MATERIA: “Todo se transforma, todo cambia” Área: conocimiento de la naturaleza
Campo disciplinar: química
Duración un año.
Objetivos: Promover la enseñanza de saberes científicos que permitan construir explicaciones provisorias y reflexionar sobre el medio natural diverso, dinámico y cambiante. Propiciar instancias donde los niños deban valorar las metodologías científicas en la producción de conocimiento a través de la introducción en el aula de la observación, la secuencia de experimentación, los modelos de representación y los materiales de divulgación. Profundizar en el concepto de materia y sus propiedades macroscópicas y microscópicas. contenido Materia
actividad Indagamos ideas previas.
Materia, sistemas, Reflexión mezclas, sobre una sustancias… situación de la evaluación en línea.
propósito
Desarrollo
Promover una Partiendo de diversos materiales indagar qué es la materia: arena, aire, jugo, instancia donde fideos… los niños Proponer que expliquen con sus palabras si esos elementos son materia o no y puedan explicar que expliquen por qué. que consideran ellos que es la materia.
Indagar ideas sobre conceptos de años anteriores: materia,
Trabajar con la situación planteada en la evaluación para reflexionar y clasificar la materia según el sistema al que pertenezcan:
sistemas, mezclas, sustancias, etc.
en La arena es:
Materia
En esta imagen vemos que una persona toma arena sus manos.
A) Un elemento B) Un compuesto puro C) Una mezcla D) Una sustancia simple. Solicitar que definan cada uno de los conceptos involucrados y qué es la materia. (No se realiza intervención docente porque lo que interesa es averiguar las ideas que poseen sobre conceptos químicos). Trabajar en forma oral para ahondar en las ideas que tienen los niños. ¿Qué es la Favorecer la 1. Vivimos rodeados de objetos que están formados por materia, que es todo materia? aproximación aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. A su vez, la materia al concepto de constituye los diferentes materiales, que pueden estar en estado sólido, materia como
objeto de líquido, gaseoso o plasma. estudio de la Presentar diferentes definiciones de materia. Química. Analizarlas para acordar a que llamaremos materia. Átomo molécula. MATERIA
y Promover la profundización de conocimientos sobre la estructura interna de la materia a través de la consulta de diversas fuentes bibliográficas de soporte escrito o digital.
Dialogar con los niños sobre los estados de la materia: estado sólido, líquido, gaseoso, plasma y condensado de Einstein-Bose. Las propiedades de los estados son diferentes. A simple vista, tanto los sólidos como los líquidos parecen continuos. Los sólidos, como el hielo, presentan forma y volumen definidos. Los líquidos, por su parte, pueden fluir, y los gases tienden a ocupar todo el espacio disponible; ambos adquieren la forma del recipiente en que se los coloca. Para explicar estas propiedades, los científicos construyen o se imaginan modelos. Estos modelos intentan representar cómo es la materia pero a nivel microscópico. Se puede imaginar la materia formada por partículas pequeñas que se mueven. Ese sería el planteo de una hipótesis. Para que un modelo sea aceptado, es necesario que explique las propiedades o fenómenos que se observan. Un gas, utilizando este modelo, estaría formado por partículas pequeñas en movimiento al azar y muy separadas entre sí. De esta manera se podría explicar por qué los gases son poco densos y pueden comprimirse. En un líquido y en un sólido, las partículas se encontrarían más cerca unas de otras, y así se podría explicar por qué no se comprimen tan fácilmente. EXPERIMENTAMOS: Materiales Palitos de madera (palitos de helados, escarbadientes).
