Educació Química

Page 1

Educació Química

EduQ

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

Portant el laboratori virtual a l’aula de química: alguns coms i alguns perquès Jordi Cuadros

Comparando la tabla periódica con un calendario: posibles aportaciones de los estudiantes al diálogo de construcción de analogías en el aula José María Oliva

Semblants però diferents: una experiència sobre materials al parvulari MontsePedreira

Talking chemistry in Zanzibar: probing pupils’ chemistry knowledge using videos of local pedagogies Sibel Erduran

2010 número 6

Educació Química EduQ

Juny 2010, número 6

Consell editor Editors

Fina Guitart, catedràtica de física i química, IES Jaume Balmes, Barcelona/CESIRE-CDEC

Aureli Caamaño, catedràtic de física i química, IES Barcelona Congrés, Barcelona Editors associats

Mercè Izquierdo, catedràtica de didàctica de les ciències experimentals, Universitat Autònoma de Barcelona

Montserrat Tortosa, catedràtica de física i química, IES Ferran Casablancas, Sabadell Col·laboradors de seccions

Josep Corominas, Escola Pia, Sitges

Pere Grapí, IES Joan Oliver, Sabadell

Èric Jover, Universitat de Barcelona

Claudi Mans, Universitat de Barcelona

Àngel Messeguer, Consell Superior d’Investigacions

Científiques (CSIC)

Antoni Planas, Institut Químic de Sarrià, Universitat

Ramon Llull

Neus Sanmartí, Universitat Autònoma de Barcelona

Rosa M. Tarin, educació primària, CESIRE-CDEC

Consell assessor

Antoni Alcázar, IES Serrat i Bonastre, Barcelona

Ramón Canela, Universitat de Lleida

Carles Furió, Universitat de València

Andoni Gárritz, UNAM, Mèxic

Marcelo Giordan, Universidad de São Paulo, Brasil

Carme González, Universitat de Barcelona

Roser Gorchs, Universitat Politècnica de Catalunya

Gisela Hernández, UNAM, Mèxic

Manuela Hidalgo, Universitat de Girona

María Jesús Martín-Díaz, IES Tres Cantos, Madrid

Isabel Martins, Universidad de Aveiro, Portugal

Conxita Mayós, Departament d’Educació, Barcelona

Magda Medir, Universitat Rovira i Virgili, Tarragona

Rosa M. Melià, IES Infanta Isabel, Barcelona

Eduardo Mortimer, Universidad Federal Minas Gerais, Brasil

José Maria Oliva, Revista Eureka, Cadis

María Fátima Paixao, Instituto Politécnico, Castelo Branco, Portugal

Teresa Pigrau, Educació Primària, CESIRE-CDEC

Teresa Prieto, Universidad de Málaga

Tura Puigvert, IES Alexandre Satorras, Mataró Mario Quintanilla, Pontifícia Universidad Católica de Chile

Andrés Raviolo, Universidad de Bariloche, Argentina

Imma Ros, Departament d’Educació, Barcelona

Núria Ruiz, Universitat Rovira i Virgili, Tarragona

Marta Segura, Escola Pia Diputació, Barcelona

Miquel Solà, Universitat de Girona

Societat Catalana de Química (SCQ)

http://scq.iec.cat/scq/index.html

President: Romà Tauler

filial de l’

Institut d'Estudis Catalans (IEC) Barcelona. Catalunya. Espanya

Impressió: Gráficas Rey

ISSN: 2013-1755

D. L.: B-35770-2008

INDEX

Noves tecnologies

Portant el laboratori virtual a l’aula de química: alguns coms i alguns perquès . .

Jordi Cuadros

Recerca en didàctica de la química

Comparando la tabla periódica con un calendario: posibles aportaciones de los estudiantes al diálogo de construcción de analogías en el aula .

José Maria Oliva

Innovació a l’aula

Semblants però diferents: una experiència sobre materials al parvulari .

Montse Pedreira

Estratègies i recursos didàctics

Talking chemistry in Zanzibar: Probing Pupils’ Chemistry Knowledge Using Videos of Local Pedagogies30 Sibel Erduran

Treball pràctic al laboratori

Química en contexto: un accidente químico y la reacción del sodio con el agua .

Constantino Álvarez Muíña, Mª Elena López Prada, Mercedes Neira González,Mariano Pazos Afonso

Química i societat

Passeig per l’invisible: itinerari químic per la ciutat de Girona

Josep Duran

Química i societat

Um estudo de caso preliminar: a evasão no Bacharelado em Química do Instituto de Química de São Carlos, Brasil .50

Marcelo Henrique Cury, Eny Maria Vieira, Maria Teresa do Prado Gambardella

Treballs de recerca dels alumnes

Estudi de la història i determinació per GC-MS dels compostos terpènics de les Aromes del Montserrat54

Marisa Salgado, Àlex Alarcón Campos, Adriana Aranda Segura, Carla Brull Agustí

Ressenyes de llibres

Notícies

. . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
.4
. . . . . . . . . . .
.13
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.37
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62

Editorial

Continuant la difusió

EduQ continua donant-se a conèixer. Amb el desig d’obrir noves portes i amb el convenciment que la revista necessita arribar als docents de química més enllà del nostre país, la Societat Catalana de Química (SCQ) il’Institut d’Estudis Catalans (IEC) continuen donant suport a aquesta publicació fent possible la seva presentació a altres comunitats educatives en el marc de congressos d’educació química.En concret,en el decurs del mes de juliol, EduQ es presentaràen dos congressos de química,la 10th European Conference on Research in Chemical Education (ECRICE),que tindrà lloc a Cracòvia (Polònia),i el XV Encontro Nacional de Ensino de Química a Brasília (Brasil). Amb aquestes accions, EduQ cerca col·laboracions i lectors entre el professorat de química d’altres llengües i països i entre els docents de química de Catalunya.

El número 6 d’EduQ inclou articles de les seccions següents: «Noves tecnologies», «Recerca en didàctica de la química», «Innovació a l’aula», «Estratègies i recursos didàctics», «Treball pràctic al laboratori», «Química i societat» i «Treballs de recerca dels alumnes».

L’article«Portant el laboratori virtual a l’aula de química: alguns coms i alguns perquès», de Jordi Cuadros,professor de l’IQS (Universitat Ramon Llull), ens dóna a conèixer els laboratoris virtuals, una eina didàctica útil per ensenyar i aprendre química d’ús encara poc freqüent. En concret, l’autor hi presenta el laboratori virtual de The ChemCollective, accessible en versió catalana. L’article explica les característiques i el funcionament d’aquest laboratori virtual i aporta reflexions sobre les formes, els motius i les limitacions de la utilització d’aquest tipus d’entorn en el marc de l’educació secundària.

L’article «Comparando la tabla periódica con un calendario: posibles aportaciones de los estudiantes al diálogo de construcción de analogías en el aula», del professor José M. Oliva,de la Universitat de Cadis, presenta una activitat d’aulaen la qual es proposa als alumnes de segon curs de l’ensenyament secundari obligatori establir analogies entre una taula periòdica i un calendari. L’article presenta els qüestionaris emprats per treballar aquesta analogia i els resultats i les conclusions de l’estudi. Per primera vegada, un número d’EduQ inclou un article de l’etapa d’educació infantil(3-6). La professora Montserrat Pedreira, a«Semblants però diferents: una experiència sobre materials al parvulari», exposa una experiència d’aula amb els seus alumnes del CEIP Rellinars.L’experiència permet una aproximació a la química, tot observant i experimentant amb pols, sorra, guix, sal, farina, sucre i aigua. L’article aporta també reflexions per introduir continguts científics en els primers anys de l’escolarització.

La professora Sibel Erduran,de la Universitat de Bristol, a l’article «Talking chemistry in Zanzibar: probing pupils’ chemistry knowledge using videos of local pedagogies»,explica la seva experiència en un projecte educatiu a Zanzíbar, a l’Àfrica. S’hi utilitzen vídeos amb experiments, situacions deciència en context i explicacions relacionades amb el llenguatge simbòlic de la químicaque han estat filmats en escoles de Zanzíbar. Aquests vídeos s’utilitzencom a eina per introduir els estudiants d’altres escoles d’aquest país a l’aprenentatge de la química.

El grup gallec«A Maxia da Química»ens explica,en el seu article«Química en contexto: un accidente químico y la reacción del sodio con el agua»,com una situació com el naufragi del vaixell Casón a la costa da Morte pot ser utilitzada a l’aula com a context de tres experiments que posen de relleu diferents aspectes de la reacció entre el sodi i l’aigua. El primer experiment reprodueix l’accident a petita escala, en el segon es realitza l’experiment amb un procediment més segur, i en el tercer es treballen aspectes quantitatius.

En la secció «Química i societat», l’article «Passeig per l’invisible: itinerari químic per la ciutat de Girona»,del professor Josep Duran,de la Universitat de Girona, descriu un itinerari químic per aquesta ciutat. L’itinerari permet de descobrir als alumnes aspectes de la química lligats a la seva ciutat que podien passar desapercebuts. L’itinerari inclou aturades com el taller dels cromats, la farmàcia, l’antiga carbonera i altres indrets de la ciutat on algun aspecte de la química és rellevant. En aquesta mateixa secció, l’article «Um estudo de caso preliminar: na evasão no Bacharelado em Química do Instituto de Quimica de São Carlos», dels professorsMarcelo Henrique Cury, Enny M. Viera i M. Teresa do Prado,de l’Instituto de Química de São Carlos de la Universitat de São Paulo (Brasil),aporta dades pel que fa als motius d’abandonament dels estudis de química en l’etapa universitària.

Finalment, en la secció de treball de recerca dels alumnes, els alumnes de l’IESEl Cairat d’Esparreguera,de la mà de la seva tutora Marisa Salgado,relaten el seu treball«Estudi de la història i determinació per CG-MS dels compostos terpènics de les Aromes del Montserrat». Aquest treball va ser el guanyador en la quarta edició del concurs de Premis als Treballs de Recerca de Batxillerat dins l’àmbit de la química de la SCQ. En el treball es descriu l’extracció de plantes aromàtiques mitjançant diverses tècniques i la posterior identificació dels compostos terpènics que contenen els extractes i el licor, i s’hi aporten els resultats i les conclusions.

Desitgem que aquest número sigui del vostre interès i us animem a contribuir en els propers números amb l’enviament d’articles.

Editors d’EduQ

Portant el laboratori virtual a l’aula de química: alguns coms i alguns perquès

Bringing the virtual lab into the chemistry classroom: some reflections on opportunities and goals

resum

Encara que la utilització didàctica de les simulacions es proposa des de fa dècades, la realitat és que arribapoc a les aules. Sense entrar en els motius que ho generen, en aquest article es discuteixen formes, motius i limitacions per a la utilització de simulacions i laboratoris virtuals en el marc de l’educació secundària a Catalunya.

paraules clau

Simulació, laboratori virtual, educació secundària.

abstract

Although the educational use of simulations has been proposed for decades, they don’t usually get into to the actual classroom.Without focusing in the causes, this paper presents ways, goals and limitations of the use of simulations and virtual labs in the Catalan secondary school system.

keywords

Simulation, virtual laboratory, high school.

Introducció

Per què no arriben les simulacions informàtiques a les aules?

Els qui treballem desenvolupant i estudiant aquestes eines ens ho preguntem sovint. Però no espero respondre ara aquesta pregunta... només posar un gra de sorra perquè això canviï donant resposta a unes qüestions més senzilles: com podem usar-les?, per a què poden servir-nos?

Entenem per simulacions informàtiques la utilització de sistemes informàtics per a la representació d’un fenomen a partir d’un conjunt de models que enpermeten

la manipulació, la comprensió i l’estudi. Les simulacions informàtiques són una de les eines més importants en la recerca actual (Hamming, 1997;Perros, 2009) i, de fet, es troben lligades al mateix origen de la informàtica, a través de les simulacions de balística que es duien a terme amb els primers ordinadors o de les simulacions de les proves nuclears del Projecte Manhattan. De la mateixa manera que passa en l’àmbit de la recerca, les simulacions també han anat trobant el seu paper en l’àmbit educatiu com a recurs didàctic, tot i

que cal reconèixer que el seu nivell d’utilització és molt divers: mentre que són fonamentals en àmbits com l’entrenament de pilots o la formació de metges (Magee, 2006), la seva utilització a la secundària o fins i tot a la universitat no es correspon amb les possibilitats que ofereixen. D’altra banda, usem el terme laboratori virtual per referir-nos a aquelles simulacions en les quals l’activitat de l’usuari (l’alumne) és anàloga (o parcialment anàloga) a l’activitat que duria a terme en la situació real (Aldrich, 2005).

ISSN 2013-1755, SCQ-IEC Educació Química EduQ número 6 (2010), p. 4-12 DOI: 10.2436/20.2003.02.42 http://scq.iec.cat/scq/index.html
4

En aquest article, presento un laboratori virtual amb el qual he estat treballant en els darrers anys: el laboratori virtual de The ChemCollective, un grup de recerca del Departament de Química de la Carnegie Mellon University (Pittsburgh, PA, Estats Units d’Amèrica) (The ChemCollective, 2010). Tot i que la presentació es limitarà (majoritàriament) a aquesta eina concreta, penso que el text permetrà una segona lectura: què cal tenir en compte en fer servir una simulació a l’aula. Als qui heu arribat fins a aquí, espero que el que ara vindrà us resulti interessant.

Com podem trobar una simulació o un laboratori virtual?

La pregunta que inicia la reflexió sobre la utilització d’una simulació és l’avaluació de les eines disponibles: com podem trobar-la?, quina simulació?, quin laboratori virtual?

No crec que sigui el moment de fer una nova llista de les eines disponibles. Simplement apunto algunes referències que us poden ser útils quan cerqueu simulacions per a la vostra tasca docent i/o d’aprenentatge:

El laboratori virtual de The ChemCollective és un entorn de simulació que representa un laboratori de química centrat en dissolucions aquoses. És d’ús gratuït i es pot usar tant en línia com instal·lat sense connexió. Està traduït i funciona en diversos idiomes, inclòs el català.

Es pot usar en línia des de http://www.chemcollective. org/iqs/ index_ca.htm

– National Science Digital Library (http://www.nsdl.org): biblioteca de recursos per a l’ensenyament de la ciència. Podeu, per exemple,cercar amb els termes chemistry i simulation – MERLOT Chemistry Portal (http://chemistry.merlot.org/): portal de química de la biblioteca digital MERLOT.

– Chemical Education DL (http://www.chemeddl.org): biblioteca digital de recursos educatius de química. Forma part de la NSDL i està promoguda,entre d’altres,pel Journal of Chemical Education

– PhET Interactive Simulations (http://phet.colorado.edu/index.php): dipòsit de simulacions provades i avaluades per al seu ús a l’aula. Hi ha recursos de física, de química i d’altres disciplines científiques.

– The ChemCollective (http://www.chemcollective.org/): col·lecció de recursos per a l’ensenyament de la química especialment orientats al batxillerat i al primer any dels estudis universitaris. Hi ha classes enregistrades, problemes contextualitzats, simulacions, tests conceptuals, etc. (Yaron et al., 2008). Són especialment interessants el laboratori virtual i el conjunt de proble-

mes (pràctiques virtuals) que hi ha disponibles.

Els cinc espais web indicats inclouen recursos d’ús gratuït, encara que s’hi pot trobar també algun recurs de tipus comercial. Pel que fa a l’idioma, tal com es pot suposar,l’anglès és el predominant.

Com podem usar-la?

Un cop trobada i seleccionada la simulació desitjada, cal que siguem capaços de fer-la servir.

La majoria de les simulacions recollides en les adreces presentades són o bé arxius instal·lables o bé, la majoria, s’usen directament des del navegador web. En aquest darrer cas, és habitual que calgui tenir instal·lat el connector Flash Player (http://www.adobe.com/es/products/flashplayer/) i/o una màquina virtual Java (http:// www.java.com/es/download/).

Ambdós són gratuïts i molt comuns; probablement ja estaran instal·lats tant en els vostres equips com en els dels vostres alumnes. Normalment,les simulacions i els laboratoris virtuals que es poden trobar en aquestes biblioteques digitals són senzills i d’un ús força intuïtiu. Algunes vega-

Figura 1. Pàgina web des d’on executar el laboratori virtual en català.

Educació Química EduQ número 6 5 Noves tecnologies

des, l’eina és més àmplia i més versàtil,i això fa que una introducció al seu ús sigui d’agrair. Aquest és el cas del laboratori virtual de The ChemCollective que presento a continuació.

El laboratori virtual de The ChemCollective és un entorn de simulació que representa un laboratori de química centrat en dissolucions aquoses. És d’ús gratuït i es pot usar tant en línia com instal·lat sense connexió. A més, està traduït i funciona actualment en alemany, anglès, àrab, català, espanyol, francès, gallec, grec, lituà, portuguès, rus i xinès.

Es pot descarregar des de l’adreça web

http://www.chemcollective.org/applets /vlab.php i es pot usar en línia (en català) des de http://www.chemcollective.org/iqs/index_ca.htm (vegeu lafigura 1). La seva execució requereix d’una màquina virtual Java instal·lada en el sistema. Pot ser executat en qualsevol sistema operatiu per als quals existeixin màquines virtuals Java, incloses les diferents versions de Windows, MacOS-X, Linux i una gran part dels sistemes UNIX.

L’execució del laboratori virtual en ambdós entorns, web o local, dóna lloc a la mateixa interfície, que es mostra a la figura 2. En aquesta interfície, s’hi diferencien sis elements:

– La barra de menús, a la part superior.

– L’explorador del magatzem,a la banda esquerra, que permet accedir a les dissolucions disponibles per a l’experimentació.

– L’espai de treball, a la zona central.

– La barra de botons, vertical, a l’extrem esquerre de l’espai de treball.

– La barra de transvasament, sota l’espai de treball.

– Les eines de visualització, a la part dreta de la interfície, que mostren la informació relativa a la dissolució seleccionada.

Malgrat que la interfície pugui semblar complexa, les operacions més importants es duen a terme amb molta facilitat, de manera que els usuaris s’acostumen a l’aplicació amb pocs minuts de pràctica (especialment els alumnes; els docents triguen una mica més). A continuació, es resumeixen els procediments corresponents a les accions més habituals.

– Com es porta un reactiu a l’espai de treball?

S’obre l’armari fent doble clic sobre les seves portes i s’arrossega el reactiu desitjat a l’espai de treball.

– Com s’agafa un recipient buit (i net) o un instrument?

Se selecciona l’utillatge desitjat a través del menú «Eines»o del tercer (material de vidre) i quart (instruments) botó de la barra vertical de botons. (Figura 3)

– Com s’elimina un objecte de l’espai de treball?

Se selecciona l’objecte en qüestió i es prem el botó «Del./Supr.»(suprimir) del teclat o el botó «Eliminar»a la barra vertical de botons.

– Com es transvasa contingut d’un recipient a un altre?

S’arrossega el recipient que conté allò que es vol transferir i

Educació Química EduQ número 6 6
Figura 2. Interfície del laboratori virtual en català. Figura 3. Utillatge del laboratori virtual de The ChemCollective.

En el context del laboratori, els laboratoris virtuals no poden substituir els laboratoris reals en termes d’adquisició de les destreses pràctiques, però poden afavorir l’adquisició d’altres continguts com estratègies d’indagació, o la recollida i el tractament de dades experimentals

es deixa anar sobre el recipient on es vol afegir contingut. En aquest moment queda activada la barra de transvasament,que s’usa per indicar la quantitat que es vol transvasar.

– Com es canvien les propietats tèrmiques (temperatura, aïllament)?

Es fa clic amb el botó secundari del ratolí sobre l’objecte corresponent i se selecciona l’opció «Propietats tèrmiques...» del menú contextual. En el quadre de diàleg que es mostra a continuació, s’hi indica la nova temperatura i si el recipient s’ha d’aïllar de l’entorn.

– Com es mesuren la concentració, la temperatura i el pH?

Se selecciona el recipient corresponent i es llegeixen la concentració, la temperatura i/o el pH en el panell de la banda dreta, en les eines de visualització corresponents. No totes les eines de visualització estan disponibles per a tots els problemes; en cas que la propietat desitjada no sigui mesurable directament,caldrà dissenyar un experiment per determinar-la.

– Com es mesura la massa?

La massa es mesura amb l’ajut de la balança que forma part dels instruments del laboratori virtual.

Cal recordar que s’ha de tarar el recipient abans de la pesada i que no tots els recipients del mateix tipus pesen el mateix.

– Com es mesura el volum?

El volum es mesura usant el material volumètric apropiat (proveta, bureta, pipeta o matràs aforat). Tot i això, el volum sovint es mostra a la part superior de les eines de visualització, encara que de vegades aquesta informació sigui aproximada. (figura 4)

– Com s’accedeix als problemes?

Per accedir als problemes predissenyats del laboratori virtual,cal seleccionar el menú «Fitxer > Carregar tasques...».En el quadre de diàleg es mostra el conjunt dels problemes disponibles en els diferents idiomes. Se cerca i se selecciona el problema desitjat. Cal tenir present que la selecció d’un nou problema neteja l’espai de treball.

Per a què? Els laboratoris virtuals i les modalitats didàctiques

Un cop familiaritzats amb l’eina, és el moment de fer-nos la pregunta següent: què fem amb ella?, per a què la usarem?

En fer-ho, és bo de recordar l’anàlisi de Clark (1983): «Les tecnologies són simples vehicles de lliurament de la instrucció,però

no influeixen en els assoliments dels alumnes més del que els camions que reparteixen els aliments provoquen canvis en la nostra nutrició». En definitiva, la tecnologia per la tecnologia no millora l’aprenentatge,sinó que cal cercar com podem aconseguir que les oportunitats tecnològiques es converteixin en oportunitats per a un millor aprenentatge.

És habitual de plantejar l’ensenyament de les disciplines científiques en la interacció de dues modalitats didàctiques: l’ensenyament didàctic, la teoria, i l’ensenyament experimental, la pràctica o el laboratori. En aquesta dicotomia, la referència a laboratoris virtuals sol relacionar-se amb l’ensenyament experimental, sovint per tancar el tema tot dient que els laboratoris virtuals no poden substituir els laboratoris reals.

Des de la pràctica de l’ús de laboratoris virtuals en l’ensenyament de la química, la visió és diferent i s’integra en ambdues modalitats didàctiques.

En el context del laboratori, s’entén que els laboratoris virtuals no poden substituir els laboratoris reals en termes d’adquisició de les destreses pràctiques, com la manipulació de l’utillatge i dels reactius químics, però,en canvi, poden afavorir l’adquisició d’al-

Educació Química EduQ número 6 7 Noves tecnologies
Figura 4. Mesures en el laboratori virtual.

tres continguts, com el coneixement de l’utillatge, de les tècniques analítiques, el desenvolupament d’estratègies d’indagació o la recollida i el tractament de dades experimentals. Així, a la University of British Columbia (Nussbaum i The ChemCollective, 2010), el laboratori virtual s’usa dintre de l’assignatura de Laboratori en una modalitat didàctica que combina laboratoris reals i laboratoris virtuals. D’altra banda,a la University of Akansas a Little Rock(Belford, 2009), els laboratoris virtuals s’usen com a recursos per preparar el laboratori real i com a ajuda per a la reflexió posterior.

En canvi, en el context de la Carnegie Mellon University, els laboratoris virtuals s’usen per dur a terme activitats assignades als alumnes fora de l’horari lectiu per tal d’afavorir una resolució de problemes més autèntica, tant pel que fa a la proximitat a les activitats dels professionals químics com a la naturalesa de la resolució de les qüestions plantejades menys algorísmiques i més conceptuals (Yaron et al., 2000; Yaron et al., 2001; Yaron et al., 2005, Open Learning Initiative, 2010). En definitiva, la utilització del laboratori virtual pretén reforçar l’ensenyament didàctic evitant la resolució dels problemes plantejats sense la reflexió necessària entorn dels resultats obtinguts.

Encara dins del’ensenyament didàctic, els laboratoris virtuals també poden ser útils per mostrar fenòmens i plantejar discussions, bé a l’inici del tema com a element de motivació, bé en el transcurs del mateix per exemplificar conceptes i/o discutir-ne la seva aplicació.

Per a què? Continguts abordables

Una segona aproximació a allò que es pot dur a terme amb la simulació és la corresponent als continguts a l’adquisició dels quals pot donar suport.

El laboratori virtual de The ChemCollective és, tal com ja s’ha comentat,un laboratori basat en dissolucions aquoses i,per tant, queden fora del seu abast aquells experiments que requereixen de treballar amb altres dissolvents o fer manipulacions que vagin més enllà de la barreja de preparats:la dissolució, la reacció química en medi aquós, la precipitació i la mesura de volum, massa, temperatura o pH.

Tot i aquestes limitacions, els continguts abordables amb l’ajut del laboratori virtual són força amplis (només cal veure la llista de problemes inclosaal menú «Carregar tasques»; (vegeu la figura 5)i inclouen, com a mínim,els que es mostren a continuació, relacionats amb el marc legal vigent a Catalunya (decrets 143/2007 i 142/2008). Es proposen en paral·lel exemples per a la uti-

5. Quadre de diàleg "Carregar Tasques..." on es mostren alguns dels temes per als quals hi ha problemes creats en anglès.

Activitats per treballar continguts de la ESO i el batxillerat

- La matèria (ESO, Ciències de la naturalesa). Mesura de la massa i el volum de sòlids i líquids. Ús de la balança i de material volumètric. Diferenciació de materials per la seva densitat. Càlcul experimental de la densitat de diferents materials. Preparació experimental de dissolucions i de diferents concentracions. Es pot usar, per exemple, la pràctica virtual «Densitat de metalls», que es troba a «Problemes locals en català >Propietats de la matèria».

-Les reaccions químiques (ESO, Ciències de la naturalesa). Observació de canvis químics relacionats amb fenòmens quotidians: reaccions àcid-base, d’oxidació, de precipitació, etc. Comprovació experimental de la conservació de la massa d’un sistema tancat. Càlcul de la massa de reactius i productes en una reacció química senzilla.

Usant el laboratori bàsic,pesa 2,0 g de clorur sòdic i afegeix-los a 100 mL d’aigua. Què ha passat amb el clorur sòdic? Quina és la massa de la solució obtinguda?

-Energia i canvis químics (ESO, Ciències de la naturalesa). Reconeixement de la transferència d’energia en les reaccions químiques.

Usant el laboratori bàsic, barreja 100 mL d’àcid clorhídric 3M i 100 mL d’hidròxid sòdic 3M. Observa què passa amb la temperatura i explica-ho.

Educació Química EduQ número 6 8
Figura

-Estructura i propietats de les substàncies (ESO, Física i química). Diferenciació de les propietats de les dissolucions àcides i bàsiques. Mesura del pH. Caracterització de les reaccions químiques de neutralització.

