energia i la Interacció

(DMEI) impartida al grau d’Educació Primària de la Universitat de Barcelona. L’estudi de la situació emocional abans i després de cursar DMEI, i del canvi que s’hi pugui produir, ha donat resultats preocupants i esperançadors alhora (Pipitone i García, 2020), que ens han portat a revisar i modificar el Pla Docent de l’assignatura. Segons el que sol

expressar l’alumnat, algunes de les emocions negatives, especialment envers la física i la química, han estat generades en contextos educatius en què troben aquestes ciències allunyades dels seus interessos i de la seva quotidianitat. En acabar l’assignatura, però, el PFI expressa alguns canvis positius en el seu perfil emocional, almenys amb relació a les activi-

Blocs

Nom

Bloc 1

Bases de la didàctica de la matèria, l’energia i la interacció

Bloc 2

La matèria i la seva didàctica

Bloc 3

L’energia i la seva didàctica

Bloc 4

Interacció per forces i la seva didàctica Taula 1. Blocs de l’assignatura DMEI.

2. Fonamentació teòrica de la proposta Hi ha un ampli consens en la didàctica de les ciències, recollit en les últimes reformes curriculars (Departament d’Educació, 2022), en què l’ensenyament

es treballa l’hort, es cuinen pastissos, es munten circuits, etc. Hi ha una tradició de “bones pràctiques” (KIMEIA, 2012). Aquestes experiències divertides i properes, que apel·len a la curiositat, reforcen una actitud

positiva envers les ciències que permet construir records de sensacions agradables. Quan els infants arriben a l’ESO, però, es troben amb un altre tipus de classe de ciències. Passen de fer molts experiments i fer servir poc, o res, el llenguatge abstracte, a tenir poc contacte amb els fenòmens i haver d’aprendre un llenguatge abstracte que no connecta amb l’experiència de la Primària. A l’ESO, a més, el professorat té més formació en disciplines concretes i se sent més còmode i recolzat pels llibres de text en els continguts abstractes i els contextos de les seves especialitats. La química, concretament, se sol centrar en llenguatges de fórmules i entitats del mon submicroscòpic. Tenint en compte la importància dels aspectes emocionals en l’aprenentatge i la creixent atenció que se’ls està donant en la didàctica de les ciències (Mellado, et al., 2014, Pipitone, et al., 2020) i en les reformes curriculars recents (Departament d’Educació, 2022), és necessari dissenyar, compartir, provar i investigar iniciatives que contribueixin al canvi emocional del PFI envers les ciències, la qual cosa ens interpel·la per dissenyar activitats en què l’alumnat conegui els materials, en vegi els canvis, hi pugui intervenir,

Formació del professorat

Ensenyar ciències de manera vivencial ha estat una consigna de les escoles d’Educació Infantil i Primària. Els infants es fan preguntes, s’engeguen projectes, es treballa l’hort, es cuinen pastissos, es munten circuits, etc.

número 31

obligatori ha d’educar de manera competencial, perquè tothom pugui aprendre a interpretar el món, gaudir-ne i intervenir-lo de manera racional i raonada, tot fent servir algunes de les idees de les disciplines (Izquierdo, 2013). Es tracta d’ensenyar a mirar el món a través d’algunes de les idees clau de les disciplines i llenguatges (Harlen, 2015; Lemke, 1997; Márquez, 2005). Aquesta proposta de ciència per a tothom no és trivial, implica actualitzar consensos permanentment per decidir quins conceptes i models han d’estar presents i quines situacions, properes a l’alumnat i significatives, han de servir d’escenari per donar context a l’ús d’aquests conceptes i models. Per fer-ho, hi ha d’haver una continuïtat que permeti que tothom desenvolupi eines per a la ciutadania responsable (consumir, desplaçar-se, etc.) i per continuar aprenent i desenvolupant més competències de les disciplines a les quals es dedica l’educació postobligatòria. Aquesta continuïtat, però, presenta algunes dificultats epistèmiques i emocionals que s’alimenten mútuament, com s’explica a continuació. Ensenyar ciències de manera vivencial ha estat una consigna de les escoles d’Educació Infantil i Primària. Els infants es fan preguntes, s’engeguen projectes,