Alambre. Plastilinas de colores. Bolitas de telgopor. Mostacillas grandes. Procedimiento Representen un material sólido, uno líquido y uno gaseoso a nivel microscópico. Con las cámaras de sus equipos portátiles, tomen fotografías de todos los modelos separados por estado de agregación.
a) Comparen los modelos construidos en el con los presentados en las siguientes simulaciones: Arquímedes y la Corona de Hierón Modelo cinético molecular de la materia b) Realicen las actividades propuestas en ambas simulaciones. OBSERVACIONES: Se trabaja con la proyección de ambas actividades virtuales, todo el grupo participa a medida que se presentan las actividades Materia:
Clasificación
Reconocer las
propiedades
de diversos propiedades
propiedades de la materia y de las transformaciones que esta
macroscópicas.
materiales y macroscópicas
experimenta sin que se alteren los elementos que la forman.
análisis
Especificar que la materia la podemos analizar según aspectos y
de de la materia.
Definir qué es la química: Ciencia que estudia la composición y las
un texto.
cualidades macro y micro. Entregar el siguiente cuadro y analizarlo: ¿Qué son las partículas? ¿Qué quiere decir nulo? ¿Qué es la atracción? Estado sólido Estado líquido Las partículas se Las partículas forman encuentran en grupos desiguales y posiciones fijas y muy variables. Se juntas encuentran más alejadas unas de otras que en el sólido El espacio vacío entre Hay más espacio vacío las partículas es casi que en el estado sólido nulo
Las partículas pueden vibrar posiciones fijas
solo Las partículas realizan en movimientos de rotación traslación y rotación
Las fuerzas de Las fuerzas de atracción entre las atracción entre las partículas son muy partículas son menos intensas intensas que en los sólidos y más que en los gases Extraído de Uruguay educa.
Estado gaseoso Las partículas se encuentran muy separadas
El espacio vacío entre las partículas es enorme comparado con el tamaño de las mismas Las partículas se mueven mucho más que en el estado líquido chocando entre sí y con las paredes del recipiente Las fuerzas de atracción entre las partículas son casi nulas
Representar como se imaginan ellos los distintos estados teniendo en cuenta la información. MATERIA: cambios Cambios Generar físicos. físicos de la espacios materia áulicos que permitan reconocer los cambios físicos de la materia como aquellos cambios que no generan la creación de nuevas sustancias.
Proponer a los discentes que teniendo en cuenta lo abordado hasta el momento, realicen un dibujo donde se representen los distintos estados de la materia en la naturaleza. Luego solicitar que expliquen lo que dibujaron. Cuestionar cuales habrán sido los cambios que sufrió la materia para pasar de un estado a otro. Tomar como ejemplo: Cuando un témpano se funde en el océano, el hielo (estado inicial del sistema) es agua en estado sólido y, al fundirse, se convierte en agua líquida (estado final). No ha habido cambio de composición: es agua al principio y al final del proceso. A este tipo de cambio se lo denomina cambio físico. Los cambios de estado de agregación de la materia ocurren todo el tiempo a nuestro alrededor.
Figura 1. Cambios de estado para el agua Fuente: elmundodelaquimica-jenny.blogspot.com/2009/05 En los sólidos cristalinos como el hielo, las partículas que los forman se encuentran en posiciones fijas y en un patrón ordenado. En este tipo de estructura las partículas solo pueden vibrar. Al calentar el sólido, se les entrega energía a las partículas y por lo tanto se podrán deslizar unas sobre otra formando el líquido. Si se les entrega suficiente calor, las partículas adquieren mayor velocidad, escapan del líquido y pasan a moverse libremente, lo que caracteriza el estado gaseoso.
La temperatura a la que una sustancia pura sólida pasa al estado líquido es característica de dicha sustancia y se denomina punto de fusión. La temperatura o punto de ebullición es la temperatura a la que se produce el cambio de estado de líquido a gaseoso. Ambas temperaturas se mantienen constantes si la presión atmosférica no se modifica (en general, las temperaturas tabuladas corresponden a una presión de 1 atmósfera o 760 mmHg Mirar visionado: “LOS ESTADOS DE LA MATERIA” YouTUBE ESTE ES UN VIDEO QUE MUESTRA LOS 4 ESTADO EN QUE LA MATERIA PUEDE ESTAR. (SEGUN DISCOVERY CHANNE, VIDEO QUE PUEDEN ENCONTRAR EN LA ENCICLOPEDIA ENCARTA) Aquí tienes algunos ejemplos más de cambios físicos:
La mantequilla, al El balón de fútbol en La botella rota derretirse, sigue movimiento sigue sigue siendo de vidrio. siendo mantequilla. siendo un balón.
