la educación química frente a los retos del tercer milenio

AbstractThe challenges that arise with the third millenniumare a lot, but if we want that teaching becomes partof the educative process ‘for all’, the foundation willbe that teaching programs and processes trigger anauthentic scientific activity, to make sure that lear-ning is meaningful.

This challenge will only be successfully attainedif chemistry teaching matches students’ interestsand ways of living. It is necessary a collective effortof teachers through this road that gets away of tradi-tional disciplinary programs and requires imagina-tion and professionalism.

1. IntroducciónEl tercer milenio plantea retos que son ya planeta -rios. Son, además, muy nuevos en su planteamientoporque estamos en la era de la fluidez y del hibridismo, enla cual los territorios científicos son interdisciplinares, losvalores cambian y conviven diversos factores que, si se rela cio-nan, no lo hacen de manera lineal sino cibernética.1

Hemos de tener en cuenta este panorama gene-ral aunque estemos situados en el ámbito concretode la enseñanza de la química, porque éste es elambiente en el que viven nuestros estudiantes y paraesta sociedad les preparamos. Es importante pregun-tarnos cómo vemos el futuro y qué función tiene laciencia en este futuro que imaginamos porque la edu-cación química es, ante todo, educación, y la educa-ción siempre es una apuesta para el futuro.

Muchos profesores comparten una cierta preo-cupación sobre la presencia de la química en laformación básica de las personas e incluso por elfuturo de los estudios universitarios de química.Constatan una creciente ignorancia sobre la química y undéficit de opinión pública sobre las ciencias, que con-trasta con las posibilidades que ofrece la sociedad dela información. Es más, muchas personas consideranhoy día que no se ha de enseñar química, que esdemasiado difícil y sofisticada. Se ha hecho (¡la he -mos hecho!) tan complicada que está desaparecien-

do de los currículos de ‘ciencia para todos’ que laconsumen como ‘caja negra’ , presentando las fór-mulas como explicación dogmática de lo que pasa.(Gil y Viches, 2001; de Pro y Saura, 2001).

Por ello considero que el reto que nos plantea eltercer milenio es conseguir que la educación químicasea racional y razonable (Izquierdo y Aliberas, 2004)para que genere opinión y, con ello, pueda contribuiral desarrollo humano de todas las personas (desde laprimaria a la universidad), que será para bien o paramal, porque esto ya no depende de la química sinode los valores que, a la vez, sepamos inculcar a losalumnos.

La química que se enseña no es racional cuandose examina a los alumnos mediante un test de dos-cientas preguntas que requieren haber aprendido dememoria a resolver ejercicios de rutina; o cuando losalumnos hacen prácticas de laboratorio correspon-dientes a la ‘química del mol’ cuando en clase sóloles hablan de mecánica cuántica; o cuando les ha-blan de mecánica cuántica y no se enfrentan a nin-gún problema real que deban resolver utilizándola;o al transmitir de manera implícita la idea de quepueden manipular átomos como si fueran piezas deLego cuando la verdad es que nunca van a poderhacerlo (¡ni tan sólo si llegan a ser nanotecnólogos!)(Izquierdo, 2005).

No es razonable cuando los problemas que sepresentan a los estudiantes son poco problemáticosy se les enseña a resolverlos mediante una rutina quepocos comprenden bien aunque intentan recordarla.Hacer que la química (universitaria o no universita-ria) sea racional requiere modificar la programaciónpara que sus contenidos teóricos y prácticos aparezcanentrelazados de manera conveniente. Hacerla razo -nable requiere evaluar a los estudiantes a partir depreguntas y problemas auténticos en los que mues-tren sus competencias de pensamiento científico.

Para superar el reto va a ser necesario un puntode partida compartido por los profesores, configu-rado por algunos acuerdos sobre el ‘conocimientocientífico que se ha de enseñar como parte de lacultura general’, y que son los siguientes:• Ha de tener una dimensión histórica y humanista,

porque se ha desarrollado a partir de una activi -dad humana creativa y con visión de futuro, y hade contribuir a que, de la misma manera, los

IV JORNADAS INTERNACIONALES

La educación química frentea los retos del tercer milenioMercè Izquierdo*

* Departament de Didàctica de les Ciències.Universidad Autónoma de Barcelona.1 En palabras del ingeniero y filósofo Salvador Paniker, en ElPaís, 2005.

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alumnos puedan pensar en su futuro con creativi-dad y con optimismo.

La educación se orienta hacia el futuro de nuestrosalumnos y requiere creer en él; para ello han de saberque hemos llegado donde estamos ‘a hombros degigantes’, como resultado de una ‘historia’ que hasido científica y humana a la vez.

El desarrollo personal de nuestros estudiantespasa por su capacidad de analizar y evaluar suspropias ideas y desarrollar valores de acuerdo a unsistema de creencias que debería tener como refe-rencia la carta de Derechos Humanos y algún tipode utopía que sostenga la necesidad de intervenciónresponsable en el mundo que es también propia delas ciencias. La educación debería orientarse haciael desarrollo de ‘competencias’: hacia aprender a ser,a hacer, a conocer y a convivir. y priorizar la acción y lareflexión frente a la repetición de contenidos libres-cos, que es innecesaria en la nueva Sociedad de laInformación.

• Tiene una dimensión didáctica, porque necesitaun centro de enseñanza y un profesor.

La tarea de profesor es una profesión específica, conuna fundamentación teórica cada vez más estructu -rada e importante (la Didáctica de las Ciencias (DC)y/o la Science Education, área de conocimiento conun número creciente de revistas y de congresos) quepuede diferenciarse de la de ‘científico investigador’,aunque es compatible con ella.

Las ciencias progresan tanto por la investigacióncomo por la enseñanza. Pensemos en las grandesfiguras como Lavoisier, Mendeleev o Pauling,2 quefueron grandes innovadores de la química para po -der enseñarla mejor y que se consideraron a ellosmismos ‘profesores (Maestros) de química’. Si bienellos dedicaron los esfuerzos a la química univer -sitaria, la única que entonces tenía alumnos, ahorase necesita un tarea de innovación similar parauna nueva audiencia, formada tanto por los futuros

estudiantes de química como por aquellos que novan a serlo.

• Tiene una dimensión lingüística, porque la cien-cia ha de poderse comunicar para poder enseñar-se. Es necesario aceptar que hay muchas manerasde ‘hablar química’ si lo importante es hacernoscomprender.

Lakoff (lingüista) y Johnson (filósofo) (1995) nos di-cen que los conceptos abstractos son mayoritaria-mente metafóricos porque tienen que ver con nues-tras vivencias y no tienen sentido al margen de ellas,por muy precisos que parezcan. Esto tiene conse -cuencias importantes para nosotros, profesores dequímica del siglo XXI, puesto que la química tiene unlenguaje específico que se considera vinculado a laprecisión de los argumentos y explicaciones (Sutton,1996).