Modelització i canvi emocional del professorat en formació inicial del grau d’Educació Primària: un exemple amb el canvi químic

tats que li poden ser útils amb el seu futur alumnat d’educació Primària (Pipitone, et al., 2020; Pipitone i García, 2020). En aquest treball presentem una de les activitats plantejades a DMEI, sobre modelització química, que forma part del bloc dedicat a la didàctica de la matèria (taula 1), juntament amb alguns dels resultats que hem obtingut en estudiar els aspectes emocionals del PFI amb relació a les activitats de modelització. Inicialment, plantejarem la fonamentació teòrica de la proposta. Seguidament, descriurem el context de l’assignatura DMEI i explicarem com, per tal d’activar el procés de modelització, es proposen activitats tipus POEMA (Aguada et al., 2021) des del començament del curs. En aquest context, descriurem la proposta de modelització de canvi químic i el seu disseny, per tal que el PFI pugui avaluar els seus models inicials i els modifiqui de manera conseqüent. Posteriorment, s’explicarà com aquesta manera de treballar afavoreix la construcció d’explicacions científiques escolars (Izquierdo et al., 1999; Adúriz i Izquierdo, 2009) que es van modificant amb la reflexió permanent sobre l’aprenentatge. I, finalment, ressaltarem la importància d’aquesta dinàmica en el canvi emocional del PFI.

Educació Química EduQ

número 31

controlar i modelitzar (Izquierdo, 2013). Per tant, la perspectiva teòrica que adherim per revisar i reconstruir DMEI, que afavoreix una activitat científica genuïna, és l’Activitat Científica Escolar (ACE, Izquierdo et al., 1999; Adúriz i Izquierdo, 2009). L’alumnat hi pot posar en joc les seves capacitats cognitives, representar-se mentalment les situacions en què està intervenint i implicar-se mentre transforma els seus models mentals en models científics escolars (Merino i Izquierdo, 2011). 3. Un model que respongui les preguntes sobre els tipus d’interaccions La química presenta una gran desafecció, potser merescuda, perquè la seva versió escolar se sol centrar en els àtoms, els electrons i les fórmules, que són els protagonistes dels llibres de text i de les classes (Izquierdo, 2013). Aquestes entitats, però, que són necessàries per pensar i compartir les explicacions de manera intersubjectiva, són eines que la humanitat ha construït durant centenars d’anys, amb molt esforç col·lectiu i debat constant, com a respostes a preguntes que s’ha fet, però que l’alumnat molts cops encara ni tan sols hi ha pensat quan s’hi enfronta. Les preguntes al llarg de la història, la manera com s’han abordat i les entitats que s’han construït per respondre-les, han d’ajudar la didàctica de les ciències per generar activitat química (escolar) de manera que l’alumnat visqui la sorpresa i es pugui fer preguntes, al seu abast cognitiu, abans de tenir les respostes, per tal que els models tinguin sentit. Què canvia i què és el que es conserva en els canvis? Les idees inicials que ho expliquen han de ser valorades com a possibles respostes (provisionals) d’un problema que pugui

donar significat als fenòmens i al procés de canvi (Izquierdo, 2021). 4. Context de l’assignatura i activitats dialògiques tipus POEMA L’assignatura DMEI està vertebrada en quatre blocs (taula 1), durant els quals el PFI té l’oportunitat de posar a prova i modificar els seus models mentals dels models científics escolars, mentre es va fent conscient de com ho fa i com ho pot provocar en el seu futur alumnat. Tota la pràctica experimental que ens permet treballar l’evolució d’aquests models es fonamenta en les activitats dialògiques, que es basen en la indagació del coneixement previ i la constant interacció dialògica, tot fent servir el llenguatge que es va transformant progressivament mitjançant diversos patrons discursius (Mortimer i Scott, 2003). Aquesta metodologia de treball a l’aula, es concreta a través d’activitats tipus POEMA (Aguada, et al., 2021), plantejades en diferents etapes: Predicció, Observació, Explicació, Modelització i Argumentació; que són una evolució de les clàssiques pràctiques POE (Predicció – Observació – Explicació) (Pipitone, et al., 2020) Veure la taula 2.