Usant el laboratori bàsic, anota les concentracions dels ions hidroni i hidroxil de les solucions àcidessegüents: àcid clorhídric 1M, àcid hipobromós 1M, àcid cianhídric 1M, i de les bàsiques següents: hidròxid sòdic 1M, piridina 1M. En què es diferencien les solucions àcides de les solucions bàsiques?

-Els gasos, líquids i solucions (batxillerat, Química). Expressió de la composició de les solucions: percentatge en massa i en volum, ppm, concentració en massa i concentració en quantitat de substància. Preparació d’una solució d’una concentració determinada.

Es pot usar, per exemple, la pràctica virtual «Sucrose problem»,que es troba a «Local problems in English >Molarity and density».

-Les reaccions químiques (batxillerat, Química). Investigació experimental de la calor d’una reacció i dels factors dels quals depèn. Realització de càlculs estequiomètrics en reaccions en les quals intervenen sòlids i solucions.

Identificació del reactiu limitant. Caracterització i determinació experimental de les propietats dels àcids i de les bases. Definició i aplicació del concepte pH

Determinació experimental de la quantitat d’un àcid o una base que conté un producte quotidià. Predicció i observació de reaccions de precipitació.

Observació experimental de diferents reaccions redox. Realització experimental d’una valoració redox per determinar la quantitat d’una espècie química present en un producte químic o en un fàrmac.

Es pot usar, per exemple, la pràctica virtual «Permanganato por valoración redox»,que es troba a «Problemas locales en español >Estequiometría».

-Els canvis d’energia en les reaccions químiques(batxillerat, Química). Determinació experimental de la calor d’una reacció i interpretació com a variació d’energia interna o d’entalpia.

Es pot usar, per exemple, la pràctica virtual «De camping»,que es troba a «Problemas locales en español > Termoquímica».

-L’equilibri de fases i l’equilibri químic(batxillerat, Química). Caracterització de l’equilibri químic. Utilització de la comparació entre el quocient de reacció(Qc o Qp)i la constant d’equilibri per predir el sentit d’una reacció. Càlcul de les concentracions en l’equilibri a partir de la constant d’equilibri i les concentracions inicials. Deducció dels factors que influeixen en l’equilibri(concentració i temperatura)a partir de l’expressió de la constant d’equilibri d’una reacció,i predicció i observació experimental del sentit del desplaçament d’un equilibri quan es varia algun d’aquests factors. Es pot usar, per exemple, la pràctica virtual «Complejos de cobalto»,que es troba a «Problemas locales en español > Equilibrio químico». -Els equilibris químics iònics(batxillerat, Química). Comparació de la força relativa d’àcids i bases mitjançant les constants d’acidesa i de basicitat. Investigació de la variació del pH en diluir un àcid fort i un àcid feble. Predicció qualitativa i càlcul del pH en solucions d’àcids, bases i sals. Observació dels canvis de color de diferents indicadors àcid-base. Obtenció de la corba de valoració d’un àcid i d’una base forts. Observació de la capacitat reguladora del pH de certes solucions. Concepte qualitatiu de solució reguladora del pH. Observació experimental i caracterització dels equilibris de solubilitat de compostos iònics poc solubles. Relació entre la solubilitat d’un compost iònic poc soluble i la constant del producte de solubilitat(Kps). Predicció de la formació d’un precipitat en barrejar dues solucions iòniques a partir de la comparació entre Qps i Kps. Es pot usar, per exemple, la pràctica virtual «Determining the solubility product»,que es troba a «Local problems in English >Solubility and solids»

lització del laboratori virtual per als diferents blocs de continguts. En aquesta relació s’han deixat de banda,intencionadament, els continguts comuns de les diferents àrees curriculars (comprensió de fenòmens i situacions complexos, investigar problemes, obtenir dades i reconèixer evidències, extraure conclusions, validar-les, etc.),que poden i haurien de ser tractats juntament amb els continguts presentats.

Els problemes disponibles al dipòsit de The ChemCollective es poden classificar entorn de tres aproximacions bàsiques que il·lustren com es pot usar aquesta eina per reforçar els conceptes següents:

- Observa i explica.

- Prediu i comprova. - Dissenya el teu experiment.

Per a què? Unes activitats tipus

Una tercera aproximació a la utilització de les simulacions i els laboratoris virtuals és la reflexió sobre el tipus d’activitats que es poden dur a terme amb aquests recursos.

Si analitzem els problemes disponibles al dipòsit de The ChemCollective, aquests es poden classificar entorn de tres aproximacions bàsiques que il·lustren com es pot usar aquesta eina per reforçar els conceptes següents: – Observa i explica: es demana a l’alumne que dugui a terme un conjunt d’operacions en el laboratori virtual i que observi els canvis que hi tenen lloc. A partir de les observacions recollides, se n’elaborarà una explicació que, habitualment,implicarà la utilització dels continguts objecte d’aprenentatge.

Educació Química EduQ número 6 9 Noves tecnologies

N’és un exemple la pràctica virtual «Temperature and the solubility of salts»,que es troba a «Local problems in English > Solubility and solids».

– Prediu i comprova: en aquest model, el laboratori funciona com a eina d’avaluació i retroalimentació del treball realitzat. Es demana a l’alumne que resolgui algorítmicament la tasca indicada i que utilitzi el resultat en el laboratori virtual, bé per comprovar el seu treball,bé per obtenir la dissolució desitjada. Aquesta aproximació força l’alumne a reconceptualitzar el resultat matemàtic i relligar-lo amb l’enunciat de l’activitat plantejada. La pràctica virtual «Coffee», que es troba a «Local problems in English >Thermochemistry», correspondria a aquesta categoria.

– Dissenya el teu experiment: en aquest cas, l’alumne es troba amb un problema que ha de resoldre dissenyant un o més experiments que li permetin d’obtenir les dades necessàries per respondre a la qüestió plantejada. L’element més característic d’aquest tercer tipus és l’obertura del problema plantejat.

Un exemple podria ser la pràctica virtual «El oráculo»,que es troba a «Problemas locales en español > Estequiometría».

Tal com és habitual, aquestes categories es relacionen fàcilment amb altres classificacions i propostes didàctiques. Per exemple, si seguim la classificació dels treballs pràctics experimentals proposada per Caamaño (2005), les pràctiques virtuals «Observa i explica»es relacionen amb les experiències (especialment, les interpretatives); les pràctiques virtuals «Prediu i comprova»,amb els exercicis pràctics (especialment,els de comprovació),i les pràctiques virtuals «Dissenya el teu experiment»corresponen a les investigacions.

En relació amb els dos primers tipus proposats,també es poden construir amb facilitat activitats basades en el model POE (PredictObserve-Explain) proposat per White i Gunstone (1992) per a l’adquisició de continguts de l’àmbit científic a partir del coneixement previ i les concepcions alternatives dels estudiants.

Els laboratoris virtuals es relacionen d’una manera significativa amb les competències bàsiques següents:

- Competència del coneixement i la interacció amb el món físic.

- Tractament de la informació i competència digital.

- Competència d’aprendre a aprendre.

- Competència d’autonomia i iniciativa personal.

Per a què? Competències treballables amb els laboratoris virtuals

La darrera mirada sobre les oportunitats de les simulacions i els aboratoris virtuals que plantejo en aquest text se centra en les competències. Per a l’adquisició de quines competències poden servir aquestes eines?

Encara que les competències no solen desenvolupar-se de manera independent les unes de les altres i que es poden pensar activitats orientades a totes les competències previstes en els currículums tant de l’ESO com del batxillerat, no és menys cert que per a algunes competències aquests recursos ofereixen possibilitats a considerar.

En l’àmbit de l’educació secundària, les simulacions i els laboratoris virtuals es relacionen d’unamanera especialment significativa amb les competències bàsiques següents:

– Competència del coneixement i la interacció amb el món físic, a través del treball amb els continguts deles disciplines científiques.

Educació Química EduQ número 6 10
Figura 6. Indicadors del laboratori bàsic.

En el batxillerat, es poden usar aquestes eines per incidir de manera preferent en les competències següents:

- Competència en el coneixement i la interacció amb el món, en particular en la indagació i experimentció en el camp de la química.

- Competència en recerca.

- Competència digital.

– Tractament de la informació i competència digital, tot incidint en l’obtenció i el tractament de dades i en la utilització de models i simulacions com a eines informàtiques de la societat de la informació.

– Competència d’aprendre a aprendre, a través del contrast d’idees i models i de la interpretació de les observacions i del plantejament de vies de resposta a problemes determinats.

– Competència d’autonomia i iniciativa personal, a partir d’activitats obertes en les quals intervingui la creativitat en el disseny del procés de resolució i en les quals la simulació permeti l’autoavaluació del treball realitzat. En el batxillerat, es poden usar aquestes eines per incidir de manera preferent en les competències següents:

– Competència en el coneixement i la interacció amb el món, tot usant-les per a l’adquisició dels coneixements propis de l’assignatura de Química,en particular,i en el desenvolupament de les seves competències específiques: «Indagació i experimentació en el camp de la química, en la comprensió de la naturalesa de la ciència i de la química en parti-

cular, i en la comprensió i capacitat d’actuar sobre el món fisicoquímic»(Decret 142/2008).

– Competència en recerca, a partir de la realització d’experiments virtuals en els quals intervinguin la planificació dels experiments, la recollida de dades i la interpretació dels resultats.

– Competència digital, a través de la mateixa utilització de les simulacions com a recurs informàtic per a la reflexió científica.

Límits? Una darrera reflexió sobre els models ocults

No semblaria adequat el fet d’acabar aquest article sobre les possibilitats dels laboratoris virtuals en l’ensenyament de la química a l’educació secundària sense fer una menció, encara que breu, als seus límits.

Al meu entendre, una de les principals dificultats en l’ús de simulacions i laboratoris virtuals és la utilització de models i assumpcions en la creació de la simulació que no es fan explícits i romanen ocults tant per als docents com per als alumnes. Això implica el risc de prendre com a resultat correcte una observació que realment és producte de les simplificacions realitzades i que no és coherent amb el comportament real del sistema simulat.

Consegüentment, les advertències d’ús de les simulacions i dels laboratoris virtuals han d’incloure el fet de documentar-se sobre els models usats en les representacions i mai no s’ha intentar dur una simulació més enllà del domini per al qual ha estat dissenyada.

En el cas del laboratori virtual de The ChemCollective en el seu funcionament per defecte, els models ocults inclouen el següent:

– Propietats independents de la temperatura: les espècies tenen densitat constant amb la tempe-

ratura (no hi ha dilatació). Les entalpies i entropies de reacció són invariants respecte a la temperatura. Per a les tres variables, s’usen els valors a 298,15 K.

– Sistemes aquosos monofàsics en fase líquida: la simulació es basa en dissolucions aquoses (dissolvent aigua),encara que l’aigua sigui el component minoritari (per exemple,en el cas de l’àcid sulfúric concentrat). No hi ha congelació ni evaporació.

Només hi ha una fase líquida. No se simula l’alliberament de gasos.

L’única segona fase que pot aparèixer en el sistema són sòlids precipitats.

– Volums additius: el volum de la dissolució resultant és igual a la suma dels volums de les dissolucions barrejades.

– Soluts sense volum: les espècies en dissolució no ocupen volum,només ocupen volum els líquids i els sòlids.

– Soluts i flascons sense capacitat calorífica: els soluts no contribueixen a la capacitat calorífica de la dissolució;els flascons no absorbeixen calor.

– Simulació termodinàmica: totes les reaccions són immediates i controlades termodinàmicament. El factor temps no està simulat,com tampoc no ho estan les limitacions cinètiques que puguin presentar determinades reaccions químiques; la simulació avança fins a la situació termodinàmicament estable.

– Solucions ideals: totes les solucions són considerades ideals, és a dir, que els coeficients d’activitat dels soluts són la unitat per a tots els càlculs; no és té en compte la força iònica de les solucions.

– Reaccions en fase líquida: només hi ha reacció si hi ha dissolvent; les reaccions entre sòlids no se simulen.

Algunes pràctiques virtuals estan elaborades de manera que

Noves tecnologies Educació Química EduQ número 6 11

superen aquestes limitacions. Però,en qualsevol cas, caldrà tenir en compte que alguns dels fenòmens virtuals observats poden veure’s afectats per aquestes limitacions dels models usats.

Bibliografia

ALDRICH, C.(2005). Learning by doing: A comprehensive guide to simulations, computer games and pedagogy in e-learning and other educational experiences. San Francisco: Pfeiffer.

BELFORD, R. E.(2009). UALR Virtual Laboratory [en línia]. Pittsburgh: Carnegie Mellon University. <http://ualr.edu/rebelford/labs/ vlab/vlab.htm>.” hauria de ser “BELFORD, R. E. (2009). UALR Virtual Laboratory [en línia]. Little Rock: University of Arkansas at Little Rock. <http://ualr.edu/rebelford/labs/ vlab/vlab.htm>.

CAAMAÑO, A.(2005). «Trabajos prácticos investigativos en química en relación con el modelo atómico-molecular de la materia, planificados mediante un diálogo estructurado entre profesor y estudiantes»[en línia]. Educación Química,16(1): 10-19. <http://garritz.com/educacion_quimica/161-caam.pdf>.

CLARK, R.E.(1983). «Reconsidering reseach on learning from media». Review of Educational Research, 53(4): 445-459. Decret 143/2007, de 26 de juny, pel qual s’estableix l’ordenació dels ensenyaments de l’educació secundaria obligatòria. Diari Oficial de la Generalitat de Catalunya, núm. 4915 (29de juny de 2007), p. 21870-21946. Decret 142/2008, de 15 de juliol, pel qual s’estableix l’ordenació dels ensenyaments del batxillerat. Diari Oficial de la Generalitat de Catalunya, núm. 5183 (29de juliol de 2008), p. 59042-59401.

HAMMING, R.W.(1997). The art of doing science and engineering

(learning to learn). Amsterdam: Gordon and Breach.

MAGEE, M.(2006). State of the field review. Simulation in education. Final report [en línia]. Calgary: Alberta Online Learning Consortium. <http://www.cclcca.ca/pdfs/StateOfField/SFRSi mulationin EducationJul06REV.pdf>.

NUSSBAUM, S.; THE CHEMCOLLECTIVE (2010). The Irydium Project [en línia]. Pittsburgh: Carnegie Mellon University. <http://www.chem.ubc.ca/courseware/121_virtual_lab/>.” hauria de ser “NUSSBAUM, S.; THE CHEMCOLLECTIVE (2010). The Irydium Project – UBC Chem 121 and 154 Vitual Lab [en línia]. Vancouver: University of British Columbia. <http://www.chem.ubc.ca/courseware/121_virtual_lab/>.

PERROS, H.(2009). Computer simulation techniques: The definitive introduction! [en línia]. Raleigh: Harry Perros. <http://www.csc.ncsu.edu/facul ty/perros//simulation.pdf>.

WHITE, R. T.; GUNSTONE, R. F. (1992). Probing understanding. Londres: Falmer Press.

YARON, D.; CUADROS, J.; KARABINOS, M.; LEINHARDT, G.; EVANS, K.L.(2005). «Virtual laboratories and scenes to support chemistry instruction» [en línia]. A: About invention and impact: Building excellence in undergraduate STEM education Washington: American Association for the Advancement of Science, p. 177-182. <http://www.aaas.org/publications/books_reports/CCLI/>.

YARON, D.; FREELAND, R.; LANGE, D.; MILTON, J. (2000). «Using simulations to transform the nature of chemistry homework» [en línia]. A: ConfChem (CONFerences on CHEMistry): On-line teaching methods. Washington: American Chemical Society. <http://www.chemcollective.org/ pdf/papers/confchem-CMU.pdf>.

YARON, D.; FREELAND, R.; LANGE, D.; KARABINOS, M.; MILTON, J.; BELFORD, R. (2001). «Uses of a flexible virtual laboratory simulation in introductory chemistry courses» [en línia]. A: ConfChem (CONFerences on CHEMistry): Online teaching methods Washington: American Chemical Society.

YARON,D.; KARABINOS, M.; EVANS, K. L.; CUADROS, J.;DAVENPORT, J.; LEINHARDT, G.; GREENO, J.G.(2008). «The ChemCollective digital library»[en línia]. A: ConfChem (CONFerences on CHEMistry): Online teaching methods. Spring 2008 Washington: American Chemical Society. <http://www.chemcollective.org/about/paper/confchem08/cc08.pdf>.

Jordi Cuadros Margarit és professor titular de la Universitat Ramon Llull a l’IQS, dintre del Departament d’Estadística Aplicada. És doctor en química i ha estat treballant durant dos anys amb el projecte «The ChemCollective»a la Carnegie Mellon University (Pittsburgh, PA, Estats Units d’Amèrica). Entre les preocupacions que centren la seva recerca, es troben la didàctica de la química, la utilització de simulacions per a la millora de l’aprenentatge de química i física i les relacions entre ciència, tecnologia i societat. Col·labora en la coordinació dels cursos per a docents de química a l’ensenyament secundari que s’ofereixen a l’IQS i és a coautor del llibre Ciències per al món contemporani A.e. jordi.cuadros@iqs.edu

Educació Química EduQ número 6 12

Comparando la tabla periódica con un calendario: posibles aportaciones de los estudiantes al diálogo de construcción de analogías en el aula

Comparant la taula periòdica amb un calendari: possibles aportacions dels estudiants al diàleg de construcció d’analogies a l’aula

Comparing the periodic table with the calendar: possible students contributions for developing and communicating analogies in the classroom

José María Oliva / Universidad de Cádiz. Departamento de Didáctica. Área de Didáctica de las Ciencias Experimentales.

resumen

En este artículo se propone la analogía entre el sistema periódico y un calendario a la hora de abordar la enseñanza de la clasificación de los elementos químicos. Se analiza,además,el grado de comprensión autónoma alcanzado por alumnos de segundo curso de la educación secundaria obligatoria a partir de la presentación de dicha analogía. Los resultados aportados muestran una comprensión parcial del sentido de la analogía, si bien la esencia de la misma parece ser captada por una parte importante de los alumnos.

palabras clave

Analogías, comprensión de los alumnos, periodicidad, símiles, sistema periódico.

resum

En aquest article es proposa l’analogia entre el sistema periòdic i un calendari a l’hora d’abordar l’ensenyament de la classificació dels elements químics. S’analitza,a més a més,el grau de comprensió autònoma assolit pels alumnes de segon curs de l’educació secundària obligatòria a partir de la presentació d’aquesta analogia. Els resultats aportats mostren una comprensió parcial del sentit de l’analogia, si bé l’essència de la mateixa sembla ser captada per una part important dels alumnes.

paraules clau

Analogies, comprensió dels alumnes, periodicitat, similituds, sistema periòdic.

abstract

In this paper, the analogy between the periodic table and the calendar is suggested as an approach to the teaching of the classification of the chemical elements. Also, the degree of self comprehension reached from the analogy for 13-14 year old students is analysed. The data provided shows only a partial understanding of the analogy, but the essence seems to be captured for a lot of students.

keywords

Analogies, students’ understanding, periodicity, similarities, periodic table.

13 ISSN 2013-1755, SCQ-IEC Educació Química EduQ número 6 (2010), p. 13-22 DOI: 10.2436/20.2003.02.43 http://scq.iec.cat/scq/index.html

Introducción

Una parte considerable delos estudios sobre la enseñanza de las ciencias se fundamenta en la idea de un cambio conceptual como proceso deexploración y cuestionamiento de las concepciones iniciales de los alumnos provenientes de su conocimiento cotidiano. Sin embargo, como han sugerido numerosos autores, estas estrategias corren el peligro de hacernos olvidar una de las premisas básicas del constructivismo, como es la de enseñar a partir de lo que el alumno sabe, desplazándose la atención hacia enseñar a partir de lo que el alumno no sabe o «sabe mal» (Oliva, 1999). En este sentido, muchos autores creen factible la idea de un cambio a partir de aquellas ideas que el alumno mantiene y que son correctas,o parcialmente correctas,dentro del contexto escolar, al considerarlas potencialmente útiles como punto de anclaje para el aprendizaje de nuevas ideas (Clement et al., 1989). Al hilo de ello, hay que destacar el importante papel que juegan las analogías en el aprendizaje de los alumnos(Posner et al., 1982;

Treagust et al., 1992; Brown, 1994; Oliva y Aragón, 2009).A través de ellas,los conocimientos previos son utilizados como instrumentos de asimilación del nuevo conocimientoy en los procesos de modelización (Justi y Gilbert, 2002), más que como una vía para negarlos y ponerlos en evidencia. En este contexto, las analogías sirven como recurso para comprender una determinada noción o fenómeno, que se denomina objeto o blanco, a través de las relaciones que establece con un sistema «análogo» que resulta para el alumno más conocido y familiar (Dagher, 1995).

En este trabajo se pretenden delimitar concepciones iniciales provenientes del conocimiento cotidiano del alumno que podrían ser útiles como germen sobre el que construirconocimientos en un dominio específico dado a través de analogías. Más concretamente, se trata de delimitar aquellas ideas sobre la estructura y naturaleza de un calendario que podrían servir de base para construir analogías que faciliten la comprensión sobre la clasificación periódica de los elementos químicos y la idea de periodicidad

Todo ello desde un enfoque en el quelos alumnos jueguen un papel activo y creativo en la elaboración de la analogía, a través de la interacción yel diálogo entre los propios alumnos y entre éstos y el profesor (Cachapuz, 1989; Brown; 1994; Yerrick et al., 2003; Justi y Cardoso, 2008). Se trataría, de estemodo, de que la analogía se convirtiera en un apoyo para la construcción de conocimientos en el sentido deseado (Duit, 1991; Stavy y Tirosh, 1993)y,a la vez,como instrumento para el desarrollo del pensamiento modelizador del alumno (Oliva y Aragón, 2009).

En este marco, cabe la pregunta de si los alumnos serán capaces de participar activamente en la elaboración de las analogías en el aula, realizando propuestas e intervenciones que conduzcan a crear entornos de aprendizaje favorables. Nuestra perspectiva es que,ante determinado tipo de analogías estimulantes,y en un ambiente de aula que propicie la participación y la iniciativa del alumno y su diálogo con el profesor, sí será posible dicha participación activa y creativa en la construcción de analogías.

Educació Química EduQ número 6 14
L M X J V S D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Figura 1. Formato gráfico mediante el cual se sugirió el símil propuesto.

La analogía entre la tabla periódica y un calendario

El símil presentado se basa en una analogía propuesta por Goh y Chia (1989) y adopta una forma meramente visual (figura 1), acompañándose depreguntas que guían su proceso de interpretación. Las preguntas plantean cuestiones sobre las similitudes y diferencias entre ambos sistemas, así como sobre las posibles correspondencias entre ellos.

Para entender el significado y la utilidad de la tabla periódica, la podríamos comparar con un calendario.

Como se desprende de la figura 1, el sistema periódico y la página de un calendario comparten, por una parte, una similitud estructural, al presentar un formato gráfico semejante(con números, filas, columnas, colores, etc.)que puede ayudar a establecer lazos y puentes de unión entre un sistema y otro. Así, mientras que en la tablaperiódica las casillas aparecen numeradas de izquierda a derecha y de arriba abajo por el número atómico, en el calendario las casillas aparecen también numeradas y ordenadas según los días del mes. Además, mientras que en la tabla periódica aparecen símbolos (de los elementos) y casillas con distintos colores, en el calendario aparecen también marcados números con distintas coloraciones.

Pero, bajo esta similitud superficial,subyacen semejanzas mucho más profundas, como son aquéllas que operan a nivel funcional, esto es, que apelan al funcionamiento o modo de operar de los sistemas que se comparan. Así, mientras que en la tabla de los elementos se esconde una periodicidad en las propiedades de los elementos que contiene, el calendario encierra también una periodicidad en el tipo de cosas que nos ocurren diariamente. Así, los distintos días de la

semana vienen caracterizados por rutinas, más o menos fijas, que marcan regularidades en nuestro modo de vida y en el de los alumnos.De igual modo que en la tabla periódica las propiedades se repiten parcialmente en los elementos químicos de un mismo grupo o familia, los acontecimientos y rutinas diarias se repiten semanalmente de forma aproximada para los alumnos: las mismas asignaturas en la escuela, los mismos programas y series de televisión, las mismas actividades extraescolares, etc. En resumen, podemos decir que el sistema del calendario refleja analógicamente dos elementos clave de la idea de periodicidad: el orden y la regularidad. Pero, como en toda analogía, junto a esta similitudencontramos también diferencias a tener en cuentaen la construcción de

la analogía. Así, aparecen diferencias en el número de columnas, de filas yde casillas, como tambiénen la propia esencia de lo que cada sistema representa. En conjunto, y a modo de hipótesis, cabe esperar que la analogía planteada constituya un referente potente para la construcción de la idea de periodicidad de las propiedades de los elementos químicos y,a partir de ahí,encontrarle un sentido yuna utilidad al sistema actual de clasificación periódica de los elementos químicos.

Mediante el estudio que sigue, pretendíamos averiguar si alumnosque todavía no habían abordado,en el contexto escolar,contenidos sobre la tabla periódica serían capaces de encontrar algún sentido al símil entre la tabla periódica y el calendario, aportando ideas con las que

El sistema periódico y la página de un calendario comparten, por una parte, una similitud estructural, que puede ayudar a establecer lazos y puentes de unión entre un sistema y otro. Pero, bajo esta similitud superficial, subyacen semejanzas mucho más profundas que operan a nivel funcional

Educació Química EduQ número 6 Recerca en didàctica de la química
15
Figura 2. Relaciones implicadas en la analogía entre la tabla periódica y un calendario.

entablar un diálogo en el aula que facilitara la construcción profunda de la analogía. Su intención, evidentemente, era sondear la potencialidad de la analogía planteada con vistas a su inserción dentro de una propuesta didáctica articulada en la que los alumnos aprendieran de forma guiada por el profesor.

Diseño de la investigación

La muestra objeto de estudio estuvo constituida por treinta y sietealumnos pertenecientes a dos grupos de 2º de ESO de un instituto de secundaria de nivel socioeconómico medio. Éstos se eligieron precisamente en función de la circunstancia de no haber abordado todavía en el curriculum el tema de la clasificación periódica de los elementos, por lo que cualquiera de las ideas puestas en juego durante la elaboración de la analogía debería provenir de sus propios puntos de vista intuitivos,no de un aprendizaje formal. De hecho, apenas habían iniciado sus estudios sobre química, habiendo abordado sólo nociones sobre mezcla, compuesto, elemento y cambio químico. Estaban familiarizados con los nombres y símbolos de algunos de los elementos químicos, pero no habían estudiado todavía nada acerca de la naturaleza y la estructura de la tabla periódica, como tampoco acerca de la estructura interna del átomo ni del enlace químico. La técnica de recogida de información consistió en un cuestionario escrito(tabla 1)que tenía como propósito ofrecer un cauce para que los alumnos dejaran constancia de sus ideas y reflexiones entorno al símil propuesto. Las preguntas estaban planteadas en coherencia con los distintos mecanismos previstos parala construcción de analogías según el modeloTWA (teaching with analogies) (Glyn, 1991). Tales mecanis-

1.Indica todas las semejanzas o cosas que encuentres en común entre la tabla periódica y un calendario.