MATERIA: cambios Cambios Reconocer químicos. químicos de cambios en la la materia composición de la materia y la formación de nuevas sustancias
Trabajar con la presentación en internet. Analizar varias situaciones de la vida cotidiana. Experimentar: Dejar un trozo de pan y otro de manzana por varios días a temperatura ambiente; hipotetizar sobre lo que sucederá con él; realizar observaciones periódicas, llevar registros de las mismas. Extraer conclusiones. Analizar: La combustión, o quemado de materias, es un cambio químico. La putrefacción es también un cambio químico La fotosíntesis es un proceso químico. La oxidación es un cambio químico La digestión es un proceso químico.
La herrumbre que se forma en la viga es una sustancia distinta al hierro.
En la fotosíntesis, las La ceniza que se crea plantas producen en la hoguera es una oxígeno y nutrientes a sustancia distinta a la partir de sustancias madera. distintas.
Explicar que los cambios químicos implican un cambio en la estructura de la materia. Reflexionar sobre los ejemplos trabajados. MATERIA
Composición y propiedades de la materia.
Distinguir sustancias homogéneas y heterogéneas
Como se vio anteriormente, la materia presenta tres estados físicos, dependiendo de factores ambientales como la presión y la temperatura; independiente de ello, el aspecto de la materia está determinado por las propiedades físico-químicas de sus componentes, encontrándose materia homogénea y materia heterogénea. Materia homogénea Es aquella que es uniforme en su composición y en sus propiedades y presenta una sola fase, ejemplo de ello sería un refresco gaseoso, la solución salina, el Cloruro de Sodio o sal de cocina; este tipo de materia se presenta en formas homogéneas, soluciones y sustancias puras. Materia heterogénea Es aquella que carece de uniformidad en su composición y en sus propiedades y presenta dos o más fases, ejemplo de ello sería la arena, el agua con aceite; este tipo de materia es también conocida como mezcla y se caracteriza por el mantenimiento de las propiedades de los componentes y la
posibilidad que existe de separarlos por medio de métodos físicos. Trabajar con Tabla Periódica de Elementos Químicos Sustancias simples y compuestas
Retomar lo abordado sobre sistemas. Proponer que investiguen en la Observar, XO qué es un elemento, sustancia pura simple y sustancia pura caracterizar y compuesta. Sustancias definir puras, Elemento: sustancias elementos y puras, Sustancia pura simple: está formada por átomos de un sólo elemento por lo compuestos elementos y que es imposible de descomponer mediante métodos químicos ordinarios, compuestos en dos o más sustancias, ejemplo: el Hidrógeno (H), el Oxígeno (O), el Hierro (Fe), el Cobre (Cu). Sustancia pura compuesta: Una sustancia es pura cuando se encuentra compuesta por uno o más elementos en proporciones definidas y constantes y cualquier parte de ella posee características similares, definidas y constantes. Es decir está formada por dos o más átomos posible de descomponer mediante métodos químicos ordinarios, en dos o más sustancias, ejemplos: El agua (H2O), la sal (NaCl), el ácido Sulfúrico (H2SO4). Puesta en común para analizar la información y llegar a una definición propia.
Electrólisis del agua
Plantear una situación hipotética: Imagina que por alguna razón el planeta Tierra se ve afectado y no le queda prácticamente O2. Si cuenta con H2O. En grupos proponer una solución que permita transformar o de alguna manera obtener a partir del agua, oxígeno respirable. Brindar tiempo para que piensen una solución. Puesta en común donde se propondrá realizar una experiencia.