Una vegada acabada tota la pràctica hem de veure com s’arriba a nous consensos. Si es comparen les noves explicacions amb les inicials, haurien de tenir sentit per a més persones del grup, haurien de ser més abstractes, més generals i haurien d’aportar idees noves a un model compartit per explicar el fenomen en qüestió. Cada bloc es dedica a algun dels models científics escolars que es treballen a Primària. En el bloc 2 es treballen dos models: un sobre la composició de la matèria fonamentat en la idea que està composta per partícules, i que permet explicar les interaccions febles i intermèdies; i un model inicial sobre el canvi químic en l’àmbit macroscòpic per explicar les interaccions fortes (taula 3). Eventualment, segons els grups, els calendaris, etc., es pot arribar a treballar un model de partícula per explicar les interaccions fortes com el que proposen Martín, et al. (2020). Abans d’abordar les interaccions fortes i construir un model inicial de canvi químic, ja s’ha fet servir el model de matèria formada per partícules per explicar diverses situacions quotidianes, com el comporta-

Etapa

Què fa l’alumnat?

Predicció

Es pregunta a l’alumnat ‘Què tenim?’, ‘Què esperes que passi?’, ‘Per què esperes que passi?’. Una vegada tothom ha respost individualment es comparteix en petit grup per intentar arribar a un acord, que s’explicarà al grup gran.

Observació

Després de portar a terme l’experiment, es demana a l’alumnat que respongui: ‘Què ha passat?’

Explicació

Una vegada s’ha posat en comú el que ha passat durant l’experiment, es demana a l’alumnat que respongui: ‘Per què ha passat?’

Modelització

Es demana a l’alumnat que respongui: Què ha canviat entre la teva explicació actual i l’anterior?

Argumentació Es demana a l’alumnat que respongui: ‘Què t’ha ajudat a canviar l’explicació? Taula 2. Etapes d’una activitat POEMA.

Idees per explicar les interaccions fortes (Merino i Izquierdo, 2011)

La matèria està formada per infinitat de partícules, tan petites que no es poden veure.

Unes substàncies desapareixen i n’apareixen unes altres.

Les partícules d’una mateixa substància són iguals entre elles i diferents de les d’altres substàncies.

Es conserva la massa (els elements) i l’energia.

Les partícules estan en moviment constant.

Les substàncies interaccionen en proporcions fixes.

Les partícules de diferents substàncies s’atrauen més o menys entre elles.

Es poden controlar les interaccions.

Entre les partícules no hi ha res, hi ha espai buit.

Es pot arribar a un estat d’equilibri químic.

Formació del professorat

Idees per explicar les interaccions febles i intermèdies (Harlen, 2015)

Taula 3. Idees clau dels dos models que es treballen al bloc de matèria de DMEI.

Classificació de diversos tipus de mescles (oli-aigua, oli-sal, oli-colorant, aigua-sal, alcohol-sal, aigua-colorant, etc.) Difusió espontània d’una gota de colorant en aigua Dissolució d’alcohol i aigua Expansió i compressió d’una llaminadura tipus “núvol”, i d’un globus, en una cambra de buit. Taula 4. Activitats per construir un model de matèria formada per partícules. ment d’algunes mescles. S’ha fet mitjançant les activitats dialògiques basades en les pràctiques que s’esmenten a la taula 4, totes fetes seguint l’estructura de les activitats POEMA (Aguada et al., 2021). En aquestes, el PFI s’enfronta a situacions experimentals que generalment plantegen un doble conflicte: en un moment inicial el PFI no sol considerar la necessitat de donar una explicació al que succeirà, i l’observació no sol ser el que espera a partir de l’experiència quotidiana. Les situacions experimentals estan dissenyades perquè l’alumnat vagi trobant la necessitat de posar paraules a les possibles explicacions, i sigui conscient del canvi d’aquestes en relació amb les inicials i a les de la resta de la classe. En cada nova situació experimental que es planteja, l’alumnat té l’oportunitat de fer servir el model que ha construït en l’anterior i avaluar-lo per tal de revisar si continua sent útil

per explicar la nova situació. Posteriorment, quan s’ha fet l’observació que normalment presenta algun aspecte que genera un nou conflicte, els equips tornen a proposar noves idees per modificar el model, de manera que aquest pugui explicar tant la situació anterior com la nova. Quan s’han fet les situacions experimentals de la taula 4, el professorat planteja la situació experimental que es descriurà a la següent secció. Aquesta, comporta interaccions fortes i no pot ser explicada amb el model de matèria considerat fins al moment.