2.Señala también qué diferencias observas entre la tabla periódica y el calendario.

3.Como habrás visto, entre la tabla periódica y el calendario existen algunas semejanzas y algunas diferencias. Para entender mejor la utilidad de la tabla periódica, vamos a realizar una comparación entre ambos fijándonos en algunas de las semejanzas. En el siguiente recuadro, une mediante líneas los conceptos que aparecen en la columna de la izquierda con los que aparecen en la de la derecha.

Tabla periódica

Elementos químicos

Filas horizontales (períodos)

Columnas verticales (familias o grupos)

Calendario

Cada uno de los días del mes

Días de la semana (L, M, X, etc.)

Cosas que te ocurren a lo largo deun día

Propiedades de cada elemento Semanas del mes (primera semana, segunda semana, etc.)

4.¿Qué conclusiones puedes obtener sobre las propiedades de los elementos que se encuentran en la misma columna?

5. Según esta conclusión, ¿por qué crees que se denomina periódica la tabla de los elementos químicos?

mos servirán,asimismo, en el apartado de resultados de este trabajo, como hilo conductor para presentar los datos obtenidos. El hechode que los alumnos, como consecuencia de su interacción con la analogía y el cuestionario, pudieran evidenciar muestras de aprendizaje debiera entenderse comoun indicador del potencial de la propia tarea y de la situación planteada, lo cual constituye precisamente la hipótesis central que dirige la investigación.

La mayoría de las comparaciones fue de carácter estructural, referidas a semejanzas visuales o aparentes, que se pueden apreciar observando y comparando los sistemas implicados en la analogía

Resultados y discusión

Las respuestas individuales al cuestionario nos aportan una primera aproximación al sentido que, individualmente y de forma totalmente autónoma, los alumnos darían al símil propuesto.

Estableciendo los puntos de semejanza entre la tabla periódica y el calendario

La primera pregunta iba destinada a comprobar qué tipo de semejanzas serían capaces de identificar entre los dos sistemas objeto de comparación. En conjunto, los alumnos fueron capaces de proponer ciento diez similitudes, un promedio de casi tres similitudes por alumno. La tabla 2 sintetiza los resultados correspondientes, atendiendo a criterios de categorización,con dos categorías de respuestas y varias subcategorías.

Educació Química EduQ número 6
16
Tabla 1. Cuestionario.

La mayoría de las comparaciones (alrededor de dos tercios) fue de carácter estructural, esto es, referidas a semejanzas visuales o aparentes, que se pueden apreciar simplemente observando y comparando los sistemas implicados en la analogía. Ello se justifica desde la impronta visual que produce la simple comparación aparente de uno y otro sistema. La comparación estructural mayoritaria se correspondía con la percepción de una numeración correlativa y una ordenación que, en ambos casos,sigue las mismas pautas, de izquierda a derecha y de arriba abajo:

- Los dos están ordenados y en ambos casos empiezan por el 1.

- Que los números van hacia la derecha y los elementos también.

A esta subcategoría le sigue otra referida al carácter tabular de ambos sistemas, los cuales se organizan de forma parecida, según filas y columnas:

- Están hechos por columnas y filas.

- Que las dos son tablas.

Finalmente, encontramos alusiones referidas a elementos comunes de contraste, normalmente colores, abreviaturas o símbolos:

- Si te fijas en la tabla periódica,hay letras de color rojo, negro, verde,y cada una significa algo diferente. Esto es lo que pasa con el calendario: los días festivos (puentes, etc.),de verde; todos los días libres internacionales,en rojo,y el resto,en negro.

- Hay días diferentes, como festivos y domingos. En la tabla periódica también: metales pesados, frágiles, etc. También en ambos casos hay símbolos y letras.

Frente a ellas,las similitudes funcionales fueron bastante más escasas, abarcando sólo una de cada cinco semejanzas establecidas. Ello muestra la mayor complejidad que siempre encierra el hecho de establecer relaciones

Categorías de respuesta

E. Similitudes o conexiones estructurales

E1. En ambos casos aparece una numeración que sigue un orden o evolución en la misma dirección y sentido.

E2. En ambos casos se trata de una tabla con filas, columnas y casillas.

E3. Ambos presentan aspectos diferenciales (normalmente se refieren a colores).

E4. En ambos casos aparecen abreviaturas con letras o símbolos identificativos.

F. Similitudes o conexiones funcionales

F1. Realizan correspondencias entre elementos de uno y otro sistema, más que establecer similitudes.

F2. En ambos casos se aprecia una clasificación. 10,8 3,6

Otras: conexiones confusas, irrelevantes o desviadas

* Respecto al total de los alumnos de la muestra.

** Respecto al total de las similitudes propuestas por el conjunto de la muestra.

Tabla 2. Visiones individuales de los alumnos de 2º de ESO sobre las semejanzas entre la tabla periódica y un calendario.

Buscando analogías entre la tabla periódica y un calendario.

Educació Química EduQ número 6 Recerca en didàctica de la química 17
Subcategorías % (N= 37)* % (N’ = 110)**
78,4 26,4 69,1
62,2 20,9
43,2 14,5
21,6 6,4
48,6
19,9
16,3
37,8 12,7 12,7

más profundas que afecten al significado y el funcionamiento de los dos sistemas que se comparan (Curtis y Reigeluth, 1984; Jarman, 1996).Con todo, aun siendo más escasas, éstas son formuladas por más de la mitad de los alumnos. Por ejemplo, casi la mitad de los alumnos fue capaz de establecer correspondencias de este tipo entre uno y otro sistema:

- Las columnas verticales y los días de la semana y sus propiedades son lo que se supone que ocurre cada día.

- Cada cosa que te ocurre a lo largo del día son las características de cada elemento.

Puede verse que, junto a conexiones más inmediatas, probablemente realizadas a remolque de algunas semejanzas estructurales, como la de relacionar días de la semana con columnas de la tablaperiódica, aparecen otras mucho más profundas, como la de asociar las propiedades de los elementos con los sucesos, acontecimientos y rutinas que nos ocurren a lo largo de cada día, alcanzando así un sentido pleno la analogía planteada.

Por otra parte, uno de cada diez alumnos apreciaba en ambos casos un intento de clasificar cosas, lo cual resulta curioso,porque en ningún caso se habló de «clasificación periódica»,sino de «tabla periódica»:

-Que en el calendario también se clasifica.

- Ambas cosas señalan la clase en la que están.

Finalmente, cabe comentar que alrededor de una de cada ocho semejanzas establecidas fue confusa, irrelevante o desviada de los propósitos y pretensiones de la analogía planteada.

Estableciendo diferencias entre los dos sistemas objeto de comparación

La segunda pregunta planteada perseguía comprobar en qué

medida los alumnos serían capaces de establecer diferencias entre los dos sistemas objeto de comparación. En este sentido, conviene señalar que el número de diferencias establecido fue mucho menor que el de semejanzas, concretamente sólo un promedio de 1,7 diferencias por alumno, si bien,en este caso, el desequilibrio manifestado antes entre comparaciones estructurales y funcionales seve sensiblemente amortiguado. Es probable que ello sea debido a que la necesidad de establecer diferencias puede inducir a los alumnos a buscar límites para la analogía, lo cual les lleva hasta un nivel de profundidad mayor que al que se accede cuando simplemente se detectan semejanzas.

Entrando de lleno en la naturaleza de las diferencias establecidas, hemos de resaltar que las discrepancias mayoritarias de carácter estructural establecidas entre ambos sistemas se refieren a la percepción de una mayor complejidad aparente de la tabla periódica respecto al calendario. Concretamente, una parte importante de los alumnos formuló diferencias en este sentido:

-Que en la tabla periódica aparecen muchos más signos, letras y números. Es mucho más compleja.

-Que la tabla periódica es más compleja y con más cosas que un calendario.

Al lado de ellas, encontramos también discrepancias estructurales que aludían al diferente número de casillas o de filas y columnas de uno y otro caso:

-Que la tabla periódica tiene dieciocho números horizontales y el calendario tiene siete. La tabla periódica tiene […]más de cien casillas y el calendario tiene treinta y cuatro. -El calendario tiene treinta números [treinta y uno] y la tabla,más de ciento nueve.

Además, aparecendiferencias que aluden a aspectos superficiales y aparentes, como el número de coloreso la inclusión de nombres, y algunas también que apuntan hacia la invariancia de la tabla periódica en contraste con el continuo cambio en la apariencia del calendario en función del mes y del año. Por otro lado, dentro de las diferencias funcionales, muestran su total hegemonía aquéllas que señalan la inclusión de«días»o «números de días» en un caso y de «elementos químicos» en el otro:

-Que en la tabla periódica se señalan los elementos químicos y en el calendario,días.

-Que en una tabla periódica hay átomos y en un calendario,números y días de la semana.

Además, encontramos otras diferencias minoritarias que aluden a divergencias en los criterios de clasificación seguidos en uno y otro caso:

-[...] que la tabla se clasifica según el grupo al que pertenecen, y los días, según sean lunes, martes, etc.

-Calendario indica número. Tabla periódica indica gases, líquidos, sólidos...

La tabla 3 sintetiza los resultados correspondientes siguiendo criterios de categorización parecidos a los empleados en la tabla 2.

Completando la analogía

En la tercera tarea propuesta, los alumnos debían de completar la analogía emparejando una serie de elementos presentados del objeto y del análogo(tabla 1). Concretamente, se presentaban cuatro de cada uno, esperándose que se relacionaran los días del mes con los elementos químicos, los días de la semana (lunes, martes, etc.) con los grupos o familias, las semanas del mes con los distintos períodos y, finalmente, las rutinas y acontecimientos diarios que nos ocurren

Educació Química EduQ número 6 18

Categorías de respuesta

E. Diferencias estructurales

E1. Se señalan diferencias en la complejidad aparente de uno y otro sistema.

E2. Se alude a diferencias en el número de casillas, filas y columnas.

E3. Se alude a diferencias en elementos superficiales (normalmente se refieren a colores o trazos de líneas).

E4. Se advierte que la tabla periódica permanece estable,pero que el calendario varía de un mes para otro y de un año al siguiente.

F. Diferencias funcionales

F1. Se señala que,en un caso,se representan días o números de días, y en el otro,elementos químicos.

F2. Se advierte que los criterios de clasificación son diferentes. 5,4 3,2

Otras: diferencias confusas, irrelevantes o desviadas 18,9 11,1

* Respecto al total de los alumnos de la muestra.

** Respecto al total de las similitudes propuestas por el conjunto de la muestra. Tabla 3. Visiones individuales de los alumnos de 2º de ESO sobre las diferencias entre la tabla periódica y un calendario.

(a)

Conexiones realizadas % (n = 37)

Identifica los elementos con los días del mes 73,0

Identifica períodos con semanas 56,8

Identifica familias con días de la semana (L, M, X, etc.) 45,9

Identifica propiedades de los elementos con acontecimientos y rutinas del día 89,2

(b)

Número de conexiones adecuadas realizadas por alumno % (n = 37)

Identifican las cuatro asociaciones 43,2

Identifican tres asociaciones 0

Identifican dos asociaciones 37,8

Identifican sólo una asociación 13,5

No identifican ninguna 2,7

Identificaciones confusas e ininteligibles 2,7

Tabla 4. Establecimiento de asociaciones en la construcción de análogos.

con las propiedades de los elementos. En realidad, tal y como se ha podido ver en las tareas anteriores,algunos alumnos habían establecido ya espontánea-

mente correspondencias de este tipo.La tabla 4a recoge los porcentajes de alumnos que establecieron cada asociación, mientras que la tabla 4b nos muestra la

distribución de los porcentajes de alumnos que establecieron, en el sentido esperado, una, dos, tres o cuatro asociaciones, respectivamente.

Como se puede ver, ninguna asociación pudo ser realizada por la totalidad de los alumnos, mostrándose algunas de ellas más accesibles que otras. Sorprendentemente,la asociación más extendida fue,justamente,la que creíamos más compleja y que en el fondo constituía el núcleo duro de la analogía establecida. Nos referimos a la conexión entre las propiedades de los elementos y las rutinas que vivimos diariamente. Concretamente, la sugirieron nueve de cada diez alumnos, proporción que muestra el alto nivel de elaboración de la analogía por el conjunto de la muestra, al menos en este aspecto central.

Sin embargo, las asociaciones entre períodos y semanas y entre familias y días de la semana fueron realizadas por una proporción bastante menor; concretamente, por sólo alrededor de la mitad de la muestra. Y es que, en un cierto número de casos, los alumnos invirtieron los componentes de estos pares, correlacionando períodos con días de la semana y grupos o familias con días del mes. Ello fue debido a la coincidencia existente entre el número de días de la semana (siete) con el número de períodos de la clasificación periódica. En conjunto,algo menos de la mitad de la muestra llegó a establecer la totalidad de las asociaciones previstas, lo cual muestra que la analogía no pudo ser establecida de forma íntegra por más de la mitad de la muestra. Frente a ello, una proporción algo menor llegó a establecer correctamente dos de las cuatro asociaciones posibles, relacionando normalmente elementos con días del mes y propiedades con aconteci-

Educació Química EduQ número 6
Recerca en didàctica de la química 19
Subcategorías % (N= 37)* % (N’ = 63)**
43,2 25,4 63,5
32,4 19,0
27,0 15,9
5,4 3,2
37,8 22,2 25,4
11,1

Algo más de la cuarta parte de los alumnos fue capaz de señalar explícitamente que elementos de un mismo grupo o familia tienen propiedades semejantes. Una parte de estos alumnos estableció una relación de identidad, más que de similitud, entre las propiedades de los elementos de un mismo grupo. Ello indica una asmilación parcial de la idea de periodicidad

¿Qué puede decirse acercade las propiedades de los elementosde una misma columna? % (n = 37)

Se alude simplemente a que se trata de elementos del mismo grupo 35,1

Se alude a que los elementos del mismo grupo comparten propiedades parecidas 27,0

Se alude a que los elementos del mismo grupo están hechos de lo mismo

Respuestas en blanco

mientos y rutinas.El resto de los alumnos fue capaz de establecer sólo una o ninguna de las asociaciones adecuadas previstas.

Proyectando conclusiones del objeto al análogo

Las tareas 4y 5del cuestionario pretendían proyectar conclusiones del objeto al análogo,una vez trazada la correspondencia entre elementos de uno y otro dominio. Concretamente, en la tarea 4 se esperaba que los alumnos concluyesen que todos los elementos de un mismo grupo o familia compartenpropiedades parecidas. Mientras tanto,en la tarea 5 se esperaba que los alumnos identificaran la idea de periodicidad de la tabla con la de periodicidad en las propiedades cada vez que se salta de un período al siguiente. En este contexto,hay que decir que las conclusiones que fueron capaces generalmente de formular los alumnos trabajando de forma autónoma al completar los cuestionarios fueron bastante pobres e imprecisas (se muestran

en la tabla 5). Por ejemplo, sólo algo más de la cuarta parte fue capaz de señalar explícitamente que elementos de un mismo grupo o familia tienen propiedades semejantes:

-Que deben ser parecidos, tener cosas en común o que se repiten.

-Que algunos son de metales frágiles y dúctiles […]. Vamos,que se clasifican por sus propiedades.

-Que tienen las mismas propiedades.

Frente a ellos, una parte de estos alumnos estableció una relación de identidad, más que de similitud, entre las propiedades de los elementos de un mismo grupo. Ello indica una asimilación parcial de la idea de periodicidad en el sentido en el que se sostiene desde las diferentes tablas periódicas,desde la de Mendeleiev hasta la actualidad. Por otro lado, más de un tercio de los alumnos dio respuestas un tanto ambiguas. Algunos se limitaban a admitir que los elemen-

¿Por qué se denomina periódica la tabla de los elementos? % (n = 37)

Se alude a la existencia de un orden

Se alude a repeticiones periódicas,pero no se indica de qué

Se insinúa o se dice claramente que son los elementos los que se repiten

Se alude explícita o implícitamente a que son las propiedades las que se repiten

Tabla 5. Conclusiones obtenidas a partir de la analogía.

tos de una misma columna comparten el mismo grupo, su misma familia o, en el mejor de los casos, que tienen algo en común. Sin embargo, no llegaron a perfilar las propiedades de los elementos como precisamente aquello en lo que se aproximan.

Además, pudimos constatar que una pequeña parte de los alumnos aludía a que los elementos de un mismo grupo están en realidad hechos de lo mismo, elevando a su máximo exponente la idea de similitud o semejanza entre elementos de la misma columna;desde luego,en un sentido que se aleja del que le otorga la ciencia a la clasificación de los elementos:

-Que son del mismo material. -Que están formados por átomos iguales.

Junto a todo ello, se detectan también respuestas centradas en aspectos irrelevantes o confusos.

En cuanto al carácter periódico de la tabla (tarea número 5 del (a)

Educació Química EduQ número 6 20
(b)
24,3
16,2
8,1
16,2 Otras respuestas 10,8 Se
16,2
8,1 Otras
10,8 Respuestas
alude a un factor temporal
18,9
respuestas
en blanco 8,1

anexo), sólo uno de cada doce alumnos alude,de forma más o menos explícita,a repeticiones en las propiedades a lo largo de la tabla:

-Porque las propiedades se repiten en las columnas.

-Porque su grupo indica si es un metal o si es un líquido o un gas y te indica dónde está situado y demás.

Por otro lado, una parte de los alumnos (casi la cuarta parte) llegó a justificar la idea de periodicidad aludiendo a la existencia de un orden, sin llegar a mencionar regularidades que se repiten a lo largo de ese ordenamiento. En una posición menos explícita se sitúa otra parte de la muestra (uno de cada seis), que señala variaciones periódicas de algún rasgo o cualidad, pero que no llega a identificar. También uno de cada seis alumnos alude a un factor temporal, como si el orden de los elementos en la tabla respondiese a algún criterio de temporalidad, llevando al extremo la comparación con el calendario:

-Porque es a lo largo del tiempo.

-Por el período de división que se utiliza, como en el calendario.

Finalmente, uno de cada diez alumnos y uno de cada doce aportó respectivamente otro tipo de respuestas o dejó en blanco la tarea.

Conclusiones

Los datos aportados sugieren una comprensión parcial del sentido de la analogía cuando los alumnos se enfrentan a ella de forma autónoma e individual. Aun así, la esencia de la analogía parece ser captada por una parte importante de los alumnos, por cuanto la mayoría llega a establecer correspondencias estructurales entre los dos sistemas objeto de comparación y, más allá de ello, conexiones funcionales entre

Alumnos trabajando en el aula.

las propiedades de los elementos y las rutinas diarias que nos ocurren a lo largo de nuestra vida. Del mismo modo que los alumnos perciben que las rutinas diarias que gobiernan nuestras vidas varían de unos días a otros,pero que se repiten cada semana, asimismo son capaces de entender que los elementos tienen propiedades diferentes entre sí, pero también que se repiten de período en período dentro de los elementos de una misma familia.

La principal fuente de dificultad de interiorización de la analogía en el sentido esperado surgía de la coincidencia (en la que nosotros no habíamos siquiera reparado al gestar la analogía)entre el número de días de la semana y el número de períodos de la tabla, lo que hacía que algunos alumnos invirtieran la correspondencia asociando períodos con días de la semana y que contemplaran la regularidad de las propiedades a lo largo de un período en lugar de hacerlo a lo largo de una familia.

Estos resultados sugieren, en primer lugar, que un proceso de intervención didáctica más dirigido en el que el profesor gestionase la comprensión de los alumnos y orientase su proceso de construcción de semejanzas y diferencias de un modo más estrecho podría conducir a resultados mucho mejores, mostrando así el gran potencial de la analogía para el aprendizaje de los alumnos. De hecho, el desarrollo de fases posteriores de la actividad, ante las cuales los alumnos pudieron interaccionar entre sí y con el profesor, sirvieron para clarificar y mejorar sustancialmente el sentido que el colectivo de alumnos estableció para el símil presentado.

Los resultados obtenidos vienen a constatar, pues, muchos de los elementos y factores que caracterizan el marco teórico que hemos expuesto en otros trabajos (Oliva, Azcárate y Navarrete, 2007), a saber: a) la posibilidad de que los alumnos aprendan a partir de sus

en didàctica de la química Educació Química EduQ número 6 21
Recerca

concepciones iniciales y no sólo «en contra de»o «a pesar de» ellas; b) la importancia de la participación activa del alumno en la gestación de la analogía; c) el imprescindible papel regulador del profesor como orientador y guía en dicho proceso; d) la mayor facilidad de captación de las similitudes estructurales frente a las funcionales de la analogía, y e) el importante papel de apoyo y refuerzo que juegan las primeras con respecto a las segundas a la hora de interpretar una analogía globalmente.

Finalmente, los resultados que aporta este estudio muestran el interés de experiencias e investigaciones de este tipo a la hora de evaluar el potencial de una analogía, los obstáculos y problemas que su uso puede suscitar y lo que es más interesante:la manera de sortear dichas dificultades a la hora de contribuir a un uso más eficiente de la misma. Con todo ello estaremos contribuyendo a gestionar mejor el diálogo de construcción de analogías en el aula cuando éstas se plantean en los términos aquí señalados.

Referencias bibliográficas

BROWN, D.E. (1994). «Faciliting conceptual change using analogies and explanatory models». International Journal of Science Education, 16(2): 201-214.

CACHAPUZ, A.F. (1989). «Linguagem metafórica e o ensino das ciencias». Revista Portuguesa de Educação, 2(3): 117-129.

CLEMENT, J.; BROWN, D.; ZIETSMAN, A. (1989). «Not all preconceptions are misconceptions: Finding anchoring conceptions’for grounding instruction on students’intuitions». International Journal of Science Education, 11(5): 554-565.

CURTIS, V.; REIGELUTH, C.M. (1984). «The use of analogies in written

text». Instructional Science, 13: 99-117.

DAGHER, Z.R. (1995). «Review of studies on the effectiveness of instructional analogies in science education». Science Education, 79(3): 295-312.

DUIT, R. (1991). «On the role of analogies and metaphors in learning science». Science Education, 75(6): 649-672.

GLYN, S.M. (1991). «Explaining science concepts: A teaching with analogies model». En:GLYN, S. M.; YEANY, R. H.;BRITTON, B. K. [ed.]. The psychology of learning science. Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum.

GOH, N.K.; CHIA, L.S. (1989). «Using the learning cycle to introduce periodicity». Journal of Chemical Education, 66(9): 747749.

JARMAN, R. (1996). «Student teachers’use of analogies in science instruction». International Journal of Science Education, 18(7): 869880.

JUSTI, R.; CARDOSO, P.C. (2008). «Usando analogías com função criativa: Uma nova estratégia para o ensino de química». Educació Química, 1: 24-29.

JUSTI, R.; GILBERT, J.K. (2002). «Modelling teachers’views on the nature of modelling and implications for the education of modellers». International Journal of Science Education, 24(4): 369-387.

OLIVA, J.Mª (1999). «Algunas reflexiones sobre las concepciones de los alumnos y el cambio conceptual». Enseñanza de las Ciencias, 17(1): 93-107.

OLIVA, J.Mª; ARAGÓN, MªM. (2009). «Contribución del aprendizaje con analogías al pensamiento modelizador de los alumnosen ciencias». Enseñanza de las Ciencias, 27(2): 195-208.

OLIVA, J.Mª; AZCÁRATE, P.; NAVARRETE, A. (2007). «Models of teaching

with analogies as a resource in the science classroom». International Journal of Science Education, 29(1): 45-66.

POSNER, G.J.; STRIKE, K.A.; HEWSON, P. W.;GERTZOG, W.A. (1982). «Accomodation of scientific conception: Toward a theory of conceptual change». Science Education, 66: 211-227.

STAVY, R.;TIROSH, D. (1993). «When analogy is perceived as such». Journal of Research in Science Teaching, 30(10): 1229-1239.

TREAGUST, D.F.; DUIT, R.; JOSLIN, P.; LINDAUER, I. (1992). «Science teachers’use of analogies: Observations from classroom practice». International Journal of Science Education, 14(4): 413-422. YERRICK, R.K.; DOSTER, E.; NUGENT, J. S.; PARKE, H.M.; CRAWLEY, F.E. (2003).«Social interaction and the use of analogy: An analysis of preservice teachers’talk during physics inquiry lessons». Journal of Research in Science Teaching, 40(5): 443-463.

José María Oliva es licenciado en ciencias químicas, doctor en ciencias físicas y catedrático de física y química de educación secundaria. Es profesor titular del Departamento de Didáctica de la Universidad de Cádiz. Sus campos de interés son la utilización de analogías, la modelización y la enseñanzaaprendizaje mediante recursos y contextos no formales. C. e. josemaria.oliva@uca.es

Educació Química EduQ número 6 22

Semblants però diferents: una experiència sobre materials al parvulari

Similar but different: an experience about materials in the kindergarten

Montserrat Pedreira / Estudis de grau en educació infantil, Fundació Universitària del Bages, Manresa.

resum

Aquest article exposa una experiència d’aula sobre les propietats dels materials a l’educació infantil des d’una visió àmplia de la química com a ciència dels materials. Aquesta experiència permet una aproximació a la química als infants des d’un bon començament. Aporta també un seguit de reflexions metodològiques sobre l’aproximació escolar als continguts científics, tot posant un especial èmfasi en la planificació, la comunicació i la interacció amb la realitat.

paraules clau

Educació infantil, materials, propietats, planificació, comunicació.

abstract

This paper presents an experience about the properties of materials in a broad view of chemistry as a material science, in the kindergarten. This experience allows an introduction to chemistry for young learners. It also provides a series of reflections on the methodological approach to science content in schools, with particular emphasis on planning, communication and real interaction.

keywords

Kindergarten, materials, properties, planning, communication.

Introducció

Una experiència d’educació infantil en una revista de química? Us pot sobtar,si en pensar en la química us vénen al capla taula periòdica i pàgines plenes de fórmules, però si entenem la química com la ciència dels materials, que pretén conèixer les propietats d’aquests i controlarne els canvis en les interaccions, llavors haureu d’acceptar que estem fent química des que naixem.

