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UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS MODELOS DIDACTICOS Y EPISTEMOLOGIA OCTUBRE 8 al 11 de 2018 Docente:

HERNANDO CARVAJAL ESPAÑA

EL USO DE ANALOGÍAS PARA LA COMPRENSIÓN DEL CONCEPTO MOL El Uso de Analogías se enmarca dentro de una propuesta innovadora, donde se pretende que con hechos y situaciones cotidianas el estudiante comprenda más y mejor el concepto MOL y los relacionados a este, se fundamenta en que inicialmente hay que involucrar al estudiante en situaciones conocidas a él y posteriormente relacionarlo con el concepto objeto de estudio, entre otras razones, por lo abstracto que es y los inoficiosos métodos utilizados hasta ahora

CONTENIDOS: El presente trabajo fue organizado de la siguiente manera; en la primera parte se presenta la introducción que muestra una visión general explicando el cómo, por qué y para qué, posteriormente sigue la justificación que explica los planteamientos sobre el por qué se realizó, a continuación aparecen las intencionalidades para la propuesta del Uso de Analogías, la cuarta sección trata el marco teórico donde se relacionan los antecedentes, principios epistemológicos, lo relacionado sobre la didáctica de las ciencias, modelos, origen y evolución del concepto MOL y modelo didáctico analógico, la siguiente sección incluye la metodología donde se plantea el problema, las hipótesis. INTENCIONALIDADES: Se pretende:  Indagar acerca de los modelos que los estudiantes de Modelos Didácticos de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas utilizan en las sustentaciones relacionadas con MOL, fundamentado en: -

Identificar y caracterizar los modelos que los estudiantes de Modelos han elaborado acerca de MOL y demás temas relacionados. Diseñar y aplicar una estrategia didáctica basada en la modelación analógica, en términos de MOL, y su valoración en el lenguaje químico. Establecer los cambios que introducen los estudiantes de Modelos a sus modelos explicativos sobre MOL, propiciados por la estrategia didáctica diseñada y aplicada.

METODOLOGÍA: Su estructura se fundamenta en un modelo didáctico analógico, en donde se desarrollarán unas pruebas Inicial y Final. Los instrumentos empleados constituyeron parte central de la estrategia, para repensar los significados de la temática central. Apoyados en el uso de información escrita y de consulta. - Identificar y caracterizar los modelos que los estudiantes de Modelos han elaborado acerca de MOL y demás temas relacionados. -

Diseñar y aplicar una estrategia didáctica basada en la modelación analógica, en términos de MOL, y su valoración en el lenguaje químico.

Furio et al. (2002) reportan algunas de las investigaciones sobre el uso de analogías, en torno a las dificultades en la enseñanza de MOL, se manifiestan como una necesidad de utilizar analogías familiares para facilitar dicha tarea. Algunas de las analogías hacen referencia a determinados prerrequisitos del concepto MOL. En este sentido Felty (1985) para enseñar el concepto de peso fórmula relativo, propone una situación analógica donde utiliza frutas para la preparación de una ensalada, con igual número de uvas y cerezas. Por otra parte, con el fin de enseñar el concepto masa atómica. Last y Webb (1993) utilizan analogías monetarias planteando una situación en donde diez estudiantes trabajan medio tiempo y otros en diferentes horarios. El problema es averiguar la ganancia media de los estudiantes. Myers (1989) plantea una situación utilizando diferentes masas de monedas y centavos, mientras que Arce de Sanabria (1993), propone utilizar como situación analógica clips de diferentes tamaños metidos en cajas de cerillas. Para ello se llenan varias cajas de cerillas (dos o tres) con un número igual de clips de diferente tamaño, que los estudiantes no pueden observar directamente para posteriormente realizar diferentes mediciones de masas y obtener masas relativas. En general las analogías son muy utilizadas para facilitar la enseñanza de MOL, así entre otros, los autores antes mencionados citan los siguientes trabajos de investigación: cerdos, perros y pollos Fortman (1993), fracción de estudiantes femeninos y masculinos en clase De Lorenzo (1980), con gotas de agua Fulkrod (1981), según el promedio diario de crecimiento de barba Alexander et al (1984), utilizando naranjas y gránulos de azúcar Gabel y Sherwood (1984), utilización del MOL como equivalente a una moneda química Bonneau, 1994), sugerir averiguar el número de caramelos contenidos en una jarra sin contar directamente Dominic, 1996.

PRINCIPIOS EPISTEMOLÓGICOS En el presente trabajo se da a conocer un acercamiento sobre la epistemología de las ciencias, sus fundamentos, métodos y sus modelos de construcción.

SOBRE LA INVESTIGACIÓN Frecuentemente se identifica el término investigación, con el de investigación científica, ignorándose la existencia de un espacio para la investigación y el conocimiento racional situado fuera de los márgenes de la ciencia formal. Señalan Canal y Porlán (1987) que para Bunge 1993, la investigación es un proceso encaminado a detectar problemas, formularlos y resolverlos, siendo un problema toda dificultad que no pueda superarse automáticamente, requiriendo la puesta en marcha de actividades orientadas hacia su resolución.

Se considera que el conocimiento científico, tiene sus orígenes en el conocimiento ordinario, tanto en lo que se refiere al proceso histórico de la ciencia como a la génesis personal del saber. Por tanto es necesario, de igual manera, dar una serie de indicaciones acerca de la investigación en la escuela, lo que significa investigar con estudiantes en el aula y aproximarnos a una definición real, explica los mismos autores, antes mencionados, que la investigación del estudiante en la escuela se define como un proceso de aprendizaje fundamentado en la tendencia hacia la exploración y en la capacidad para el pensamiento racional común en nuestra especie desde el nacimiento, así como en los rasgos fundamentales del espíritu científico que se perfecciona progresivamente en la práctica, en interacción dialéctica con el desarrollo de las estructuras conceptuales y operatorias del individuo y que es concebida como un instrumento al servicio de los objetivos generales de la educación, en el marco de una opción didáctica global.

Algunas dificultades Como ya se indicó, a lo largo de las dos últimas décadas ha existido una revolución en el campo de la didáctica de las ciencias por los constantes cambios e innovaciones a las cuales está siendo sometida evidenciando un desarrollo claro, dando lugar a la urgente creación nuevos modelos que la confirmen como una disciplina científica. Sin embargo es bueno precisar que no hay que caer en idealismos y que solo es que siga su desarrollo y se generan las estrategias que buscamos para la solución de los diferentes problemas con el tratamiento científico que se merecen. Es necesario por el contrario ser conscientes de las dificultades y lo mucho que hay que recorrer para alcanzarlo. Es claro que una de las dificultades es desligar la didáctica de las ciencias con la psicología educativa o las ciencias de la educación, ya que no se trata solo de

experiencias prácticas, sino de tratar verdaderamente problemas de enseñanza/aprendizaje de las ciencias y no caer en aplicaciones mecánicas que por mucho tiempo ya se han mostrado inoperantes. Ahora hay que tener en cuenta también que la didáctica de las ciencias está estrechamente ligada con su historia, epistemología y filosofía, porque es necesario hacer análisis desde estos puntos sobre las concepciones iniciales de los estudiantes cuando están de frente ante alguna situación de carácter científico. Muchos profesores de ciencias de la naturaleza que deben estar en constante actualización sobre la didáctica de las ciencias, se limitan a enseñar contenidos científicos y a presentar un “método científico” que ofrece una visión de ciencia totalmente deformada, precisamente por la desconexión con la historia y filosofía de la ciencia, sin tener en cuenta que para la “nueva didáctica de las ciencias” es necesario que no exista tal desconexión para el fortalecimiento teórico de cualquier propuesta. Otra de las dificultades marcadas es la creencia que enseñar ciencia es algo simple y sencillo, que basta con tener claros los conocimientos científicos, para trasmitirlos, que los estudiantes los repitan y llevarlos a una práctica de laboratorio sin sentido, en muchas ocasiones sin saber qué es lo que está haciendo, sin hallarle verdadero sentido al trabajo en el aula, sobre la gran influencia de esta, para el nuevo cuerpo de conocimientos. Para que esto se pueda realizar es necesario involucrar al profesor de ciencias en proyectos de investigación sobre la enseñanza/aprendizaje, que generen sus propias estrategias y que se apropien de la investigación didáctica y de sus programas curriculares. Teniendo en cuenta que si está vinculado a proyectos de investigación, no está trabajando solo y que debe estar acorde con lo que la comunidad científica propone apoyando la reconstrucción/apropiación de dichos conocimientos científicos, para que en definitiva todos los que estén con esta concepción de didáctica de las ciencias tengan mejores resultados con sus estudiantes, lo cual es de esperarse. A partir de lo que se ha afirmado que la didáctica de las ciencias constituye un campo específico de investigación en la medida que se vea las diferentes problemáticas que se plantean en el proceso de enseñanza/aprendizaje, es decir, como se pretende darle sentido científico, es lógico considerar a los conocimientos como científicos y específicos y como consecuencia de esto, no se pueden aprender y por lo tanto enseñarse, porque definitivamente hay que tener alguna diferencia con las otras disciplinas. Por eso es bueno precisar y dar una breve descripción de las diferentes tendencias que ha tenido la investigación en la didáctica de las ciencias a lo largo de estas dos últimas décadas, principales líneas de investigación que han ido cambiando con el tiempo y que la convierten en una disciplina científica.