5. Una proposta perquè el PFI comenci a modelitzar el canvi químic Inicialment, es fa un repàs de les situacions experimentals que s’han portat a terme i de com el model de matèria formada per partícules les pot explicar. Posteriorment, amb la següent activitat es demana explicar en quins punts falla el model treballat fins al moment, intentant explicar una situació que és una variació de la descrita en aquesta revista per Martí et al., (2020). Proposem que preparin una dissolució d’aigua i bicarbonat i s’informa que mesclaran aquesta dissolució amb vinagre en dues ampolles de plàstic, una que es taparà amb el seu propi tap i l’altra que es deixarà destapada. Les dues ampolles es posaran a la balança des del primer moment, de manera que es pugui anar registrant la massa durant tot el procés (fig. 1). S’espera que les respostes de l’etapa de predicció estiguin

Figura 1. Ampolles amb bicarbonat i vinagre.

Modelització i canvi emocional del professorat en formació inicial del grau d’Educació Primària: un exemple amb el canvi químic

Activitats per construir el model de matèria formada per partícules

número 31

Educació Química EduQ

número 31

Els resultats d’investigació que hem anat obtenint sobre el perfil emocional del PFI que comença DMEI (Pipitone et al., 2020; Pipitone i García, 2020) són preocupants perquè predominen emocions com ara la inseguretat, l’angoixa, la por, etc. relacionades amb els models de matèria que han fet servir abans. Quan estiguin responent les preguntes de l’etapa, és important ajudar-los a concentrar l’observació en la massa, l’aparença visual i la temperatura (es pot fer servir el tacte, per mesurar-la de manera qualitativa). Una vegada acabada la predicció, es realitza l’experiment i es comença la fase d’observació. S’intenta arribar a un consens sobre la descripció del que ha succeït a les dues ampolles. Una vegada s’ha consensuat la descripció, es passa a l’etapa de l’explicació. Un dels reptes a explicar serà “l’aparició d’un gas” quan hem fet la mescla. Aquest és un bon punt per fer èmfasi en la limitació del model per explicar el que ha passat en la mescla, ja que el model anterior no contempla que les partícules de les substàncies puguin canviar o transformar-se en unes altres. Quan ho intentin explicar serà difícil que l’alumnat posi a prova els seus models anteriors per iniciativa pròpia, per tant, moltes vegades caldrà dirigir el raonament per arribar a assenyalar i destacar les limitacions dels models construïts anteriorment per explicar d’on surt aquest gas que també s’ha de caracteritzar.

Una pregunta que ajuda a començar a enfocar és la següent: si tenim indicis que ha aparegut una nova substància a l’ampolla tancada, tal com ha succeït a la destapada, com és que els grams són els mateixos abans i després de fer la mescla? Aquesta pregunta, encara sol quedar sense resposta perquè tot i que la conservació de la massa comença a aparèixer, és difícil imaginar que han desaparegut substàncies. Posteriorment, es planteja una nova situació experimental adaptada d’una que ja s’ha descrit en aquesta revista (Aliberas, 2020), on interpretem la combustió d’una espelma a partir de les substàncies que apareixen i desapareixen. Tot seguit, es presenta un cartró que serà sotmès a una combustió i llana d’acer (composta bàsicament de ferro) que serà sotmesa a una oxidació. L’oxidació de la llana s’afavoreix escalfant-la, sigui amb foc o fent-hi passar corrent elèctric (Figura 2), s’escalfa i canvia de color a vermell mentre s’oxida. Quan es refreda canvia a color negre, tot fent evident el canvi amb relació al color original de la llana. Es fa el seguiment de la massa durant aquests processos.

El nou conflicte està en el guany de massa de la llana d’acer, en comparació a la pèrdua de massa del cartró cremat. A la pregunta sobre la causa d’aquest augment de massa, que sol sorprendre l’alumnat, s’ha de focalitzar la mirada a l’aparença. Què li ha passat al ferro? Com és que ara pesa més? És una nova substància? Les respostes solen estar relacionades al rovellat com una modificació del ferro, però no com a la formació d’una nova substància. Es fa diverses vegades amb masses diferents de llana per veure com canvi proporcionalment la massa guanyada, la qual cosa ens pot portar a una altra de les idees del model: les substàncies interactuen en proporcions fixes. 6. Comentaris finals, perspectives d’investigació i implicacions didàctiques Els resultats d’investigació que hem anat obtenint sobre el perfil emocional del PFI que comença DMEI (Pipitone et al., 2020; Pipitone i García, 2020) són preocupants perquè predominen emocions com ara la inseguretat, l’angoixa, la por, etc., i, més enllà d’alguns cursos optatius, l’alumnat no cursa cap altra assignatura que l’apropi a models fona-

Figura 2. Llana d’acer en procés d’oxidació.