El nen que vol que la llet amb xocolata en pols es torni més

fosca i ha d’afegir-hi pols per aconseguir-ho (però també canvia el gust!);la nena que ajuda el pare a fer gelatina i proposa que la tornin a deixar fora de la nevera, a veure si es torna altra volta líquida;els nens i les nenes de l’escola que busquen la terra adequada i la proporció justa d’aigua (o saliva!) que cal barrejar-hi per tal d’aconseguir una bola... Tots ells estan aprenent sobre els materials. Les aules d’infantil poden contribuir a aquest coneixement fent-lo conscient i compartint-lo.

Treballem amb pols i sorra

Aquesta experiència és una proposta per treballar materials semblants des del punt de vista extern però diferents quant a comportament.

La vam dur a terme al CEIP Rellinars de la població del mateix nom del Vallès Occidental,amb nens i nenes de quatre i cinc anys, el primer trimestre del curs 2008-2009.

La feina la vam començar amb dos grups de deu nens i nenes, cadaun dels quals tenia materials quotidians aparentment

23 ISSN 2013-1755, SCQ-IEC Educació Química EduQ número 6 (2010), p. 23-29 DOI: 10.2436/20.2003.02.44 http://scq.iec.cat/scq/index.html

Daniela: Com farina.

Toni: Com sal.

Tonet: És com farina, però em sembla que està podrida.

M.: Per què ho dius, això?

Tonet: Perquè sembla... perquè té una mica de bonyets.

Ian: Sale polvo.

M.: Ens vols explicar alguna cosa, Mei?

Mira, se li queda enganxada als dits.

Nona: És una cosa que pinta. (Passant els dits per la cartolina.)

M.: Mira, què ha passat aquí? Què hi ha aquí dibuixat, ara?

Tonet: Doncs la mà.

M.: La mà de la Marina. Apunto que deixa empremta. Guillem, et sembla que és com la farina amb la que juguem a la classe? Després us hi fixeu.

Guillem: És finet.

Tonet: És molt, molt finet... Mira, queda la marca!

Daniela: Està fred!

Toni: Són iguals.

M.: Vols dir ben bé iguals?

Nona: Està fred.

M.: A veure si pinta? (Buido el material altra volta al pot i els ensenyo la cartolina.)

Varis: No.

M.: Molt bé, no pinta. (Ho tornem a provar per assegurar-nosen.)

M.: Ara ja sabem que el pot de color verd no pinta.

Marina: És finet.

Toni: Es como si fuera sal.

M.: Prova de posar la mà com abans.

Queda la mà (l’empremta) posada?

Ian: Sí, mira.

M.: Com abans?

Daniela: Sólo queda la marca.

M.: No és ben bé com abans, eh?

Daniela: Aplastada.

Tonet: Doncs és una mica no tan finet.

Toni: No tan finet. Lo que he dicho yo, Montse. Que puede ser sal.

Quadre 1. Parlant dels materials. És una feina que ens ajuda a utilitzar paraules amb precisió, a buscar maneres d’explicar allò que volem dir, a relacionar algunes qualitats amb d’altres, a fixar-nos en els detalls, a comparar els materials que tenim al davant amb d’altres que coneixem

semblants. Un grup treballava amb«pols de color blanc» (sal, sucre, bicarbonat, guix, maizena) i l’altre, amb materials tipus sorra (sorra de platja, terra de jardí, argila en pols, o«terra de parc», que deien ells, marro de cafè i pela de taronja seca itriturada).

En una primera sessió, conversem al voltant d’aquests materials i entrem en contacte amb les seves propietats.

Van sorgint diferents qualitats, que són les que es van repetint més o menys en els cinc materials proposats: el gruix del gra (finet, no tan finet...), surt pols quan el mous, pinta, hi queda l’empremta marcada, fa soroll en tocar-lo, està fred, etc.

És una feina que ens ajuda a utilitzar paraules amb precisió, a buscar maneres d’explicar allò que volem dir, a relacionar algunes qualitats amb d’altres, a fixar-nos en els detalls, a comparar els materials que tenim al davant amb d’altres que coneixem, etc. (quadre 1).

En una segona sessió, distribueixo els nens i les nenes per parelles i els proposo que agafin un dels materials, que el barregin amb aigua i que intentin fer una bola. Cal que es fixin molt bé en tot allò que canvia,perquè després cada parella ho haurà d’explicar als seus companys. El fet que cada parella tingui un únic material respon a la idea de forçar-los a responsabilitzar-se del que estan fent (que només ho fan ells), donar sentit a la comunicació i treballar l’autonomia (quadre 2).

A la tercera sessió, ens tornem a situar per parelles i aquest cop fem el procés a la inversa: agafem un got amb aigua i hi tirem una cullerada del material. Les respostes del material tornen a ser diferents i continuem parlant de pols que sura, que se’n va al fons, que s’endureix, que s’escapa, que desapareix, etc. (quadre 3).

Educació Química EduQ número 6 24
La sal no pinta la cartolina Parlem del guix Parlem de la sal

Treballem amb la farina de blat de moro

Toni: Se’ls enganxa a les mans.

M.: Podeu fer una bola?

Ian: No la puedo hacer.

(El Tonet fa una bola petita.)

M.: La deixem sobre el pot, a veure què passarà demà.

Tonet: Potser es posa dura.

Podem fer una bola de farina de blat de moro?

Treballem amb el guix

M.: Què ha passat?

Daniela: Que se ha puesto duro.

M.: Mira què passa. (Rascant el plat on ha quedat el guix enganxat.

El giro i no cau.)

Toni: No cau!

Treballem amb la sal

Mei: Hem fet una bola.

M.: S’aixafa aquesta bola?

Guillem: Sí.

Toni: Ja no té bola.

Guillem: Es desfà.

El moment d’explicar als companys què ha passat amb la bola de sal.

Quadre 2. Afegim una mica d’aigua als materials.

Materials semblants que es comporten de manera diferent en interacció amb l’aigua.

Treballem amb el sucre

Toni: Transparente!

Tonet: No fa res.

Ian: Parece como azúcar.

(El Guillem en vol tirar més per veure si canvia de color.)

Daniela: No se pone blanco.

Guillem: Aquest no va. (Com que el sucre no produeix un canvi evident a l’aigua, això els resulta sorprenent i acaben pensant que aquesta barreja «no funciona».)

M.: On és la pols que heu tirat?

Guillem: Se’ns ha escapat.

Mei: No, és al terra.

(Intento atreure l’atenció sobre l’existència del sucre malgrat que no es veu, però no tenen clar que sigui dins de l’aigua. I el que és la vida: realment el terra era ple del sucre que els havia caigut...)

Treballem amb el guix

Daniela: Mira, se nos ha puesto como leche.

(Hi tirem una altra cullerada sense remenar.)

Daniela: Se hunde.

(Intento atreure l’atenció sobre els canvis i la conservació dels materials.)

M.: Ha canviat l’aigua?

Tots: Nooo!

M.: Com que no!

Ian: Sí, está todo blanco.

M.: On és la pols?

Ian: Debajo del todo.

Tonet: Està remenat i sembla com una pastilla, com una aspirina.

Daniela: Está por abajo.

Toni: Potser la pols s’ha escapat i és al terra.

M.: I si agafo una cullerada (de líquid blanc), que hi és la pols, aquí?

Tots: Nooo!

M.: És aigua sola, això que hi ha aquí?

Tonet: És pols, és pols.

(Malgrat que als nostres ulls sigui molt evident que la pols està barrejada amb l’aigua, atès que s’ha tornat blanca, als nens i a les nenes els costa de relaciona-ho i només reconeixen la pols com a pols: a la part de sota que no s’ha barrejat, a la que queda pel terra... Segurament ens calen més experiències amb aquest enfocament per tal que s’adonin del canvi alhora que de la conservació.)

Educació Química EduQ número 6 25 Innovació a l’aula
Quadre 3. Introduïm una mica de cada material dins l’aigua.

La terra que pinta I després, la vida de l’aula ens fa fer un tomb a l’enfocament pedagògic de la proposta. Hem anat a visitar les coves del Toll,a Moià, i mirant imatges de la vida dels primitius ens adonem que ells pintaven les parets de les coves malgrat que no tenien colors,ni retoladors,ni pintura com nosaltres. I això ens porta a pensar en una qualitat característica dels materials que hem estat treballant: la possibilitat de pintar, de deixar rastre en algunes superfícies.

I sorgeixen preguntes: les nostres terres pinten?, els materials de pols blanca pinten?, podem trobar terra que pinta en algun lloc?Agafem pales i galledes i sortim a buscar terra que pinta al bosc proper.

Mentre anem fent aquesta feina en grups reduïts, hi ha nens i nenes que mostren espontàniament un interès per si altres terres pinten: sortim d’excursió i s’aturen a recollir una acumulació de pols de la vorera.L’Ivan arriba amb el puny tancat i ple de terra que ha recollit venint de casa a l’escola. Un joc de fer de paleontòlegs que amaga els ossos en una mena de terra de color rosa fa sorgir també la curiositat...

El carbó també pinta!

També per una feliç casualitat, tot fent un taller de prehistòria en el qual ens ensenyen a fer foc amb dos troncs, acabem amb el nas pintat de carbó.

una altra volta al bosc a buscar materials que ens sembla que poden pintar. I els nens i les nenes s’afanyen a recollir pedres, troncs, escorces, terra, herbes, fulles i fins i tot olives i cireres d’arboç!

Ara ja no treballem en grups de deu, sinó que en aquesta recerca participen els trenta nens i nenes de tres a cinc anys de l’escola. De tornada a l’escola, aprofitem diferents estones per garbellar i fer fina la terra recollida i per barrejar-la amb aigua per veure si pinta. Efectivament, si aconseguim una proporció adequada, podem pintar amb les mans amb la terra del bosc damunt de paper d’embalar.

Si no és només la terra,sinó que també hi ha altres coses que pinten, ens plantegem de sortir

Tots aquests materials, que han estat recollits per parelles, són també treballats per parelles per veure si pinten. Els ratlladors, els morters, els coladors iles culleres per remenar són estris que prenen una dimensió d’eines de laboratori en tant que ens ajuden a fer més petits, a matxucar, a barrejar, a transformar els nostres materials diversos per veure si pinten. Són moments d’una gran activitat física, moments emocionants en els quals es pensa amb les mans, amb tot el cos(una manera de pensar molt pròpia de l’edat).

Educació Química EduQ número 6 26
Cal posar a punt la terra: la garbellem, la barregem amb aigua... i a pintar! Sortim a buscar terra que pinta. El carbó també pinta! Recollim del bosc tot allò que ens sembla que pot pintar.

Les pedres que hem trobat no pinten;dels troncs i de les escorces tampoc no aconseguim que surti gaire res;les olives i les cireres d’arboç,més que pintar, embruten... però algunes fulles verdes sí que deixen empremta en el paper.

Per acabar la nostra recerca, que no el tema, ja que tenen tota la vida per continuar donant-hi voltes, i atès que ja s’acosta el final del trimestre, porto uns pètals de rosai ens meravellem amb la possibilitat de pintar amb el seu suc.

Recordem els materials amb la Rínxols d’Or i els fantasmes

I aquí aturem el camí d’investigació, però encara no la nostra feina. Amb la idea de cobrir una necessitat bàsica en tot l’itinerari de coneixement, com és el cas de trobar maneres de recordar les seqüències que hem anat seguint, proposo als nens i a les nenes de recollir la feina feta en imatges per explicar-la a les famílies. I l’última setmana de desembre convoquem pares i mares per compartir-hitot el que havíem fet junts al voltant dels materials.

Més endavant, amb la mateixa finalitat i aprofitant la convocatòria dels Premis de Contes de Ciència de CosmoCaixa2009, ens vam inventar un parell de contes sobre el tema amb una única restricció: havien de sortir-hi els materials treballats i les seves propietats.

I així vannéixer La Rínxols d’Or i els cinc potets i Els fantasmes de les terres prohibides, que vam editar en fotos amb la veu dels nens i de les nenes i que podeu consultar al web de l’escola: http://www.xtec.cat/ceiprellinars/ premis/premis.htm

La planificació estratègica

El fet de donar per acabat aquest treball em porta a fer algunes reflexions metodològiques.En el món educatiu preval el convenciment que cal tenir-ho tot programat i previst per tal que hi hagi aprenentatge. Aquest seria el cas dels omnipresents llibres de text, sense els quals semblaria impossible de plantejar-se l’educació si per la seva extensa implantació ens guiéssim. El cas és,però,que cada cop són més les veus que ens fan adonar que l’aprenentatge de veritat, el que pretén canviar les idees dels nens i de les nenes,no només envernissar-les temporalment amb definicions apreses de memòria, cal fer-lo en interacció i sobre la base de les persones que formen part del grup que vol aprendre. El fet de planificar es converteix llavors en un equilibri dinàmic entre les intencions de l’educadora i les necessitats dels alumnes. Això podria ser el que E. Morin (Pérez, 2008)anomena planificació estratègica:

Em sembla molt important la distinció entre estratègia i programa. Tenen una mateixa finalitat,però el programa està organitzat i les etapes estan previstes. Se segueix un programa sense canviar res fins a la seva realització. Ara, això només és possible en un

Innovació a l’aula Educació Química EduQ número 6 27
Aixafem les cireres d’arboç i les barregem amb aigua per veure si pinten. Els pètals de rosa pinten com les aquarel·les.

ambient artificial en el qual no es produeixin esdeveniments. Però en la vida real, on es troben la incertesa, la multiplicitat de factors i totes aquestes coses, no es pot treballar amb programes tancats. Estratègia és una altra cosa.

Estratègia significa que si nosaltres fem un guió de l’acció, podem canviar aquest procés en funció de noves informacions que arribin, en funció del factor sorpresa. L’estratègia es pot canviar en l’últim moment.

Parlem,doncs,d’una planificació dinàmica, adaptable, imprevisible,no rígida ni tancada per endavant.Podíem preveure que la visita a les coves del Toll ens orientaria a l’estudi de la qualitat concreta de les coses que pinten?

Podíem programar que la convocatòria del Concurs de Contes de Ciència coincidiria amb el final del nostre itinerari pedagògic sobre els materials? Podíem declarar unilateralment que el tema l’acabaríem amb el trimestre sense comptar amb la resposta dels nens i de les nenes?En canvi,sí que podem assegurar que en qualsevol cas hauríem trobat raons pertreballarles propietats dels materials a partir de l’escolta dels nostres alumnes.

I planificar estratègicament no vol dir evitar o rebaixar continguts. Si us adreceu al quadre 4, podreu veure quins continguts del currículum d’infantil hem treballat intencionadament, encara que no tots els teníem clars des de l’inici del procés. Els continguts són:

- Continguts treballats a partir de situacions reals, amb sentit, que permetran als nostres nens i nenes crear connexions amb altres idees i maneres de pensar, tal com vàrem fer en celebrar l’Any de l’Astronomia.

- Continguts treballats des de les iniciatives dels nostres futurs ciutadans,que volem amb capacitat per tenir idees i per portar a terme accions; continguts treballats donant molt valor a la comu-

Exploració de l’entorn

- Observació i identificació de diferents elements de l’entorn: materials.

- Observació i identificació de qualitats d’elements de l’entorn.

Experimentació i interpretació

- Observació i reconeixement de semblances i diferències en els materials: color, grandària, mida, plasticitat, utilitat, sensacions i altres propietats.

- Experimentació d’accions que provoquen canvis en objectes i materials, tot fent anticipacions i comparant els resultats.

- Verbalització dels processos i dels resultats, tot evocant l’experiència realitzada i valorant les aportacions dels altres.

Raonament i representació

- Comparació de materials, tot establint relacions qualitatives per reconèixer patrons, verbalitzar regularitats i fer anticipacions.

Parlar, expressar i comunicar

- Utilització d’estratègies per fer-se comprendre i per comprendre els altres, amb imitació de models i amb un ús de la llengua cada vegada més acurat: pronunciació clara, estructura gramatical correcta, lèxic precís i variat, entonació i tode veu apropiats.

- Participació en converses sobre diferents temes, tot compartint les descobertes, hipòtesis, desitjos, sentiments i emocions aprenent a contrastar i a incorporar les aportacions dels altres.

Interpretar, representar i crear

- Creació col·lectiva de diferents tipus de textos, com ara contes, tot gaudint del plaer de la creació de mons imaginaris a través de les paraules i les imatges.

- Utilització d’instruments tecnològics en els processos creatius per al treball amb la fotografia, el vídeo i l’ordinador a través dels programes oberts d’edició de textos, gràfics i presentacions. Expressió audiovisual per crear històries, dibuixar i pintar amb editors gràfics i multimèdia.

Currículum del segon cicle de l’educació infantil. Decret 181/2008 (DOGC, núm. 5216).

Quadre 4. Continguts intencionadament treballats amb la proposta dels materials.

nicació, al llenguatge en estreta relació amb el pensament, però també a la interacció amb els altres, a l’intercanvi d’idees.

- Continguts viscuts amb emoció, amb intensitat iamb temps per gaudir-los.

Al segon trimestre vam voler celebrar l’any de l’astronomia acostant-nos a l’estudi de l’univers i dels planetes. Vaig proposar de representar amb materials en

tres dimensions les superfícies de la Terra, la Lluna i Mart, que ja havíem vist al Google Earth, i,per tant,vam fer ús de materials que ja havíem utilitzat: el guix i el fang, que sabíem que s’endurien després de barrejar-los amb aigua i de deixar-los assecar. A més, vam voler canviar el color de la superfície de Mart perquè tendís a vermell i vam haver de pensar com podríem canviar el color del guix. Algunes idees dels nens i de les

Educació Química EduQ número 6 28
Descoberta de l’entorn Comunicació i llenguatge

No sé si hem fet química, però sí que hem intentat que els nens i les nenes incorporin algunes mirades pròpies de la química: adonar-se de propietats dels materials que els fan tenir comportaments diferents, què canvia i què es conserva en una interacció, el tema de les proporcions, el control dels fenòmens

nenes van ser utilitzar la tinta dels retoladors dissolta en aigua o amb la pintura de la classe, però ara ja no es tractava de pintar una superfície, sinó un volum, etc.

Però hem fet química?

No sé si hem fet química,però sí que ens hem permès el fet de pensar sobre els materials, de la mateixa manera que ens permetem el fet de pensar sobre el funcionament dels éssers vius,malgrat la complexitat extrema del tema. Senzillament,tots tenim idees sobre com funciona el món, siguin materials,sigui la vida, i val la pena que l’escola es converteixi en un espai d’intercanvi i diàleg per remoure aquestes idees i orientar-les a les idees consensuades per la comunitat científica.

No sé si hem fet química,però sí quehem intentat que els nens i les nenes incorporin algunes mirades pròpies de la química: adonar-se de propietats dels materials que els fan tenir comportaments diferents, què canvia i què es conserva en una interacció, el tema de les proporcions, el control dels fenòmens, etc.

No sé si hem fet química,però hem pensat sobre la realitat a partir de la manipulació intencionada de materials. En paraules de

Mercè Izquierdo, la química s’ensenya massa tard, quan ja no queda lloc per a l’experiència, perquè cadascú ha buscat la manera pròpia d’explicar-se el món. Potser si a les aules d’infantil entressin materials diversos sobre els quals es pogués actuar, faríem un primer pas per aconseguir a les aules de primària i secundària de fer lligar el saber dels llibres amb el saber sobre la realitat, tot evitant la dicotomia entre el coneixement teòric de l’escola que no té utilitat enlloc més i el coneixement pràctic de la vida que es manté al marge dels aprenentatges acadèmics. Potser la resposta a la pregunta del títol és absolutament innecessària... El que ésclar és que els nens i les nenes d’infantil no arribaran a tenir les idees dels científics sobre els materials (ni ho pretenem en absolut!), però els podem ajudar a fer-se conscients de les pròpies idees i a revisar-les en funció de la interacció amb la realitat i de la comunicació amb l’entorn (companys, mestres, etc.). I,mentrestant, formem ciutadans amb idees, amb iniciativa, amb interès pel món, etc.

Bibliografia

ARCÀ, M. (1995). El procés d’aprenentatge: De l’experiència concreta al pensament abstracte. Lleida: Universitat de Lleida. Institut de Ciències de l’Educació.

FEU, T.; PEDREIRA, M. (2005). Aprenentatge científic a les primeres edats. Barcelona: Generalitat de Catalunya. Departament d’Educació.

IZQUIERDO, M. (2006). «Es pot ensenyar química a primària?». Guix, 326: 28-36.

MÁRQUEZ, C.; VILALTA, D. (2009). «Conversar...». Perspectiva Escolar, 331: 15-23.

MERINO, C.; PEDREIRA, M.(2006). «Què és la gelatina i què podem fer amb ella?». Guix, 326: 21-27.

PEDREIRA, M. (2005). «La ciència de la quotidianitat». Guix, 313: 13-17. —(2006). «Dialogar con la realidad». A: Cuadernos «Praxis»para el profesorado.Educación Infantil. Orientaciones y recursos Barcelona: CISS; Praxis.

PÉREZ, R. A. (2008) «Edgar Morin: Sobre estratègia. Xerrades inèdites del Chateaux d’Orion» [en línia]. A: Estrategar. Blog sobre Comunicación Estratégica de Tendencias 21. S. ll.: s. n. <http://www.tendencias21.net/ estrategar> [Consulta: 18 setembre 2008]

PUJOL, R.M. (2003). Didáctica de las ciencias en la educación primaria Madrid: Síntesis.

SANMARTÍ, N. (2001). «Un repte: millorar l’ensenyament de les ciències». Guix, 275: 11-21.

Montserrat Pedreira ha estat mestra d’educació infantil i primària en diferents centres públics. A partir del curs 20002001,va orientar la seva tasca professional cap a la formació inicial i permanent de mestres, sobretot en l’àrea de la didàctica de les ciències. A partir del curs 2007-2008, va participaren la creació d’una nova escola a Rellinars;a aquesta etapa correspon l’experiència que relata aquest article. És membre de l’Equip de Formadores i Formadors en Ciències a l’Educació Infantil i Primària del CESIRE-CDEC. Actualmentés directora dels estudis de grau en educació infantil a la Fundació Universitària del Bages. A. e. mpedreir@xtec.cat

Noves tecnologies Educació Química EduQ número 6 29

Talking Chemistry in Zanzibar: Probing Pupils’ Chemistry Knowledge Using Videos of Local Pedagogies

Parlant de química a Zanzíbar: sondeig de coneixements de química dels alumnes utilitzant vídeos de les pràctiques pedagògiques locals

Sibel Erduran / University of Bristol, United Kingdom

abstract

The article describes a group interview with two boys and two girls around some video clips of teaching and learning in Zanzibar schools in Africa. The study is part of a larger project called SPINE (Student Performance in National Examinations) funded by the Economic and Social Research Council and Department for International Development in the United Kingdom. The project was a collaboration between University of Bristol and the State University of Zanzibar. The study provides evidence that pupils in Zanzibar face significant difficulties with English language which contributes to their difficulties with subject knowledge of chemistry as well. However when the pupils are immersed in interesting and motivating contexts with links and referents to local culture and schooling, they are willing to and are able to contribute to discussion. Such discussions in this study illustrate how sophisticated pupils’ understanding of chemistry and pedagogy can be along with the exposure of some misconceptions about some key chemical ideas.

keywords

Acids and bases, English as a second language, Zanzibar, education in low-income countries, group interviews resum

L’article descriu una entrevista amb un grup de dos nois i dues noies sobre alguns viídeos d’ensenyament i aprenentatge a les escoles de Zanzíbar, a l’Àfrica. L'estudi és part d'un projecte més gran anomenat SPINE (Rendiment dels Alumnes en els Exàmens Nacionals), finançat pel Consell de Recerca Econòmic i Social i el Departament de Desenvolupament Internacional del Regne Unit. El projecte va ser una col·laboració entre la Universitat de Bristol i la Universitat Estatal de Zanzíbar. L'estudi proporciona l’evidència que els alumnes de Zanzíbar s'enfronten a dificultats importants amb l'idioma anglès que contribueixen a les seves dificultats amb els coneixements de química. No obstant això, quan els alumnes estan immersos en contextos interessants i motivadors, amb enllaços i referències a la cultura local i a l'escola, estan disposats i són capaços de contribuir al debat. Les discussions en aquest estudi il·lustren com pot ser de sofisticada per als alumnes la comprensió de la química juntament amb l'exposició d'algunes idees prèvies sobre alguns conceptes químics clau.

paraules clau

Àcids i bases, anglès com a segona llengua, Zanzíbar, educació en països pobres, entrevistes de grup.

Introduction

Chemistry is a difficult subject for many students worldwide. On top of the conceptual challenges posed by chemistry, consider the scenario where the students have to learn it in a foreign language. Furthermore, imagine that the dominance of the foreign language, English in this case, persists despite the fact that a majority of students cannot gain access to education because they have little fluency in English. The scenario I am painting exists in Zanzibar, among other places on the African continent.In this article, I will review some of the

ISSN 2013-1755, SCQ-IEC Educació Química EduQ número 6 (2010), p. 30-36
30
DOI: 10.2436/20.2003.02.45 http://scq.iec.cat/scq/index.html

challenges of learning chemistry in Zanzibar in the context of a research project that aims to understand how language plays a role in achievement in national examinations. The project is collaboration between University of Bristol in the United Kingdom and the State University of Zanzibar with involvement by key policy makers in the Ministry of Education and Vocational Training, Zanzibar. The project wasfunded by the Economic and Social Research Council and Department for International Development in the United Kingdom. One of the questions guiding the project has been how proficiency in English influences the learning and assessment of subject knowledge, primarily mathematics, biology and chemistry. To this end, several studies have been conducted. In this paper, I will focus on interviews conducted with secondary pupils to elicit their understanding of some chemical concepts such as acids, bases and neutralisation, and to explore their ideas on the links between chemistry learning and the role of the English language.

Student Performance in National Examinations (SPINE) Project

The SPINE project is about the study of teaching, learning and assessment in sub-saharan Africa where children have to demonstrate their subject learning through formal examinations that are administered in English. ReaDickins, P., Yu, G., & Afitska, O. (2009). Secondary schoolpupils learn their mathematics, science and other school subjects through two languages, that is their first (home) language as well as their second language. Incompetence in English has been mentioned as a significant factor contributing to low examination performance and some researchers (e. g. RoyCampbell, 2003) have argued that the language of examinations

should be in the children’s first language. The research reported in this paper was conducted from 2007 to 2010 in Zanzibar situated off the coast of Tanzania in east Africa, and investigated the dynamics of languages (English and Kiswahili) in formal school examinations through which children attempt to show how much they have learned in school. On transition from primary to secondary school in Zanzibar, the medium of instruction switches from Kiswahili to English, with the first formal examinations entirely in English in the second year of secondary schol. The research focused on various facets of the education system in Zanzibar including examination system issues and curriculum implementation issues (figure 1). In terms of curriculum implementation, different aspects of the examination process in three curriculum areas: Science (Biology and Chemistry), Mathematics, and English were studied. This research links directly to language policy development in education and aims to: a) develop insights into the extent to which language factors contribute to poor examination achievement, including gender as a key variable, and b) identify factors that will raise the quality of examining

processes thereby enhancing students’ potential to demonstrate fully their conceptual understandings through formal examinations (SPINE Working Paper, 2009).