Hay que tener en cuenta que con las diferentes líneas de investigación que se han presentado no existe un consenso sobre las que son prioritarias o principales, sin embargo, existe un número suficiente de problemáticas reconocidas como las siguientes. Manifiestan Gil, Carrascosa, y Martínez-Terrades, (1999) que las concepciones alternativas según estudios realizados Duit, 1993 ha tenido un crecimiento acelerado como línea de investigación y que aún sigue teniendo un interés general, debe ser porque es una línea muy especial, al considerarse fundamental en la elaboración de la didáctica de la ciencias como una nueva disciplina científica. En esta línea de investigación existen muchos trabajos, esto se debe, a que las ideas intuitivas, preconcepciones y representaciones dan lugar a resultados más claros y convincentes. Además ha cuestionado la enseñanza por transmisión de conocimientos ya elaborados y de una u otra forma ha cuestionado la forma simplista sobre el aprendizaje y la enseñanza de las ciencias. Otras líneas de investigación muy importantes son la resolución de problemas y la investigación didáctica a las prácticas de laboratorio. Hasta acá se han tenido en cuenta, los tres aspectos más importantes dentro de la enseñanza de las ciencias: la teoría, los problemas y las prácticas. Pero hay que mencionar otras líneas de investigación, por ejemplo, diseño curricular, relaciones ciencia/tecnología/sociedad, la evaluación, la formación del profesorado o las cuestiones axiológicas. Gil, P. Carrascosa, A. y Martínez-Terrades, F. (1999). Lo importante no es indicar los aspectos básicos de cada una, sino lograr una interacción entre ellas y que se encuentren en las verdaderas situaciones de aprendizaje y de evaluación. Apuntando a un cuerpo de conocimientos estrechamente ligados. De todas formas la didáctica de las ciencias, como cualquier ciencia joven, es escenario de tenciones y enfrentamientos que afectan a aspectos clave del cuerpo de conocimientos en construcción e incluso a los mismos métodos de investigación. Por todo lo anterior, es preciso indicar cuáles son esas nuevas estrategias que se consideran claves para la enseñanza de las ciencias y así facilitar la preparación de adolescentes más y mejor preparados acorde a los avances sociales, tecnológicos y científicos.

SOBRE LAS CIENCIAS Como se mencionó antes en el presente trabajo, la didáctica de las ciencias debe ser acorde a las necesidades actuales, teniendo en cuenta que desde hace cinco décadas se presumía que era eminente un avance científico y tecnológico, con lo que era necesario “enseñar bien” las ciencias a toda la población escolar a fin de dar apoyo y de hacer posible tal avance en los años futuros. Es allí desde esas

primera innovaciones y en general el conjunto de actividades que permitieron el inicio de la “didáctica de las ciencias” como una disciplina científica. Aliberas, Gutiérrez, e Izquierdo (1989) afirman que a partir de la fecha (años cincuenta) el panorama de futuro de esta disciplina incipiente parecía bastante claro: sus conceptos, métodos y objetivos, parecían fáciles de establecer y eran suficientemente compartidos por todos sus forjadores. Según las investigaciones de los mismos autores, a partir de los años setenta se inician una serie de inconvenientes marcados principalmente por las prácticas docentes las cuales eran influenciadas por un gran número de profesionales, psicólogos, pedagogos, sociólogos. Cabe destacar que se tiene todavía entre dicho si se considera la didáctica de las ciencias como una disciplina independiente. Es necesario darle independencia y consolidarla autónomamente y separada de las disciplinas que le han dado origen. En estos tiempos de cambios y nuevas propuestas, dicha crisis ha motivado la generación de proyectos sobre la enseñanza de las ciencias y así poder hablar de una nueva disciplina científica diferenciada, con nuevos estilos de investigación, nuevos objetivos y que necesitará de nuevas visiones de los profesores y nuevas escuelas. Cabe aclarar que es a partir del análisis de los estudios ya realizados que se va a consolidar, teniendo en cuenta que anteriormente no se le daba mucha importancia a los problemas de enseñanza / aprendizaje. Como señala Gabel (1994), desde 1927 se han venido publicando resúmenes y revisiones sobre la investigación realizada en torno a la enseñanza y aprendizaje de las ciencias, según Gil, Carrascosa, y Martínez-Terrades, (1999). Todavía a principios de los ochenta se denominaba a la didáctica de las ciencias como preteórica sin un contenido claro de conocimientos. En donde aún se podría hablar de un vacío prácticamente total en las instituciones de educación superior no se le daba la importancia que hoy en día se da, es decir, no se hacia la mínima referencia a la misma. A partir de las preocupaciones generadas por los fracasos de los estudiantes de secundaria en España se empezaron a generar e introducir propuestas más efectivas tanto así que al final de la década de los ochenta, Aliberas, Gutiérrez e Izquierdo (1989), apoyándose en la obra de Toulmin (1977), y en su concepción de las disciplinas científicas como empresas racionales en evolución, concluían que “estamos asistiendo al nacimiento de una nueva disciplina, la didáctica de las ciencias”. Y según Gil, Carrascosa, y Martínez-Terrades, (1999) afirman que a principios de los noventa, Hodson (1992) decía que “hoy ya es posible construir un cuerpo de conocimientos en el que se integren coherentemente los distintos aspectos relativos a la enseñanza de las ciencias”. Después de esas investigaciones y conclusiones de los diferentes autores ya citados, se puede concluir que la comunidad de investigadores estaba presenciando la llegada de una nueva disciplina, consolidada con conocimientos específicos y

propios, que con seguridad con el tiempo se podría considerar como una disciplina científica. En su artículo Porlán (1998) manifiesta que Astolfi (1994) sostiene que en general, la crisis de la racionalidad científico-técnica provoca una redefinición teórica y metodológica de la didáctica de las ciencias, que se orienta hacia una visión más fenomenológica del objeto de estudio, hacia metodologías más abiertas y cualitativas hacia una concepción más relativa del conocimiento.

SOBRE EL CONCEPTO OBJETO DE ESTUDIO Uno de los aportes más significativos de la ciencia es el facilitar la transformación o modificación de los modelos explicativos de los estudiantes, desarrollándolo dentro de un marco histórico que permite a los estudiantes reconstruir y construir nuevos significados, formas de significar y de actuar, reconociendo los elementos para identificar las razones culturales de cómo se fueron formando los conceptos y de esta manera se propicie el conocimiento para la formación integral del individuo. ORIGEN Y EVOLUCIÓN DEL CONCEPTO MOLE Afirma Bensaude (1997) que este tipo de concepto desde el punto de vista epistemológico es muy importante estudiarlo ya que nos acerca a su origen y evolución a través del tiempo, por otro lado, afirman Martínez y Repetto (1997) algunos conceptos han presentado muchas dificultades en su proceso de enseñanza aprendizaje los cuales han sido mencionados en el pasado y al presentarlas actualmente no se evidencian cambios o modificaciones que permitan esclarecer dichas dificultades, conllevando fundamentalmente a la confusión o no comprensión de tales conceptos. Es allí donde radica la importancia de su estudio y para el presente trabajo de investigación el concepto a estudiar es MOL. Según Furio., Azcona., y Guisasola., (1999) “comprender un concepto científico no consiste solamente en conocer el significado preciso de su definición, es necesario saber más. Es necesario conocer en qué contexto surge, con qué otros conceptos se relaciona y se diferencia, en qué condiciones socio-históricas se formó, qué cambios ha sufrido, además que su validez depende no sólo del propio concepto sino también de la teoría que se ha formado”

Una de las siete magnitudes físicas fundamentales reconocida actualmente por la comunidad de científicos, es la cantidad de sustancia y como unidad que hoy en día la representa el MOL. Esto es en la actualidad, por que los hechos a través de la historia nos muestran otras situaciones. Ostwald (1900) introdujo en el leguaje de la

química el concepto MOL debido negación marcada a la teoría atómica, expresada por Dalton. Desde que los procesos y fenómenos químicos deben descifrarse en relación a los átomos y moléculas (a partir de la introducción de la teoría atómica – molecular), afirman Furio, et al (1999) Surgen así la hipótesis de Avogadro (en 1811) que, para dar cuenta de la ley de los volúmenes de combinación de Gay Lussac (en 1809), inexplicable por la teoría atómica de Dalton (1808), introduce el concepto de molécula. Esta hipótesis no es aceptada por los químicos de la época hasta que Cannizaro la recupera en el congreso de Karslsruhe (en 1860). Es claro entonces afirmar que el químico necesita establecer una relación entre las propiedades macroscópicas, masa y volumen, y la variables microscópica, número de partículas que intervienen en el proceso. Con la introducción de la teoría atómica – molecular, los fenómenos químicos empiezan a interpretarse en términos de átomos y moléculas. Surgen así la hipótesis de Avogadro (en 1811) que, para dar cuenta de la ley de los volúmenes de combinación de Gay Lussac (en 1809), inexplicable por la teoría atómica de Dalton (1808), introduce el concepto de molécula. Esta hipótesis no es aceptada por los químicos de la época hasta que Cannizaro la recupera en el congreso de Karslsruhe (en 1860). Es claro entonces afirmar que el químico necesita establecer una relación entre las propiedades macroscópicas, masa y volumen, y la variables microscópica, número de partículas que intervienen en el proceso. Por todo esto y respecto a los trabajos de Gay-Lussac y a la hipótesis desarrollada por Avogadro, sobre pesos moleculares, volúmenes y número de partículas, se puede señalar que los problemas fundamentales en el contexto de la química a finales del siglo XVIII eran determinar la composición en peso de las sustancias compuestas y el cálculo cuantitativo de las proporciones en peso con que se combinaban las sustancias en las reacciones químicas ya que las partículas son muy pequeñas por lo que su masa y tamaño no pueden medirse y seleccionarse en pequeñas cantidades. Es necesario medir de una vez en número muy grande de ellas (constante de Avogadro). Por ello se introduce el MOL, un concepto tan fundamental para la química como las ideas de átomo y molécula. A partir de su hipótesis atómica, Dalton explica la constitución de las sustancias simples y compuestas, así como el significado de reacción química y las leyes de la conservación de la masa y de las proporciones constantes. Desde este punto de vista, la masa de una sustancia viene dada en función del número de entidades elementales que contiene y de la masa de cada una de ellas. Ostwald muestra claramente sus dudas sobre la hipótesis atómica de Dalton y sobre la hipótesis molecular de Avogadro. Es allí en este contexto el de no aceptación de la hipótesis atómico-molecular en donde Ostwald (1900) introduce y define, como peso normal o molecular expresado en gramos, identificándolo, por tanto, como una magnitud de masa. A este respecto, Nelson (1991) apunta que la terminología