En resumen: la historia (la tradición de ‘hacerquímica’), la comunicación y la tradición docenteserán las coordenadas que van a confluir para dise -ñar una enseñanza de la química con finalidad edu-cativa, que sea para todos y generadora de opinióny de criterio. Estas ideas se van a desarrollar en losapartados siguientes. En primer lugar, se van a iden-tificar las principales dificultades para que la químicasea racional y razonable. A continuación se va aconsiderar la competencia del profesor para configu-rar los contenidos de la química que enseña y de una‘teoría de la clase’ que le sirva de referencia. Y,finalmente, se va a presentar una propuesta de ‘quí-mica paso a paso’ a la que me gustaría invitar aparticipar a los lectores de este artículo.

¿Por qué es difícil razonar en química?¿La culpa la tienen las fórmulas?Las fórmulas no son el lenguaje adecuado para unainiciación a la química y tampoco lo son los temasque en estos momentos constituyen los progra-mas de química, muy parecidos en todo el mundo eigualmente difíciles para la mayoría de alumnos.Una exploración rápida de los libros de texto mues-tra que aún los temas son los de siempre: la diferenciaentre el cambio físico y el cambio químico, defini -ciones (sustancia y elemento, átomo, molécula) este-quiometría, estructura atómica, tabla periódica (enlos cursos más avanzados, propiedades de los gruposy períodos), ácidos y bases, redox, equilibrio quími-co, termodinámica y cinética, química orgánica, in-dustria química (algunas veces). En los últimos añosse han ido introduciendo cambios en los libros de


2 Vale la pena recordar una anécdota que rememora LinusPauling en una entrevista que se le hizo en 1984. Nos diceque, cuando tenía 13 años, un amigo (Lloyd Jeffress) le invitóa realizar experimentos de química, que le entusiamaron.Unos años más tarde, en presencia de este mismo amigo, suabuela le preguntó qué quería ser de mayor y él le contestóque sería ingeniero químico (la única profesión que él conocíapor aquel entonces en la cual se hacía química); pero su amigodijo inmediatamente: no, él será profesor.

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texto (como veremos más adelante): más ilustracio-nes, más lecturas y anécdotas, algo de historia, peroéstos han afectado más la forma que el fondo y laquímica que se enseña continúa siendo demasiadoabstracta y generando frustración en profesores yalumnos. La causa de estas dificultades ha sido pues-ta en evidencia desde ámbitos diferentes y puederesumirse diciendo que se abusa de las fórmulas, quelo hacen todo fácil, pero al elevado precio de desco-nectar de la realidad.

Una breve mirada a la química en la segundamitad del siglo XIX, cuando se enfrentaba a la enor-me dificultad de representar las sustancias mediantefórmulas y las reacciones mediante ecuaciones quí-micas, nos permitirá reflexionar muy brevementesobre las dificultades de introducir la química a losestudiantes mediante fórmulas.

Fórmulas… pero ante todo, intuición químicaLa química se presenta mediante fórmulas tanto enlos libros como en las clases y aparentemente éstasexplican los fenómenos químicos: los alcoholes loson por el grupo OH, los cloruros tienen un Cl–, lossulfatos un SO4

2–…; ‘química’ y ‘fórmulas’ acabansiendo lo mismo, hasta el punto que aún ahora serecomienda empezar el aprendizaje de la químicapor la formulación. Pero esto es un gran error: no sepuede saber lo que significan las fórmulas si antes nose posee experiencia química; las fórmulas son intra-ducibles puesto que no se refieren a nada que no seaesta química que se ha de aprender con ellas. Porejemplo las maravillosas fórmulas de la figura 1 (Secoet al., 2004) intentan mostrar que una determinadafórmula corresponde a un dendrímero y puede fun-cionar como aceptor de una molécula huésped. Todoello puede comprenderse viendo la fórmula, pero

¿conecta con algo que se pueda hacer con ella, queno sea otra fórmula, si no se sabe química? ¿Podemosimaginar cómo es la sustancia a la cual corresponde?

H. Kolbe (1818- 1884) , a pesar de ser un defensordel atomismo químico, luchó en contra de la simpli -ficación que significaron las fórmulas con ‘átomos decarbono concatenados’ que estaban proponiendo losquímicos más jóvenes, como Kekulé y Van’t Hoff,porque su engañosa facilidad ‘alejaba de la realidaddel laboratorio y convertía a la química orgánica enun simple problema aritmético’. Para él las substan-cias químicas eran entidades experimentales quemostraban sus propiedades al reaccionar y no pordeducción a partir de una estructura dibujada sobreel papel. ¡Y tenía una cierta razón!

Lo que hizo tan poderosa la teoría estructural fueque podía axiomatizarse: en su forma más simple sepuede reducir a series de reglas algorítmicas o com-binatorias, a partir de las cuales pueden deducirseestructuras moleculares que se pueden manipular apartir de asignaciones de valencia, dejando de ladola intuición química. Aunque fue una auténtica proe-za intelectual llegar a ‘escribir química’ mediantefórmulas y ecuaciones químicas (Izquierdo y Adúriz,2005), con ello no se solucionó el problema deenseñar química: es difícil (antes y ahora) pasar de la‘química sobre el papel’ con sus reglas y sus instruc-ciones para formular y escribir ecuaciones, a una‘actividad química’ con sentido cuyos resultados sepuedan comunicar de manera razonada.

Así, si bien la manipulación de fórmulas puedeenseñarse como una simple cuestión de aritméticabastante sencilla, con esto no se enseña química. Elproblema es cómo generar experiencia química yesto es difícil, porque los términos químicos y lasfórmulas sólo tienen sentido si corresponden a unaintervención en un fenómeno químico sobre la cualse piensa de manera teórica. Aprender química de-bería ser aprender el arte que tanto Kekulé comoKolbe dominaban (aunque lo escribieran de maneradiferente), que requiere ver más allá de lo que mues-tran los sentidos, porque se han de inferir detallesestructurales a partir de los observables macroscópi-cos que se refieren a las ‘reglas’ del cambio químico.

Hacia nuevos diseños de la química que se enseñaPodemos acercar la química en el papel a la químicaque se hace en el laboratorio con un muy buendiseño didáctico, que incluye una selección adecua-da de los temas. La química se ha comparado, conrazón, a la cocina; de la misma manera que alguien


Figura 1. ¿Qué explica una fórmula?


que jamás hubiera pisado una cocina ni hubieracomido nada de lo que allí se guisa le costaríaimaginar lo que es una sopa, un sofrito o una tortilla,sin haber pisado un laboratorio es difícil comprenderlo que es un precipitado, una disolución tampón oun destilado, darse cuenta de cuando una reacciónha finalizado o poder prevenir un efecto indeseado enun proceso químico. Sin este aspecto práctico, losconceptos químicos no llegan a serlo, son sólo pa-labras de significado dudoso y los alumnos no pue -den razonar de manera autónoma con ellos (Wi-ttgestein y Vigotsky nos han ayudado mucho acomprenderlo).

Como ejemplo de estas afirmaciones y anticipa-ción de lo que se dirá en los apartados siguientes,vamos a considerar los índices de dos manualesrecientes para la química: ‘Cutting edge chemistry’,publicado bajo los auspicios de la Royal Society ofChemistry y dirigido a estudiantes de química de 16años que van a dedicarse a las ciencias, y ‘Chemistryin Context’, publicado según la orientación de laAmerican Chemical Society para ‘no químicos’. Sondos libros excelentes, que rompen con la uniformi -dad tradicional de los libros de texto de química. Unoy otro muestran hacia dónde se orientan las inno-vaciones en la enseñanza de la química, aunque lohacen en sentido contrario; así, entre los dos, muestranlos límites entre los cuales deberá situarse la ense -ñanza racional y razonable de la química en el futuro.