Student Performance in Chemistry English Tests

In order to establish some baseline information about the pupils, a series of tests were performed across 8 schools including the focus school and its pupils who will be described subsequently. Original test items from the national examinations were selected. These items were representative of some key chemical concepts that may pose difficulties in terms of the English language as well (e. g. solution).

Another test was constructed with a wider range of chemical concepts including classification of matter; chemical reactions; balancing of chemical equations.In this second Chemistry test, only 41.3 % (i. e. n=19) of the learners have scores above the mean of 26.9 %, and only 4 learners achieved a score of 50 % or above. Data from the pilot studies revealed frequent pupil comments about «not understanding the words» For example, in some cases learners reported not knowing the majority of the content

Educació Química EduQ número 6 Estratègies i recursos didàctics
31
Figure 1. Project overview.

words of the English Reading Comprehension passages. Finding reported in Spine working paper nº 2 (2000) http:/bris.ac.uk/spine) included the following. Further interviews with the original test items revealed similar difficulties with vocabulary. Across all the subjects, learners reported difficulty in understanding words or phrases in the instruction rubrics for the examination items as well as within the test items themselves. When learners were asked to provide synonyms or to provide Kiswahili equivalents, they often failed to do so. In addition, words that learners reported «knowing» were also investigated and it became clear that for some of the learners the meanings they attributed to a word or phrase were also incorrect. For these reasons, it was decided to probe further whether the hypothesis (that learners were inhibited from answering the examinations through low levels of vocabulary) was valid. Sections from Nation’s Vocabulary Level Tests were administered (general vocabulary, 1000, 2000, 3000, academic list) to a select group of learners. Among these 31 learners, a significant correlation between their English test performance and the vocabulary levels test was observed (r = 0.798, p. <0 .01). Several simple regression analyses were conducted to understand how English language abilities (as measured by the vocabulary levels test and the English test using the original examination items) affected the learners’ performance in other subjects. The resulting data analyses indicate that there are strong correlations between the learners’English language abilities and their performance in other subjects. The learners’ performance in the vocabulary levels test can predict around 28 % of their Biology performance, 50 % of Chemistry performance and 55%

of Mathematics performance. Their performance in the English test using some original items can predict 42 % of the learners’ performance in Mathematics test, 65% in Biology and 66 % in Chemistry.

Videos of local pedagogies

Given the baseline studies on the relationships between English language and subject knowledge, we wanted to gain a more indepth understanding from a more qualitative perspective of how the children are talking and reasoning about the subject knowledge.In this case, I will present a study that I conducted with 4 pupils in a primary school in an urban setting in Zanzibar (figure 2). Two boys and two girls were put into a group and were engaged in a group discussion around a set of video clips. The video clips were from other schools in Zanzibar collected as part of the project data set. The main aim of using video clips (demonstrated on a laptop) was to create a motivating context for pupils by viewing video clips of familiar school environments (in the sense that they were Zanzibar-based scenes), and yet unfamiliar in terms of the content of the videos.

The video clips were selected to explore several issues: a) science

in school versus out of school contexts (Informal Learning); b) involving girls in demonstrations (Gender); c) connecting symbolic language of chemistry to experimental evidence (Chemical Language). All of these clips are some rare instances in the data of such themes. For instance, inclusion of girls in science demonstration and doing experiments outside of the classroom are not commonplace activities in Zanzibar schools. Inclusion of these types of activities in the instructional approaches in project schools were motivated by the aims and contexts of the project activities. It should be noted that the use of videos was a novel approach in the context of Zanzibar considering that Zanzibar is a low-income country and there are limited resources in schools, even basic resources such as pencils and paper, let alone videos and laptops. The novelty factor in children’s experiences of the use of the technology should be kept in mind in interpreting the results. The video clips were from other schools from the children’s own. This was to ensure that the children could dissociate from any potential personal associations with their teachers and peers, and concentrate on the issues that were being represented in the videos.

Educació Química EduQ número 6 32
Figure 2. Group interview in an urban school in Zanzibar.

In this video, the teacher takes the class into the school garden in order to demonstrate how sodium reacts with water (figure 3). The children get into a big circle and the teacher uses a bucket to throw a big chunk of the metal into water. This video was intended to stimulate the children’s discussion about the context of science learning.

In this video, the teacher invites a girl to come to the front of the classroom to drop a piece of sodium into water as part of his demonstration on teaching about the reaction of acids with metals (figure 4). The mode of teaching that dominates Zanzibar school is the transmission model where there is little participation by the pupils in classroom talk and activities more widely. There is also considerable issue with the inclusion of girls in science given gender inequity persists across much of the sub-Saharan African region. In this respect, the clip was intended to promote an image of gender diversity and inclusion in science.

In this video, the teacher is building up the chemical equation of the reaction whose demonstration was conducted with the help of the girl in video 2 (figure 5). The primary aim of this clip is to forge a context for discussion of the link between experimental evidence and the symbolic representation underlying this evidence.

Estratègies i recursos didàctics Educació Química EduQ número 6 33
Figure 3. Demonstration out of the classroom in the school yard. Figure 4. Girl participating in the demonstration activity. Figure 5. Teacher constructing the chemical equation for the sodium and water experiment. Video I: Taking chemistry out of the classroom Video 2: Involving girls in chemistry demonstrations Video 3: Verifying chemical equations

Results

The group in figure 2 watched the video clips in sequence with pauses to probe their understanding of what was going on in each video clip. I asked the pupils to elaborate on the key issues on out-of-school learning, gender and linking experimental data to the chemical language of the equation. Here the results of the conversation will be thematically organized with respect to four emerging themes: a) attitudes towards language, b) coordinating experimental evidence with theoretical knowledge, c) pupils’ inclusion in lessons and gender, and d) pedagogical approaches.

Attitudes towards language:

English versus Kiswahili

After watching video clip 3, the group was probed to indicate whether or not it would have been easier for them to understand the chemical equation had the language of teaching been Kiswahili. Here the overall sentiment in the group was that the use of Kiswahili might sometimes be useful in chemistry but not always. In the particular example of the chemical equation, they indicated that the language would not have made a difference. They were also quite adamant about their preference of English as the language of instruction due to the international nature of English and its use, as illustrated in the following conversation:

I: There was no Kiswahili in this clip so I understood everything but do you think if the teacher talked in Kiswahili you could understand the equation better?

B: Yeah.

I: Yes? Tell me why how.

G: … what the teacher

I: When the teacher wrote the equation on the board, in Kiswahili do you think it would

be easier to understand the equation?

G: No it would be not easier because … example. I mean it was too difficult with usual language and…. example…

I: Ok so it is not always, sometimes it’s easy to understand in Kiswahili.

G: … for someone especially in chemistry.

B: … especially in chemistry.

I: So would you rather the teacher spoke more in English in the class or in Kiswahili in the class?

Gs/Bs: More in English this is an international language this why possible to understand so much … because every country whether USA or..so I mean the international language … language everyone can understand. G: Also the teacher has to speak more English in the class because even the books are written in English.

Coordinating experimental evidence with theoretical knowledge

The pupils’ discussion exposed some of the difficulties experienced in school science in coordinating the results from experimental or laboratory work with theoretical information introduced in class. Firstly, when the pupils were challenged to consider the nature of evidence and the claims around evidence (e. g. do you believe this has happened?), they did not seem to have understood the question because they have conflicting answers. Second, even though they had already covered the pH scale and the use of litmus paper in the testing of acidity/alkalinity, they could not see the link between the use of this instrument and the validation of acidity until they were probed through a leading question which resulted in correct chemistry knowledge about the pH scale. These instances, exem-

plified in the following conversation, illustrate that chemistry remains a conceptually difficult subject for pupils, irrespective of the language of instruction and learning given they were rather verbal and proficient in English during the interview.

I: Do you think the chemical equation shows what happened in the experiment that you saw? You know when the teacher wrote equation do you think it is do you believe that this has happened?

Bs/Gs: No.

I: Why?

G1: Because we already saw it and we believe it.

I: But how do you know that it’s not sodium oxide?

G: Sodium reacts with water. It goes to the water and oxide and gives hydrogen.

G1: Hydrogen oxide.

I: Where does hydrogen oxide go? Where is it?

G: Um...

I: In this experiment where is sodium because I am just thinking about the pop. It was hydrogen what about sodium hydroxide?.

B: It remains.

I: It remains in the beaker, ok.

G2: You can’t see it with your own eyes just imagine it.

I: Yeah can we prove that sodium hydroxide?

B: By experiment.

I: What can you do? He said basic, alkaline so if it is a basic oxide what chemical can test it?

B: Oxide.

I: have you done pH?

G: Ah, ok.

I: How do you test for…

G: You prepare something, ok liquid, so you try to, no no no you put is, once the number is from 1 to 6 it mean that your mixture have got more acid than… but if

Educació Química EduQ número 6 34

it is from 7 to 14 which mean less… but more…

I: Ok, so here basic, sodium basic oxide so we can test that.

Pupil inclusion in lessons and gender

The pupils were reflective of the way in which the pupils in the video clips participated in the lessons. When the issue of gender was probed with respect to video 2, one of the girls pointed it out that liking a subject will dictate whether or not a person is good at it, not necessarily the gender. An interesting aspect of this discussion was that the children were keen on proposing some potential strategies for including more pupils in classroom activities. For example, one of the boys proposed that the class could be put into groups and each group gets a piece of sodium to experiment with at home. Doing an experiment yourself was considered to improve memory of the subject. This observation by the pupil is particularly striking given that group activities are very rare in Zanzibar due to various reasons such as overcrowded classrooms and insufficient pedagogical knowledge in coordinating group activities.

I: Anything else that you thought was different apart from this because it is also about sodium.

B: … experiment…

I: what about the girl who was doing the experiment.

B: … experiment by the teacher, the teacher only directed the girl. I: Ok, the students do themselves.

B: Yeah to get more experience, they want to…

G: … to remind what was done, more memory about that.

B: … and there is a question… that experiment, it’s easy to understand.

I: They will actually remember it for the exam.

Bs/Gs: yeah

I: What about I mean imagine you were in this classroom so you did it but your friend didn’t do this.

G: It should be good but it’s not good.

B: …so we had to choose one of us…for all but not all.

B2: …so the teacher maybe select one of them, you know.

G2: Do you think … ok give an example… at home … sodium at home … maybe two, other one too.

B: Two people…teacher …and by piece of sodium provide time … that experiment.

I: so you got it… so at least you got a small piece.

B1: The teacher would select one of them…That’s good.

G2: But it’s no more good.

G1: If you take one, others want too.

B1: It would be good if the teacher.. I mean made stories, provide a piece of sodium in each group. Then provide a beaker…or any surface, I mean for the ones doing the experiment and in time, they will understand..Then there is no boy or girl.

G: yeah

I: Excellent idea ok what about the fact that the student was a girl there are some people who say that girls are not good at science?

G2: I am going to disagree, it depend I mean … example myself, I like science so much. Alright, so because I like it I am going to be good at it so…

Pedagogical approaches

When questioned about the use of English, participation in learning and the use of pupils in demonstrations, pupils were able to discern the key issues involved in these segments of the videos. For example, they conjectured

that the teacher used Kiswahili in the context of a potentially explosive chemical experiment so as to ensure that the pupil understands what to do, not leaving it to chance to guess the meaning of the English.

I: Ok… small piece and the teacher talks in Kiswahili.

G: Of course he was saying putting in the water… staying for the experiment.

I: Ok that what he was saying in Kiswahili why do you think he was saying this in Kiswahili?

G: Because we said maybe because students do not understand English that’s why.

B: Maybe…

I: It is really important. Why was it important?

B: Because of explosion.

I: Well in this clip there is something else is different from what we saw in the garden. What are some of the differences?

G: Of course. Experiment was done in the class.

B: Experiment and students. A small tiny piece, it was quite different.

G2: … it was quite different.

B2: It is also…

G: Small bits.

B: … experiment

I: Anything else that you though was different apart from this because it is also about sodium?

B: … experiment…

I: What about the girl who was doing the experiment?

B: … experiment by the teacher the teacher only directed…

I: Ok the students do themselves?

B: Yeah.

B: Yeah to get more experience… they want to …

G: … to remind what was done, more memory about that.

B: … and there is a question… that experiment, it’s easy to understand.

I: They will actually remember it for the exam.

Estratègies i recursos didàctics Educació Química EduQ número 6 35

Conclusions

The study described in this paper provides evidence that pupils in Zanzibar face significant difficulties with English language which contributes to their understanding of chemistry as well. However when the pupils are immersed in interesting and motivating contexts with links and referents to local culture and schooling, they are willing to and are able to contribute to discussion. Such discussions in this study illustrate how sophisticated pupils understanding of chemistry and pedagogy can be along with the exposure of some misconceptions and lack of understanding of key chemical ideas.

The use of the video has been powerful in eliciting some of the results. The video acts as a deflecting point where pupils do not consider the conversation the probing questions as being targeted to them personally. When the same pupils were interviewed individually, they had barely contributed to the conversation, feeling shy about their English and giving the impression that they did not understand the questions. The format of the video viewing and probing around video clips acted as a way to distance the focus on the pupils themselves.

In terms of chemistry knowledge, the pupils demonstrated some understanding of acidity and alkalinity but could not necessarily connect this knowledge to the understanding of the «nature» of chemistry. For instance, how pH could be used as a tool to validate chemical knowledge from experimental data. The pupils were able to propose some pedagogical strategies to facilitate learning. For instance, considering group discussion is not a key strategy used in their classroom (on the basis of our observations of teaching in these classrooms), they were able to imagine and propose that

grouping of pupils could be a way to help learners have more direct experiences with experiments. Overall, the study highlights some of the challenges facing learners in low-income countries particularly where issues of language politics might hinder effective access to science education. The pupils described in this article were from a middle-class urban school where the pupils are relatively more privileged. However even such learners demonstrate difficulties with both English and Chemistry knowledge.

Improvement of science education in Zanzibar will necessitate more than a language reform: it will require that a series of coordinated actions take place to equip teachers with innovative pedagogical strategies (such as group discussions and gender inclusion) to facilitate meaningful learning of chemistry. The teachers captured in the video-clips are forerunners of the initial stages of such reform by initiating links between formal and informal schooling and promoting active participation of all pupils in lessons.

Improvement of science education in Zanzibar will necessitate more than a language reform: it will require that a series of coordinated actions take place to equip teachers with innovative pedagogical strategies to facilitate meaningful learning of chemistry

Acknowledgments

I would like to acknowledge and thank the pupils and teachers involved in the study reported in the paper as well as the wider SPINE project for their contributing to understanding language

and subject knowledge issues in Zanzibar. I am grateful to Pauline Rea-Dickins for her leadership in the project and for fruitful discussions around the data. The data collection reported in the article was facilitated by Mohamed Abeid Mbaraok and the transcription of the video data was performed by Oksana Afitska.

References

REA-DICKINS, P., YU, G., & AFITSKA,O. (2009). The consequences of examining through an unfamiliar language of instruction and its impact for school-age learners in sub-Saharan African school systems. In Taylor, L & Weir, C (ed), Language Testing Matters: the social and educational impact of language assessment Cambridge: Cambridge University Press.

ROY-CAMPBELL, Z. M. (2003). «promoting African languages as conveyors of knowledge in educational institutions». In: MAKONI S., SMITHERMAN G., BALL A.F., SPEARS, A.K. (ed.), Black Linguistics: Language, Society and Politics in Africa and the Americas London: Routledge, p. 83-102. SPINE WORKING PAPER (2009). Investigating the language factor in school examinations: Exploratory studies. Bristol: University of Bristol.

Sibel Erduran is Professor of Science Education at University of Bristol, United Kingdom. Her interests include the nature of chemistry, argumentation and scientific reasoning. She is the International Coordinator for NARST and an Editor for Science Education Journal E-mail: sibel.erduran@bristol.ac.uk

PAPER (2009). Investigatin language factor in school examinations:

Educació Química EduQ número 6 36
SPINE WORKING

Química en contexto: un accidente químico y la reacción del sodio con el agua

Química en context: un accident químic i la reacció del sodi amb l’aigua

Chemistry in context: a chemical accident and the reaction of sodium with water

Grupo «A Maxia da Química»:

Constantino Álvarez Muíña / IES Rosalía de Castro (Santiago de Compostela)

Mª Elena López Prada / IES Miraflores (Oleiros)

Mercedes Neira González / IES de Ames (Ames)

Mariano Pazos Afonso / IES A Sardiñeira (A Coruña)

resumen

Un accidente marítimo en el que un barco de carga que transportaba sodio se hundió, causando una catástrofe medioambiental, se utilizó como ejemplo para diseñar tres experimentos de laboratorio. Estos experimentos ponen de relieve diferentes aspectos de la reacción entre el sodio y el agua. En el primer experimento se trata de reproducir en el laboratorio, a pequeña escala, el naufragio del carguero. En el segundo experimento analizamos un procedimiento seguro para llevar a cabo la misma reacción que nos permite observar los resultados. Y,por último, en el tercer experimento se busca el uso cuantitativo de la reacción.

paraules clau

Contexto, reacción química, sodio, medioambiente, experimento de laboratorio.

resum

Un accident marítim en el qual un vaixell de càrrega que transportava sodi es va enfonsar, i va causar una catàstrofe mediambiental, es va utilitzar com a exemple per dissenyar tres experiments de laboratori. Aquests experiments posen de relleu diferents aspectes de la reacció entre el sodi i l’aigua.En el primer experiment es prova de reproduir al laboratori, a petita escala, el naufragi del vaixell de càrrega. En el segon experiment analitzem un procediment segur per dur a terme la mateixa reacció que ens permet observar els resultats. I, finalment,en el tercer experiment se cerca un ús quantitatiu de la reacció.

paraules clau

Context, reacció química, sodi, mediambient, experiment de laboratori.

abstract

A maritime accident where a freighter carrying sodium sank, and which caused an environmental catastrophe, was used as the example for three laboratory experiments.These experiments highlighted different aspects of the reaction between sodium and water.In the first experiment, we attempted recreate a small scale version of the sinking of the freighter. In the second experiment,we used a controlled procedure to carry out the reaction and we observed the results. In the last experiment,we tried to find a quantitative use for the reaction.

keywords

Context, chemical reaction, sodium, environment, laboratory experiment.

37 ISSN 2013-1755, SCQ-IEC Educació Química EduQ número 6 (2010), p. 37-42 DOI: 10.2436/20.2003.02.46 http://scq.iec.cat/scq/index.html Investigating the Exploratory

Introducción

Observando el grave deterioro de la enseñanza de la química en las últimas décadas, nos hemos propuesto acercar nuestra materia a los alumnos de la manera más motivadora posible.

Nuestra experiencia como profesores de física y química de secundaria nos llevó a pensar que la enseñanza de nuestra materia adolecía de al menos dos problemas: el primer problema era la actitud que inicialmente los alumnos presentaban ante la asignatura de Física y química, a la que se acercaban con desconfianza, considerándola incomprensible, difícil y poco relacionada con su vida diaria; el segundo problema estaba relacionado con los resultados académicos que alcanzaban nuestros alumnos: un bajo índice de aprobados, en comparación con otras materias que tenían otra consideración por parte del alumnado y que eran abordadas con más interés.

Intentando proponer soluciones a estos dos problemas iniciales,y puesto que nuestro campo de trabajo fundamentalmente es experimental, hemos considerado la posibilidad de centrarnos en las experiencias de laboratorio espectaculares. Considerando, también, que nuestro alumnado es de secundaria y que la materia es obligatoria en el currículo,hemos buscado sorprender al alumnado para captar su atención y después hemos aprovechado ese interés inicial para profundizar en contenidos teóricos.

Por otro lado,y aunque nuestro trabajo está enfocado de forma especial hacia el alumnado, éste ha despertado interés entre el profesorado, por lo que, haciendo las oportunas modificaciones, hemos impartido cursos de formación para profesores, una experiencia muy gratificante,dado el provechoso intercambio de opiniones y de material didáctico. También hemos

aprovechado la parte más lúdica de los experimentos y hemos preparado demostraciones para alumnado y profesorado de centros de primaria,a la vez quehemos presentado los experimentos en ferias de la ciencia y congresos como «Ciencia en Acción», así como en algunos otros eventos en los que se ponga de manifiesto el acercamiento de la ciencia al público. El conjunto de las experiencias elaboradas abarca todos los contenidos teóricos de las programaciones de las materias de secundaria, sobre todo,de la química de segundo de bachillerato. Los títulos de las experiencias hacen referencia a algún aspecto vistoso o llamativo del desarrollo experimental. Las experiencias están diseñadas por nosotros, después de múltiples ensayos, y los montajes experimentales son en la mayoría de los casos de elaboración propia, siendo esto la clave del éxito de muchas de nuestras demostraciones. Para llevar a cabo la ardua tarea que este trabajo lleva consigo, nos reunimos periódicamente en el labo-

ratorio de química de alguno de nuestros institutos, dado que nuestros centros de trabajo en la actualidad son distintos.

En esta ocasión, hemos seleccionado una de las experiencias, que, a nuestro parecer, tiene un gran interés por la sencillez de su realización y por el aprovechamiento didáctico que presenta.

El primer problema ante la asignatura de Física y química era que los alumnos se acercaban con desconfianza, considerándola incomprensible, difícil y poco relacionada con su vida diaria. Hemos buscado sorprender al alumnado para captar su atención y después hemos aprovechado ese interés inicial para profundizar en contenidos teóricos

Educació Química EduQ número 6 38
Figura 1. El naufragio del Casón

El contexto: accidente en la Costa da Morte

El 5 de diciembre del año 1987, cuando alguno de los componentes del grupo trabajábamos en el IES Alfredo Brañas de Carballo, en la costa da Morte, sucedió un acontecimiento que revolucionó las vidas de los habitantes de esta comarca coruñesa por algún tiempo, un hecho que constituyó la noticia de apertura de los telediarios de aquella semana y que fue titular de portada de los periódicos. Era un desastre ecológico que tenía que ver con nuestra especialidad, la química. Muchos recordaremos aquel accidente marítimo en el que un carguero de bandera panameña llamado Casón (figura 1)transportaba algún producto que,en los primeros momentos,no se sabía muy bien qué era, pero que producía unas tremendas explosiones en el mar y originaba nubes de gas que,a su vez,también ardían. La alarma social fue enorme, la población de la costa abandonaba sus viviendas, fueron desalojados colegios, fueron habilitadas instalaciones para proteger a la población y las autoridadesadoptaron medidas excepcionales mientras duró el espectacular incendio. Posteriormente, se decidió trasladar lo que se salvó de la carga a la costa norte de Galicia, a la factoría de Alúmina-Aluminio (hoy ALCOA), sin aclarar el contenido de la misma, generando de nuevo el pánico en los habitantes de los pueblos por los que pasaba la mercancía durante su traslado y provocando que los trabajadores de la factoría de destino abandonasen la misma, con los consecuentes perjuicios económicos.A medida que pasaba el tiempo y la situación se calmaba, se empezaron a conocer los primeros datos: el cargamento contenía, entre otros productos químicos, sodio.

El accidente desde el punto de vista de la clase de química

EXPERIMENTO 1

Como químicos,nos dimos cuenta en seguida de lo que había ocurrido en el accidente y pensamos que podíamosutilizar el contexto para introducir algunos conceptos de la química. En el laboratorio reproducimos el famoso naufragio del Casón. Para ello, se elaboran dos barcos de papel de filtro de tamaño parecido, se introduce en el interior de uno de ellos un trozo pequeño de sodio metal (del tamaño de una lenteja) y se tapa con el otro barco para evitar salpicaduras (figura 2).

Se llena el fregadero con agua del grifo(o se prepara una cubeta dispuesta para tal fin) y,con cuidado,se pone el barquito en el «mar». Al cabo de unos segundos,se observa el barquito ardiendo,efecto que se produce como consecuencia del contacto del sodio del barquito de papel con el agua(figura 3).

La reacción del sodio y el agua produce hidróxido de sodio e hidrógeno.

Na (s) + H2O (l) NaOH (ac) + 1/2 H2 (g)

Esta experiencia tan espectacular y atractiva la utilizamos para explicar algunos contenidos y conceptos de la química. En concreto, la química de los metales alcalinos, la termoquímica de las reacciones, las propiedades del hidrógeno y su posible utilidad como combustible y laspropiedadesácidas y básicas (formación de hidróxido de sodio). También se tratan temáticas como las medidas de seguridad en el transporte marítimo, la importancia del doble casco(que comparamos con el hecho de que en el montaje se utilizan dos barquitos encajados)y,en general,consideraciones químicas y medioambientales que puedan estar relacionadas con esta reacción.

Reactivos

Sodio metal

Agua del grifo

Materiales

2 barquitos de papel de filtro

Cubeta grande o fregadero

Treball pràctic al laboratori Educació Química EduQ número 6 39
Figura 2. Cargando el barquito de papel. Figura 3. Barquito de papel ardiendo.

Realizando la reacción en condiciones de mayor seguridad

EXPERIMENTO 2

Uno de los problemas de las reacciones fuertemente exotérmicas, como la reacción entre el sodio y el agua,es que,debido a su virulencia,son muy difíciles de observar, al margen de su evidente peligrosidad.

Se propone a los alumnosla realización de la misma reacción que en el experimento 1, pero de una manera segura y controlada, lo que nos permite el posterior aprovechamiento didáctico de la misma.

En una probeta de 1 Lse introduce una cantidad de aproximadamente 500 mL de agua y se añaden unas gotas de fenolftaleína. A continuación, sobre esta capa acuosa, se añadenaproximadamente 300 mLde hexano. Se corta un pequeño trozo de sodio metal, del tamaño aproximado de una lenteja, y se introduce con cuidado en la probeta para, seguidamente, observar la reacción. La figura 4 muestra cómo se dispone el contenido de la probeta. Esta forma de realizar la experiencia nos permite:

- Ver la formación de las burbujas de hidrógeno.

- Observarel cambio de color del indicador (rosa fucsia en medio básico).

- Notar el carácter exotérmico de la reacción, puesto que los alumnos pueden tocar la probeta.

- Mostrar que la reacción se produce justo en la interfase entre la fase acuosa y la orgánica.

Otros aspectos del currículo que trabajamos son los relacionados con las densidades del sodio, el agua y el hexano;la flotabilidad;las propiedades de las sustancias que les permiten ser miscibles o no miscibles, así como la no reactividad de los metales alcalinos con los compuestos orgánicos apolares. Esta propiedad facilita su almacenamiento.