ideada por Ostwald favorecía su propósito e introduce la MOL como el peso de combinación expresado en gramos, resultando de este modo que el MOL era una masa grande que se comportaba como si contuviera un cierto número de partículas, ya que la palabra MOL significa en latín (masa grande) opuesta a molécula (masa pequeña), resultando de este modo que el mol tiene el significado de una masa en la química. Su problema era determinar la composición en peso de las sustancias compuestas y el cálculo cuantitativo de las proporciones en peso en que se combinan las sustancias en las reacciones químicas. El hecho de que aún a comienzos del siglo XX la hipótesis atómica seguía siendo cuestionada por el propio Ostwald, lo pone de manifiesto él mismo en la Conferencia Faraday, pronunciada en 1904. En efecto, ante la cuestión de cuáles son los logros más importantes de la química de la época, Ostwald responde; “es posible deducir todas las leyes estequiométricas a partir de los principios de la dinámica química, lo cual hace innecesaria para este propósito la hipótesis atómica, poniendo la teoría de la leyes estequiométricas sobre una base más segura que la proporcionada por una mera hipótesis” Actualmente el problema de las cantidades en los cambios químicos se solucionó, en forma definitiva, con la introducción de la magnitud cantidad de sustancia de la cual la unidad es el MOL. Ahora bien, la extremada pequeñez de las partículas dificulta la posibilidad de contarlas directamente en el nivel submicroscópico. De ahí que sea necesario introducir la cantidad de sustancia como nueva magnitud que hace posible contar en el nivel macroscópico las entidades elementales a partir de las masas o volúmenes de combinación de las sustancias reaccionantes. Por tanto, la introducción de la magnitud “cantidad de sustancia” obedece a razones de comodidad a la hora de contar entidades elementales. La imposibilidad de “contar” directamente las partículas obliga a efectuarlo de un modo indirecto: estableciendo comparaciones de masa y/o volúmenes. Desde que se empezó a utilizar, el MOL ha ido evolucionando y se ha definido de tres formas diferentes: como porción de sustancia, como unidad de masa y como número de partículas. La IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) siguiendo a la IUPAP (Unión Internacional de Física Pura y Aplicada), adoptó en 1965 una definición de MOL como unidad básica de la magnitud que indica cantidad de sustancia. “un MOL es una cantidad de sustancia de fórmula química especificada que contiene el mismo número de unidades fórmula (átomos, moléculas, iones, electrones, cuantos u otras entidades) como hay en 12 gramos del núclido puro de C12 (Guggenheim 1986) aceptándose que la cantidad de sustancia es una magnitud diferente a la masa. Actualmente la IUPAC (Mills et al., 1993) recomienda que se denomine cantidad de sustancia o cantidad química a esta magnitud que durante bastante tiempo ha sido utilizada sin un nombre propio, hablándose simplemente de número de moles. Por

tanto, se trata de una de las siete magnitudes físicas fundamentales, diferenciándose claramente de masa, volumen y número de partículas. A partir de lo anterior se puede extraer varias conclusiones: la cantidad de sustancia es proporcional al número de entidades elementales especificadas de esa sustancia, la magnitud cantidad de sustancia se define en forma racional con la masa, con el volumen o con el número de entidades elementales contenido en la sustancia que se trate, pero no se puede identificar con ninguno de dichos conceptos. En donde, al referirse un investigador a la magnitud cantidad de sustancia, lo debe hacer en términos de cómo aquélla que sirve para contar macroscópicamente entidades elementales. Finalmente, en 1971 la XIV Conferencia Internacional de Pesas y Medidas estableció el MOL como la séptima unidad básica del Sistema Internacional de Unidades y llamó Cantidad de Sustancia o Cantidad Química a la magnitud cuya unidad es la MOL. SOBRE SU SIGNIFICADO Afirman Furio, et al. (2002) que existe una serie de trabajos y muestran su desacuerdo con el significado atribuido a la magnitud “cantidad de sustancia” y a su unidad, el MOL, así mismo el autor cita a McGlashan (1977) quien manifiesta que no es necesaria esta unidad y aboga por abandonar progresivamente las magnitudes molares utilizando en su lugar magnitudes atómicas o moleculares. Se apunta la necesidad de redefinir el concepto de MOL como número o se atribuye al MOL significado numérico. También manifiesta que hay un desacuerdo con la definición de MOL de la IUPAC e indica que el MOL no es una unidad básica, sino una variedad de unidades –moles, moléculas, gramos o metros cúbicos- . Así mismo, explican Furio et al (2002) apoyados en Brown (1991), que el MOL indica la “cantidad de sustancia” en tres modos diferentes: masa, volumen y número de entidades, en donde el autor del presente trabajo de investigación está totalmente de acuerdo con la anterior definición, en vista de la necesidad de la unidad MOL para poder realizar todas estas mediciones. En general, existen muchas investigaciones acerca del MOL en donde diversos autores le dan diferentes significados, apuntando a que el problema de su enseñanza aprendizaje sea cada vez más complicado. SOBRE LO DIDÁCTICO A continuación se presentan los aspectos más relevantes sobre la didáctica de las ciencias de la naturaleza y así entender mejor el fundamento de la presente investigación.

DIFICULTADES EN TORNO A LA ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE MOL Sin duda, MOL es uno de los conceptos que más problemas plantea en la enseñanza de la química. Su dificultad es ampliamente reconocida en numerosos trabajos de investigación publicados en las últimas décadas en revistas especializadas en educación. Carrillo, et al, (2005) manifiesta que según Gabel y Bunce (1994) indican que “debido que el MOL es un concepto inventado por los científicos como ayuda en los cálculos de la química, las concepciones de los estudiantes, al respecto, difícilmente podrían ser considerados como concepciones intuitivas. Surgen a causa de la institución insuficiente de las estrategias de enseñanza inadecuadas”. En este sentido, si en la enseñanza de la química resulta confuso el concepto y además se hacen transposiciones erróneas del significado de la magnitud cantidad de sustancia, es muy posible que existan incomprensiones y errores conceptuales en el aprendizaje. El aprendizaje del concepto de MOL en los cursos de química es un problema sin resolver, a pesar del gran número de investigaciones realizadas al respecto, en donde una de las principales dificultades de aprendizaje del concepto MOL, en la actualidad es que los estudiantes carecen de una concepción científica de MOL. Al interpretar las causas por las que este concepto resulta tan complicado para nuestros estudiantes, hay que tener en cuenta que cuando se introduce en las clases de química el MOL es un nuevo término, que para su definición, interpretación y utilización, requiere la introducción del Número de Avogadro, un número tan grande que está más allá de la imaginación de los estudiantes, pero necesario para calcular el número de partículas que componen un sistema. En ocasiones se recurre al uso de analogías al momento de introducir este concepto, para ayudar al estudiante a buscar una relación entre el valor de este número y algo tangible relacionado con el mundo que conoce, sin embargo, lejos de facilitar la comprensión y aplicación de este número, se refuerza la idea de inasequibilidad, explica Pozo., y Gómez (2004). Manifiesta el mismo autor que "en una sociedad en donde la ciencia está cada vez más presente en la vida cotidiana, parece necesario hacerla accesible a la mayor parte de los estudiantes. No obstante, muchos datos revelan que éstos, en vez de asimilar las teorías y modelos científicos enseñados en clase, siguen interpretando el mundo según esquemas intuitivos o culturales ajenos a la ciencia. Por otra parte, cada vez hay más profesores de ciencias que comprueban, con frustración, que sus estudiantes apenas están interesados en ese saber científico y tienen también serias dificultades para utilizarlo en la resolución de problemas escolares o cotidianos." Actualmente existe abundante literatura en el campo de la didáctica de la química en torno al problema de la enseñanza-aprendizaje del concepto MOL. Observando

la problemática desde muchos puntos y diversas variables: las preconcepciones de los estudiantes, las preconcepciones de los profesores, las nuevas perspectivas didácticas planteadas, el punto de vista histórico y filosófico sobre el origen y la evolución de los conceptos, los prerrequisitos necesarios para el aprendizaje de estos conceptos. Por consiguiente, en el aprendizaje del concepto de MOL de detectan gran cantidad de errores conceptuales Camaño., et al, (1983). Inicialmente el interés es saber como los estudiantes abordan el concepto MOL aún después de un trabajo pedagógico didáctico y es por eso que es conveniente hacer un análisis de la situación. Algunas de estas razones tiene que ver con: -

La comunidad científica, especialmente los químicos, no se han puesto de acuerdo con la definición del concepto MOL, durante los últimos cincuenta años ha estado en discusión. Explica Carrillo., et al (2005) que el MOL ha adquirido tres significados. 1- una unidad individual de masa. 2- una porción de sustancia. 3- y un número.

Los profesores de química con frecuencia adoptan un enfoque simplista, en el cual es una unidad de conteo. Por otro lado, no hay consenso internacional respecto al uso de cantidad de sustancia. En 1971 el MOL se definió como: la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 Kg. de carbono12. Cuando se usa el MOL, las cantidades elementales deben ser especificadas, pudiendo ser átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas o grupos específicos de tales partículas. La IUPAC (2001) dice: La cantidad física “cantidad de sustancia” o “cantidad química” es proporcional al número de entidades elementales, especificadas por una fórmula química, de las cuales la sustancia está compuesta. El factor de proporcionalidad es el recíproco de la constante de Avogadro (6,022 x 10 23/mol). -

Con frecuencia se enseña el MOL con un enfoque matemático, que oculta el significado químico. Los estudiantes no tienen seguridad en la comprensión de los conceptos previos a MOL, se hace necesario que antes de aprender lo relativo al concepto MOL, los estudiantes tendrán que entender claramente que las reacciones químicas producen nuevas sustancias; que la materia está hecha de diminutas partículas

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invisibles a simple vista y que los químicos tienen que ser capaces de medir con exactitud cantidades de sustancia, para poder controlar las reacciones químicas. También hay que tener en cuenta que el número de Avogadro es demasiado grande para que pueda comprenderse a primera vista. Se puede dar a los estudiantes una idea de su tamaño con ejemplos a nivel macroscópico, pero eso no asegura que puedan trasladarlo a nivel microscópico tan fácilmente, el concepto de MOL implica el paso de lo macroscópico a lo microscópico, de lo observable a lo no observable.