El primero de ellos, ‘Cutting edge chemistry’,muestra un panorama de la química moderna a losalumnos que ya van a entrar en la universidad yrevela un cambio de orientación evidente respecto alos programas tradicionales de química. El mensajees muy claro: la química trata de moléculas y de susinteracciones y es capaz de diseñarlas para obtenerunas propiedades determinadas en los materialesformados por ellas. Los temas son los siguientes:— Make me a molecule (el primer capítulo, dedi-

cado a las reglas para formular, puesto que todovan a ser fórmulas).

— Analysis and structure of molecules.— Chemistry marriage brokers.— Following chemical reactions.— New science from new materials.— The world of liquid crystals.— The age of plastics.— Electrochemistry.— Computacional chemistry and the virtual

laboratory.— The chemistry of life.

La química que se muestra en este libro ya no es laquímica de los matraces y de los balances de masa,sino que es una química de nuevos instrumentos, conun lenguaje tan potente y consolidado que habla porsí solo y que permite nuevas aplicaciones para obtenernuevos materiales y en los procesos de la vida, quese presenta como si realmente el químico manipularamoléculas y viera las interacciones entre ellas. Sin em-bargo, estas informaciones pueden producir una grandesorientación porque tanto los átomos como lasmoléculas se presentan como si fueran ‘experimen-tales’, como lo son las piedras o los árboles, cuandoson muy diferentes: son ‘cuánticos’. ¿Cómo debería serla actividad química desde este enfoque? Ya no te dránada en común con los matraces y buretas del labo ra-torio químico sino que requerirá instrumentos muchomás sofisticados, cuyo funcionamiento debería com-prenderse muy bien; pero los estudiantes, incluso enla universidad, hacen aún prácticas tradicionales, lasdel ‘mol’ que no requieren de mecánica cuántica(Izquierdo, 2005), porque aún son necesarias para la‘chemical chemistry’ que está en la base de la otra.

Los capítulos de ‘Chemistry in Context’ comu-nican una idea muy diferente y explican una historiamás dispersa. Hablan de diferentes aspectos delmundo que plantean algún problema social o econó-mico y se utiliza la química para analizarlo y resol -verlo. La actividad química es, en este caso, muchomás diversificada pero siempre se supone eficaz yconsigue resolver los problemas que se plantean.Pero continúa sin ser racional: se utilizan teorías queno han sido fundamentadas en evidencias experi-mentales que el lector conozca; la química lo resuel -ve todo pero no se da opción al lector a comprenderbien cómo lo ha hecho, puesto que los problemasque se proponen no se pueden resolver sin saber laquímica que aún se está aprendiendo.

Los temas son los siguientes:— El aire que respiramos.— Protegiendo la capa de ozono.— La química del calentamiento global.— Energía, química y sociedad.— La maravilla del agua.— Neutralizando el impacto de la lluvia ácida.— El lago Onondaga: un estudio de caso.— La fisión nuclear.— La energía solar: el petróleo del futuro.— El mundo de los plásticos y de los polímeros.— Diseñando medicamentos y manipulando

moléculas.— Nutrición: comida para pensar.


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— La química de mañana.

La comparación de los índices de ambos libros yaindica que ambas propuestas son completamentediferentes, pero el análisis detallado del contenidode los capítulos lo confirma sin lugar a dudas. Lasintuiciones que representan están claras: la primera deellas culmina la sustitución del mundo real por elmundo de las moléculas y la intervención expe-rimental del químico por la manipulación de gran-des máquinas y muestra las líneas de investigaciónquímica actuales. La segunda prioriza temas que sonde interés social para los cuales la química puedeproporcionar una explicación convincente y perspe -tivas de intervención futuras y prometedoras. Sinembargo, aunque las dos muestran que se necesita otrenseñanza de la química, ninguna de ellas tiene e ldoble requisito de propiciar el pensamiento teórico a lavez que impulsa una actividad química genuinaapropiada para iniciarse en la química y, por lo tanto,si bien ambas proporcionan interesantes puntos departida, no son aún la nueva propuesta que vamosbuscando.

En resumen: los programas de química y loslibros de texto han de cambiar y están empezando ahacerlo. Hemos de ser los profesores quienes impul -semos este cambio que se orienta hacia la contextua-lización de los temas y la modelización de los fenó -menos mediante un trabajo colectivo de diseño debuenas preguntas y problemas químicos que haganpensar tal como piensan los químicos y permitan irconociendo ejemplos interesantes de interacción en-tre materiales en los cuales los alumnos puedanintervenir (al menos en algunos de ellos). Si estaactividad química se distribuye a lo largo de los10 años de escolaridad hay tiempo de haber pensadoe intervenido en muchos ‘casos’ químicos, y la quí -mica universitaria, para quienes se interesaran porella, podría ser mucho más interesante de lo queresulta ahora para muchos estudiantes, que abando-nan o que simplemente ya no se matriculan.

Una ‘teoría de la clase’ que proporcioneautonomía frente a los contenidosLos profesores universitarios de ciencias han de

ejercer como investigadores y como docentes por -que ambas funciones son imprescindibles para desa-rrollar actividad científica y para que las disciplinasy la actividad científica se configuren y avancen, yhan de tomar decisiones sobre qué enseñar, cómoy cuando enseñarlo, y qué y cómo evaluar paraejercer ambas funciones de manera coordinada.También los profesores no universitarios deberíantomar conciencia de la dimensión investigativa quetiene su tarea, que requiere una contrastación cons -tante entre el diseño de su clase y sus resultados deaprendizaje, así como estar siempre estudiando yexplorando nuevos ámbitos de conocimiento sin loscuales sus clases serían mera repetición, año tras año.

Cuando un profesor de química es consciente delas decisiones que toma frente a la materia queenseña y empieza a querer justificarlas, a comparar-las con las de otros profesores, a priorizar alguna deellas frente a otras según criterios docentes, a gestio-narlas para llegar a los fines deseados, a valorar laparticipación de los alumnos en momentos crucialesdel proceso… necesita nuevos conocimientos (defilosofía de la ciencia, de pedagogía, de ciencia cog-nitiva, de lingüística), que se trenzan con los de lamateria científica que se enseña para, con ello, ela-borar nuevos conocimientos sobre la enseñanza.Con ello, está contribuyendo a desarrollar la Didác-tica de las Ciencias (DC), que es una ciencia para eldiseño de una Ciencia que se Aprende que ha de ser ala vez teórica y práctica, y que han de gestionarconjuntamente, de manera interactiva, los profeso-res y sus alumnos.

La DC es la ciencia de ‘ser profesor de ciencias’Es bueno recordar que ‘Disciplina’ deriva de ‘discí -pulo’ porque, en ella, los conocimientos procedentesde la investigación se estructuran como actividadesprototípicas y se escriben libros para poder ser ense-ñados y aprendidos3 por la generación siguiente. Loque ahora constituye una disciplina como la químicaes consecuencia de las decisiones de buenos docen-tes que supieron configurar propuestas adecuadas a loque unos determinados alumnos necesitaban. Cuan-do los tiempos están cambiando, como ahora, hande cambiar también los contenidos disciplinares.