Reactivos

Sodio metal

Agua del grifo

Hexano

Fenolftaleína

Materiales

Probeta de 1L

Cuestionario 1

1. Busca, en las hemerotecas o en internet, noticias de la época (año 1987) referidas al naufragio del buque Casón.

2. Sitúa el sodio en su grupo del sistema periódico e indica las propiedades físicas y químicas generales de los elementos de este grupo.

3. Diferencia entre reacción exotérmica y endotérmica. ¿A qué tipo de reacción corresponde ésta?

4. Criterios de espontaneidad de las reacciones químicas. ¿En qué grupo estaría clasificada esta reacción?

5. ¿A qué es debida la coloración aparecida en el agua?

6. ¿Piensas que la reacción se puede hacer con cualquier otro disolvente orgánico? Justifica tu respuesta consultando las densidades de las sustancias implicadas: agua, hexano y sodio metal.

7. ¿Qué influencia tiene la fase orgánica para evitar la reacción tan violenta que se produce cuando el sodio está en contacto directo con el agua?

8. ¿Por qué el trozo de sodio asciende y desciende en la capa de hexano?

9. ¿Por qué reaccionan de forma tan violenta los metales alcalinos con el agua?

Una variación de este montaje consiste en utilizar un kitasato en lugar de la probeta. Al taparel kitasato, el hidrógeno generado sale por la boca lateral, y al acercar un mechero con la debida precaución, se observa que el hidrógeno arde de una manera controlada. Esto permite, de nuevo, recordar a los alumnos la utilización del hidrógeno como combustible.Dada la peligrosidad de esta reacción,la realizamos siempre como una demostración. Los alumnos observan, participan y responden por escrito a una serie de cuestiones, algunas de las cuales se muestran en el cuestionario 1, cuya finalidad es contribuir a un mejor aprovechamiento didáctico.

10. ¿Qué otras formas tenemos de producir hidrógeno? ¿Puede ser una alternativa a los combustibles fósiles? ¿Su uso contribuiría a la solución del problema del cambio climático?

Educació Química EduQ número 6 40
Figura 4. Esquema del contenido de la probeta. Figura 5. Reacción del sodio en agua en presencia de un indicador y de hexano.

Buscando un uso cuantitativo de la reacción

EXPERIMENTO 3

La reacción entre el sodio y el agua puede realizarse a escala más pequeña con el fin de poder realizar una extracción y una posterior valoración de la solución acuosa resultante.

Para realizar este experimento, hay que proceder de la siguiente manera:

- Pesaraproximadamente 0,2 g de sodio (el tamaño de una lenteja) en un vidrio de reloj. Para cortar el sodio hay que usar un cuchillo o cúter sobre un papel de filtro seco y limpio y no tocar el sodio con una espátula mojada ni colocarlo sobre un vidrio de reloj húmedo.

- Preparar una probeta de 100 mL con 50 mL de agua, unas gotas de fenolftaleína y añadir 25 mL de hexano.

- Introducir el trocito de sodio con cuidado en la probeta, utilizando unas pinzas, y esperar hasta que todo el sodio haya reaccionado.

- Separar la fase acuosa de la orgánica mediante un embudo de decantación. Recoger el hexano en un recipiente adecuado para su reciclado.

- Conservar la fase acuosa para realizar la valoración.

La solución básica se puede valorar con una disolución de HCl 0,1 mol·dm-3. La valoración pueden hacerla los estudiantes como trabajo experimental. En la bureta se introduce la disolución de ácido clorhídrico. En el erlenmeyer se introducen 25mL de la solución acuosa de hidróxido sodio obtenida tras la separación con el embudo de extracción.

Los alumnos realizan los cálculos para encontrar la concentración de hidróxido de sodio y contrastan el valor encontrado con el de la concentración de esta disolución calculado a partir de la masa de sodio utilizada.

Si el volumen total de agua en la probeta era de 50 mL y la masa de sodio era de 0,20 g, la solución de hidróxido de sodio tendría una concentración 0,17 mol·dm-3

ReactivosMateriales

Sodio metalProbeta de 100 mL

Agua destilada3erlenmeyer

HexanoBureta de 25 mL o 50 mL

FenolftaleínaPipeta de 25 mL

HCl 0,1 mol·dm-3

Embudocónico

Embudo de decantación de 250 mL

Aro para sujetar el embudo de decantación

Soportes, pinzas y nueces

Balanza

Vidrio de reloj

Espátula y cúter

En este caso,los alumnos también responden por escrito a un cuestionario que incide en los aspectos cuantitativos del trabajo experimental (cuestionario 2).

Cuestionario 2

a) ¿Qué concentración en hidróxido de sodio debe tener la solución alcalina, si suponemos queel rendimiento de la reacción del sodio con el agua y el proceso de extracción posterior son del 100%?

b) ¿Qué concentración has encontrado al hacer la valoración?

c) De la comparación del cálculo teórico con el de la determinación práctica que has hecho, ¿cuál es el rendimiento?

d) ¿A qué causas atribuyes el rendimiento que obtuviste?

Educació Química EduQ número 6 41 Treball pràctic al laboratori

Respuestas de los alumnos a uno de los cuestionarios

Como ejemplo de los resultados obtenidos, adjuntamos una síntesis de las respuestas del alumnado al cuestionario 1 para que pueda servir de orientación para el profesorado.

1. Busca,en las hemerotecas o en internet, noticias de la época (año 1987) referidas al naufragio del buque Casón.

Era un buque panameño que naufragó en la costa gallega. En el buque había explosiones, la gente no sabía lo que pasaba y huyó asustada. El buque tenía sodio.

2. Sitúa el sodio en su grupo del sistema periódico e indica las propiedades físicas y químicas generales de los elementos de este grupo.

Es un metal alcalino. Está situado en el grupo I, periodo 3. Es un metal muy blando, brillo metálico, fácil de oxidar.Se guarda en benceno porque es muy reactivo con el agua.

3. Diferencia entre reacción exotérmica y endotérmica. ¿A qué tipo de reacción corresponde ésta?

Exotérmica:desprende calor;endotérmica:absorbe calor. Esta es una reacción exotérmica.

4. Criterios de espontaneidad de las reacciones químicas. ¿En qué grupo estaría clasificada esta reacción?

Es una reacción espontánea siempre.

5. ¿A quéesdebidala coloración aparecida en el agua?

A que en la reacción se forma NaOH,que es básico,y la fenolftaleína en medio básico es rosa.

6. ¿Piensas que la reacción se puede hacer con cualquier otro disolvente orgánico? Justifica tu respuesta consultando las densidades de las sustancias implicadas: agua, hexano y sodio metal

Tiene que ser en un disolvente menos denso que el agua y que no reaccione con ella.

7. ¿Qué influencia tiene la fase orgánica para evitar la reacción tan violenta que se produce cando elsodio está en contacto directo con el agua?

El sodio no reacciona con la fase orgánicay así se evita que la reacción sea peligrosa.

8. ¿Por qué el trozo de sodio asciende y desciende en la capa de hexano?

Porque reacciona al entrar en contacto con el agua: se forma hidrógeno,que lo impulsa y asciende.

9. ¿Por qué reaccionan de forma tan violenta los metales alcalinos con el agua?

Porque tienen una energía de ionización muy baja.

10. ¿Qué otras formas tenemos de producir hidrógeno? ¿Puede ser una alternativa a los combustibles fósiles? ¿Su uso contribuiría a la solución del problema del cambio climático?

No lo sé.Se podría obtener hidrógeno por la electrolisis del agua. De momento, su obtención es muy cara.

Bibliografía

LISTER, T. (1996). Classic chemistry demonstrations. Vol. 1, 2 y 3. Londres: The Royal Chemical Society.

DALE ALEXANDER, M.(1992). «Reactions of the alkali metals with water: A novel demonstration». J. Chem. Educ., 69: 418-419.

FERNÁNDEZ, F.; SANTABALLA, J. A. (1988). «A Maxia da Química». Boletin das Ciencias, 1: 41. GILBERT, G.; ALYEA, H. N.; DUTTON, F. B.; DREISBACH.D. [ed.](1994). Tested demonstrations in chemistry and selected demonstrations. Vol. 1 y 2. Granville, Ohio: Denison University. Department of Chemistry.

Los cuatro miembros del grupo «A Maxia da Química»son profesores de educación secundaria de física y química y tecnología en distintos institutos de Galicia: Constantino Álvarez Muíña es catedrático de física y química del IES Rosalía de Castro de Santiago de Compostela. C. e. a.m.tino@edu.xunta.es

M. Elena López Prada es catedrática de física y química del IES Miraflores de Oleiros. C. e. elena.lopez.prada@edu.xunta.es

Mercedes Neira González es profesora de educaciónsecundaria de física y química del IES de Ames. C. e. mercedesneira@edu.xunta.es

Mariano Pazos Afonso es profesor de educaciónsecundaria de física y química del IES A Sardiñeira de A Coruña. C. e. mpazoa@mundo-r.com

El grupo «A Maxia da Química» lleva alrededor de veinte años recogiendo y elaborando prácticas de laboratorio no habituales, más bien al contrario, sorprendentes, especiales, donde aparezcan colores, pequeñas explosiones, montajes especiales o cualquier efecto que pueda llamar la atención del observador. Una vez seleccionadas, las realizamos, intentando una «puesta en escena»no convencional, a veces con la colaboración del público, y las adaptamos al nivel de los alumnos. Con posterioridad,elaboramos material didáctico relacionado con la práctica.

En el curso 2005-2006, la Xunta de Galicia nos concedió un premio a la innovación educativa por el trabajo realizado hasta ese momento.

Educació Química EduQ número 6 42

Passeig per l’invisible: itinerari químic per la ciutat de Girona

A walk through the invisible: a chemical journey through Girona

Josep Duran / Universitat de Girona. Departament de Química. Càtedra de Cultura Científica i Comunicació Digital resum

L’itinerari presentat recorre onze punts de la ciutat de Girona que han estat escollits pel seu interès des del punt de vista químic. Girona és una ciutat amb química,i aquest recorregut permet que els estudiants vegin que la química no s’aprèn només a les aules i laboratoris, sinó que és present pertot arreu, fins i tot en aquells aspectes més quotidians. Aquesta proposta pretén motivar els estudiants perquè,d’alguna manera, descobreixin quelcom que fins a aleshores els havia estat “invisible”.

paraules clau

Itinerari químic, ensenyament secundari, química quotidiana, recurs didàctic, motivació.

abstract

The presented itinerary covers eleven sites of the city of Girona that have been chosen for their interest from a chemical point of view. Girona is a city with chemistry, and this journey allowed student to see that chemistry is present everywhere, even in everyday life and not only in classrooms and laboratories. This approach aims to motivate students to discover something that had been invisible.

keywords

Chemical journey, upper secondary education, everyday chemistry, educational resource, motivation.

Introducció

Passeig per l’invisible és un itinerari químic que recorre una part de la ciutat de Girona, acostumada a les anades i vingudes de turistes interessats per la seva riquesa monumental. Aquest itinerari, però, ofereix una visió diferent de la ciutat. Més que fer una aproximació històrica a la indústria química gironina, que es podria haver fet i seria ben interessant, aquesta activitat permet descobrir els aspectes més quotidians de la química, des de materials de construcció fins a xips, des de joies fins a medicaments. També facilita la descoberta de reaccions químiques com la respiració, l’enduriment

de les argiles o el rovellat del ferro; perquè la plata es torna negra i l’or no ho fa, o com ha contribuït la química a augmentar l’esperança de vida dels humans i com funcionen una bombeta o un fluorescent. La visió de la química entre la societat és sovint la d’una ciència complicada, allunyada de la vida quotidiana i que es porta a terme únicament en laboratoris o indústries. Igualment se’n dóna una visió poc amable, sovint vinculada a problemes ecològics o de seguretat. Aquesta visió no permet que els alumnes considerin la química ni atractiva ni interessant. De fet, la pèrdua d’interès per les ciències és un

fenomen que s’ha detectat tant en l’àmbit social com en l’educatiu. Així es recull a l’informe de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (Percepción social..., 2007) i a l’informe PISA [1]fet públic l’any 2008 sobre el coneixement científic dels estudiants de secundària, que situen el sistema educatiu espanyol en la zona mitjana de l’espai europeu, i Catalunya, juntament amb Andalusia, en les últimes posicions de les comunitats autònomes espanyoles. Aquesta situació no ens fa ser gaire optimistespel que fa al futur de la ciència, i, més concretament, de la química. Per canviar aquesta tendència, el

43 ISSN 2013-1755, SCQ-IEC Educació Química EduQ número 6 (2010), p. 43-49 DOI: 10.2436/20.2003.02.47 http://scq.iec.cat/scq/index.html

L’activitat que es presenta és una eina transversal que, en qualsevol cas, té com a eix bàsic el fet de mostrar la cara més amable de la química a través d’exemples quotidians que sovint passen desapercebuts. El potencial didàctic dels itineraris és ben conegut i s’ha utilitzat tant en àrees humanístiques com científiques

Departament de Química de la Universitat de Girona ja va iniciar l’any 2004 un programa d’activitats anomenat «Laquimica.Net» [2],al qual s’ha afegit la recentment creada Càtedra de Cultura

Científica i Comunicació Digital (C4D)[3]de la mateixa Universitat. Tots dos comparteixen l’objectiu d’acostar la ciència i la química a la societat i als estudiants preuniversitaris. L’itinerari químic forma part de les seves activitats per donar una imatge positiva i amable de la química.

Un itinerari químic?

L’activitat que es presenta és una eina transversal que,en qualsevol cas,té com a eix bàsic el fet de mostrar la cara més propera de la química a través d’exemples quotidians que sovint passen desapercebuts. Amb aquesta finalitat s’ha redactat un itinerari que segueix diferents punts de la ciutat de Girona.

El potencial didàctic dels itineraris és ben conegut i s’ha utilitzat tant en àrees humanístiques com científiques. Perexemple, l’Ajuntament de Girona ha editat diversos itineraris, la majoria d’ells amb un component històric

Figura 1. Els alumnes normalment segueixen amb interès les explicacions. El lloc, ple d’estímuls, els motiva i els fa especialment receptius. Itinerari realitzat amb alumnes de l’IES Serrallarga de Blanes (Selva).

o mediambiental.El lloc en el qual l’itinerari transcorre, que és fora de l’aula, amb un grup reduït de persones i amb el professor a prop, genera una dinàmica molt participativa. Els estudiants sovint plantegenqüestionsi dubtes que en altres situacions no es plantejarien (figura 1). Malgrat tots aquests beneficis, els itineraris són una eina que no s’ha explotat en química. Així, doncs, si la química és present arreu, per què no es pot fer un itinerari químic?

És ben conegut que Gironaés una ciutat monumental i plena d’atractiusculturals. A més, és una ciutat amb química: hi ha tradició industrial i una forta presència social de la química. La Universitat hi desenvolupa un paper molt important, ja que els estudis de química són presents a la ciutat des de l’inici, quan el doctor

Casasses va rebre l’encàrrec del rector de la Universitat Autònoma de Barcelona de crear-hi els estudis de ciències l’any 1970 (Mirambell, 1989). En l’actualitat, la química també és ben present al nou Parc Científic i Tecnològic de la Universitat de Girona, des de l’estudi de l’aigua fins a l’estudi de processos biomimètics.

Descripció de l’itinerari

L’itinerari, de poc més de dos quilòmetres, es divideix en onze paradesi es fa en dues hores. Les parades s’han escollit en funció del seu interès i potencial didàctic. La seva estructura és similar en tots els casos i inclou una explicació amb un llenguatge simple que a vegades es complementa amb experiments o demostracions. La versió impresa (Duran, 2009) i la pàgina web de l’itinerari[4]inclouen imatges dels llocs visitats per fer més fàcil la seva identificació i il·lustrar les explicacions. En cada punt hi ha un apartat anomenat «Ho sabies?»que recullcuriositats relacionades amb altres disciplines,com la història, l’art o la literatura, però que tenen un fonament químic. L’itinerari es complementa amb fitxesdidàctiques que inclouen exercicis variats; alguns es fan abans, d’altres durant i d’altres després de l’itinerari. El seu objectiu ésaprofundir en els continguts conceptuals del tema.

Les onze parades es descriuen breument a continuació:

Educació Química EduQ número 6 44

Parada 1. Torre dels Predicadors

Des d’aquest excel·lent mirador sobre la ciutat de Girona es presenta l’itinerari, se situa Girona, envoltada per quatre rius,i es determina la presència de la química a la ciutat. L’estructura circular de la base de la torre permet introduir conceptes simples d’estructura atòmica que s’utilitzaran en la resta de l’itinerari: protons, neutrons i electrons; model atòmic de Bohr i posició dels electrons en òrbites; model atòmic de Schrödinger: l’electró com a ona.

Ho sabies? Dalíseguia amb interès els esdeveniments científics; els descobriments sobre l’estructura atòmica vaninspirar el seu període corpuscular.

Demostració: s’escala el diàmetre de la muralla amb el del nucli de l’àtom d’hidrogen i s’estimen la posició i la mida de l’electró (figura 2).

Parada 2. Muralla

Molt a prop de la primera parada, un punt de la muralla permet comentar els materials de construcció, sobretot el ciment, la calç, els maons i la roca calcària. S’explica el procés d’enduriment de les argiles i del ciment. Les argiles han estat utilitzades des de fa mil·lennis com a matèria primera per fer recipients o rajoles. Barrejades amb aigua, les argiles es tornen toves, plàstiques,i es poden modelar. Quan s’evapora l’aigua, per exemple al sol, es tornen trencadisses, però si es couen, es tornen més resistents, perquè apareixen estructures vidrioses. Pel que fa al ciment, també és interessant conèixer el seu procés de fabricació i per què s’endureix. La calç es fabrica a partir de carbonat de calci, que es calcina per obtenir l’òxid de calci (cal apagada). Quan es mulla amb aigua,s’obté l’hidròxid de calci (cal viva),que té propietats plàstiques. És aleshores

Figura 2. En molts itineraris és interessant començar per una visió global del lloc que es visitarà. Un lloc enlairat com aquesta torre circular dalt de la muralla de Girona és un mirador privilegiat que ens permet situar-nos en l’espai i viatjar en el temps. Itinerari realitzat amb motiu del Programa d’Activitats Científiques i Culturals de la Facultat de Ciències de la Universitat de Girona.

Figura 3. Reacció senzilla per identificar la presència de carbonat de calci en una roca calcària. Els experiments a peu d’itinerari són especialment efectius i agraïts, ja que copsen l’atenció dels alumnes i els recorden bé.

quan es fa servir per unir les roques o els maons. La massa comença a endurir-se perquè absorbeix diòxid de carboni de l’aire en una reacció que dura uns mesos. Al final, el cercle es tanca,perquè aquest ciment acaba tenint la mateixa composició que la roca de la qual va sortir: carbonat de calci.

Ho sabies? La utilització de marbrea les cuines ha anat deixant pas progressivament a altres materials que no s’alteren amb els àcids, com ara el granit. Experiment: reacció qualitativa per determinar la presència de carbonat de calci en les roques calcàries: es vessen unes gotes de salfumant sobre la roca (figura 3).

i societat Educació Química EduQ número 6 45
Química

Parada 3. Taller de cromats

El taller de cromats Ensesa és un indret meravellós que tenim el privilegi de poder visitar en aquest itinerari. Construït en un antic teatre, aquest taller conserva l’essència del segle passat, en el qual els llautons i els cromats donaven un toc de qualitat a molts mitjans de transport: trens, autobusos, motocicletes...

S’introdueixen conceptes d’electroquímica centrats en el procés d’electrodeposició: la peça que es vol recobrir s’uneix a un cable elèctric ise submergeix en una dissolució que conté ions (anomenada electròlit). Per exemple, si es vol cromar, l’electròlit serà àcid cròmic. A la solució se submergeix un altre elèctrode i els dos es connecten al corrent elèctric continu. Damunt de la peça es diposita crom i a l’altre elèctrode es desprèn oxigen. També es parla d’aliatges com el llautó o el bronze.

Curiositat: l’àngel de la catedral de Girona va ser restaurat en aquest taller, però originàriament no era un àngel...

Demostració: es mostren peces de llautó i de bronze i s’explica que les monedes d’1, de 2 i de 5 cèntims d’euro no són de coure.

Parada 4. Argenteria

Aquest carrer deu el seu nom al gremi de joiers que hi treballaven a l’edat mitjana. Encara hi queden joieries i numismàtiques. És un bon indret per parlar dels metalls d’encunyació tradicionals (or, plata, coure)i dels actuals (níquel, alumini..., etc.);i també per parlar dels metalls emprats en joieria(or, pal·ladi, rodi, platí, coure, plata..., etc.). S’explica per què l’or no s’altera i la plata sí, i un mètode no agressiu per netejar la plata que s’ha ennegrit.Les pedres precioses: safir, maragda, robí i ametista, tenen una estructura molt similar basada en el corindó, un òxid d’alumini. La diferència de color ve

donada per la presència d’altres metalls: el robí conté impureses de crom (III) i és de color vermell; el safir conté ferro (II i III) i és de color blau; la maragda conté crom (III) i vanadi (III) i és de color verd, i l’ametista conté crom (III) i titani (IV) i és de color violat. Finalment, es parla de la darrera pedra preciosa, el diamant,i s’aprofita per fer esment dels diferents al·lòtrops del carboni: grafit, diamant, ful·lerè.

Curiositat: i si cremem diamants en una estufa?

Demostració: observació de pedres precioses i dels metalls emprats en joieria i en monedes. Refracció de la llum a través d’un diamant.

Parada 5. Farmàcia

La farmàcia Saguer és un exemple modernista que ens permet parlar dels medicamentsi de la seva influència en l’allargament de l’esperança de vida. Per exemple, els antibiòtics permeten eliminar microorganismes patògens com els bacteris, quepoden causar malalties més o menys

greus, com la salmonel·losi, la tuberculosi o la disenteria. El Tarlà té una relació curiosa amb tot plegat (figura 4). La cloració de les aigües i una acció tan senzilla com el fet de rentar-se les mans amb sabó també ha evitat moltes morts, i l’exemple més evident és el seu ús al quiròfan. Finalment, amb motiu de l’aniversari de l’aspirina,s’expliquen els seus orígens i els seus efectes.

Curiositat: l’equipque va guanyar el Premi Nobelde Medicina, amb el doctorFlemingal capdavant.

Demostració: com és l’estructura d’un sabó i per què renta?.

Parada 6. Pont sobre el riu Onyar A la primera parada se situa Girona envoltada per quatre rius. Ara n’estem creuant un i aprofitem per parlar de l’aigua, de la seva presència a la Terra i en els animals i les plantes,del seu paper com a dissolvent, dels canvis d’estat(gel, aigua i vapor)i del cicle de l’aigua. Aprofitant que es veuen les carpes, expliquem com s’ho fan per respirar. Ho comparem amb la nostra

durant les

de

que, durant l’edat

un personatge divertit havia d’entretenir la població confinada en aquest indret a causa de la pesta negra. Dues parades molt properes permeten parlar del paper de les medecines i dels materials nobles en joieria.

Educació Química EduQ número 6 46
Figura 4. El Tarlà, penjat a l’Argenteria festes primavera, recorda mitjana,

respiració i veiem que no és tan diferent. A més, la molècula que transporta l’oxigen a les cèl·lules és la mateixa: l’hemoglobina. En canvi, les plantes respiren de manera diferent; ens necessitem els uns als altres.

Curiositat: geometria dels cristalls de gel.

Demostració: comparativa entre la respiració dels peixos, la de les plantes i la dels humans.

Parada 7. Plaça de Sant Agustí

Aquesta plaça porxada és plena de diferents tipus de fonts lumíniques. Es proposa als alumnes que trobin el màxim nombre de fonts diferents. Després s’explica com funcionen les bombetes d’incandescència: de tungstè, halògenes, de vapor de sodi. Es comparen amb els fluorescents, els neons i la llum amb més futur: el LED (figura 5). El color de la llum i l’estructura atòmica, l’espectre electromagnètic de la llum: què tenen a veure els electrons en tot plegat? Es parla d’eficiència energètica i s’introdueixen els termes incandescència i luminescència

Curiositat: fantasmes i fosforescència;l’exemple del gos dels Baskerville. Demostració:funcionament d’un LEDi d’un bastó de llum.

Parada 8. Plaça de Vicens Vives

La plaça té al mig una escultura d’acer inoxidable. Com en molts indrets, hi ha més exemples de metalls, d’aliatges o de tractaments que eviten o aturen l’acció de l’aigua i els agents externs, és a dir, la corrosió. Es proposa als alumnes que busquin aquests exemples: pintures, alumini, acer galvanitzat, acer de tipus de Corten. Un cop identificats els materials,es comenten els aliatges i els metalls que es passiven: zinc i alumini. A la parada 4 hem vist que l’or no es rovella, i,en canvi,trobem molts exemples de ferro rovellat. Hi ha una relació entre l’estructura electrònica dels dos metalls i el diferent comportament davant l’oxigen. El procés de corrosió és molt important en la construcció, ja que el ferro es debilita i,per tant,també les estructures que

es construeixen. Els tractaments anticorrosius són especialment importants en ambients marins, ja que es combina l’acció de l’aigua amb la de la sal.

Curiositat: Napoleó III tenia una coberteria d’alumini que només utilitzava en ocasions especials.

Demostració: ferro rovellat i acer de tipus Corten.

Parada 9. Barri Vell

El barri més romàntic de la ciutat dóna peu a parlar de la química de l’amor. En els animals és evident el paper de les hormones. Per als éssers humans es parla de molècules presents en el cervell i dels seus efectes: hormones i neurotransmissors com la testosterona, els estrògens, la dopamina o la feniletilamina.

Curiositat: la xocolata, un alleujament per als cors trencats.

Parada 10.Antiga carbonera

L’obtenció d’energia és essencial per als éssers vius. És una necessitat vital. Els humans, a més, la utilitzem en molts altres processos. Aquest indret, un antic magatzem de carbó, ens il·lustra sobre el paper dels combustibles fòssils i la seva evolució. El paper rellevant del carbó en la revolució industrial ha cedit pas a l’energia elèctrica, una part de la qual també s’obté cremant combustibles fòssils. El petroli, l’energia nuclear, la hidroelèctrica i fins i tot l’eòlica són considerades energies poc respectuoses amb el medi ambient. En aquest punt és molt enriquidor el fet d’establir un diàleg amb els alumnes i escoltar les seves opinions sobre aquest tema, perquè opinin sobre les fonts d’energia que s’utilitzen actualment i com s’imaginen el futur.Això ens permet introduir les energies renovables i parlar d’elements clau en aquestes energies,com ara el silici (cel·les

Química i societat Educació Química EduQ número 6 47
Figura 5. En aquesta plaça porxada es demana als alumnes que busquin i apuntin diferents fonts de llum. Al final, el professor els sorprèn amb un bastó de llum química i els explica per què les cuques de llum brillen en la foscor. Itinerari realitzat amb motiu de la Nit de la Recerca.

fotovoltaiques) i l’hidrogen (motors).