El problema se incremento, a partir de la incursión del concepto cantidad de sustancia por parte de la comunidad científica internacional Mills et al., (1993) como una de las siete magnitudes fundamentales de la que el concepto mol es la unidad, lo que pone de manifiesto que no se tiene claro el significado por parte de los estudiantes y del profesorado, explican Furio., Azcona. y Guisasola. (2002). Según las investigaciones realizadas, parece existir un acuerdo en el sentido que los estudiantes carecen de una concepción científica del concepto MOL, y apunta a que principalmente a estas dificultades en el aprendizaje, al carácter abstracto de la expresión cantidad de sustancia y a la atribución de diversos significados a la palabra MOL, Como por ejemplo: el significado de unidad individual de masa, de porción de sustancia y de número de partículas. También se encontraron creencias sobre que MOL únicamente hace referencia a moléculas y no con átomos u otras unidades elementales y que el concepto cantidad de sustancia hace referencia a la masa constante de una sustancia.

SOBRE MODELOS Una visión epistemológica: el significado de modelo científico ha estado estrechamente ligado al de teoría. Sin embargo en los últimos años ha existido un cambio en esta visión. Se están difundiendo una serie de investigaciones y teorizaciones específicas alrededor de los modelos con cierta independencia de los tradicionales intentos de formalización de las ciencias a grupos de teorías Giere (1992, 1999), manifiestan en su artículo Galagovsky, y Adúriz-Bravo, (2001). Esto surge como consecuencia de las numerosas investigaciones en psicología del aprendizaje y didáctica de las ciencias, quienes los investigadores en sus artículos lo han señalado como un concepto poderoso para entender la dinámica de la representación que tanto científicos como estudiantes se hacen del mundo Izquierdo (1999). Según Galagovsky, L. y Adúriz-Bravo, A. (2001) algunas de las características más importantes de los modelos científicos son poco explicitadas durante el trabajo en el aula; sin embargo, se trata de rasgos esenciales porque denotan una posición epistemológica frente al conocimiento científico señalado. Entre ellas se pueden mencionar tres:

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Los modelos como construcciones provisorias y perfectibles. A lo largo de la historia de la ciencia, los modelos se han ido sucediendo en el avance hacia formas cada vez más poderosas y útiles de explicar la realidad. Como consecuencia más importante de esta visión es que todo modelo es provisorio y perfectible, y que ningún modelo científico posee la verdad absoluta y definitiva sobre nada. Los modelos científicos alternativos pueden no ser compatibles entre sí. Dos modelos que pretenden explicar simultáneamente la misma porción de la realidad no son necesariamente incompatibles; pero la incompatibilidad aparece si ellos no comparten sus presupuestos de partida, es decir, si se inscriben desde diferentes escuelas teóricas.

Surge de aquí que, en el aula, todos los modelos, como teorizaciones personales, deberían ser respetados inicialmente en pie de igualdad, y que, si se elige uno, es por consenso (no por imposición) y en base a su utilidad teórica para la explicación. Dicha elección, entonces, está guiada por el modelo científico que constituye el contenido mismo de enseñanza Izquierdo (1999). -

Los modelos alternativos no siempre son sucesivamente incompatibles entre sí. Un modelo que reemplaza a otro no suele contener al anterior, puesto que implica una nueva forma de pensar y modelar la realidad en distintos términos. Pero no quita que un nuevo modelo sí contiene gran parte de las explicaciones y predicciones del anterior, sustituyendo al otro en las ciencias. Sin embargo, el reemplazo de un modelo por otro no comporta el abandono definitivo del primero. Además algunos modelos históricamente propuestos siguen formando parte activa de la ciencia actual principalmente importante en el contexto de la educación.

Una visión actual: actualmente estos nuevos trabajos de investigación en didáctica de las ciencias hacen referencia a modelos y es bueno recordar que un punto de partida es, la constitución de la nueva didáctica de las ciencias como un disciplina teóricamente fundamentada y que inicialmente se realizó la propuesta de empresa racional, Aliberas, Gutiérrez e Izquierdo (1989) desde la epistemología evolucionista de Toulmin (1977) y que las investigaciones se deben realizar desde dos problemáticas; el primero referido a las estructuras conceptuales y metodológicas propias del discurso didáctico actual y el segundo que hace referencia la carácter o estatuto científico alcanzado por las ciencias experimentales. Desde esta visión cabe aclarar que existen cambios definitivos en la nueva didáctica de las ciencias, porque antes se indagaba por la existencia de teorías y su contrastación de Popper (1962), los cambios de paradigmas de Kuhn (1972) o a través de programas de investigación Lakatos (1983), propios de inicio de siglo veinte, hoy día se pretende dar una nueva visión sobre la didáctica de las ciencias a través de modelos científicos, explica Gallego (2004). Específicamente para la química un modelo debe ayudar a la interpretación de fenómenos y la predicción de los mismos bajo condiciones específicas donde se

relacionen los datos prácticos con los cálculos teóricos, además en la química es indispensable el acercamiento por medio de modelos por las limitaciones propias del ser humano. Características generales de los modelos: inicialmente se debe tener claro el concepto modelo, ya que es de mucha importancia en el ámbito actual de la ciencia y como toda definición, ésta es arbitraria pero al mismo tiempo expresa lo que comúnmente se acepta y se emplea en este terreno. Una definición de modelo según Pilar (1968): es una construcción imaginaria de un objeto o conjunto de objetos o procesos que reemplazaran a un aspecto de la realidad a fin de poder efectuar un estudio teórico por medio de las teorías y leyes usuales. Siendo de esta manera más sencillos los estudios de sistemas reales ya que se aproximan al referente bajo un conjunto de condiciones límites bien definidas, explica Castro, E. A. (1992) en su publicación. Según lo anterior un modelo debe ser factible de estudio, visible, predicable y que se comprende conceptualmente, sin dejar de lado la cuantificación, lo que supone conllevaría a una interpretación adecuada o a una aproximación del objeto o conjunto de objetos. Por lo que es posible e inevitable que existan varios modelos para explicar un solo sistema u objeto y en el caso que a un modelo le falte alguna de las características mencionadas se considera por definición incompleto respecto al referente, el cual usualmente es un sistema complejo. Sólo algunas características del referente o sistema objeto se encuentran presentes en el modelo. Es muy común que existan diferentes modelos referidos al mismo sistema objeto. Estos modelos pueden seleccionar diferentes propiedades del referente debido a que hay distintas concepciones respecto de la esencialmente caracterizada al mismo o porque hay distintos aspectos del objeto que se desean modelar. La coexistencia de varios modelos que se utilizan en la selección de las propiedades características y en la finalidad del modelo es posible ya que hay diferentes niveles en la jerarquía o clasificación de aquéllos.

LOS MODELOS EN LA QUÍMICA En el campo específico de la Química, el objeto de un modelo es el de ayudar a interpretar los fenómenos químicos, permitir la predicción del comportamiento de sistemas químicos bajo condiciones específicas impuestas por el entorno circundante y establecer las adecuadas correlaciones entre conjuntos bien definidos de datos experimentales y cálculos teóricos. En donde las tres condiciones deben estar bien vinculadas ya que, un modelo con buenas propiedades predictivas pero carente de interpretación es incompleto. Además, toda vez que se estudia un fenómeno químico, sea en forma primordialmente teórica o experimental, inevitablemente se debe recurrir a alguna

aproximación, modelística por cuanto la limitación de nuestros sentidos no nos permite visualizar directamente los fenómenos y resultados emergentes de los experimentos. Y así, uno se imagina de algún modo cómo suceden las cosas y esto es equivalente a decir que se establece un modelo y sólo cuando se racionalizan y se inscriben en el marco más general de una teoría y al mismo tiempo se asocian a otros resultados que permiten comprender mejor una cierta clase de fenómenos, se puede hablar con propiedad de ciencia. Sobre la clasificación y debido a que la química es una ciencia experimental, es complejo realizar modelos. Se debe iniciar a partir de una interpretación preliminar de las características del objeto para poder llegar a una aproximación más cercana del objeto por medio de conclusiones sucesivas en tanto que no aparezcan colapsos o fallos definitivos. En relación a la clasificación Castro (1992), recurre a los siguientes esquemas, manifestando que son alternativos y complementarios al mismo tiempo:

ESQUEMA 1 MODELO

MATERIAL ABSTRACTO

ESQUEMA 2 ICONOGRÁFICO MODELO

ANALÓGICO SIMBÓLICO

Son alternativos y complementarios en el sentido que cualquier modelo material o abstracto puede a la vez ser: iconográfico, analógico o simbólico. A continuación algunas de sus principales características. Un modelo iconográfico se basa en su similitud en forma con el objeto. Un modelo analógico mantiene algunos aspectos de la forma del objeto pero da énfasis a las propiedades funcionales o de comportamiento de objeto. Y un modelo simbólico no considera la analogía de forma con el objeto y sólo se basa en la analogía funcional con ésta. Esta aproximación esquemática para la clasificación de los modelos manifiesta el autor, es arbitraria y por ende se encuentra sujeta a críticas. La selección de los términos puede variar respecto de la terminología usada corrientemente en la modelística, pero en todo caso en similar a la empleada por Bunge (1985), y la misma fue hecha con el propósito de otorgar énfasis a los aspectos estructurales de ese tema, dejando de lado las consideraciones que pueden llegar a ser de importancia significativa en la clasificación de los modelos, señala Castro (1992). A menudo los sistemas materiales en estudio son modelos materiales analógicos y la interpretación de los resultados experimentales y/o el análisis de los datos

numéricos se basan en el empleo de modelos abstractos soportados por modelos analógicos iconográficos. Otra de las características fundamentales en la interpretación de uno de los modelos actuales mayormente conocidos, como lo es el modelo didáctico de carácter analógico, es que tiene como idea básica conocer profundamente el tema que se quiere enseñar, abstraer sus conceptos nucleares y las relaciones funcionales entre dichos conceptos y traducir todo a una situación lo más inteligible para el estudiante proveniente de la vida cotidiana, según Galagovsky, L y Aduriz-Bravo, A. (2001). Este es precisamente uno de los modelos más usados en la última década el de el cambio conceptual donde los cambios de conceptos y los aprendizajes significativos van acompañados de cambios simultáneos en los campos axiológicos, metodológicos y ontológicos, basados en la epistemología de Kuhn y Lakatos; De Cudmani, L. Pesa, M. y Salinas , J. (2000) explican que donde se supone que es fructífero realizar analogías entre estos procesos de cambio conceptual y los modelos que interpretan los cambios que se dan en el aprendizaje de la ciencia. Castro (1992), sobre los componentes de los modelos, también aporta una serie de características que deben tener los modelos químicos y afirma que es debido a ciertas particularidades que se presentan en el estudio de la Química es conveniente introducir una distinción entre los componentes de los modelos. Esta partición toma en consideración los aspectos analógicos que los modelos corrientes poseen y que pueden ser aplicados a la casi totalidad de los modelos empleados en la Química. Modelo material La parte material del modelo es la porción de materia descrita por el modelo. La misma puede corresponder a la parte efectiva de materia en la cual el fenómeno se observa o puede estar constituida por una reducción o simplificación apropiada de ella. Modelo físico Los aspectos físicos del modelo consideran de un modo explícito o implícito las interacciones físicas del objeto. En algunos casos es conveniente introducir una distinción entre aquellas interacciones que involucran sólo elementos del sistema material e interacciones del sistema con el medio externo. Modelo matemático Las características matemáticas del modelo son los métodos y aproximaciones usadas para describir cuantitativamente las interacciones físicas en el modelo material. A manera de conclusión, un examen sistemático y crítico de estos aspectos junto con los criterios expuestos anteriormente constituyen un paso esencial en el juicio de un modelo, destacando el hecho de que el propósito primario de los modelos es obtener una interpretación de las interacciones físicas en el fenómeno químico y éste conlleva a considerar las unidades materiales básicas a los fines de concretar

esta información y finalmente cabe destacar el papel que desempeñan las matemáticas en el establecimiento de los modelos, aunque en muchas ocasiones no se le de el significado que merecen o se le da un lugar secundario, hay que tener en cuenta que, las matemáticas proveen los medios adecuados para resolver ecuaciones, en contraposición nada aportan acerca de conocimiento de la naturaleza de las leyes del universo. LOS MODELOS EN LO DIDÁCTICO Uno de los objetos de estudio de la didáctica de las ciencias es la forma mediante la cual se ha presentado la enseñanza / aprendizaje, en tanto que en ellos se aborden fenómenos materiales y naturales. No obstante, tal como se ha manifestado inicialmente, el carácter práctico de esta disciplina hace que su finalidad no se limite a la descripción y explicación de dichos sistemas, sino que abarque también aspectos relacionados con la valoración y transformación de los mismos atendiendo a criterios de calidad y de coherencia con los objetivos generales de la educación. Teniendo esto en cuenta, la finalidad de la didáctica de las ciencias presenta dos dimensiones complementarias: describir y analizar los problemas más significativos de la enseñanza/aprendizaje de las ciencias y elaborar y experimentar modelos que, a la luz de los problemas detectados, ofrezcan alternativas prácticas fundamentadas y coherentes, manifiesta Porlán (1998). ¿Cómo relacionar modelo científico en la didáctica de las ciencias? La palabra modelo es el término más comúnmente usado en la literatura científica contemporánea. Es posible que haya una fuerte influencia de la moda en este remarcable empleo de la palabra modelo. Después de todo, también los científicos son influenciados por las escalas de valores, actitudes y conceptos implícitamente establecidos, y consolidados tanto por la comunidad civil como la científica. Por la complejidad de los modelos científicos, hace que este por fuera de las capacidades operatorias y de disponibilidad de conocimientos de los estudiantes de primara y secundaria, entonces, se hace necesario reconstruir los contenidos científicos por medio de una imagen didáctica adecuada capaz de incursionar en el aula. En este caso se ha avanzado con la limitante que los modelos científicos son muy simples, sin encontrar un referente en la estructura cognitiva de los estudiantes y por estas circunstancias los estudiantes deben incorporar memorísticamente un modelo que no es completamente científico y poco significativo y que por ejemplo carecen de un contexto histórico y que en ningún momento se reflexiona sobre la validez contextual de cada una de las representaciones y sobre posibles incongruencias entre unos y otros, siendo esto tan importante para el entendimiento de las ciencias.

El uso de analogías es fundamental como recurso didáctico que facilitan el aprendizaje de conceptos abstractos, los cuales utilizan conceptos y situaciones que tiene un claro referente en la estructura cognitiva del estudiante. Al crear una analogía, es apelar a conceptos de significación ya conocidos por los estudiantes. Y que ellos podrían operar sobre dichos contenidos desde su pensamiento operatorio concreto y se cree que mediante estrategias didácticas apropiadas, ellos podrán también desarrollar un pensamiento operatorio formal hipotético-deductivo sobre dichos contenidos analógicos, jugando un papel muy importante en la reestructuración del marco conceptual de los estudiantes y puede facilitar la comprensión y visualización de conceptos abstractos, Galagovsky, y Adúriz-Bravo, (2001). ¿Qué papel juegan los modelos en el proceso de enseñanza/aprendizajeconocimiento de la Química? Algunas consideraciones -

En primer término se debe tener bien clara la diferencia existente entre experiencias y cálculos por un lado, e interpretación y análisis por el otro. Es en esta segunda categoría donde aparece el uso de modelos, aunque se consideran como datos primarios, las experiencias y los cálculos no son términos absolutos son una fuente primaria de información, pues se encuentran condicionados por diversas situaciones del contorno.

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Enseñar un determinado tema en Química implica necesariamente establecer con toda nitidez cuál o cuáles son los datos primarios (el experimento en sí), cuáles las leyes sobre las que se basará la interpretación, análisis eventual correlación o comparación y cuál es el modelo (construcción imaginaria) que nos permita el fenómeno. Entre los problemas que se encuentran en la enseñanza de la Química, un muy común es confundir estos tres aspectos, y así se llegan a considerar como datos primarios ciertas construcciones inherentes a un determinado modelo y/o teoría.

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La enseñanza integral de la Química implica ofrecer las opciones necesarias para que el educado gane capacitación tanto en el terreno experimental y computacional como el de la teoría y la interpretación.

En particular y en relación al tema central de este trabajo debe saber que clase de modelo esta usando y cómo manejarlo, teniendo en claro cuáles son las limitaciones del mismo y cuáles sus posibles extensiones y generalizaciones. MODELO DIDÁCTICO ANALÓGICO Sobre el concepto de modelo didáctico hay que tener claro que hay varios aspectos que influyen en la didáctica de las ciencias en la escuela. Por un lado la investigación del estudiante como proceso de aprendizaje significativo; por otro la concepción del

profesor como facilitador de dicho aprendizaje y, al mismo tiempo, como investigador de los acontecimientos que suceden en el aula; y por último el enfoque investigativo y evolutivo del desarrollo curricular señalado por Cañal y Porlán (1987). Y además teniendo en cuenta que todos estos aspectos son importantes para el desarrollo de la didáctica de las ciencias en la escuela, es necesario indagar en uno de ellos de manera profunda, por tal motivo, a continuación se expondrá de manera parcial un modelo basado en la investigación en la escuela, poniendo énfasis, en el papel articulador y por ende de mucha importancia que tiene la investigación con el estudiante. Iniciando con una definición según Cañal y Porlán (1987) de modelo didáctico. Expresan los autores que un modelo didáctico lo entienden como una construcción teórico-formal que, basada en supuestos científicos e ideológicos, pretende interpretar la realidad escolar y dirigirla hacia unos determinados fines educativos. En este sentido, se ajusta la propuesta porque es precisamente eso lo que se pretende en la investigación, inquirir sobre los modelos mediante los cuales los estudiantes describen e interpretan la realidad de su entorno comparados con una base científica, mediante qué instrumentos se realiza la investigación en el aula para orientar la intervención didáctica o bajo que principios didácticos fundamentales con los que se trata de indagar la realidad de los estudiantes se pueda dirigir al mismo tiempo una investigación hacia los fines propuestos. Consideraciones sobre el aula de clase: en todo modelo se debe tener en cuenta que el aula es un sistema dinámico, complejo y singular, integrado por elementos humanos y no humanos que mantiene diversas formas de interacción entre sí. Cada sistema-aula posee una estructura y una dinámica que le son propias y que no permiten una fácil generalización acerca del funcionamiento y su evolución. Por consiguiente Cañal y Porlán (1987) describen algunas variables más significativas del aula como sistema: 1- Las características físicas de los elementos que lo componen, tanto internos como externos. 2- El pensamiento del profesor y su particular estructura semántica, es decir, el conjunto de sus creencias y constructor personales. 3- El pensamiento de los estudiantes y la estructura semántica de cada uno, especialmente el conjunto de sus ideas y creencias acerca de la realidad en general (Piaget, 1981; Host, 1978; Giordan, 1978; Driver, 1986) y de la escuela en particular, todo influido además, por el grado de desarrollo que poseen, sus características afectivas y experiencias, entre otras. 4- Las relaciones sociales en el aula como conjunto de roles, agrupaciones, conflictos que se manifiestan en el diario vivir de los estudiantes. 5- Las relaciones de poder, que determinan las conductas a exhibir ante el profesor para superar con éxito las demandas del aprendizaje escolar.