Chevallard (1991) se refiere a la clase como un‘sistema didáctico’ en el cual interaccionan los alum-nos, los profesores y los conocimientos y, por lo tan-to, todos cambian, como se representa en la figura 2:los alumnos, porque aprenden, así como los profe-sores, y los conocimientos, porque ya no son exacta-

3 Deberíamos reivindicar este significado amable y rechazarel otro, tan antipático, que es sinónimo de ‘obligación’, denorma que se impone como una dura iniciación que hade superarse para llegar a ‘hacer ciencia’.



mente los de la disciplina tradicional, sin que estosignifique que son erróneos ni poco apropiados.

Habitualmente se piensa en los ‘contenidos’como algo que ‘está ahí’ (en el libro de texto, quizás,o en los programas oficiales) y que no cambia, siendolos profesores unos mediadores entre ellos y losalumnos. Sin embargo, si aceptamos el enfoque sis-témico para la clase que propone Chevallard, hemosde considerar que los contenidos intervienen en eljuego y se configuran de la manera adecuada a lafinalidad educativa que se persigue.

Klafki proporcionó ya en 1958 cinco preguntaspara orientar al profesor en esta tarea de selec-ción del contenido a enseñar, que continúan siendoactuales:4

I. ¿De qué profundo o general sentido de larealidad es ejemplo?¿Qué fenómeno o principio fundamental, quéley, criterio, problema, método, técnica o actitudse puede captar utilizándolo como ejemplo?II. ¿Qué significado previo puede tener estesignificado para el alumnado de mi clase?¿Qué significado puede tener desde un punto devista pedagógico?III. ¿Qué aporta para el futuro de mis alumnos?IV. ¿Cómo se estructura pedagógicamente?V. a. ¿Qué hechos, fenómenos, situaciones, ex-perimentos, controversias, intuiciones… sonapropiadas para inducir al alumnado a plantearpreguntas dirigidas a la esencia y estructura delcontenido en cuestión?b. ¿Que imágenes, indicaciones, relato, situacio-nes, observaciones, experimentos, modelos…son apropiados para ayudar al alumnado a res -ponder de la manera más autónoma posible suspreguntas dirigidas a los aspectos esenciales deltema?c. ¿Qué situaciones y tareas son apropiadas paraayudar al alumnado a captar lo principal deltema mediante un ejemplo o un caso elemental,y para aplicarlo y practicarlo de manera que leresulte útil?‘Enseñar química a la ciudadanía’ va a ser muydiferente de lo que ha sido en los últimos cienaños enseñar física, química o biología a unpúblico seleccionado para ir a la universidad;igualmente, enseñarla a los alumnos universita-

rios que ya han nacido en la ‘sociedad de lainformación’ requiere cambios más drásticosque los que se han producido en los últimoscincuenta años. Lo central del cambio, en amboscasos, va a ser que lo que se enseñe se aprenday se pueda aplicar; es decir, que se promueva enclase actividad científica que, como toda activi-dad humana, requiere pensar, hacer y comuni -car de manera coherente y que está sustentadapor valores que dan sentido a la vida (Bennet etal., 2002; Justi et al., 2002).

Es evidente que cuanto más alejados estén losalumnos de la comunidad química, tanto más debe-rán cambiar los contenidos para adecuarse a losnuevos perfiles y tanto más difícil va a ser esteproceso de transposición didáctica y tanto más nece-saria será la reflexión didáctica, que es irrelevante,en cambio, cuando se piensa que ‘el libro de texto’corresponde a ‘lo que se ha de enseñar’, porque su‘contenido’ es ‘ la ciencia’, porque en ese caso ‘ense-ñar’ se limita a hacer comprensible el libro de texto.

Esto representa un cambio radical en la manerade concebir lo que se ha de enseñar y este reto seplanteó en el libro The content of science (1994) en elcual se exponen los resultados de un seminario sobreeste tema (ver White, 1994, por ejemplo). SegúnFensham (2001, 2004) una de las principales líneasde la investigación actual en DC se refiere precisa-mente a los ‘contenidos’ y a la necesidad de una ‘teoríade los contenidos’ que oriente a los profesores cuan-do preparan su intervención docente.

Una ‘teoría de los contenidos’ o el diseñode una ’ciencia que se aprende’Si la finalidad es tan nueva y revolucionaria como laque ahora se nos está planteando (enseñar quími-

Conocimiento

Profesores

Estudiantes

Figura 2. El sistema didáctico, cuyos elementos son los profesores, los estudiantes ylos conocimientos, los cuales interaccionan y cambian.

4 Ver también Hopmann y Riquarts, 1995, Gundem, 2000.

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ca racional y razonable para todos) y tan diferentea la que dio origen a las disciplinas universitarias enlas que nos hemos formado los profesores de cien-cias, los contenidos de la ciencia escolar deberían serigualmente nuevos y revolucionarios, y la funcióndel profesor mucho más compleja que la de aproxi-mar al estudiante unas disciplinas universitariaspreestablecidas. Esto es lo que se ha intentado refle-jar en diversas propuestas: de ‘ciencia escolar’ (Iz-quierdo et al., 1999 a y b, referente a actividadcientífica escolar, ACE; Méheut et al., 2004 y el restode artículos en IJSE de abril de 2004 sobre secuen-cias de enseñanza y aprendizaje, Teaching-LearningSequences, TLS).

White (1994) proporcionó ya algunas pistas paraesta ‘teoría de los contenidos de la clase de ciencias’.Se refería a las ‘dimensiones de los contenidos esco-lares’ y se relacionaron con aportaciones de la DC5.

En la tabla 1 se presentan agrupados de tal maneraque nos permitan avanzar en la propuesta de químicpara todos que se va a presentar en el apartadosiguiente (Gardner, 1996, 2000).

Esta tabla nos orienta para tener en cuenta lossiguientes elementos del ‘qué enseñar’: la finalidadeducativa, los núcleos temáticos, los procesos dedesarrollo de los conocimientos, las relaciones entrelos conocimientos diversos del currículo.• La finalidad educativa, con consenso social y

aceptación por parte de los estudiantes y concre-tada en objetivos condiciona toda la propuestadocente y ha de ser conocida y aceptada por losalumnos para que puedan participar en la activi -dad química escolar. Ha de vincularse explícita-mente a valores humanos y no sólo a los episté-micos (democracia participativa, no sexismo,respeto a la diversidad, la intervención respetuosacon el medio); ha de ofrecer oportunidades atodos para razonar.

• Los programas deberán organizarse en núcleostemáticos de acuerdo con las vías de acceso alos conocimientos según sean las característicasdel grupo-clase. En conjunto, han de desarrollarconocimientos estructurantes que dan sentido a con-ceptos como energía, equilibrio, estructura, cam-bio, que van a formar parte, con su propio sentido(se miden de manera diferente) en los otros Mo -delos Teóricos del currículo. Los temas que seescojan deberían ordenarse alrededor de los ‘Mo-delos Teóricos’ básicos e irreductibles, abstractospero imprescindibles si se va a enseñar ciencia yno artesanía (Izquierdo, Solsona y Cabello, 1994).Estos modelos deberán vincularse a conjuntos defenómenos que son relevantes para la formaciónde todas las personas.