Curiositat: quina relació hi ha entre la pluja àcida i les cebes que ens fan plorar?

Demostració:funcionament d’una placa fotovoltaica i la relació que té amb un LED (figura 6).

Parada 11. Els Quatre Cantons

En aquest punt simbòlic de la ciutat, es dibuixa sobre el carrer un plànol dels quatre rius que travessen Girona i els quatre punts cardinals. Tot i que el magnetisme és un fenomen físic, es pot contemplar des del punt de vista químic: els àtoms s’agrupen formant dominis amb moments magnètics que apunten cap a direccions diferents. En alguns materials,aquests dominis es poden dirigir cap a una direcció concreta, tot convertint el material en magnètic. D’aquesta forma es pot convertir una agulla de cosir en un petit imant. S’esmenta la composició química estimada del centre de la Terra i es relaciona amb el seu camp magnètic. Mitjançant dos experiments,s’acaba parlant de materials magnètics: potents imants de neodimi, brúixoles i magnetisme terrestre.

Curiositat: serendípia (o com es va descobrir el magnetisme).

Experiment: fem un electroimant i una brúixola (figura 7).

Complements a l’itinerari

Al final de la versió impresa de l’itinerari, sis fitxes plantegen activitats. Abans de l’itinerari, es proposa buscar i apuntar el nom de productes químics quotidians. Durant l’itinerari es demana, per exemple, trobar fonts de llum.

Després de l’itinerari es proposen quatre experiments relacionats amb alguns dels temes tractats: electroquímica, llum, medicaments... Les activitats són només orientatives i el professor pot adaptar-les als seus interessos i als dels alumnes.

La versió impresa de l’itinerari forma part de la col·lecció «Girona, Itineraris»que edita l’Ajuntament de Girona. Des del curs 2008-2009,és un dels recursos educatius del catàleg que edita el mateix Ajuntament (Recursos educatius..., 2008). Tots els recursos es troben a disposició dels centres educatius que ho sol·liciten[5]. El Centre de Recursos Educatius facilita un guia-educador que condueix l’itinerari. En els dos cursos que s’ha proposat l’itinerari, més d’una trentena de grups ha utilitzat aquest recurs, la qual cosa demostra la bona acollida d’aquesta nova proposta didàctica.

Conclusions

Girona és la primera ciutat espanyola i una de les poques europees a tenir un itinerari químic en el sentit més ortodox del que és un itinerari: un recorregut per diferents punts que comparteixen un interès concret,en aquest cas, la química.Tot i que Gironaés una ciutat escaient per realitzar-hi un itinerari químic, altres ciutats o indrets també poden ser escollits per a la realització d’itineraris. En aquest sentit, s’ha elaborat un altre itinerari a prop del mar i s’està treballant en un tercer itinerari relacionat amb l’aigua.

7. Un clau, uns centímetres de fil de coure i una pila són suficients per fer un electroimant. Aquest punt de trobada dels gironins també és un bon indret perquè diferents disciplines científiques trobin els seus punts de coincidència.

Totes les evidències mostren que l’itinerari motiva els estudiants, que se senten més interessats per la química. Els desperta la curiositat,i això facilita l’aprenentatge. Els conceptes i les capacitats adquirides durant aquesta activitat difícilment es poden obtenir a través d’altres estratègies educatives.

Educació Química EduQ número 6 48
Figura 6. Senzilla demostració amb una petita placa fotovoltaica que fa funcionar un motor elèctric. En aquest indret és molt interessant el fet d’escoltar l’opinió dels alumnes respecte de les energies que s’imaginen en el futur. Figura

Totes les evidències mostren que l’itinerari motiva els estudiants, que se senten més interessats per la química. Els desperta la curiositat, i això facilita l’aprenentatge. Els conceptes i les capacitats adquirides durant aquesta activitat difícilment es poden obtenir a través d’altres estratègies educatives

L’itinerari, inicialment dissenyat per alsestudiants de secundària i de batxillerat, també ha demostrat ser una bona eina per a la societat en general i per als estudiants universitaris dels primers cursos, que se sorprenen de la presència de la química en els objectesquotidians i en moltes de les activitats que realitzen. (figura 8)

L’itinerari facilita que es formulin moltes qüestions. El fet de preguntar-se la raó de les coses és el primer pas per despertar el científic que tots portem dins. Precisament aquest és l’objectiu últim d’aquesta activitat.

Agraïments

Vull agrair la rebuda entusiasta de l’Ajuntament de Gironaa la proposta de realització de l’itinerari químic, per acceptar i dur a terme la seva publicació a la col·lecció «Girona, Itineraris»i per la seva inclusió al catàleg de recursos educatius de la ciutat. El meu agraïment també a la Fundació Girona, Universitat i Futur i al Consell Social de la Universitat de Girona,que han proporcionat suport financer parcial per ala publicació de l’itinerari.

Agraeixo al company Joan Miró que m’hagi fet l’honor de col·laborar en el pròleg de l’itinerari i vull

la inclusió de

del catàleg de recursos educatius de l’Ajuntament de Girona.

fer extensiu l’agraïment als companys i companyes de la Càtedra de Cultura Científica i Comunicació Digital i del Departament de Química de la Universitat de Girona, que m’han donat suport en aquest projecte, en especial,a en Miquel Duran.

Notes

[1]Es pot trobar a http://213.253.134.43/oecd/pdfs/bro wseit/9807014E.PDF (recuperació: 16 juny 2010).

[2] http://www.laquimica.net (consulta: 16 juny 2010). El projecte va ser guardonat per la Generalitat de Catalunya l’any 2007 amb la distinció Jaume Vicens Vives a la qualitat docent universitària.

[3] http://www.c4d.udg (consulta: 16 juny 2010).

[4] http://www.itinerariquimic.cat (consulta: 16 juny 2010).

[5] http://www.girona.cat/caseta (consulta: 16 juny 2010).

Bibliografia

DURAN, J. (2009). Passeig per l’invisible:Itinerari químic per la ciutat de Girona. Girona: Ajuntament de Girona;Universitat de Girona. MIRAMBELL, E. (1989).«Els inicis de l’Estudi General de Girona». Revista de Girona, 157: 64-68.

Percepción social de la ciencia y la tecnología en España (2007).

Madrid: Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología. Recursos educatius curs 2008-2009 (2008). Girona: Ajuntament de Girona.

Josep Duran

és professor titular de química a la Facultat de Ciències de la Universitat de Girona. La seva recerca està a cavall entre els catalitzadors asimètrics i la divulgació. És membre de la Càtedra de Cultura Científica i Comunicació Digital i és el responsable de les relacions amb secundària del Departament de Química. Treballa activament en projectes de divulgaciócom la Nit de la Recerca, «Ciència i esport»i «Reacciona... explota!»,amb la finalitat de fomentar les vocacions científiques entre la societat i,en especial,els estudiants preuniversitaris. Pàgines web: http://www.reacciona.cat, http://www.itinerariquimic.cat. A.e. josep.duran@udg.edu.

Química i societat Educació Química EduQ número 6 49
Figura 8. L’itinerari és atractiu per als estudiants, però també per a la societat en general, tal com ho demostra la varietat d’edats que es veu en aquesta imatge, presa amb motiu de l’itinerari dins

Um estudo de caso preliminar: a evasão no Bacharelado em Química do Instituto de

Química de São

Carlos

Un estudi de casos preliminar: l’abandonament en el grau de química a l’Instituto de Química de São Carlos

A preliminary case study: the evasion in chemistry graduation of Institute of Chemistry of São Carlos

Marcelo Henrique Cury, Eny Maria Vieira, Maria Teresa do Prado Gambardella / Universidade de São Paulo. Instituto de Química de São Carlos, Brasil

resumo

O presente trabalho caracteriza um estudo de caso visando uma abordagem qualitativa e quantitativa sobre a evasão no Bacharelado em Química do Instituto de Química de São Carlos. Recentemente, passou-se a avaliar os prováveis fatores da evasão, através de contatos com os estudantes evadidos.Os motivos mais apontados, como sendo os responsáveis pelo abandono do curso, em ordem decrescente, foram: falta de vocação, adaptação à cidade de São Carlos, adaptação ao curso e/ou dificuldades acadêmicas, situação sócio-econômica.

palavras chave

Química, evasão, ensino superior.

resum

Aquest treball presenta un estudi de casos destinat a la recopilació d’informació qualitativa i quantitativa sobre l’abandonament dels estudis del camp de la química de l’Institut de Química de São Carlos.Recentment, s’han estat avaluant els possibles factors que contribueixen a l’abandonament dels estudis mitjançant contactes amb els antics alumnes. Els motius més esmentats com a responsables de l’abandonament, en ordre decreixent, van ser: falta de vocació, l’adaptació a la ciutat de São Carlos, l’adaptació al curs i/o dificultats acadèmiques i el nivell socioeconòmic.

paraules clau

Química, abandonament, universitat.

abstract

This paper presents a case study aiming at gathering qualitative and quantitative information about the evasion from the chemistry course of Institute of Chemistry of São Carlos. Recently, it has been also assessing the probable contributing factors to evasion, by contacting with the former students. The reasons most frequently reported as being responsible for the evasion, in descending order, were: lack of vocation, adaptation to the city of São Carlos, adaptation to the course and/or academic difficulties, and socioeconomic status.

keywords

Chemistry, evasion, university.

Introdução

A evasão nos cursos superiores é um fenômeno complexo, comum às Instuições de Ensino Superior em todo o mundo, ape-

sar das diferenças e das peculiaridades sócio-econômicas e culturais de cada país.

A falta de informação na hora da escolha do curso, o descontenta-

mento com o conteúdo do curso e as baixas perspectivas de emprego, são questões bastante discutidas como principais fatores responsáveis pelos altos índices de evasão.

ISSN 2013-1755, SCQ-IEC Educació Química EduQ número 6 (2010), p. 50-53 DOI: 10.2436/20.2003.02.48 http://scq.iec.cat/scq/index.html 50

Na tentativa de minimizar estes problemas, a Pró-Reitoria de Cultura e Extensão, da Universidade de São Paulo, criou o Programa «A Universidade e as Profissões», que por meio de um catálogo com a descrição dos cursos oferecidos pela USP objetiva fornecer subsídios aos estudantes para que, com a ajuda de seus familiares e professores, orientem-se na importante tarefa de optar por uma carreira profissional. Além do catálogo, o programa compreende um calendário de visitas de estudantes do Ensino Médio à USP e também às Feiras de Profissões, organizadas uma vez por ano, no campus da capital e também em um dos campi do interior. Durante a visita às unidades de ensino ou aos estandes das feiras, os alunos podem conhecer de perto os cursos de graduação oferecidos, podendo tirar suas dúvidas a respeito das profissões, do mercado de trabalho e do vestibular. Desde 2004, um questionário pré-estruturado vem sendo aplicado aos ingressantes, visando conhecer o perfil dos estudantes de Química do IQSC. Em muitos casos, pode-se observar que estas ações têm se mostrado eficazes; muitos dos ingressantes declaram ter escolhido o curso duran-

te a Feira de Profissões ou através de visita à Instituição. Pensando na questão da adaptação ao novo ambiente, e para minimizar as questões relativas à adaptação, em 2004, o IQSC criou a disciplina Acompanhamento Profissional e Pessoal, oferecida no primeiro semestre do curso, na qual os ingressantes são divididos em grupos de no máximo 10 estudantes sob a responsabilidade de um docente-tutor. O docente-tutor tem como uma de suas principais funções auxiliar os alunos no planejamento de suas atividades acadêmicas, como a escolha das disciplinas da matriz curricular, planejamento de horário de estudos, e orientar na resolução de problemas que venham a encontrar. Encaminha também os estudantes com problemas de saúde, psicológico ou de rendimento acadêmico aos profissionais competentes do serviço de assistência médica, social ou psicológica do Campus. Esta disciplina tem contribuído favoravelmente pricipalmente para a adaptação dos estudantes que pela primeira vez se veem fora do ambiente familiar.

Conforme trabalhos publicados pela Secretaria de Educação Superior, pelo Ministério da Educação e por outros autores, os estudos sobre evasão (principal-

mente aqueles que apresentam como resultados parciais ou conclusivos tão somente índices quantitativos)devem ser subsidiados por informações que o qualifiquem efetivamente, contribuindo, portanto, para um melhor entendimento do significado do fenômeno analisado (Comissão Especial de Estudos sobre Evasão nas Universidades Públicas Brasileiras, 1997).

Além do trabalho que vem sendo desenvolvido desde 2004 para conhecimento do perfil do ingressante, recentemente, passou-se a avaliar os prováveis fatores da evasão, através de contatos com os estudantes evadidos.

Objetivo

A evasão escolar pode ser vista como o fenômeno em que um ou mais alunos abandonam a Instituição de Ensino Superior, durante o ano letivo, por desinteresse, por falta de estímulo, por se considerarem incapazes de serem aprovados ou por motivos sócio-econômicos.

Deve-se considerar, também, que a evasão deva ser contabilizada no item despesas do Ensino Superior Público e não como uma simples indecisão do estudante ou falta de vocação para determinada profissão. Uma vaga nãopreenchida é uma despesa muito

Química i societat Educació Química EduQ número 6 51
Estudantes do Bacharelado em Química do IQSC. Trabalhando no laboratório.

grande para um país como o Brasil, com muitas prioridades que, por falta de recursos, não são atendidas (Cunha et al., 2001).

Neste contexto, para a obtenção de subsídios necessários ao estabelecimento de estratégias de ação voltadas à redução dos índices de evasão, o presente trabalho tem como objetivo identificar, quantitativa e qualitativamente, as causas internas e externas da evasão no Instituto de Química de São Carlos.

Desenvolvimento

Para efeito do desenvolvimento do presente trabalho, a evasão foi caracterizada como sendo a situação na qual o estudante se desliga do curso superior em situações diversas, tais como: abandono (deixa de matricularse), desistência (oficial) e transferência (mudança de instituição), deixando-se de lado a exclusão por norma institucional que no caso é desprezível.

Inicialmente, contabilizou-se o número de alunos evadidos por ano, através da análise das informações registradas nos documentos do Serviço de Graduação da Instituição, apresentadas na tabela 1 e no gráfico 1, abrangendo o período de 2000 a 2008.

A porcentagem de evasão foi calculada pela equação 1, na qual Ni é o número de ingressantes no ano-base e Ne é o número de evadidos.

% Evasão = (1)

Fonte: Serviço de Graduação do IQSC.

Tabela 1. Dados globais relativos ao corpo discente do curso de Bacharelado em Química no período de 2000 a 2008.

Gráfico 1. Número de estudantes ingressantes, formandos, ativos e evadidos do Curso de Bacharelado em Química do IQSC, no período de 2000 a 2008. Ne Ni

Em uma segunda etapa os alunos foram contatados e indagados sobre os motivos que os levaram a abandonar o curso.

Os motivos mais apontados, como sendo os responsáveis pelo abandono do curso, em ordem decrescente, foram:

- Falta de vocação para a Química (50,0 %);

- Adaptação ao curso e dificuldades acadêmicas (28,6 %);

- Adaptação na cidade de São Carlos (14,3 %); e

- Situação sócio-econômica (7,1 %).

Como vários apresentaram mais de um motivo, foi elaborado um questionário que buscou quantificá-los. Este questionário foi enviado a todos os contatados na segunda etapa. Esta etapa encontra-se ainda em andamento.

Relacionou-se os resultado obtidos com os dados do questionário que é aplicado aos ingressantes, referente a questão sobre o ingressante ter tido ou não dúvida na hora da escolha da carreira, e verificou-se que o maior percentual de dúvida corresponde ao ano de 2006 (tabela 2), que é também o ano com maior percentagem de alunos evadidos, considerando-se o peródo de 2004 a 2008.

Educació Química EduQ número 6 52
Ingressantes Formandos Ativos Evadidos NºAlunos NºAlunos % NºAlunos % NºAlunos % 2000 41 27 65,85 14 34,15 2001 48 38 79,17 10 20,83 2002 53 43 81,13 02 3,77 08 15,09 2003 52 43 82,69 06 11,54 03 5,77 2004 62 41 661,2 14 22,58 07 11,29 2005 60 06 10,00 48 80,00 12 19,35 2006 62 50 80,65 06 10,00 2007 63 59 93,65 04 6,35 2008 64 62 96,87 02 3,12 TOTAL 503 198 39,36 239 47,52 66 13,12

Tabela 2. Resposta (%) dos ingressantes quanto a dúvida na hora da escolha da carreira.

A causa mais frequente apontada como justificativa para a evasão foi a falta de vocação para a Quimica. Outras causas são a falta de adaptação ao curso e dificuldades acadêmicas, adaptação na cidade de São Carlos e la situação sócio-econômica.

Conclusões

A causa mais frequente apontada como justificativa para a evasão foi a falta de vocação, principal motivo encontrado anteriormente no trabalho realizado por Machado et al (2005), no curso de Química da Universidade Federal do Rio de Janeiro.

Confirma-se assim que o conhecimento prévio é um fator a ser trabalhado, como vem sendo feito pela Universidade de São Paulo através do Programa «A Universidade e as Profissões» citado na Introdução, que oferece ao aluno do Ensino Médio a oportunidade de dirimir suas dúvidas a respeito das profissões, do mercado de trabalho e do vestibular.

O fator adaptação ao curso e à cidade de São Carlos, correspondem juntos a 46,86 % das respostas e espera-se que a disciplina Acompanhamento Pessoal e Profissional colabore para a minimização deste fator.

O fator sócio-ecônomico que corresponde ao menor percentual (7,14 %) pode ser justificado pelo fato de que estamos trabalhando com um curso de Química em uma cidade do interior onde o custo de vida é menor. Além disto, vários programas de apoio financeiro são oferecidos aos ingressantes da Universidade de São Paulo, entre eles, Ensinar com Pesquisa, Aprendendo com Cultura e Extensão, bolsa alimentação, alojamento ou auxílio moradia.

A maior preocupação das Instituições de Ensino Superior, em especial as públicas, devem ser a de bem qualificar seus estudantes e a de garantir bons resultados em termos do número de diplomados que libera a cada ano para o exercício profissional.

Referências bibliográficas

Comissão Especial da Secretaria do Ensino Superior do Ministério da Educação (1997). Diplomação, retenção e evasão nos cursos de graduação em instituições de ensino superior públicas Brasília, MEC. 132p.

CUNHA, A. M. , TUNES, E. & SILVA, R. R. (2001). «Evasão do curso de química da UnB: A interpretação do aluno evadido». Química Nova, 24: 262-280.

MACHADO, S. P.; MELO FILHO, J. M. & PINTO, A. C. (2005). «A evasão nos cursos de graduação de Química. Uma experiência de sucesso feita no Instituto de Química da Universidade Federal do Rio de Janeiro para diminuir a evasão». Química Nova, 28: S41-S43.

Agradecimentos

Às funcionárias: Daniele Decicino e Maria do Carmo Carneiro e Silva (Serviço de Graduação do IQSC) e Sandra Aparecida Zambon da Silva (Setor de Eventos). Outro agradecimento especial ao Prof. Dr. Eduardo Bessa Azevedo por suas considerações para o enriquecimento deste estudo de caso.

Marcelo Henrique Cury é aluno do Bacharelado em Química Fundamental pelo Instituto de Química de São Carlos. Atualmente ele participa de um programa de mobilidade com a Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, em Portugal. É idealizador da IQSC Jr., Empresa Júnior do IQSC. marcelohcury@iqsc.usp.br

Eny Maria Vieira, é Bacharel e Licenciada em Química pela Universidade de Alfenas e Doutor em Química Analítica pela Universidade de São Paulo. Professora do Instituto de Química de São Carlos. Membro do Grupo Químicas Integradas (G6), que reune representantes das Universidades Publicas do Estado de São Paulo. eny@iqsc.usp.br

Maria Teresa do Prado Gambardella é licenciada em Química pela Universidade Federal de São Carlos, e Doutor em Físico Química pelaUniversidade de São Paulo. Professora do Instituto de Química de São Carlos. Membro do Grupo Químicas Integradas (G6). teca@iqsc.usp.br

Química i societat Educació Química EduQ número 6 53 2004 2005 2006 2007 2008 Sim 41,8 43,1 60,0 42,2 53,0 Não 58,2 56,9 40,0 7,8 47,0

Estudi de la història i determinació per GC-MS dels composts terpènics de les Aromes del Montserrat

A study of the history of Aromes del Montserrat and determination by GC-MS of terpenic compounds

Salgado Vallvey / INS El Cairat, Esparreguera

Àlex Alarcón Campos, Adriana Aranda Segura, Carla Brull Agustí / alumnes de l’INS El Cairat

resum

Aquest treball de recerca dels alumnes estudia els composts essencials, fonamentalment terpènics,de diverses plantes aromàtiques per després intentar identificar-los en el licor estomacal Aromes del Montserrat. S’han utilitzat diverses tècniques d’extracció i anàlisi de cromatografia de gasos acoblats amb espectrometria de masses (GC-MS). La investigació química ens ha portat a aprofundir en la part històrica, a partir de les vivències que ens han relatat persones del nostre poble,Esparreguera.

paraules clau

Licor estomacal, plantes aromàtiques, composts terpènics, extracció, anàlisi GC-MS.

abstract

This article contains research done by upper secondary students. It examines essential components, mainly terpenic compounds of some aromatic plants, and then tries to identify these compounds in the alcoholic drinkAromes del Montserrat. Students used several extraction techniques and the analyses were done by gas chromatography and mass spectrometry (GS-MS). Chemical research led them to delve into the historical side, by asking the villagers of Esparreguera about the origins of the drink.

keywords

Alcoholic drink, aromatic plants, terpenic compound, extraction, GC-MS analysis.

Introducció

L’extracció deles diferents aromes procedents de plantes és una tècnica àmpliament utilitzada tant en cosmètica com en diferents vessants dels processos culinaris. Possiblement,la combinació dels efectes curatius i l’olor que desprenen alguns composts de les plantes aromàtiques ha fet que siguin uns ingredients utilitzats en l’elaboració dels licors anomenats estomacals. Un d’a-

quests licors,Aromes del Montserrat, té un gran prestigi i és conegut com un dels productes típics de la nostra terra, i,per tant,vam decidir centrar la nostra recerca tant en els seus orígens com en la seva composició.

Objectius

L’objectiu de la nostra investigació, des del punt de vista químic, va consistir a identificar els composts terpènics presents en

els diferents olis essencials que es poden extreure de les plantes aromàtiques que es troben als voltants d’Esparreguera.

Les Aromes del Montserrat, si tal com suposem s’elaboren a partir d’herbes aromàtiques, hauriende contenir també els mateixos composts terpènics presents en els olisessencials.

De mica en mica, la recerca sobre les plantes que suposàvem que contenia el licor ens va anar

54
ISSN 2013-1755, SCQ-IEC Educació Química EduQ número 6 (2010), p. 54-60 DOI: 10.2436/20.2003.02.49 http://scq.iec.cat/scq/index.html

portant cap a la seva història. L’origen de les Aromes del Montserrat és un tema de debat a la nostra comarca. Mentre que algunes de les fonts consultades afirmen que van ser els monjos benedictins de Montserrat els qui les van crear, d’altres situen el seu origen a la masia de Can Castells, al terme municipal d’Esparreguera, i diuen que l’origen de la recepta és d’un dels propietaris de la masia.

Volem especificar que en cap cas l’objectiu del nostre treball no ha estat desvetllar la composició del licor comercial.

Metodologia

La investigació històrica de les Aromes del Montserrat s’ha dut a terme paral·lelament a la part de recerca química del treball i ens ha permès d’obtenir informació essencial per a aquesta part.

La gent gran del poble ens ha parlat del licorles Aromes del Montserrati de les seves vivències entornd’aquest. Hem trobat col·leccionistes d’ampolles(figura 1) i altres persones que ens relataven tardes etiquetant-les,i totes coincidien a ubicar la producció a la masia de Can Castells,situada a Esparreguera (figura 2).Per tant, vamdecidir consultar els arxius municipals i particulars (Paulo i Sabat, 1989) per trobar la seva vinculació amb el licor.

La recerca de documents sobre la història dels diferents propietaris d’aquesta masia (Vallès Altés, 2000) ens va portar fins a un dels

seus propietaris, en Joaquim Pedrosa(figura 3),com a creador de la beguda que es coneix coma Aromes del Montserrat. A continuació, vam cercar diferents llibres que corroboressinles diverses fonts. Entre d’altres, a Cornet i Mas(1893, p. 352) trobem:

El Sr. Pedrosa fué el inventor del magnífico licor Montserrat, dignorival del Chartreuse, cuya fábrica se halla junto á la casa, y se elabora...

I aVallès i Altés(2000, p. 27): ... a can Castells ja es destil·lava un licor de tons verdosos, dolç i aromàtic, batejat amb el nom de Licor de Montserrat. Va ser Joaquim Pedrosa i Bacarisses—fill i hereu de Francesc Pedrosa i Palet—qui el va crear i li donà nom. Amb el temps, la beguda va arribar a comercialitzar-se i es podia trobar a Barcelona, en una botiga situada a la planta baixa del Palau Moja, a la rambla dels Estudis número 2.

Hem trobat que aquest licor es fabricava almenys des del 1858. La mort de Joaquim Pedrosa el 1885 va ser l’inici de la decadència familiar. La fi de l’imperi dels Pedrosa va ser el resultat d’un cúmul de circumstàncies. El 1893, la seva filla, Josepa Pedrosa, comença la venda del mas i les seves terres a l’abadia de

Montserrat. La masia va ser utilitzada, en primer lloc, com a escola per al noviciat i se l’anomenà Colegio de San José. (Massot i Muntaner, 1979). Més endavant va esdevenir una granja i casa de convalescència on arribaven malalts i on es retiraven els monjos més grans. L’abadia de Montserrat comprà el mas de Can Castells, però no aconseguí que li venguessin la fórmula del licor ques’hi havia destil·lat. Sembla que hi havia hagut alguna mena de conflicte legal pel fet t a que Joaquim Pedrosa utilitzà

de recerca dels alumnes
Química EduQ número 6 55
Treballs
Educació
Figura 1. Col·lecció d’ampolles conservades a Cal Noi d’Or. A l’ampolla de la dreta podem llegir, en vertical, «Estomacal excelente». Figura 2. El mas de Can Castells. Imatge de l’anuari d’Esparreguera de l’any 2007, article «Els masos de la C». Figura 3. Quadre de Joaquim Pedrosa. Biblioteca Beat Domènech Castellet d’Esparreguera.

el nom de Montserrat sense autorització. Més tard, els monjos haurien començat a produir-ne, a Can Castell, un de semblant, que s’anomenaria Gran Licor d’Aromes del Montserrat per tal de diferenciar-se del primer, que sovint era conegut amb noms com Gran Licor de Montserrat.