6- La dinámica de la comunicación, como conjunto de intercambios de información de todo tipo y naturaleza que se dan en el aula, tanto humanos, como elementos materiales y ambientales. La idea básica para construir un modelo didáctico analógico, es conocer profundamente el tema que se quiere enseñar, abstraeré sus conceptos centrales y las relaciones entre dichos conceptos y traducir todo a una situación, lo más inteligible para el estudiante, proveniente de la vida cotidiana. Entiendo por eso que es clave tener en cuenta el entorno del estudiante para que así lo relaciones con los diferentes conocimientos científicos, desde la perspectiva de cada uno, en donde el éxito del modelo depende de cómo se trabaje en el aula es decir, de la estrategia didáctica empleada. Galagovsky y Aduriz-Bravo (2001), sugieren tres momentos: 1- Se debe abordar antes que el referente científico se halla tratado, se establecen hipótesis, se argumenta, se justifica los fenómeno, se predicen situaciones, todo debe realizarse mediante un registro escrito, para su posterior trabajo. 2- Como inicialmente se trabajo con las ideas propias de los estudiantes mediante analogía, se presenta la información científica, esperando que a partir de la situación se originen nuevas hipótesis con un mayor grado de rigurosidad. 3- Finalmente, el momento de la metacognición, entendida como autogestión del aprendizaje o como una toma de conciencia del estudiante sobre el salto cognitivo que se ha logrado en el tema (Galagovsky, 1993) en este momento se requiere por parte del estudiante un análisis riguroso para explicar las transposiciones que operaron en los procesos de analogación. Al final el momento de la metacognición, se pretende que tenga mayor rigurosidad las explicaciones dadas por el estudiante. ¿SON NECESARIAS LAS ANALOGÍAS? Como es de manifiesto el modelo que se pretende ejecutar es didáctico analógico, ya que lo veo como una herramienta útil en el complejo mundo de la enseñanza / aprendizaje de las ciencias. Pero antes de referirme al modelo se hace necesario dar una serie de apreciaciones sobre las analogías y el por qué de su uso. Las analogías son comparaciones entre dominios de conocimientos que mantiene una cierta relación de semejanza entre sí. Constituyen una herramienta frecuente en el pensamiento de las personas y ocupan también un lugar importante en el ámbito de la enseñanza, y en particular, en la enseñanza de las ciencias, manifiestan Oliva, Aragón, Mateo, y Bonat, (2001). En donde a partir de una serie de comparaciones el sujeto comprende una serie de fenómenos o nociones sobre ellos, a través de un sistema de analogías, desde mi punto de vista importante porque específicamente en el campo de la enseñanza de

las ciencias, resulta mucho más cotidiano, familiar y relacionado con su entorno. Entendiendo esto como una estrategia en vista que muchos de los conceptos son muy ambiguos, abstractos o desconocidos para los estudiantes. Sin embargo, a pesar del uso generalizado de las analogías existen investigadores que las defienden y otras que las atacan.

¿HA SERVIDO EL USO DE LAS ANALOGÍAS? Referencias bibliográficas acerca de las analogías existen con cierto dominio desde los principios de la década de los ochenta, pero específicamente según Oliva., Aragón., Mateo., y Bonat., (2001), además en el año de 1987 en el trabajo realizado por Black y Solomon, se evaluó experimentalmente el uso de analogías sobre el tema de corriente eléctrica y es desde entonces que se ha venido incrementando el uso de analogías en las investigaciones en la didáctica de las ciencias. Por otra parte, desde la perspectiva constructivista cabe considerar que el razonamiento analógico es la llave que permitiría el acceso a los procesos de aprendizaje, ya que todo nuevo conocimiento incluiría una búsqueda de aspectos similares entre los que ya se conoce y lo nuevo, lo familiar y lo no familiar explican Galagovsky et al (2001) apoyados en Pittman (1999). Manifiestan de igual manera, que el uso de analogías puede jugar, entonces un papel muy importante en la reestructuración del marco conceptual de los estudiantes, puede facilitar la comprensión y visualización de los conceptos abstractos, puede despertar el interés por un tema nuevo, y puede estimular al profesor a tener en cuenta el conocimiento previo de los estudiantes. De igual manera, los autores con ánimo de efectuar un balance general que responda a la pregunta de la utilidad o no de las analogías, recurren a los aportes realizados por Duit (1991) y Dagher (1995), el primero manifiesta que los resultados obtenidos por las analogías son ambiguos y no permite un entendimiento claro hacia el aporte que hacen en la enseñanza y el segundo dice que el debate no debe estar marcado en si son o no son útiles las analogías en la enseñanza, sino cuáles son las circunstancias en las que las analogías pueden llegar a ser útiles desde el punto de vista didáctico. Después de las revisiones de los trabajos de los autores citados antes, se pueden dar una serie de dificultades que han tenido las analogías: -

En ocasiones el sistema análogo no es suficientemente familiar e incluso, a veces, resulta más confuso que el propio objeto de estudio, o que no les sea favorable la analogía o simplemente que no le encuentren utilidad. Constituyéndose esto en una dificultad grande para su asimilación.

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Normalmente la analogía se encuentra como algo ya hecho y acabado y que debe resultar conveniente para el estudiante, conllevando a una simple recepción de información sin una participación activa por parte del estudiante. Además teniendo en cuenta que la analogía es solo un instrumento de mucha importancia para el modelo, muchas veces se convierte en el eje central de la investigación, introduciéndose como un hecho puntual y aislado.

Una vez localizados algunos de los problemas que inciden en el uso de analogías, se puede hacer un balance más preciso de la utilidad de esta estrategia de enseñanza. Se hace necesario que no debe verse como un factor negativo en sí el uso de las analogías siempre y cuando se tenga claro que tipo se va a utilizar y bajo que forma didáctica en la que puede plantearse. ALGUNOS CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE ANALOGÍAS Antes de facilitar algunos criterios para la selección de analogías, es necesario que el profesor intente responder: cuál es la analogía que va a utilizar, qué papel juega el estudiante y el profesor en la construcción de la misma, cuál será el modelo didáctico que dirigirá su proceso de conducción y cuáles son los fines que se persiguen con ella. Entonces para evitar todas estas dificultades en el campo específico de la analogía y teniendo en cuenta las anteriores preguntas. Oliva, Aragón, Mateo y Bonat (2001), sugieren las siguientes recomendaciones para la selección de analogías: -

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Más accesibles que el objeto de estudio, en el sentido que se debe hacer referencia a una situación cotidiana y familiar para los estudiantes. Concretas y, en consecuencia, deben ser susceptibles de presentarse a través de una imagen o de lago que se tangible. Lo más simples posibles, no se trata de representar mediante una analogías todos y cada uno de los rasgos del objeto de estudio, ya que ello conduciría a una situación tanto o más compleja que la situación que se quiere aclarar. Apropiadas en cuanto a la semejanza entre los fenómenos que se comparan, ya que no debe ser muy grande ni muy pequeña, es decir, que la analogía y el objeto no sean tan distintos porque pueden presentarse confusiones, ni tan parecidos ya que por la semejanza tan fuerte no sería significativo o estimulante. Evitadas si se requiere para su utilización de concepciones alternativas o aquellas que pudieran tener actitudes desfavorables. PAPEL DEL ESTUDIANTE EN LA CONSTRUCCIÓN DE ANALOGÍAS

LAS

Además de los criterios antes dados, también es necesario que la analogía en su construcción tenga los aportes fundamentales de los estudiantes, porque el protagonismo sigue estando en manos de los profesores, mientras que el estudiante

el papel que juega es de mero espectador y que verdaderamente le encuentren un sentido a la analogía o las analogías desarrolladas. Se debe cuestionar la posibilidad de que las analogías sean siempre interpretadas por el estudiante en los mismos términos que se plantea el profesor. Más bien se debe pensar que son reinterpretadas por ellos a partir de sus esquemas iniciales de ahí que no siempre sean entendidas en la dirección que se pretende y de ahí también que una de las condiciones básicas de su éxito sea que los estudiantes participen activamente en su construcción explican Oliva, Aragón, Mateo y Bonat (2001), apoyados en Brown y Clement, (1989). Entonces se debería plantear la analogía, no como un producto prefabricado que ha de ser aprendido, sino como un proceso en el que los estudiantes puedan y deban aportan sus opiniones, tomar decisiones y, en definitiva, contribuir abiertamente en su construcción. En este sentido se concibe la analogía como algo que se genera a través de tareas o actividades de distinto tipo; actividades de génesis o construcción de la analogía; actividades orientadas a fomentar la metacognición a través de la analogía para la formulación de hipótesis o resolución de problemas. Con ello se pretende prestar más tiempo y esfuerzo, del que se interviene normalmente, a que los estudiantes encuentren sentido a las analogías desarrolladas explica Clement (1993), según Oliva, Aragón, Mateo y Bonat (2001). Los mismos autores, afirman en su artículo que Clement (2000) ha propuesto recientemente un esquema general para el aprendizaje a través de modelos, que puede ser interesante retomar. En dicho modelo se contempla que los estudiantes pueden tener modelos y concepciones alternativas que se pretender cambiar a través de la enseñanza y, a la vez, también modelos y concepciones que pueden ser útiles como puntos de partida del aprendizaje. Según esto, el aprendizaje a través de analogías implicaría un doble proceso que se consideran a continuación. 1- El proceso de anclaje o conexión con las ideas de los estudiantes que resultan útiles y que pueden dar pie a la construcción de la analogía. 2- El cambio conceptual que se quiere generar en las concepciones alternativas del objeto, en caso de que existan.

PROCESO DE ANCLAJE O DE CONEXIÓN DE LA ANALOGÍA Teniendo en cuenta las anteriores apreciaciones, los autores también manifiestan que los pasos a seguir para la elaboración de la analogía enmarcados dentro de la corriente constructivista de enseñanza y consiste en la secuencia de seis pasos: 1- Se introduce el objeto o problema de estudio. 2- Se propone una experiencia o idea como analogía de la anterior. 3- Se trata de identificar qué tienen en común ambos conceptos.