Explicar los materiales a emplear. Indicar paso a paso lo que se va haciendo. Registro de supuestos. Mientras se da tiempo para que la experiencia se realice se retoma el trabajo con cinético molecular de la materia. Observar los cambios que se dieron. ¿Cuestionar sobre qué será lo que quedó en uno y en otro tubo de ensayo? Analizar que si el agua está compuesta por H2O, lo que debe haber quedado en un tubo es H y en el otro O. Teniendo en cuenta que son dos átomos de H y uno de O ¿en qué tubo estará el H? ¿En cuál el O? Proponer encender un fósforo para verificar en cual está el H y en cual el O. Recordar que el H es explosivo y el O es combustible. Verificación o refutación de los supuestos.
Coordinación con la maestra Mac para elaborar una simulación en Scratch.
Bibliografía: Programa de Educación Inicial y Primaria. 2008. “El tesoro que guardan los átomos: La materia” Citrino, C. El Ateneo. Bs. As. 1945. “El desafío de enseñar ciencias naturales.” Fumagalli, Laura. Editorial Troquel. 1993. “Enseñar ciencias”. M. Pilar Jiménez, y otros. Editorial GRAÓ.2003. “La Enseñanza de las Ciencias Naturales”. Ayerza, L. - Ciccarino R. Ediciones ESPARTACO. Quehacer educativo Nº 74. 2005. Artículos de: * R. M. Garret, “Problemas y puzzles: encontrarlos y resolverlos.” Dibarboure, María. “El problema como problema en la enseñanza de las Ciencias Naturales”.
Recursos utilizados: Xo Alcohol Agua Pizarra Marcador Libro del alumno de cuarto año. Colador Recipientes Arena Cañón…
Heterogéneos
Red:
Métodos separación
Sistemas Homogéneos Simples
Sustancias Cambio Compuestas
Materia
Estado de agregación
Métodos fraccionamiento Físico
Condensación Solidificación Electrolisis Gaseoso
Líquido
Evaporación
Sólido
Fusión
Justificación: En la sociedad actual el impacto de la ciencia y la tecnología exige que las personas accedan a una cultura científica y tecnológica para la comprensión, integración y acción en un mundo cada vez más complejo. La Ciencia como actividad humana, está determinada, influida por las éticas predominantes en los diferentes momentos históricos. Los marcos culturales y políticos que regulan sus campos de acción y aplicación, convalidan las definiciones teóricas. La Ciencia es un proceso colectivo que implica producción y construcción de realidades; forma, construye y reconstruye las realidades. La actividad científica se desarrolla sobre sistemas de valores que generan códigos y jerarquías éticas. De lo que se desprende una relación entre ideología y ciencia. Las teorías se consideran entidades culturales que permiten explicar el mundo, influyen en las producciones humanas y permiten construir conceptualmente a los hechos para dar respuesta a los problemas. En general los docentes no hemos sido formados con las suficientes estrategias científicas, nuestra formación como estudiantes de primaria y secundaria fue basada en el método científico. Actualmente se habla de que los científicos utilizan múltiples y rigurosas metodologías en el proceso de producción de conocimientos. Esto quiere decir que no todos los que investigan lo hacen de igual manera. Los procedimientos que emplea cada persona dependen de los objetivos de estudio y el tipo de problemas.- por ello se habla de estrategias de investigación y no de un único método. Además cuando se dice método entendemos que son un unció conjunto de reglas y pasos que conducen a la construcción de teorías científicas. es inexistente en la práctica científica real.
Esto
Lo observable esta vinculado al marco teórico del investigador. Es decir un mismo hecho puede ser interpretado de diferente manera según la persona o investigador. Por ello se dice que existe una percepción significativa, lo que quiere decir que los conocimientos previos, las teorías que cada uno tiene intervienen en la determinación de lo que se percibe. La investigación debe tener un espacio destinado para la utilización del pensamiento divergente, es decir el permitir imaginar nuevos posibles, establecer nuevas relaciones que se manifiesta en aspectos fundamentales de la producción de conocimientos científicos como son la emisión de hipótesis o el propio diseño de experimentos. El conocimiento científico posee un modo de producción social, histórico y colectivo. Es la imagen que la sociedad tiene del científico, como solitario, loco, distraído, etc. Por ello es necesario contextualizar los contenidos, destacando que son producto de una sociedad en un tiempo y lugar dados.