Com el PFI mateix ho expressa (Pipitone, et al., 2020), aprèn a sentir-se en confiança per expressar les seves idees, tot sabent que molts cops poden coincidir amb les idees alternatives més comunes, fins i tot a primària, i considerarles errònies. raonable perquè l’alumnat pugui viure la seva pròpia història de la ciència (Izquierdo, 2021). El model canvi químic inclou i és útil per explicar una família de fenòmens que es caracteritzen per una de les situacions que més han sorprès la humanitat, que és l’aparició i desaparició de substàncies mentre es conserva la massa, i forma part de la nostra vida quotidiana des del naixement. Si l’escola pretén que totes les persones en l’ensenyament obligatori tinguin eines per interpretar i gaudir del món que habiten, és important afavorir que el canvi químic formi part de l’aprenentatge obligatori i que es comenci a construir des de l’Educació Primària (Kimeia, 2012; Izquierdo, 2006), aprofitant la curiositat pels

Referències Adúriz-Bravo, A.; Izquierdo-Aymerich, M. (2009). «Un modelo de modelo científico para la enseñanza de las ciencias naturales». Revista electrónica de Investigación en Educación Ciencias, núm. 4, p. 40-49. Aguada-Bertea, M. R.; Pipitone-Vela, C.; Marbà-Tallada, A. (2021). «POEMA: Complejizando las prácticas POE en la formación inicial del profesorado». XI Congreso Internacional sobre Investigación en Didáctica de las Ciencias. Lisboa.

Formació del professorat

fenòmens d’aquestes edats i ajudant-los a sentir el gaudi de l’explicació, la intervenció i el control d’alguns fenòmens. L’assignatura DMEI s’ha estat pensant i modificant a la llum de les investigacions centrades en aspectes emocionals. Inicialment, s’ha reduït el contingut teòric a un petit grup de models, amb poques idees, perquè aquestes no només es puguin aprendre sinó també posar a prova i modificar mitjançant la interacció discursiva de la classe. Posteriorment, s’han inclòs continguts explícits de naturalesa de la ciència, amb la hipòtesi que el tòpic de la ciència com a un “coneixement” especial, al qual només accedeixen unes persones especialment dotades, també configura aquell perfil emocional que volem canviar. Actualment, estem investigant com han anat influint aquestes modificacions i posteriorment seria interessant estudiar més particularment el que es fa en cada bloc i anar afinant les activitats, perquè com diu Izquierdo (2021), una de les tasques importants que tenim és col·leccionar activitats que siguin bons exemples de modelització, i buscar situacions en les quals, els models i les seves representacions, és a dir, els “textos”, tinguin uns bons “contextos”.

número 31

ciència de l’Educació Primària no es quedi en pràctiques il· lustratives, sinó que també siguin modelitzadores, i que vagi aprenent a fer servir llenguatges més abstractes que el llenguatge comú, però que tinguin sentit i que els pugui veure com a respostes significatives a les seves pròpies preguntes. D’aquesta manera, el canvi a l’ESO (on també s’ha de treballar i s’està treballant per incorporar la modelització) sigui més raonat i

Modelització i canvi emocional del professorat en formació inicial del grau d’Educació Primària: un exemple amb el canvi químic

mentals de la física i de la química escolar. Ara bé, els resultats també són esperançadors perquè obren camins d’intervenció per part de la formació en didàctica de les ciències experimentals i, com hem pogut observar, estan lligats a la metodologia de classe basada en la pràctica reflexiva, la implicació en la construcció del coneixement, el clima de confiança per compartir “l’error” i veure’l com una empenta de l’aprenentatge, etc., característiques que són centrals en un enfocament d’Activitat Científica Escolar (Izquierdo, et al., 1999) en què les activitats principals giren al voltant de l’ús, l’avaluació i la modificació de models teòrics per interpretar i intervenir el món. Tot i que l’activitat de modelització que hem descrit en el context de DMEI és només una part de l’assignatura, i encara no tenim dades per saber com afecta concretament cada bloc, o cada activitat, en el canvi emocional, sí que podem afirmar que la rutina de treball habitual, considerant les activitats dialògiques tipus POEMA, ajuda l’alumnat a canviar el seu perfil emocional envers la física i la química. Com el PFI mateix ho expressa (Pipitone, et al., 2020), aprèn a sentir-se en confiança per expressar les seves idees, tot sabent que molts cops poden coincidir amb les idees alternatives més comunes, fins i tot a primària, i considerar-les errònies. El canvi emocional del PFI envers les ciències és clau per desactivar el cercle viciós de desafecció que es produeix en el canvi de primària a ESO, ja que si el PFI té bones sensacions i bons records de fer física i química escolar, i ha experimentat eines interessants i motivadores per fer-ho, s’animarà a proposar-les al seu futur alumnat, de manera que el seu contacte amb la