4- Se proyectan las similitudes desde la analogía hasta el objeto o problema de estudio. 5- Se indican conclusiones acerca del objeto o problema. 6- Se dan las indicaciones sobre las fallas o inconsistencias de la analogía. Los autores llegan a la conclusión y sobre la base de este conjunto de etapas, que cualquier secuencia de aprendizaje debería incluir al menos tres fases o etapas importantes en el proceso de construcción de la analogía: 1- Una parte dedicada a la génesis de la analogía, propiamente dicha, que abarcaría la delimitación del objeto y del análogo y el establecimiento de las relaciones entre ambos. Hay que señalar la necesidad de hacer totalmente explícitas las relaciones entre los dos sistemas que se comparten, especialmente cuando de lo que se trata es de un símil o una metáfora en los que no todas las relaciones se hacen explícitas directamente. 2- Un etapa dirigida a su aplicación para obtener conclusiones que permitan comprender mejor el análogo e incluso para poder llegar a realizar predicciones. En donde en la mayoría de casos, la analogía se sugiere en el discurso explicativo del libro de texto o del profesor pero no se aplica luego, con lo cual se pierde la oportunidad de sacar mayor y mejor partido de ella. Manifiestan también, que los profesores deberíamos no sólo mostrar las relaciones existentes entre el objeto y el análogo, sino también fomentar su uso para interpretar fenómenos conocidos y para establecer hipótesis y predicciones que luego pueden comprobarse de una forma experimental. 3- Una fase orientada al establecimiento de diferencias entre el objeto y el análogo y de limitaciones de la analogía. También conviene que se aborde con los estudiantes dónde falla la analogía que se está generando y cuáles son sus limitaciones, mediante ejemplos claros donde se muestre tal falla. CRITERIOS PARA EL USO DE ANALOGÍAS EN LA EVOLUCIÓN DE CONCEPCIONES ALTERNATIVAS El uso de analogías es compatible con la idea de cambio conceptual ya que puede ayudar a sugerir nuevas ideas y hacerlas inteligibles en competencia con las ideas iniciales. Además el uso de analogías puede resultar útil si el cambio se conceptualiza, no tanto como un desplazamiento o sustitución de una idea por otra, sino como un proceso de evolución de las ideas iniciales hasta transformarlas en concepciones aptas para la comunidad de científicos. Todo ello no hace sino reforzar la idea de que las analogías pueden jugar un papel importante al cambiar o hacer evolucionar las concepciones alternativas que traen los estudiantes desde una fase anterior a la enseñanza. El esquema planteado por los autores intenta sintetizar algunas de las aportaciones más importantes procedentes de las investigaciones realizadas en los últimos años en el ámbito del cambio conceptual, las cuales son:

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La visión constructivista se basa en aprender a partir de lo que el estudiante ya sabe, esto indica que hay que buscar en esas ideas intuitivas iniciales aquellas ideas que, aunque parciales e incompletas, le permitan acceder a una primera aproximación al punto de vista científico, apoyados en Clement (1993, 2000), explican Oliva, Aragón, Mateo y Bonat (2001). Interpretando a Clement, él dice que el cambio conceptual es como una evolución a través de distintos modelos intermedios más que como un proceso de reestructuración.

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Las estrategias de conflicto conceptual a través de las cuales se confrontan las ideas previas de los estudiantes con la experiencia sensible o con las ideas del profesor han de jugar un papel limitado en el cambio conceptual. Su aplicación sistemática en el aula no ha llegado a proporcionar los frutos deseados y, a veces, parece que conduce a la desmotivación y el desánimo en el estudiantado, explica Furio et al., (1994) y Oliva (1999a). En este sentido habría que retomar y tener muy presentes aquellas estrategias de conflicto interno en las cuales los estudiantes encuentran contradicción en su propio razonamiento, lo que puede ser también una ayuda para modificar sus ideas Pozo et al (1995), referenciado por Oliva, Aragón, Mateo y Bonat (2001).

Siguiendo con el aporte de Oliva et al (2001), sugieren que el estudiante debe ser conciente de que mantiene simultáneamente dos nociones: la inicial y la aprendida. Es importante que compare ambas interpretaciones, que se vuelva conciente de sus contradicciones y que aprenda a analizar las posibilidades y limitaciones de cada una, llegando a percibir las ventajas de la nueva idea con respecto a la anterior y el mayor poder predictivo y explicativo que posee. Este proceso de metacognición no siempre en sencillo y a veces es difícil actuar y obtener a través de él los resultados deseados. El presente trabajo de investigación se fundamenta y se desarrolla bajo todos los criterios aquí expuestos sobre Modelo Didáctico Analógico en procura de una nueva visión de las ciencias específicamente sobre el concepto MOL y sus relaciones.

METODOLOGÍA

La metodología que se propuso para llevar a cabo este trabajo se fundamentó:

PROBLEMA A raíz de los cambios sociales que han surgido en las últimas décadas sobre los avances tecnológicos, se hace necesario que en la escuela se enseñen las ciencias a fin de apoyar tal desarrollo en generaciones futuras. Anunciada la didáctica de las ciencias de la naturaleza, como una disciplina conceptual y metodológicamente fundamentada, nuevas necesidades y nuevos retos han surgido sobre el trabajo de formación innovador. Manifiestan Aliberas, J. Gutiérrez, R. e Izquierdo, M. (1989), apoyados en los trabajos realizados por Peterson (1979), que la crisis ha motivado el debate alrededor de realizaciones bien delimitadas (diversos “Proyectos para la enseñanza de las ciencias”), puesto que son los estudiantes que han producido los problemas, ya que se han detectado una inesperada falta de aprovechamiento por parte de ellos. A medida que se van dando las soluciones a los diferentes problemas van consolidando progresivamente un campo de trabajo específico con objetivos propios y estables en la comunidad científica. Anteriormente los métodos de investigación didáctica eran predominantemente empiristas, así como el uso del “método científico”, con el cual se descubría “la verdad”. La aplicación de este método en el aula, se limitaba a la observación de fenómenos y durante determinados tiempos, se colocaba a los estudiantes en situaciones desconocidas para él, apoyados en la lógica inductiva. Según investigaciones realizadas de cómo aprenden las ciencias los estudiantes, se afirma que ellos construyen significados entre sus conocimientos previos y el nuevo conocimiento Ausubel, (1978), por tal razón, los problemas han de tener en cuenta estos resultados de la investigación didáctica para lograr que los estudiantes realicen una significativa aproximación a los conocimientos científicos. Las investigaciones en didáctica de las ciencias han permitido constatar que los alumnos llegan al aula de clase con sus propias ideas y sus propias explicaciones acerca del mundo y de los fenómenos naturales que impresionan sus sentidos, pero sus explicaciones y sus concepciones del mundo generalmente no coinciden con las elaboradas por la comunidad científica. Muchas de estas ideas de los estudiantes no son aisladas sino que se hallan incorporadas a toda una estructura conceptual, que permite un conocimiento coherente de la realidad y responde frente a situaciones que tienen que ver con el funcionamiento del mundo y el significado de las palabras. Dado este panorama se hicieron necesarias las innovaciones metodológicas en los campos de enseñanza e investigación de las ciencias. Así los métodos cualitativos juegan un papel preponderante, en cuanto se reconoce al estudiante el factor fundamental para tal fin, el de darle a la didáctica de las ciencias una nueva dimensión. Cabe notar además que no solo se debe buscar la realización de los estudiantes sino también en los profesores e investigadores, en donde se espera

que cuando esta situación se dé, se consolidará la didáctica de las ciencias como una disciplina. Ante este panorama se hicieron necesarias las innovaciones didácticas del trabajo en el aula, especialmente en cuanto a las Ciencias de la Naturaleza se refiere. Si exploramos otras fuentes y como preponderancia, el enfoque cualitativo de la investigación, al entender la complejidad del ser humano y las investigaciones que se presentan entre ellos y el saber (estudiantes – estudiantes, saber – estudiantes, estudiantes – saber; profesor – saber – estudiantes) como parte de la actividad investigativa, se le considera a las ciencias de la naturaleza como una disciplina científica, conceptual y metodológicamente fundamentada. Se ha tomado instancia de la posición de enseñarla como la parte mecánica e instrumental de la pedagogía. Aliberas, Gutiérrez e Izquierdo (1989)

El desarrollo de conceptos y modelos útiles cataloga una actividad central hoy en día en la enseñanza de las ciencias. La formulación de modelos se relaciona con la capacidad predictiva de explicación en los fenómenos.

Para este trabajo con estudiantes de Modelos, propongo que se formulen los siguientes interrogantes que tiene como función central la indagación didáctica. ¿Formulan los estudiantes de Modelos Didácticos de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas año 2018 segundo periodo, modelos para explicar situaciones y fenómenos químicos relacionados con la unidad de cantidad de sustancia MOL? De ser así, ¿qué características presentan esos modelos? ¿Qué relación se puede establecer entre los cambios que introducen los estudiantes a sus modelos explicativos sobre MOL y una estrategia didáctica de carácter analógico del modelo científico, que representa el concepto MOL aceptado por la comunidad de especialistas? ¿Permiten los instrumentos didácticos la recolección de información suficiente, necesaria y válida para contrastar las hipótesis formuladas? (Deben leer los instrumentos al final) Los instrumentos que se diseñaron para la recolección de la información necesaria y confiable, sobre el problema son los siguientes: -

Prueba semántica. Composición escrita. Cuestionario sobre analogías.