• Se han de desarrollar procesos epistemológicos apartir de lo que se ha de saber hacer, lo que se hade saber ‘escribir’, y lo que se puede representarmentalmente, decir, de los problemas que se lle -garán a plantear y los que se pueden resolver. Conello, se deberán proponer estrategias de progresión,que proporcionen ritmo al aprendizaje. Los fenó-menos en los que trabaje se han de poder explicaraunque se habrán de seguir itinerarios o procesosde justificación personales para conseguirlo.

• Lo que se enseña ha de conectar y ser compatible

Tabla 1. Las dimensiones de los contenidos (White, 1994)y las aportacionesactuales de la DC.

Dimensiones de los contenidos Aportaciones actuales de la DC.

• AbstracciónHan de ser demostrables, noarbitrarios(Dimensión epistemológica)

• Organizar la actividad escolar apartir de los Modelos Teóricos olas Ideas Estructurantes.

• Utilizar un modelo de ciencia derealismo y racionalida’moderados’

Obertura a la experiencia común

• Aceptar la presencia de palabrascomunes.

• Tener en cuenta las ideas previas.

• Tener en cuenta que los alumnosutilizan modelos alternativos conpoder explicativo.

• Dar prioridad a la comunicaciónmediante el lenguaje cotidianoantes de introducir los términoscientíficos.

• Han de poder emocionar.(Dimensión experiencial)

• Desarrollar argumentación científica en el aula para sustentarel proceso de modelización científica y procesos de metacognición.

Complejidad

• Requieren aceptación social.(Dimensión social)

• Trabajar en las tres dimensiones:hacer, pensar, comunicar.

• Conectar con los motivos que hacen que los estudiantes quieran aprender.

• Ha de conectar con una finalidadeducativa que tenga consenso.

• Han de poder conectar con losotros conocimientos que tambiénse irán aprendiendo.

• Se han de estructurar las ideabásicas e irreductibles para continua aprendiendo.

• Siempre son mezcla de diferentesconocimientos (Dimensión curricular, conectiva)

• Tener en cuenta las inteligenciasmúltiples y diseñar diferentesvías de acceso y de progresión.

5 Ver Izquierdo, conferencia inaugural del VI Congreso Inter-nacional de Investigación en Enseñanza de las Ciencias.



con los otros conocimientos de los alumnos, pro-porcionando criterios para poder continuaraprendiendo, para seleccionar información rele-vante y rechazar la que no lo es.

Los dos primeros elementos se relacionan más conla ‘racionalidad’ y los dos últimos, con la razonabili-dad. Vamos a verlo con más detalle en la propuestaque se propone como ejemplo.

Una propuesta de ‘química para todos’Las diferentes ideas que hemos ido aportando nosayudan a diseñar la enseñanza de la química a partirde situaciones que generen experiencia química,aunque el resultado ya no sea estrictamente la disci-plina que se está enseñando ahora en todos los b chi-lleratos y universidades del mundo centrada en losconceptos y lenguajes de la disciplina académicaactual.

La alternativa a los cursos de química queempiezan por las fórmulas y la estructura atómica,pero no generan criterio químico, es considerar pro-blemas que surgen de la práctica de la química,introducir los conceptos específicos a medida queson necesarios y representarlos mediante una teoríaatómica que se va desarrollando al mismo ritmo. Sepuede avanzar paso a paso, a lo largo de los cursosde primaria y secundaria, y también en la univer-sidad, para ir elaborando evidencias en relación acambios químicos que son relevantes para la biolo -gía, la geología, la vida cotidiana, la industria, lahistoria, la filosofía, el arte, la física, la tecnología,la formación humana; es decir, para todas las acti -vidades docentes en la escuela y en la universi-dad. Quizás en algún momento deberemos pre-guntarnos sobre cuáles son los límites para estavisión de conjunto pero creo que no es incompatiblecon un estudio serio de los temas propios de laquímica, aquéllos a los que no podemos renunciarpero que pueden estudiarse a partir de problemasmás abiertos.

Fijando un punto de partidaLas dificultades actuales de la enseñanza de la quehemos considerado en el primer apartado nos pro-porcionan un punto de partida para escoger correc-tamente los temas, que, recordemos, han de serinteresantes y adecuados para los alumnos y para lasociedad en la cual viven, y además:• Han de referirse a temas que los alumnos conoz-

can, pero, a la vez, han de poder conectar con los

principales conceptos químicos y con el CambioQuímico Modelo, como veremos enseguida, ycontribuir a desarrollar una teoría atómica quími-ca. (Ver la aportación de Caamaño a estas Jornadas.)

• Han de referirse a fenómenos en los que losalumnos puedan intervenir con nuevos instru-mentos para experimentar y obtener evidenciasquímicas específicas y nuevas.

• Han de ser suficientemente familiares como parapoderse presentar con lenguajes cotidianos pero,a la vez, han de ofrecer la oportunidad de intro-ducir los lenguajes teóricos propios de la químicay, en su momento, las fórmulas.

Todo ello podría resumirse diciendo que los temashan de ser adecuados para desarrollar actividadmental, la cual, siguiendo a Guidoni (1985), con -siste en hacer cooperar las tres dimensiones que parectener el sistema cognitivo humano y que no se pue-den reducir una a la otra; son la que permite pensar(elaborar ‘modelos del mundo’), la que permite ex-perimentar (intervenir en el mundo) y la que permitecomunicar (generar lenguajes para relacionar losmodelos y las intervenciones. Esta cooperación seproduce cuando se quiere alcanzar una finalidadhumana, es decir, cuando algo en el mundo ‘tira denosotros’ y se producen, como consecuencia, cono -cimientos con sentido.

Las ciencias (y, por descontado, la química) sonya el resultado de una ‘actividad humana’ con unafinalidad, en la cual confluyeron el pensamiento, ellenguaje y la experimentación, y a partir de la cualsurgieron preguntas y se promovieron respuestas.Sin embargo, estas mismas preguntas y estas respues -tas no pueden ser las que se susciten en una clase dequímica para el ciudadano… aunque sí que hande promover una reflexión que conduzca a las prin-cipales ideas químicas actuales.

Mi propuesta es escoger los temas teniendosiempre presente su adecuación para introducir elCambio Químico, y desarrollarlos a partir de iden-tificar en ellos las características que los hacen simi-lares a otros cambios químicos, guiándonos por un‘Modelo de Cambio químico’ que resume las ideasbásicas de la química, aquellas que configuran cual-quier explicación química. Creo que aprender quí-mica es ser capaz de identificar ‘cambios químicos’en el mundo que nos rodea, porque la química esuna intuición sobre dónde hay cambios quími-cos, una pregunta sostenida sobre qué son estos cam-bios y un esfuerzo constante por controlarlos. Este

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planteamiento incluye a la teoría atómica, a la quese debería dar un valor epistemológico diferente: losátomos no son la explicación del cambio químico, sino está antes la química y sus operaciones o formasde intervenir en el mundo. Los átomos constituyenun excelente recurso para sostener el pensamientoquímico y deben introducirse a medida que un nú-mero creciente de cambios químicos en los que losalumnos puedan intervenir los hagan necesarios (Iz-quierdo y Adúriz, 2003; Greca y Moreira, 2001).