Educació Química EduQ

número 31

Aliberas, J. (2020). «Com funciona una flama? Construcció i reconstrucció de models mentals davant d’una espelma». Educació Química, núm. 27, p. 27-34. Departament d’educació (2022). «Decret 172/2022, de 27 de setembre, ordenació dels ensenyaments de l’edució bàsica». Diari Oficial de la Generalitat de Catalunya, núm. 8762 – 29.9.2022. Harlen, W. (2015). Working with Big Idees of Science Education. IAP Scieence Healt Policy. Izquierdo-Aymerich, M. (2006). «Es pot ensenyar química a primària?». Guix, núm. 326-7, juliol-agost, p. 28-36. — (2013). «La química ¿emociona?» A: Mellado-Jiménez, V.; Blanco-Nieto, L. J.; BorracheroCortés, A. B.; Cárdenas-Lizarazo, J. Las emociones en la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias y las matemáticas, vol. 2, p. 307-327. — (2021). «Enseñar química: una aproximació històrica i filosòfica». Educació Química, núm. 29, p. 19-27. Izquierdo-Aymerich, M.; Sanmartí, N.; Espinet, M. (1999). Fundamentación y diseño de las prácticas escolares de ciencias experimentales. Enseñanza de las Ciencias, núm. 17, p. 45-59. Kimeia (2012). Química en Infantil i Primària. Barcelona: Graó. Lemke, J. (1997). Aprender a hablar ciencia. Lenguaje, aprendizaje y valores. 1a ed. Barcelona: Paidós. Temas de educación. Márquez, C. (2005). «Aprender ciencias a través del lenguaje». Educar, abril-juny, p. 27-38 Martín, J.; Amat, A.; Grau, V.; Jiménez, I. (2020). «Investigar sobre els canvis en la matèria a l’educació primària». Educació Química, núm. 27, p. 12-18. Mellado, V.; Borrachero, B.; Brigido, M.; Melo, L.V.; Dávila, M. A.;

Cañada, F.; Conde, M. C.; Costillo, E.; Cubero, J.; Esteban, R.; Martínez, G.; Ruiz, C.; Sánchez, J.; Garritz, A.; Mellado, L.; Vázaquez, B.; Jiménez, R.; Bermejo, M. L. (2014). «Las emociones en la enseñanza de las ciencias». Enseñanza de las Ciencias, núm. 32.3, p. 11-36. Merino-Rubilar, C.; IzquierdoAymerich, M. (2011). «Aportes a la modelización según el cambio químico». Educación Química, núm. 22 (3), p. 212-223. Mortimer, E.; Scott, P. (2003). Meaning Making in Secondary Science Classrooms. Maidenhead: Open University Press. Pipitone-Vela, C.; García-Lladó, A. (2020). «Factores que promueven el cambio emocional del profesorado en formación inicial hacia la física y la química en época de pandemia». Investigación en la Escuela, núm. 102, p. 32-53. Pipitone-Vela, C.; Guitart-Mas, F.; Agudelo-Carvajal, C., GarcíaLladó, A. (2020). «Favoreciendo el cambio emocional positivo hacia las ciencias en la formación inicial del profesorado». Ápice. Revista de Educación Científica, núm. 3 (1), p. 41-54.

emocions dels mestres en formació inicial envers la física i la química, l’ensenyament de la naturalesa de la ciència i l’ús didàctic de la taula periòdica. agudelocar@ub.edu

Carolina Pipitone Vela Professora lectora del departament d’Educació Lingüística i Literària i de Didàctica de les Ciències Experimentals i de la Matemàtica, i membre de l’equip de coordinació del màster de formació de professorat en la Universitat de Barcelona. Especialitzada en la formació de professorat de ciències experimentals, i en l’estudi de la relació entre les emocions i el progrés d’aprenentatge de les ciències en la formació inicial del professorat. cpipitone@ub.edu