Hay que pensar en una enseñanza acorde a esta manera de producción del conocimiento científico. Para ello hay que comenzar por decir que no existe un único conjunto de pasos a seguir para enseñar y que el docente debe ser muy activo y directivo, no se trata de dejar al niño que descubra solo los conceptos que queremos enseñar, se trata de modificar los esquemas de conocimientos, y el docente lo hace desde el momento que selecciona los contenidos, los secuencia, etc.
Una investigación es una actividad que intenta dar respuestas a una pregunta teórica o a un problema práctico a resolver mediante un diseño; un experimento, evaluando resultados. Respecto a las investigaciones hay diferentes posturas, están los que plantean que primero hay que manejar destrezas y técnicas para luego poder investigar; y los que plantean el aprendizaje de las Ciencias basada en la resolución de problemas para lo cual se hace necesario comprende conceptualmente los fenómenos así como los procedimientos de las técnicas.
Los niños deben ser expuestos a la naturaleza de lo que implica ser un científico y aprender a través del descubrimiento, donde se los comprometa completamente con el proceso del encuentro con los problemas. Los niños actúan como científicos y adquieren una nueva percepción de la naturaleza del proceso. Desde el punto de vista cognitivo el trabajo con problemas permite: aprender a analizar una situación elaborar explicaciones relacionar, deducir, inferir descubrir implicancias, verificar o falsear. Esto lleva a que se movilicen conocimientos previos, genera conflictos cognitivos, promueve la construcción de nuevos saberes. Para que un problema sea pertinente deber: Debe ser lo más contextualizado posibles (vinculado con lo cotidiano siempre que se pueda), Debe generar conflictos que apunten fundamentalmente a contradecir lo intuitivo, cuando se sabe que esto último es erróneo, Debe dar lugar a diferentes estrategias, para su resolución. Debe provocar en el niño motivación para involucrarse. En el contexto científico, la búsqueda de respuestas está asociada a algún problema que se desea resolver, que debe estar definido y que encierra un saber a buscar. Frente al mismo se plantean diferentes hipótesis, siendo estas posibles respuestas, enunciados breves que tienen sustento, que poseen argumentos y un marco de justificación. En busca del saber, las hipótesis deben ser contrastadas, siendo eliminadas las que no resisten este análisis.
El proceso de formular hipótesis en el contexto científico, o “explicaciones alternativas”, en el contexto escolar, consiste en explicar las observaciones a través de enunciados o hacer predicciones en relación a un principio o concepto. Experimentar en la escuela implica propuestas que permitan al niño diseñar, decidir, controlar, ejecutar, registrar, interpretar para la construcción conceptual en la resolución de un problema.