Todos los temas, tanto en primaria como en launiversidad, deberían de enfocarse desde esta pers -pectiva: identificar a qué fenómenos químicos serefieren, cómo podemos relacionarlos con otros fe-nómenos que ya conocíamos y cómo podemos ex -plicar esta relación lo mejor posible. Estos temasdeberán ser del tipo C-T-S (Ciencia-Técnica-Socie-dad), como iremos viendo, puesto que la química sepone al servicio de una comprensión global de losfenómenos que inciden en la vida humana, propor -cionando, esto sí, una manera específica de mirarlos.

Pero antes de pasar a concretar estos temas esnecesario una reflexión general sobre el conoci-miento científico que queremos desarrollar, en elcual la teoría y la práctica están unidos de maneraindisoluble.

Una breve reflexión epistemológica:el Modelo Cambio QuímicoLa actividad química escolar es, como la científica,una actividad de emergencia de conocimiento yrequiere, igualmente, experimentación, elaboraciónde evidencias e introducción de nuevos lenguajes. Laexperimentación ha de ir acompañada de la argumen-tación para transformar los resultados en evidencias,ha de orientarse en este sentido puesto que por ellamisma no ‘muestra’ nada a quienes aún no ha pensa-do nunca en interacciones entre materiales.

Tal como dice Giere (1988), los científicos gene-ran nuevos conocimientos contrastando determina-dos conjuntos de hechos del mundo con ‘modelos’en los que se cumplen determinados patrones deconocimiento (parece ser que así pensamos todas laspersonas, sólo que los modelos en la vida cotidianason diferentes a los científicos, que son más específi-cos y menos plurivalentes). Esta conexión de simili-tud entre modelos y hechos del mundo en los que sepuede intervenir es lo que hace que la ciencia searacional y también razonable para quien pueda ar-gumentar esta conexión y justificarla con los lengua-jes adecuados. Y, lo que me parece más importante,para Giere una Teoría científica es el Modelo juntocon los fenómenos que se vinculan a él medianteHipótesis teóricas (ver figura 3).

Giere contempla la ciencia como un procesocognitivo y por esto su aportación nos resulta útil,porque la enseñanza se propone reproducir esteproceso. Le interesa, por lo tanto, aproximarse a loque hace la persona-científico no sólo cuando haceciencia sino también cuando la comunica y cuandola enseña. Nos muestra cómo, en los libros, se pre -sentan algunos ‘hechos’ que pueden ser explicadosmediante leyes y que, de esta manera, aparecenidealizados y pueden servir de Modelos para otroscambios, a los que son similares. Los ejemplos quepropone se refieren a la Física: el péndulo, porejemplo, se nos muestra como un fenómeno que sepuede identificar en la naturaleza pero, a la vez, sepresenta idealizado al suponer que su comporta-miento sigue una ley que se relaciona con las leyesde Newton a partir de simplificaciones que son suge-ridas por el propio movimiento del péndulo.

El Modelo puede definirse mediante diferenteslenguajes, que pueden llegar a ser muy abstractospero que no han de serlo necesariamente. Lo impor -tante es que contribuya a relacionar de manerasignificativa un grupo de fenómenos que permitenun mismo tipo de intervenciones experimentales yse van a poder explicar de la misma manera. Porejemplo, la interacción entre la sosa y el salfumánpuede llegar a explicarse de la misma manera queotros fenómenos químicos (ver figura 4).

Todos aquellos que comprenden bien el Modeloy el lenguaje con el cual se define forman una comu-nidad disciplinar que sabe cómo trabajar para sabersi nuevos fenómenos forman parte del modelo o noy, con ello lo hacen más ‘robusto’ y/o lo desarrollan.Los Modelos de la Biología no son iguales a losModelos de la Física o de la Química, por ejemplo,

Modelo Teórico

Definiciones

Fenómenos

Similares Hipótesis teóricas

Caracterizan

Figura 3. Un modelo teórico, según Giere.



porque tampoco lo son las preguntas, lo que se puedehacer a partir de ellos y los fenómenos que se consi-deran relevantes.

La química ha optado por la explicacion atómi-ca. Pero no hay puentes que ayuden a cruzar elabismo que existe entre los átomos y la realidad delos cambios químicos y los estudiantes confunden losátomos con los fenómenos. Algunos incluso disfru-tan con ello porque comprenden el significado de lasestructuras atómicas y moleculares, pero muchosotros no entienden de qué va la historia y se desin-teresan de ella.

La propuesta que ya se ha insinuado antes con-siste en programar secuencias de enseñanza / apren-dizaje (Méheut, 2004) que se refieren a Interaccionesentre Materiales y que tienen como guía el Modelo‘Cambio Químico’, que va a funcionar como unamatriz que configure las explicaciones químicas quese irán generando en clase. En cada una de estassecuencias se interviene en un determinado grupode fenómenos mediante experimentos, lecturas, ar-gumentaciones para introducir de manera significa-tiva las entidades químicas que son necesarias parapoder relacionar aquellos fenómenos con otros quetambién lo son.

El ‘Modelo’ puede definirse mediante lenguajesdiferentes: no es necesario hacerlo con los lengua-jes que utiliza actualmente la disciplina universitaria‘química’, y por lo tanto puede haber una secuenciade definiciones que vaya mostrando, en las diferen-tes etapas educativas, cómo se conectan el pensar, elhacer y el hablar, y como se representa todo ellomediante ‘átomos químicos’. En su caracterizaciónmás simple contiene afirmaciones como las siguien-tes, que orientan sobre lo que se ha de aprender aver en los cambios para saber si son químicos o si nolo son:

° Es ‘interacción entre materiales’ que están formadospor átomos de elementos que son indestructibles, enla que unas sustancias desaparecen y aparecensustancias nuevas.

° Las substancias interaccionan en proporciones fijas.° En esta interacción se conservan la masa (es decir,

los átomos de los elementos) y la energía.° Se puede controlar: se puede producir a más o menos

velocidad.° Se alcanza un estado de equilibrio químico en el

que aparentemente ya no se producen cambios.Los ejemplos de referencia han de ser cambios

relevantes y ya conocidos por los alumnos (ver másadelante) que proporcionan ocasiones para hacer

balances de masa, identificar sustancias invisibles,seguir la pista a los elementos, identificar y controlarinteracciones, guardar memoria de lo que va pasan-do, obtener nuevos materiales. Estos fenómenos,una vez que han llegado a ser explicados en términosdel modelo Cambio Químico, pasan a ser ellosmismos parte del propio Modelo y ayudan a que elestudiante pueda identificar otros cambios similares,es decir, a aplicar las principales ideas químicas.

Con este enfoque se propone generar experien-cia química antes de decir lo que es el cambioquímico e introducir las definiciones y las fórmulascuando sea necesario. Los fenómenos químicos sonmuy complejos y sería imposible avanzar en suestudio sin la ayuda de la teoría atómica. Pero losátomos se han de ir construyendo como evidencia amedida que se van conociendo cambios químicos enlos que se puede intervenir; es fundamental que losalumnos comprenden su carácter eminentementecuantitativo: para la química, constituyen un ‘paque-te de materia elemental’ que arrastra su masa a lolargo de todos los cambios en los que interviene.