Àngela García Lladó Llicenciada en Física (Universitat de Barcelona), màster en Història de la Ciència: Història, Ciència i Societat (Universitat Autònoma de Barcelona-Universitat de Barcelona)

Carlos Agudelo Carvajal

i doctora en Didàctica de Ciències

Enginyer químic (Universitat Nacional

Experimentals (Universitat de

de Colòmbia). Doctor en Didàctica

Barcelona). Cofundadora de la

de les Ciències Experimentals

cooperativa Eduxarxa, especialitzada

(Universitat Autònoma de Barcelona).

en la creació de projectes

Professor associat (Universitat de

educatius en el camp de la ciència

Barcelona) en el grau d’Educació

i la tecnologia, i formadora de

Primària, on és tutor de pràctiques i

professorat d’educació primària

professor de didàctica de les ciències

i secundària.

experimentals. Investiga sobre les

angela.garcia@ub.edu

NORMES DE PUBLICACIÓ Preparació dels manuscrits Els articles han de fer referència a qualsevol dels temes de les seccions de la revista per a qualsevol nivell d’educació, des de primària fins a l’educació universitària. Han de ser inèdits i han d’estar escrits en català, tot i que també es publicaran articles en castellà, francès, portuguès, italià i anglès, si l’autoria és de persones de fora de l’àmbit de la llengua catalana. Els treballs han de tenir una extensió màxima de 25.000 caràcters sense espais. El text ha d’estar en format Microsoft Word i lletra Times New Roman de cos 12. La primera pàgina ha de contenir el títol del treball, el nom o noms dels autors i el centre o centres de treball, un resum de 500 caràcters (incloent-hi espais) i cinc paraules clau. El títol, el resum i les paraules clau han d’anar seguits de la seva versió en anglès. Cal enviar també l’adreça postal dels autors o la del centre de treball per poder enviar-los el número de la revista en què han participat. Els articles han d’anar acompanyats de fotografies i imatges en color que il·lustrin el contingut del text. L’article haurà de contenir fotografies en color del treball a l’aula, dels muntatges dels experiments o altres fotografies relacionades amb el contingut. També han de contenir gràfics, esquemes, dibuixos i treballs o produccions dels alumnes que il·lustrin i facin més comprensible el contingut del text. Les il·lustracions han de portar títol (peu d’imatge) i cal indicar on cal situar-les dins l’article. Les fotografies i imatges s’han d’enviar en arxius separats en format .tif o .jpeg (resolució mínima: 300 píxels/polzada) i, si es tracta de gràfics, en Excel o Corel Draw. L’article ha d’estar estructurat en diferents apartats. Els autors han de seguir les normes recomanades per la IUPAC a l’hora d’anomenar els composts químics i utilitzar el sistema internacional d’unitats. És convenient el fet d’assenyalar 3 o 4 frases de l’article que es destacaran amb una lletra més gran i de color en l’article maquetat. Les referències bibliogràfiques han d’anar al final del text, escrites com els exemples següents:

Per a llibres: VILCHES, A.; GIL, D. (2003). Construyamos un futuro sostenible: Diálogos de supervivencia. Madrid: Cambridge University Press. Citació en el text: (Viches i Gil, 1994).

Per a articles: SARDÀ, A.; SANMARTÍ, N. (2000). «Ensenyar a argumentar científicament: un repte de les classes de ciències». Enseñanza de las Ciencias, vol. 18, núm. 3, p. 405-422. Citació en el text: (Sardà i Sanmartí, 2000).

Per a documents digitals (webs): OCDE (2006). PISA 2006 [en línia]: Marco de la evaluación. Conocimientos y habilidades en Ciencias, Matemáticas y Lectura. París: OCDE. <http://www.oecd.org/dataoecd/59/2/39732471.pdf> [Consulta: 11 setembre 2013]. Per a altres exemples, consulteu un número recent de la revista. Al final de l’article ha de constar una breu ressenya professional i una fotografia de les persones autores de l’article. Cada ressenya ha de contenir el nom i cognoms, càrrec, centre de treball, camp principal en el qual desenvolupa la seva tasca i correu electrònic (màxim de 400 caràcters amb espais). Cal enviar els arxius de les fotografies de carnet dels autors en format .tif o .jpeg (resolució mínima: 300 píxels/polzada).