En algunos casos, surge como necesidad de comprobar
hipótesis. La secuencia experimental debe poseer carácter exploratorio y/o demostrativo, evaluando las ideas de los niños y como sintetiza la información. Enseñar a observar es enseñar a percibir con la totalidad de los sentidos, con una intención: obtener información, distinguir lo esencial y lo permanente. Nunca es objetiva, implica formulación de hipótesis, ya que siempre que se observa hay ideas previas puestas en juego. Enseñar a preguntar, permite identificar los obstáculos que se les presentan a los niños en la construcción del conocimiento. Las investigaciones en el aula, parten de una problematización de la realidad, incluyen: observación, experimentación, adquisición de información. Esto implica trabajar con procedimientos de interpretación como: inferir, contrastar, traducir, donde los alumnos seleccionan de forma independiente los procedimientos más pertinentes para la resolución de los problemas, por eso es importante que el niño lo identifique, diseñe estrategias de resolución, recoja e interprete resultados, elabore sus propias explicaciones y compruebe la validez de las mismas. La obtención de conclusiones supone comparar las ideas iniciales con pruebas nuevas y decidir si las ideas se ajustan a los resultados o si hace falta probar otras. La comunicación consiste en exteriorizar y socializar las propias construcciones mentales. Es importante para el proceso de estructuración del pensamiento, relacionar una idea con otra, permitiendo el acceso a informaciones o a ideas alternativas que
apoyan la comprensión. El acto de comunicación colabora en la superación de la comprensión, es esencial para el pensamiento tanto como proceso, como medio dirigido a un fin. Se puede establecer la comunicación a través de la oralidad y la escritura
REFLEXIÓN: A lo largo del tiempo ha ido cambiando el concepto de ciencia y ello ha traído cambios desde el punto de vista social y por tanto educativo. Así hasta no hace tanto tiempo y en algunos casos aún hoy se pueden encontrar quienes enseñan ciencia como una tarea que solo realizan los científicos. Estos HOMBRES, que aparecían interpretados por el cine como “locos” que no tenían vida social, que se aislaban y pasaban la vida dedicados a investigar, eran los encargados de utilizar el método científico encontrando respuestas o soluciones a los problemas de la naturaleza. El concepto de problema también cambia en este enfoque era algo para lo cual existía una solución solo que aún no se la conocía. Luego de que se llegaba a conocerla se transformaba en un conocimiento seguro, totalmente válido, que no iba a cambiar, era una verdad absoluta. En cuanto a la enseñanza los alumnos simulaban hacer ciencia con el empleo del llamado “Método científico” que era único y se entendía como una serie de pasos o reglas que los científicos seguían de manera rigurosa. Actualmente se trabaja de una manera diferente sabiendo que la ciencia no tiene una objetividad absoluta sino que se habla de transubjetividad. Ello quiere decir que aunque el investigador o científico quiera nunca va a poder ser totalmente objetivo, desde el momento que nacemos en una sociedad y somos educados por ella en un tiempo y espacio determinado nuestra objetividad se ve afectada por una manera de ver el mundo determinada. Siempre existe un paradigma detrás que de forma implícita o explícita afecta la supuesta “objetividad”. Con respecto al método científico ya no se habla de un único método sino de muchos métodos que son usados y adecuados a la situación que se quiere investigar.
El concepto de problema es diferente, no se trata de una ejercitación sino de que tanto el docente como los niños busquen estrategias para intentar solucionar la situación planteada, situación que puede ya tener una respuesta o no; y es ahí donde muchas veces los docentes sentimos temor de enfrentarnos a problemas para los que no tenemos respuestas, para los cuales se hace imprescindible que investiguemos con nuestros estudiantes. Postura esta que nos enmarca dentro de un paradigma donde el docente era el que tenía que tener una respuesta para todo. Ello es imposible la ciencia ha avanzado muchísimo por lo que se hace inconcebible que el maestro tenga que conocer todo. Esta manera de enseñanza va más allá de enseñar conceptos sino que se enseñan procedimientos y actitudes para enfrentar la vida diaria, no como aplicación de reglas para las cuales hay que primero cumplir con tal o cual fase para luego pasar a la otra sino como estrategias. Por eso es importante que los niños resuelvan problemas, propongan hipótesis, busquen información, la interpreten y realicen un registro para comunicar al resto, sus descubrimientos o desaciertos ya que es así que aprendemos inmersos en un medio social y cultural determinado. Para así poder construir representaciones del mundo natural y operar con ellas, los niños deben no solo construir significativamente los conceptos implicados, necesitan ser capaces de escoger entere distintas opciones o explicaciones y razonar los criterios que permiten evaluar la opción más adecuada. La escuela debe hacer presente a la ciencia en una comunicación sin uniformidades ni rigideces que impidan al niño plasmar sus pensamientos, sus constructos. Se trata de la construcción de un saber escolar potente, verdaderamente democratizador y liberador.