L’entrevista a en Guillem Moya, enòleg que ha dedicat uns cinquanta-dos anys de la seva vida a l’elaboració d’aquesta beguda, ens va ser d’un gran ajut. Ens relatà les seves vivències de quan va treballar a l’Agrícola Regional (empresa dedicada a explotar els negocis laterals de l’Abadia de Montserrat) i ens explicà com funcionaven els alambins i tot el procés d’elaboració de les Aromes del Montserrat.

Vam parlar ambMontserrat Flores, secretària del director de l’Agrícola Regional, que ens envià un document on s’explicava a què es dedicava l’empresa i un altre sobre la història de les Aromes del Montserrat que havien aconseguit recopilar a l’abadia.

Finalment, la investigació ens portà a visitar l’empresa Magic Drinks,on actualment s’elabora el licor, situada a Lavern (Subirats), a 6 km de Sant Sadurní d’Anoia i a uns 30 km d’Esparreguera. Allà vam comprovar que encara es fan servir plantes aromàtiques.

Respecte a la part química, durant els mesos d’octubre i novembre vam realitzar la recollida de plantes pels voltants del poble amb la finalitat d’extraure els seus olis essencials. Vam elaborar un petit herbari i unes fitxes amb la informació més rellevant.

A més,vam comprar en un herbolari altres plantes que pensàvem que podia contenir el licor i que no es troben a la nostra localitat. En total,hem treballat amb tretze plantes: angèlica, anís verd, canyella, coriandre, clau, ginebró, hisop, llorer, espígol,

menta, nou moscada, romaní i farigola.

A continuació, al laboratori de química del nostre institutes va realitzar tot el procés d’extracció dels olis essencials amb el nostre material i dintre de les nostres possibilitats(figures4i 5). Les tècniques utilitzades han estat la destil·lació per arrossegament de vapor (figura 6) i l’extracció amb un equip Soxhlet(figura 7). Després es varecórrer a la maceració com una altra tècnica addicional d’extracció.

Per poder realitzar la identificació dels composts de les extraccions, es va demanar ajut a l’empresa química Solvay de Martorell. L’oportunitat de treballar les tardes dels divendres, de 3 a 5,als laboratoris d’aquesta empresa va ser molt estimulant, ja que ens ha permès conèixer, manipular i interpretar els resultats obtinguts amb un cromatògraf de gasos amb un detector de masses acoblat. µ

Resultats

Els resultats de la identificació dels composts terpènics presents en les extraccions de les plantes, que a continuació presentem, es realitzaren amb un cromatògraf Agilent 6890 (figura 8) equipat amb una columna de les característiquessegüents:

Marca: J&W 1235563 Fase: DB-5ms Longitud: 50 m, diàmetre: 320 µm, espessor de fase: 1 µm

Les condicions del GC van ser les següents:

T inicial = 50 °C, 5 min;rampa: 5 °C/min

T final = 250 °Camb temps final 10 min

La taula1recull els resultats de l’anàlisi dels olis essencials de cadascuna de les plantes aromàtiques amb les quals hem treballat, tot indicant el compost, el temps d’elució i el nom de la planta o de les plantes on s’ha identificat el compost.

4. Triturant les plantes al laboratori de química de l’institut.

Educació Química EduQ número 6 56
Figura Figura 5. Preparació dels cartutxos d’extracció.

Compost Temps elució/min Planta

Carè 19,007 Hisop

a-pinè 19,029

Angèlica, canyella, farigola, ginebró, romaní, noumoscada

b-pallandre 20,349 Hisop, noumoscada

Camfè 20,365 Angèlica, canyella, farigola, romaní

b-pinè 0,745

Angèlica, canyella, hisop, noumoscada, romaní

Limonè 22,349 Farigola, noumoscada, romaní

Sabine 22,508 Hisop

Eucaliptol 22,577 Espígol, canyella, farigola, romaní

Gamma-terpineol 23,269 Farigola, noumoscada

Terpineol -cis beta 23,758 Farigola

Linalol 24,312 Espígol

Cis-hidrat de sabine 24,863 Farigola

Càmfora 26,736 Espígol, romaní

Pinà 27,080 Hisop

Borneol 27,459 Espígol, farigola, romaní

p-menth-3-en-1-ol 27,543 Espígol

Terpinen-4-ol 27,607 Ginebró, noumoscada

Pinocamfè 27,645 Hisop

p-ally anisole 27,966 Anís verd

Bergamol 28,941 Espígol

Cinnamaldheid 30,420 Canyella

Anisole 30,615 Anís verd

Eugenol 32,521 Clau

Metil eugenol 33,467 Angèlica

Cubanè 33,584 Canyella

Copaè 33,584 Clau

Àcid carbàmic 35,035 Canyella, romaní

Cariofilè 35,044 Clau

Coumarin 35,752 Canyella

a-cariofilè 36,005 Clau, romaní

Acetat d’eugenol 36,596 Clau

g-imaxalè 36,655 Anís verd

Miristicin 37,095 Angèlica, noumoscada

Elemicin 37,253 Angèlica

b-d-ribosidè 39,455 Clau

Metanamida 44,188 Anís verd

Taula 1. Relació de composts identificats i de les plantes corresponents.

Figura 6. Al laboratori de química de l’institut realitzant el muntatge de la destil·lació per arrossegament de vapor.

7. Realitzant extraccions al laboratori de l’institut.

Figura 8. Cromatògraf de gasos acoblat amb espectrometria de masses (CGMS) utilitzat a l’empresa Solvay.

Treballs de recerca dels alumnes Educació Química EduQ número 6 57
Figura

Un exemple de la identificació dels composts presents al romaní es veu a la figura 9.

La identificació dels composts presents al licor embotellat ha estat tot un repte, ja que en un principi no apareixiacap dels que havíem trobat a l’anàliside les extraccions de la nostra selecció de plantes aromàtiques. Vam pensar diferents possibles motius i vam provar diverses tècniques de detecció per incrementar la sensibilitat de l’aparell. També vam fer les anàlisis amb un licor de menys gradació utilitzat en pastisseria, però sense uns resultats significatius. Com que als indrets consultats ens havien dit que aquest licor es fabricava, des de sempre, amb almenys dotze herbes naturals, encara que no aconseguíem demostrar-ho en els nostres resultats,vam decidir fer una macera-

ció col·lectiva (figura 10) amb totes plantes que suposàvem que formaven part de la recepta per veure si en fer l’anàlisi detectàvem els terpens característics de les plantes emprades. Vam utilitzar quantitats de cada planta segons si l’olor era més o menys intensa. Com més intensitattenia l’olor, menys quantitat en vam posar a macerar, ja que preteníem que cap olor nodestaqués gaire per sobre de les altres,perquè d’aquesta manera s’aconseguís una aroma mesclada de totes, sense un predomini de cap d’elles. En analitzar el macerat obtingut en aquesta barreja de plates casolana, que era un concentrat de plantes amb alcohol com en el licor, vam observar que apareixien els composts terpènics esperats. Es va seguir el mateix procediment d’anàlisi que en les extrac-

cions de plantes per separat. La figura 11 mostra el cromatograma de l’extracte d’aquesta maceració. Va ser en aquest moment quan vam visitar l’empresa on actualment es destil·la el licor i vam comprovar que utilitzaven plantes aromàtiques naturals, motiu pel qual vam seguir intentant trobar un mètode de separació dels components terpènics que permetés la seva identificació. Ens vàrem preguntar si el procediment de preparació de la mostra abans de la injecció era l’adequat. En la visita a la Fundació Alícia, centre d’investigació dedicat a la innovació tecnològica a la cuina, ens van explicar, entre altres coses, que el licor que estàvem estudiant resultava massa dolç per als gustos actuals. Va ser llavors quan vam consultar bibliografia especialitzada en tec-

Educació Química EduQ número 6 58
Figura 11. Cromatograma de l’extracte de la maceració conjunta. Figura 9. Exemple de la identificació dels composts presents al romaní.

nologia dels aliments (SchmidtHebbel, 1981) i vam canviar el mètode de tractament de la mostra abans de l’anàlisi per aïllar els composts terpènics. El procediment correcte a seguir era agafar 20 mL de la mostra, afegir-hi 5 mL d’èteri saturar-ho amb clorur de sodi, NaCl (figura 12). Es va realitzar la separació amb un embut de decantació i l’extracte es va injectar al GC-MS utilitzant les mateixes condicions ja especificades abans.El resultat obtingut es mostra a la figura 13 i a la taula 2.

Observem que aquestmètode de tractament de la mostra del licor abans de la seva anàlisi ens ha permès detectar millor composts trobats en l’anàlisi de les nostres plantes. I tambéque molts dels composts trobats al licor comercial apareixen en els extractes de la nostra maceració conjunta, encara que, tal com veiem,existeixen nous pics.

Volem comentar la presència del timol entre els pics trobats. Encara que a la bibliografia apareix coma component majoritari de la farigola, hem cercat un interessant treballde la Universitat Complutense de Madrid (Velasco, 1986) que indica que no totes les varietats de farigola presenten timol. Aquest fet ens ha permès reflexionar sobre la circumstància que hi ha diferents varietats de la mateixa planta i que aquestes presenten composicions diferents de composts terpènics.

Això contribueix a augmentar la complexitat del nostre treball i supera el nostre abast.

Nom del compost Temps (min)

% d’àrea respecte de l’àrea total Planta

Carè 19,005 1,99 % Hisop

Òxid de linalol 23,702 2,21 %

Linalol 24,339 34,63 % Espígol

Càmfora 26,769 1,71 % Espígol, romaní

Pinà 27,092 1,89 % Hisop

Terpinen-4-ol 27,565 12,95 % Ginebró, nou moscada

a-terpineol 27,929 3,94 %

Timol 30,347 13,59 % Farigola(?)

Cinnamaldheid 30,477 2,07 % Canyella

Eugenol 32,510 19,91 % Clau

Cariofilè 35,063 5,13 % Clau

Taula 2. Composts identificats en l’extracte del licor.

de recerca dels alumnes Educació Química EduQ número 6 59
Treballs
Figura 10. Maceració conjunta de totes les plantes que formen part de la recepta de les Aromes del Montserrat. Figura 12. Mostra del licor saturat amb clorur de sodi després d’afegir èter etílic. Figura 13. Cromatograma de l’extracte del licor.

Conclusions

D’una banda, hem trobat documents que parlen d’en Joaquín Pedrosa, veí d’Esparreguera, com a creador del licor denominat Montserrat i que situen la seva destil·lació dins el nostre municipi, a Can Castells. A més a més, hem trobat el nexe entre les dues versions de l’origen del licor,ja que els propietaris següents de la masia van ser els monjos de l’abadia de Montserrat, que van emprar la mateixa destil·leria per elaborar el Gran Licor de Aromas del Montserrat.

D’altra banda, després d’analitzar els extractes de les plantes aromàtiques seleccionades i de comparar els seus resultats amb les anàlisis del licor, hemidentificat en deu de les plantes els mateixos composts terpènics. A més a més, la presència de pics minoritaris ens confirma que s’utilitzen composts naturals i no sintètics,ja que aquests són generalment purs i no mostrarien aquests petits pics. Podem, així, afirmar que el qualificatiu amb el qual se’l coneix al poble, «licor estomacal»,té sentit.

Agraïments

Finalment, voldríem deixar constànciaque aquest treball no hauria estat possible sense la col·laboració de tot un conjuntde persones que sempre s’han mostrat disposades a aportar el seu gra de sorra a la nostra investigació, fos explicant-nos en què consistia la seva professió, recuperant algun record,buscant llibres sobre la història de la vila o indicant-nos com podíem trobar una determinada informació. Entre elles,enJoan Llort, la Joana Llordella i la seva mare, les bibliotecàries de la Biblioteca Beat Domènec Castellet, el senyor Puig, la Rosa Maria Codina, en Josep Paulo i Sabat, en Francisco Martí Badia, en GuillemMoya, el

pare Bernabé Dalmau,la Montserrat Flores, la Sagrari Fernàndez, la Laura Marí i, el Ferran Castells.

Agraïm a la Societat Catalana de Química la concessió del primer premi en la quarta edició dels Premis als Treballs de Recerca de Batxillerat dins l’Àmbit de la Química.

Bibliografia

CORNETI MAS, Gaietà(1893). Tres días en Montserrat: Guía histórico-descriptiva. 4aed.Madrid:Plus Ultra.

ESTRADAI PLANELL, Gemma (1989). La Puda: Un balneari als peus de Montserrat. Barcelona: Publicacions del’Abadia de Montserrat.

GIRALTI RAVENTÓS, Emili (2002). Empresaris, nobles i vinyaters:50 anys de recerca històrica. Ed. a cura de Manel Ardit Lucas. València: Universitat de València. (Honoris Causa; 18).

HERNÁNDEZ, Àngel M.; LLORT, Joan; NAVARRO, Eleuteri(2003). Les plantes d’Esparreguera Esparreguera: Ajuntament d’Esparreguera.

MASSOTI MUNTANER, Josep(1979). Els creadors del Montserrat modern: 100anys de servei a la cultura catalana. Barcelona: Publicacions de l’Abadia de Montserrat.

PAULOI SABAT, Josep(1989). Topografia i toponímia del terme d’Esparreguera.Esparreguera: Ajuntament d’Esparreguera.

SCHMIDT-HEBBEL, Hermann(2001). Avances en ciencia y tecnología de los alimentos [en línia]. Santiago de Xile: Universidad de Chile. Biblioteca Digital. <http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/lb/ ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/schmidth/>

VALLÈSI ALTÉS, Joan(2000). Ramon Rogent i el seu entorn: Pinzellades d’una vida. Barcelona: Publicacions de l’Abadia de Montserrat.

VELASCO NEGUERUELA,Arturo;PÉREZ,M. José(1986). Aceites esenciales de tomillos ibéricos. Madrid: Universidad Complutense de Madrid. Facultad de Biologia. Departamento de Botánica,p. 115-133.

Marisa Salgado Vallvey és llicenciada en ciències químiques per la Universitat de València i professora de física i química de l’INS El Cairat d’Esparreguera.

A.e. msalgado@xtec.cat

Àlex Alarcón Campos és alumne de 2n de batxillerat de l’INS El Cairat (curs 2009-2010).

Adriana Aranda Segura és alumna de 2n de batxillerat de l’INS El Cairat (curs 2009-2010).

Carla Brull Agustí és alumna de 2n de batxillerat de l’INS El Cairat (curs 2009-2010).

Educació Química EduQ número 6 60

RESSENYES DE LLIBRES

Sferificaciones y macarrones

Ariel, 2010

La relació entre la ciència i la cuina cada cop es fa més palesa. De la mateixa manera que la cuina esdevé un bon context per presentar activitats per aprendre ciència en general i conceptes relacionats amb la química de manera més específica,Ferran Adrià, autor del pròleg d’aquest llibre, explica com la cuina avança de la mà de la ciència. El cuiner manifesta que, tot i que tradicionalment el món culinari i el món de la ciència han viscut molt allunyats, avui dia el món científic ha irromput en el de la gastronomia en general i cada cop resulta més freqüent veure com s’apliquen, a la cuina, els coneixements, la metodologia i el llenguatge de la ciència.

Sferificaciones y macarrones és un llibre sobre ciència i cuina que dedica cada capítol a un tipus de preparació i que permet visualitzar la relació tan important que hi ha entre la ciència present en cada elaboració i el resultat final.El subtítol del llibre, La ciencia en la cocina tradicional y moderna, ens indica que al llibre es posen en contrast relacions i diferències entre els dos tipus de cuina amb arguments de l’autor que mostren que no hi ha barreres entre ambdues.

En aquest llibre, de manera similar al llibre La vaca esfèrica, del mateix autor, s’estableix un diàleg entre un narrador, que és científic i que encarna el mateix autor,i el lector, que fa el paper d’una persona del carrer. Aquest fet fa que el llibre sigui molt intel·ligible,tant per al públic en general com per als que es dediquen al món culinari, alhora que pot ser interessant i útil per al professorat de química i de ciències en general.

El llibre conté un tipus d’il·lustracions especialment interessant que mostrarepresentacions de substàncies o mescles com si s’apliqués un zoom. Cal també destacar el fet que en cadascun dels capítols hi hareceptes de cuina relacionades amb la temàtica del capítol i amb els aspectes científics tractats.I és també útil l’annex, on l’autor fa un resum ordenat per temes dels principals punts de ciència i cuina descrits en el llibre.

El primer capítol del llibreserveix d’introducció i parla de cuiners i científics, i de gastronomia molecular i cuina tecnoemocional, tot posant de manifest les relacions entre la ciència i la cuina. Introdueix alguns dels processos que tenen lloc a la cuina emprant termes científics i classificant-los en operacions físiquesi operacions químiques.

El capítol segon està dedicat a l’aigua,i mitjançant exemples i experiments es mostren moltes de les seves propietats, com ara la seva tensió superficial, o tendència a adquirir la mínima superfície possible, i la seva viscositat o resistència a fluir.

En el capítol tercer, l’autor ens parla dels aires, les escumes

i les emulsions, uns sistemes dispersos molt presents a la cuina. S’explica el paper dels tensioactius en l’estabilització dels sistemes dispersos i el significat del terme culinari deconstrucció

El capítol quart se centra en els mecanismes de cocció, les mescles de farina i aigua i els mecanismes d’elaboració de fregits. S’explica la cocció per conducció, per convecció i per radiació, així com els factors que influeixen en la velocitat de cocció.

En el capítol cinquè, dedicat a les gelatines, l’autor interpreta científicament nombroses preparacions culinàries, tant de la cuina tradicional com de la cuina moderna. Utilitza exemples de canvis en l’estructura terciària de les proteïnes, com ara la formació de gelatina a partir de col·lagen, ocanvis d’estructura en els flams.

El capítol sisè està dedicat a les sferificacions i a les reaccions de Maillard, i,per tant,se centra en les reaccions químiques a la cuina. Les sferificacions són el fruit de la formació d’alginat de calci en la interfase entre dues mescles aquoses que reaccionen, i les reaccions de Maillardsón les principals responsables dels sabors, les olors i els colors dels aliments torrats, cuits al forn o a la brasa i fregits.

El capítol setè està dedicat al concepte textura, omnipresent en la descripció dels plats de la cuina actual, però difícil de definir i de difícil explicació científica global. Ens aporta informació respecte a la classificacióde les textures i respecte als sensors i sentits implicats en la detecció de textures diferents.

El capítol vuitè està dedicat als additius que s’utilitzen en la indústria alimentària i en la cuina. En la indústria dels productes preparats, els additius permeten preparar substàncies més estables i segures, i es fa difícil prescindir d’ells. Els anomenats additius que s’utilitzen en l’alta gastronomia permeten preparacions impossibles sense la seva presència i són totalment innocus.

En els capítols novè i desè es descriuen els equips culinaris sofisticats dels restaurants en comparació amb els aparells que s’utilitzen en les cuines domèstiques. S’incideix en el fet que molts dels avenços recents en tecnologia gastronòmica s’han desenvolupat a partir d’instruments de laboratori, i actualment es tendeix cap a la integració entre ciència, tecnologia i alta gastronomia.

El llibre és del tot recomanable, ja que mostra d’una manera molt clara la relació entre conceptes teòrics que s’expliquen a les aules i la realitat quotidiana del món culinari, de manera que pot ser una bona font per contextualitzar la química, alhora que aporta molta informació sobre cuina i aliments.

Educació Química EduQ número 6 61

XXII Debat de Química a l’Institut

d’Estudis Catalans

Institut d’Estudis Catalans, Sala Prat de la Riba

Barcelona

21 d’abril de 2010

http://scq.iec.cat

II Seminario Iberoamericano CienciaTecnología-Sociedad en la Enseñanza de las Ciencias

«Educación para un nuevo orden socioambiental en el contexto de la crisis global»

Universidade de Brasilia

Brasilia (Brasil)

19 al 21 de julio de 2010 http://www.finatec.org.br/eventos/siacts/

XXIV Encuentros de Didáctica de las Ciencias Experimentales

Baeza, Jaén (España)

21, 22 y 23 de julio de 2010 http://www.24edce.com/

XII Encuentro Chileno de Educación

Química / X Seminario Internacional de Didáctica de las Ciencias Experimentales / IV Encuentro Iberoamericano de Investigadores en Didáctica de las Ciencias Experimentales, la Matemática y la Tecnología

Universidad Católica de Chile. Facultad de Educación. Santiago de Chile (Chile) 21 al 23 de julio de 2010 www.uc.cl/sw_educ/educacion/grecia

XV Encontro Nacional de Educação

Química (XV ENEQ)

Colégio Militar de Brasilia

Brasilia (Brasil)

21 al 24 de julio de 2010 http://www.xveneq2010.unb.br/index.asp

48e Congrès Pluraliste des Sciences

Namur (Bélgica) 24 al 26 de agosto2010 http://abppc.be/spip/spip.php?rubrique1

58e Congrès de la Union des Professeurs de Physique et Chimie

Reims(Francia)

23 al 26 de octubre 2010 http://www.udppc.asso.fr/national/

VI Jornadas sobre la Enseñanza de la Física y Química

Alcobendas, Madrid (España)

29 y 30 de octubre de 2010 http://www.consejogeneralcdl.es/

IX Convención Nacional y II Internacional de Educación en Ciencias Naturales

Campeche (México) 11 al 14 de noviembre de 2010 http://www.ampcn.org/convencion2010/index.htm

Us convidem a enviar articles per als números especials d’EduQ per celebrar l’Any Internacional de la Química el proper 2011. Podeu contactar per correu electrònic amb els editors de la SCQ*

Seran especialment benvinguts articles per a la secció de treball pràctic al laboratori i articles presentant i valorant experiències d’aula innovadores.

* Podeu trobar les adreces electròniques a l’apartat d’enviaments dins les normes de publicació de la revista.

62 Educació Química EduQ número 6
NOTÍCIES

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 ser escrits amb un espaiat d’1,5 i han de tenir el nombre de caràcters amb espais especificat en cadascuna de les seccions de la revista. 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.

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, 18:3, 405-422.

Citació en el text: (Sardà i Sanmartí, 2000)

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 un dels editors de la revista:

Aureli Caamaño (acaamano@xtec.cat)

Fina Guitart (jguitar3@xtec.cat)

Mercè Izquierdo (merce.izquierdo@uab.es)

Montserrat Tortosa (mtortosa@xtec.cat).

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.

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.

SECCIONS

ACTUALITAT QUÍMICA

Aspectes importants que facilitin als docents de la química el fet d’estar al dia i conèixer les implicacions de la química en els temes actuals. Fonts acreditades d’informació per ajudar a construir criteris i opinions fonamentades en la ciència. (Límit: 20.000)

PROJECTES CURRICULARS

Articles que acostin els docents de la química als projectes curriculars del nostre o d’altres països. El contrast entre els currículums de química en les diferents etapes i països enriqueix els docents i els proporciona una visió d’altres sistemes educatius. (Límit: 25.000)

INNOVACIÓ A L’AULA

Articles que descriguin l'experimentació de noves activitats per a la l’aula. La innovació és una font de millora en la manera d’ensenyar dels docents. La secció pretén ser un espai adequat per compartir experiències d’aula. (Límit 20.000)

CONCEPTES I MODELS QUÍMICS

Articles per posar al dia el professorat en l’actualització de continguts. També inclou aquells articles que tractin la construcció de models a l’aula centrats en l’evolució de les idees dels alumnes i que mostrin exemples d’activitats de modelització. (Límit: 20.000)

ESTRATÈGIES I RECURSOS DIDÀCTICS

Articles diversos amb la finalitat de mostrar o presentar materials didàctics. Pretén ser un recull de recursos i d’estratègies per tal que el professorat pugui adaptar-les a la seva tasca docent. (Límit: 25.000)

TREBALL PRÀCTIC AL LABORATORI

El treball pràctic al laboratori ha estat sempre un aspecte clau en l’ensenyament i l’aprenentatge de la química. Aquesta secció pretén donar cabuda a articles referits a treballs pràctics innovadors, atractius i amb caràcter investigador. (Límit: 20.000)

NOVES TECNOLOGIES

Articles relacionats amb la utilització de les noves tecnologies en l’ensenyament-aprenentatge de la química amb l’objectiu de millorar aprenentatges i competències dels alumnes. L’ús eficaç de les TIC és un aspecte clau i d’actualitat en la docència. (Límit: 20.000)

HISTÒRIA I NATURALESA DE LA QUÍMICA

Divulgació d’articles dins l’àmbit de la història i la naturalesa de la química per acostar als docents aquesta temàtica sovint poc coneguda pel professorat. (Límit: 25.000)

QUÍMICA I SOCIETAT

Articles amb relacions ciència-tecnologia-societat, presència de la química en la vida quotidiana i aspectes d’alfabetització científica per a la formació dels alumnes com a ciutadans. Contextos en què la química pot ser rellevant i l’ensenyament de la química en context. (Límit: 25.000)

QUÍMICA I EDUCACIÓ AMBIENTAL

Articles que facin palesa l’estreta relació entre la química i els aspectes del medi ambient, així com temàtiques mediambientals d’actualitat des d’una vessant química. Pretén destacar la utilització de la química d’una manera respectuosa amb el medi i l’educació per a la sostenibilitat. (Límit:25.000)

RECERCA EN DIDÀCTICA DE LA QUÍMICA

Articles de didàctica de la química de caràcter divulgatiu. La secció pretén aportar, d’una manera planera i entenedora, propostes i estratègies didàctiques basades en el resultat de la investigació. (Límit: 25.000)

FORMACIÓ DEL PROFESSORAT

Secció amb aportacions de diferents models de formació del professorat, en el nostre o en altres països. Aspectes de la formació adreçats a millorar la tasca del professorat de química i a contribuir al seu desenvolupament professional. (Límit: 25.000)

TREBALLS DE RECERCA DELS ALUMNES

En aquesta secció, els alumnes seran els autèntics protagonistes. Es publicaran articles descriptius dels treballs de recerca dels alumnes dins l’àmbit de la química. (Límit: 20.000)

QUÍMICA I ALTRES CIÈNCIES

Articles amb una visió global de les ciències experimentals i de caire interdisciplinari. També articles d’altres ciències però que incloguin aspectes de la química. (Límit: 20.000)

LLENGUATGE I TERMINOLOGIA

Reflexions i consideracions didàctiques entorn de les normatives i de l’ús de la terminologia química. Propostes per treballar activitats de comunicació amb un especial èmfasi en el llenguatge i en la terminologia. (Límit: 20.000)

Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.