Enviament d’articles Els articles han de ser enviats per correu electrònic a l’adreça següent: EduQ@iec.cat.

Revisió dels articles Els articles seran revisats per tres experts. Els articles revisats i enviats als autors hauran de ser retornats als editors en el termini màxim de 10 dies. Sempre que sigui possible, les proves de maquetació seran enviades als autors abans de la seva publicació.

CATEGORIES ACTUALITZACIÓ DE CONTINGUTS Articles que revisen i posen al dia continguts propis de la disciplina o en relació amb altres àmbits del coneixement, i que faciliten i promouen un ensenyament actualitzat de la química.

APRENENTATGE DE CONCEPTES I MODELS Articles que tracten sobre conceptes i models químics, des del punt de vista de les concepcions alternatives dels alumnes i les dificultats d’aprenentatge conceptuals, així com les estratègies didàctiques per a l’elaboració i l’aplicació dels models químics a l’aula.

CURRÍCULUM, PROJECTES I UNITATS Presentació i anàlisi dels currículums de química de diferents països, de projectes curriculars i unitats i seqüències didàctiques.

DIVULGACIÓ DE LA QUÍMICA Articles que presenten temes d’actualitat química amb caràcter divulgatiu i que posen de manifest les relacions de la química amb la societat i altres àmbits del coneixement o bé presenten activitats i experiències de caràcter divulgatiu de la química adreçades a l’alumnat o al públic en general.

ESTRATÈGIES DIDÀCTIQUES Presentació i anàlisi d’enfocaments i estratègies didàctiques per a l’ensenyament i l’aprenentatge de la química: modelització, indagació, resolució de problemes, treball cooperatiu, avaluació, etc.

FORMACIÓ DEL PROFESSORAT Propostes i investigacions sobre la formació inicial i en actiu del professorat de química i ciències en general que contribueixin al seu desenvolupament professional.

HISTÒRIA I NATURALESA DE LA QUÍMICA Articles sobre la història i la naturalesa de la química i sobre l’interès didàctic d’aquestes disciplines en l’ensenyament de la química. Activitats per treballar aspectes de la naturalesa de la ciència.

INNOVACIÓ A L’AULA Articles que descriuen la planificació i l’experimentació a l’aula d’experiències didàctiques de caràcter innovador. La secció pretén ser un espai per compartir experiències d’aula.

LLENGUATGE, TERMINOLOGIA I COMUNICACIÓ Articles relacionats amb l’aprenentatge de les habilitats comunicatives (llegir, escriure i parlar) en relació amb l’aprenentatge de la química. I també sobre el llenguatge i la terminologia científics.

NOVES TECNOLOGIES Articles relacionats amb la utilització de les noves tecnologies en l’ensenyament de la química: simulacions, ús d’Internet, mitjans audiovisuals, laboratoris virtuals, experiències amb equips de captació de dades, etc.

QUÍMICA EN CONTEXT Articles que presenten contextos rellevants –de la vida quotidiana, tecnològics, industrials, socials, mediambientals, de salut o culturals– que puguin ser presos com a punt de partida per a un ensenyament de la química en context i per promoure l’alfabetització científica.

QUÍMICA, EDUCACIÓ AMBIENTAL I SOSTENIBILITAT Articles que facin palesa l’estreta de relació entre la química i els aspectes del medi ambient, i temàtiques mediambientals d’actualitat des d’una vessant química, així com propostes educatives per a la sostenibilitat.

RECERCA EN DIDÀCTICA DE LA QUÍMICA Articles que difonguin investigacions didàctiques d’utilitat per a la millora de l’ensenyament de la química. Descripció i resultats d’experiències didàctiques que hagin estat avaluades de forma qualitativa o quantitativa.

RECURSOS DIDÀCTICS Articles que presentin qualsevol tipus de recurs i material didàctic per a l’ensenyament de la química. Poden incloure, entre d’altres, audiovisuals, jocs, visites, textos dels mitjans de comunicació, etc.

TREBALL EXPERIMENTAL Articles sobre diferents tipus de treballs pràctics experimentals: demostracions, experiències interpretatives, aprenentatge de tècniques, investigacions, etc.

TREBALLS DE RECERCA DELS ALUMNES Articles descriptius de treballs de recerca dels alumnes dins l’àmbit de la química. En aquesta secció, els alumnes són els autèntics protagonistes.

Properes monografies Energia, espontaneïtat i equilibri