Hacer química ’paso a paso’La alternativa a los cursos de química que empiezanpor las fórmulas y la estructura atómica, pero nogeneran criterio químico, es ir paso a paso, a lo largode los cursos de primaria y secundaria, y también enla universidad, para ir elaborando evidencias en re-lación a cambios químicos concretos que son los queconfiguran el currículo (Izquierdo y Adúriz, 2002).Vamos a ver ahora cuáles serán los objetivos, losnúcleos temáticos, las estrategias de progresión ylos criterios para seleccionar nuevas informacionesen esta ‘Química Paso a Paso’.

Los objetivos han de ser químicos, según valores

Modelo Cambio Químico

Predicción

Experimentación

Sosa y salfumán

Hipótesis Teóricas

Concuerdan

Figura 4. El método científico, según el Modelo Cognitivo de Ciencia de R. N. Giere(1988). Las ciencias avanzan a medida que nuevos hechos son contemplados desdela perspectiva de un modelo teórico según un proceso de modelización.

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propios de la actividad científica (derivados de laposibilidad de conocer y de intervenir en el mundode manera responsable) y han de conectar con unfuturo posible y deseable, en el cual todos y cada unode los alumnos tenga un lugar.

Parece razonable que los núcleos temáticos seanconstituidos por conjuntos de fenómenos que losalumnos han de conocer (porque son ‘cultura’, por-que son interesantes, porque les afectan directamen-te…) y que sean ejemplo de alguno de los aspectosdel cambio químico como: aprender a identificarsustancias invisibles, comprender que los átomos son‘masa constante’, que los símbolos permiten seguirla pista de los elementos a lo largo de los cambios,que las fórmulas representan relaciones entre áto-mos y unidades físicas que intervienen en las interac -ciones… (estequiometría), llevar la cuenta de la ener-gía y saber aprovechar los cambios espontáneos(termodinámica), llevar la cuenta de los electrones(la naturaleza eléctrica de la materia), las interaccio-nes posibles y las que no lo son, obtención de nuevosmateriales (la clasificación periódica), las solucionesacuosas como reactivo químico y las característicasdel agua (ácidos y bases, formación de precipitados),la gestión de la energía y el control de los cambios enlos organismos (la velocidad de las reacciones, loscatalizadores)…

Cada uno de estos núcleos temáticos constituyeun ‘campo estructurante’ del Modelo CAMBIO QUÍ-

MICO’. La conexión de todos ellos con el MODELOles proporciona la idea principal, es decir, que todosellos son ‘cambios químicos’, de manera que, unavez interpretados, cada uno profundiza en alguna desus principales características. Con ello se van gene-rando conceptos y términos específicos y añadennuevas características a los átomos.

Se han de diseñar procesos epistemológicos a partirde lo que se ha de saber hacer, lo que se ha de saber‘escribir’, lo que se puede representar, es decir, delos problemas que se llegarán a plantear y los que sepueden resolver. Para facilitar la intervención de losestudiantes, los temas deberían presentarse de ma-nera narrativa, que pueda tomar la forma de una‘historia’ que sea, a la vez, explicativa y vivencial.Con ello se recalca que no se trata de comprenderproposiciones o conceptos, sino relaciones comple -jas en las que intervienen ’grandes ideas’ que propor-cionan un marco que hace posible la comprensión.Una manera de presentar los temas sería la siguiente:— Empezar por una Narración inicial que introduce

el tema en el contexto adecuado y sugiere pre -

guntas y actividades que tienen que ver con‘interacción entre materiales’.

— A partir de ella se identifican ‘Episodios’ que dan lugara un estudio mejor delimitado y más profundo,que incluye la propia experiencia en el tema.

— En este marco se proponen y planifican experi-mentos según ‘las reglas de juego del hacerquímica’ y con sus instrumentos propios, con locual se construyen ‘Hechos Paradigmáticos’ queson aquellos que pueden explicarse mediante lasentidades que se van introduciendo en el proce -so de modelización y con los cuales se constru -yen evidencias. Este ‘hecho’6 es ya un ejemplarque va a permitir interpretar otros fenómenossimilares de manera analógica.

La racionalidad y la razonabilidad de la químicaescolar se apoya en la posibilidad de experimentary de argumentar, es decir, de pensar, hacer y comu-nicar de manera coordinada, a partir de preguntasrelevantes que los alumnos y los profesores formulany también de las ‘palabras’ que reciben (sustancia,átomo, enlace, equilibrio) con las que finalmente hande dar sentido al resultado de su intervención en losfenómenos que han sido seleccionados. (Ver figura 5e Izquierdo, 2005 b.)

En el esquema de la figura 6 vemos que seríannecesarios seis tipos de actividad de modelización,argumentación y autoregulación (Rowell, 1998, Jorba ,1998; Jorba y Sanmartí, 1996). En conjunto, estasactividades darán contenido al discurso científico en elaula; aunque probablemente no se van a dar separadasen la ACE, pueden diferenciarse mediante el análisisdidáctico de las propuestas docentes concretas.

Finalmente, los alumnos han de desarrollar ‘cri-terio’ que les permita identificar cambios químicoscomo interacciones fuertes entre materiales y diso-luciones como interacciones débiles y, con más de -talle, cuando un determinado concepto químico esaplicable y cuando no lo es, cuando un ejemploes adecuado y cuando no lo es y seleccionar nuevasinformaciones en libros y Webs que sean compati -bles con lo que han aprendido y permitan continuaraprendiendo.

6 ‘Hecho’ adquiere así un doble significado: algo que pasa enel mundo y algo que ha sido ‘hecho’ por el investigador, en elmarco de su actividad científica.



Algunos ejemplos Muchos de los experimentos sencillos que se hacenahora en las clases de química son adecuados paradar lugar a narraciones y proporcionar diversos ‘epi-sodios’ apropiados para una actividad química autó-noma de los estudiantes que sea evaluable y con lacual muestren sus competencias. Por ejemplo: car-bonizar serrín o azúcar, quemar lana de hierro ycomprobar el aumento de masa, obtener sal, reco-nocer sustancias a partir de sus interacciones, identi -ficar interacciones en la cocina, quemar un cacahue-te o comerlo, fabricar una pila con limón y dosmetales, obtención de estaño mediante electrólisis.

La novedad es darles un lugar central y el tiemponecesario para que se asimilen completamente; esdecir, aceptar que es el ‘Hecho’ lo que han de prender,lo que les pasa a los materiales y no lo que les pasa aunos átomos más que invisibles: casi inimaginables.Si se han escogido y secuenciado de manera adecua-da, estos ejemplos u otros semejantes pueden con-vertirse en ‘paradigmáticos’ de los diferentes ‘cam-pos estructurantes’ del Modelo Cambio Químico.

Ahora bien, debemos recordar que en las etapasde formación obligatoria se enseñan ‘ciencias’ y no‘química’; y que también la investigación químicaavanza en zonas limítrofes con otras disciplinas:biología, ciencias de la salud, física, ecología … Estonos hace ver que hemos de saber encontrar ejemplosquímicos en fenómenos más amplios que: los fenó -menos de la vida, de la meteorología, en el paisaje, enla industria, en la historia… proporcionan muchas oca-siones para identificar, en ellos, cambios químicos.