Estas pruebas suministran informaciones, acerca de las intencionalidades y también para contrastar las hipótesis formuladas. Con base en lo anterior las pruebas fueron aplicadas para obtener dicha información, sobre los modelos mediante los cuales los estudiantes explican MOL y con los temas relacionados, así:

PRUEBA SEMÁNTICA Con la prueba semántica se pretende indagar sobre los significados con los cuales los estudiantes explican MOL y los demás temas que se relacionan con éste. Sí sus significados los asignan desde una visión científica aceptada por la comunidad de especialistas. Se pretendió identificar con las pruebas semánticas, las concepciones que han reconstruido y construido los estudiantes antes y después de ejecutar la estrategia didáctica, al inicio y al final del proceso para poder analizar si hay cambios en los significados dados por ellos. PRUEBAS DE COMPOSICIÓN Con la intención de indagar sobre las formas en que los estudiantes integran en un texto los conceptos y así establecer el uso que le dan al significado atribuido, con el fin de contrastarlos con los dados en la prueba semántica. Otro de los ítems de la prueba pide a los estudiantes que expresen como explicarían estos conceptos a sus compañeros. Se busca con ello la utilización de los tipos de modelos que emplean en sus explicaciones analogías y de una u otra forma darle especial significado a este trabajo, porque si los resultados arrojan evidencias de la no utilización por parte de los estudiantes de analogías cobraría mucho sentido el poder aplicarlas en el presente trabajo y así acercarlos a estos conceptos, posiblemente desconocidos, de una manera más práctica y cercana a ellos. Con este tipo de prueba se pretende enseñar y evaluar las actividades mentales que realiza el estudiante cuando escribe, La realización de una composición escrita se basa en la enseñanza aprendizaje de la escritura en el proceso cognitivo asociado a ésta, es decir, a planificar el escrito, textualizar y revisar. CUESTIONARIOS Se sometieron a cuestionarios con analogías, porque con una serie de preguntas se indaga sobre como los estudiantes relacionan diferentes analogías con MOL, mediante respuestas proporcionadas por los estudiantes, permitirá la recolección de información y como tal está sometido a criterios de confiabilidad y validez, desde la perspectiva individual. Las analogías utilizadas se fundamentarán en cosas o materiales totalmente conocidos para ellos, en donde se garantizó que no habría mayor confusión al presentárselas.

El cuestionario se elaboró teniendo en cuenta la relación directa con los objetos que se persiguen, con preguntas precisas para obtener respuestas abiertas, para examinar los saberes de las personas, el vocabulario utilizado sobre el tema. DE LA ESTRATEGIA El eje central de la estrategia fue el uso de analogías por parte de los estudiantes y dar cuenta de las explicaciones y transformaciones dadas por ellos. Al inicio la base fueron unos instrumentos especialmente diseñados para que realizaran la prueba de manera individual y discutieran entre ellos posteriormente en grupos los significados. Posteriormente se les suministraron las analogías. A continuación se les suministro documentos de lecturas seleccionados, una vez realizadas las lecturas, se realizó la aplicación de otra prueba especialmente diseñada, en donde se relacionaba MOL con las analogías presentadas, para su anclaje o análisis. Durante todo el proceso el papel del profesor consistió en acompañar la creación individual de lo sostenido por cada estudiante y producir por escrito composiciones que sirvieran de control al proceso desarrollado y el también seleccionó el material realizado por los estudiantes. Se recogió la información y se hizo control y cambios necesarios en la estrategia. .

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS MODELOS PEDAGOGICOS AMBIENTE INTEGRAL CANTIDAD DE SUSTANCIA: CONCEPTO MOL QUÍMICA. PRUEBA INICIAL. Nombre: _____________________________________________Curso:______ 1- Explique con sus propias palabras el significado o lo que entiende por cada uno de los siguientes conceptos: 1.1- Átomo: 1.2- Mol: 1.3- Masa Atómica: 1.4- Número de Avogadro: 1.5- Molécula: 1.6- Masa Molecular: 1.7- Elemento: 1.8- Compuesto: 2- Con base en las definiciones anteriores (a partir de lo que usted entiende), elabore una composición escrita donde incluya cada todos los conceptos anteriores. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ______________________________. 3- Indique la manera mediante la cual usted le explicaría estos conceptos a sus compañeros de clase. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ______________________________.

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS MODELOS PEDAGOGICOS AMBIENTE INTEGRAL QUÍMICA. PRUEBA INTERMEDIA

Nombre: ______________________________________________Curso:______ Lea con atención las siguientes situaciones y conteste justificando la respuesta para cada uno de los casos: 1- Suponga que se ha ganado por el sorteo de una lotería, seiscientos dos mil trillones de pesos: 1.1- ¿Qué representa o qué significa esa cantidad para usted? 1.2- Sí se los van a pagar en monedas de cincuenta pesos ($50) o en billetes de cincuenta mil pesos ($50.000) pesos, ¿cuál de las dos formas de pago escogería? ¿por qué? 2- Dado el caso, que la cifra indicada en el punto anterior no fuera dinero sino: casas, pupitres, lápices y alfileres, en cada uno de los casos existiría el mismo número de objetos (seiscientos dos mil trillones), pero ¿ocuparían un mismo espacio? ¿tendrían la misma masa en gramos? Si o no y ¿por qué? 3- Ahora suponga que tiene en recipientes separados 1000 gramos de cada una de las siguientes frutas: papayas, manzanas y uvas, ¿cree usted que al tener la misma masa de frutas (1000 gramos) va a tener el mismo número de ellas y van a ocupar el mismo espacio, es decir, el mismo volumen? Justifique su respuesta y realice un dibujo. 4- Como el tamaño real de cada uno de los átomos y moléculas que conforman la materia es tan pequeño, se ha establecido universalmente que la masa de una mol de ellos (de átomos o de moléculas) se puede expresar en gramos, así por ejemplo, la masa de una mol de átomos de potasio es de 39 gramos y la del azufre es de 32 gramos. Sí comparamos estas masas con la de un lápiz o un borrador vemos que las diferencias no son tan grandes, ya que estos dos artículos escolares, en promedio tienen masas parecidas a la de los elementos mencionados anteriormente, entonces, ¿por qué si son tan pequeños los átomos, la masa atómica se puede medir? y se puede comparar con objetos que si podemos ver a simple vista, a diferencia de los átomos y moléculas.

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS MODELOS PEDAGOGICOS AMBIENTE INTEGRAL CANTIDAD DE SUSTANCIA: ACERCA DEL MOL QUÍMICA.

La unidad fundamental es el átomo (si se trata de un elemento) o la molécula (si se trata de un compuesto). Dado que el tamaño de estas partículas (extremadamente pequeño) y su número en cualquier muestra (extremadamente grande) hacen imposible contar las partículas individualmente, se precisa de un método para determinarlo de manera rápida y sencilla. Como en las experiencias de laboratorio se utilizan generalmente cantidades del orden del gramo, los químicos del siglo XIX decidieron utilizar unos patrones de masa que contuviesen el mismo número de átomos o moléculas (o cualquier otra partícula) y definieron los términos átomo-gramo, molécula-gramo. Actualmente estos términos no se usan y han sido sustituidos por el de "mol". EL CONCEPTO MOL El mol (símbolo mol) es la unidad básica del Sistema Internacional de Unidades que mide la cantidad de sustancia. Está definido como la cantidad de sustancia de un sistema que equivale a 6,023 X 1023 de partículas. En cualquier situación, el MOL representa número fijo. Cuando se usa el término mol, debe especificarse el tipo de partículas elementales a que se refiere, las que pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones, otras partículas, o grupos específicos de estas partículas. Así, los términos más antiguos de átomo-gramo, molécula-gramo, ion-gramo y fórmula-gramo han sido sustituidos actualmente por el término Mol. Por ello, en el caso de sustancias elementales conviene indicar, cuando sea necesario, si se trata de átomos o de moléculas. Por ej., no se debe decir: "un mol de Azufre" pues puede inducir a confusión, sino "un mol de átomos de Azufre" (=32 gramos de Azufre) o "un mol Agua” sino “un mol de moléculas de Agua" (= 18 gramos de Agua). En consecuencia, en términos prácticos un mol es la cantidad de cualquier sustancia cuya masa expresada en gramos es numéricamente igual a la masa atómica o masa molecular de dicha sustancia. En una definición menos formal, al igual que una docena de partículas son doce de estas partículas, un mol de partículas son 6,023 x 1023 (número de Avogadro) de estas partículas.

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS MODELOS PEDAGOGICOS AMBIENTE INTEGRAL CANTIDAD DE SUSTANCIA: CONCEPTO MOL QUÍMICA. Nombre: __________________________________________Curso:_______ Lea con atención las siguientes preguntas, responda y justifique la respuesta:

1- Con base en la información del cuestionario anterior, ¿cuál es la relación que establece entre la cantidad de seiscientos dos mil trillones de pesos con MOL? 2- ¿Puede afirmarse que los seiscientos dos mil trillones de casas, pupitres, marcadores y alfileres se relacionan con los diferentes elementos y compuestos, ya que tienen el mismo número de objetos pero la masa y el volumen de todos es diferente? ¿Qué puede decir al respecto? 3- Cuándo se tiene la misma cantidad en gramos de dos sustancias, por ejemplo, 39 gramos de sodio y 39 gramos de azufre, ¿se puede afirmar que esas dos cantidades poseen el mismo número de átomos? y ¿por qué? 4- ¿Qué podría decir sobre la masa de un átomo de azufre y la masa de un mol de átomos de azufre? ¿Cuál de las dos se puede comparar con la masa de un borrador? ¿por qué? 5- Al comparar un MOL de átomos de Potasio con un MOL de moléculas agua, ¿qué relaciones y que diferencias hallaría?

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS MODELOS PEDAGOGICOS AMBIENTE INTEGRAL CANTIDAD DE SUSTANCIA: CONCEPTO MOL QUÍMICA. PRUEBA FINAL Nombre: ____________________________________________Curso:________ 1- Escriba lo que entiende por cada uno de los siguientes conceptos: 1.1- Átomo: 1.2- Mol: 1.3- Masa Atómica: 1.4- Número de Avogadro: 1.5- Molécula: 1.6- Masa Molecular: 1.7- Elemento: 1.8- Compuesto: 2- De acuerdo con lo anotado, elabore una composición escrita donde incluya los conceptos anteriores. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _______________________________________________________________. 3- Indique cómo explicaría estos conceptos a sus compañeros de clase. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ____.