Debido a las inquietudes que he expuesto hastaaquí, mi programa de química general y mis clasesactuales en la UAB en Magisterio intentan incorporareste nuevo enfoque sin apartarme mucho de la quí -mica académica preceptiva. Los temas se presentan,tal como se ha ido diciendo, según un proceso demodelización, y son los siguientes: 1. ¿Podemos transformar el azúcar en carbón?,

¿puede ‘desaparecer’ el carbón?‘Descomponer’ no es ‘quemar’. Para obtener materiales hemos de tener materiales: lamateria no se crea ni se destruye.Se ha agujereado la mosquitera…pero pesa más.Sustancias invisibles, pero que pesan: los gasesÁtomos, elementos, moléculas y moles

2. Agua y aguasV¿ale la pena guardar agua de lluvia para hacerjabón?

El poder de una gota de aguaInteracciones ‘gota a gota’ para obtener salVivir en l’agua, jugar en el aguaCasi somos agua…Del agua al hidrógeno, del hidrógeno al agua: pasadoy futuro de la química

3. El poder de la electricidad para transformar losmaterialesObtener plata a partir de les radiografías… hacercristales de estañoInventemos los electrones y contémoslos… pero no vanpor libre, forman ionesUna primera aproximación a los enlaces químicosAprovechar las interacciones espontáneas: las pilaselectroquímicas

4. ¿Todo reacciona con todo?La Tabla PeriódicaUna breve excursión por la historia de la química: deloro al uranio¿Sustancias simples o elementos? Los isótoposUn ‘sistema’ de la química para ayudar a los químicosen su trabajoSituar los elementos de los alimentos y los elementosdel cuerpo humano

Modelo Teórico

Definición

Fenómenos

Similares Caracterizan

ARGUMENTACION

Figura 6. En clase han de construirse las relaciones entre la ciencia escrita de loslibros, los fenómenos y las características comunes del cambio químico, repre-sentadas, si es posible, por una teoría atómica química.

Modelo Cambio Químico ‘Substancias invisibles y elementos’ ‘Estequiometría’

Carbonizar azúcar Carbonizar madera Quemar carbón Quemar hierrro ¿Puedo carbonizar azúcar, cobre….? ¿Hay carbón en el aire?

Hipótesis Teórica

Hipótesis teórica: En la interacción química, algo se conserva No todas las transformaciones son posibles

Figura 5. Se interviene en un conjunto de ‘hechos’ que favorecen la abducción delModelo, es decir, de tener en cuenta reglas que limitan las posibilidades de transfor -maciones de los materiales que interaccionan.

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5. Los alimentos, la cocina y el mantenimiento dela vidaQuemar un cacahuete, comerse un cacahueteCalentar, hervir, asar, cocer a la plancha, freír: interac -ciones y transformaciones de los alimentos‘Como el agua para el chocolate’: alimentos que desvelany hacer llorarEl itinerario de los alimentos cuando los comemos: lacooperación entre células para la gestión de la energía yde la materiaEl itinerario de los elementos: transformaciones imposibles¿Aumenta la masa de un huevo mientras se forma elpollito? ¿Qué pasa en su interior?

6. ¿Qué haríamos sin CO2? Los ciclos.El sol y la vida la fotosíntesisLos ciclos de los elementos: son abiertos o cerradosLa sostenibilidad del ambienteLa regulación del CO2 en la Tierra, en el cuerpo humanoLes estalagtitas i les estalagmitasEl nuevo átomo hecho de luz

7. Los condicionantes económicos y sociales de laquímicaAsegurar que ‘siempre sale igual’Asegurar que se gana dineroAsegurar que se aprovechan los residuosAsegurar que no es malgasta la energíaUn salto hacia el futuro: nuevos materiales, nano-tecnología,

Estos contenidos son aún bastante tradicionales,pero el enfoque de las clases sorprende a los estu-diantes y, al principio, les cuesta reconocer en ellosla química que estudiaron en el bachillerato; sinembargo, a lo largo del curso van entrando en eljuego y finalmente disfrutan, incluso con los ejerci-cios de evaluación, que se presentan como pequeñasinvestigaciones.

Esta ‘Química paso a paso’ podría desarrollarsedesde la primaria y la secundaria (para todos, cen-trada en temas CTS probablemente) hasta la univer-sidad, centrada ya en aplicaciones directas de laprofesión de químico. La peculiaridad de este pro-grama es que no pretende introducir en los nivelesbásicos la disciplina que llamamos química’, talcomo la presentan los manuales actuales, sino que sepropone desarrollar ‘actividad química’ en la escuelaorientada en todo momento por el pensamientoteórico químico. Con ello se pretende tender unpuente entre estas dos riberas, lo sintáctico de laquímica (el orden y claridad de las fórmulas) y losemántico de la química (los fenómenos químicos y

las operaciones químicas) entre las cuales fluye estotan complejo y huidizo a lo que llamamos ‘cam-bio químico’ y que, de esta manera, conseguimosmodelizar.

ConclusiónLa química está avanzando en las fronteras con otrasdisciplinas y se puede considerar que es la cienciamás importante en estos momentos, sin la cual lasotras no podrían avanzar. Pero, en cambio, la impre -sión general es que las personas no tienen una opi -nión adecuada de lo que es la química, ni de qué tipode ‘verdad’ propone, ni de cómo se puede influir enella, ni de qué sirve a los que no son químicos … Sies cierto que la enseñanza de las ciencias en todo elmundo está en crisis, cosa que se manifiesta en ladisminución de alumnos en las facultades de cienciasy en la poca presencia de la química en los progra -mas de educación básica, debemos tomarnos enserio los diversos cambios curriculares que se produ-cen en todos los países y contribuir a que se conso -liden con la finalidad de que los estudiantes sean,finalmente, competentes en ‘hacer química’.

El reto es salvar el foso que hay entre las fórmu-las y los fenómenos. Creo que no puede hacersebanalizando las representaciones y renunciando alpensamiento abstracto, teórico, pero tampoco impo -niendo lenguajes incomprensibles.

Las crisis promueven cambios. Como profeso-res de química somos ‘profesionales en el diseño dela disciplina para el discípulo’ y deberíamos sercompetentes para cambiar los programas de quí-mica actuales, si vemos que no funcionan. La quími-ca como disciplina científicas se estructuró para for-mar a un químico profesional pero, como que ahorael discípulo es el ciudadano y no el futuro científico,7

se ha de diseñar de otra manera. Las ciencias esco-lares y las ciencias universitarias ya no van a ser tanparecidas como hasta ahora, aunque deberán encon-trarse en algún momento; y probablemente tambiénva a ser necesaria más diversificación de programasy currículos en la universidad, porque también hacambiado mucho la sociedad en la cual van a traba-jar los futuros químicos.

Todo esto no va a conseguirse fácilmente. Esnecesario un buen diseño didáctico y avanzar paso

7 Incluso en la universidad, el alumno accede con una forma-ción diferente y se le ha de formar para una actividad profe-sional y de investigación que también ha cambiado mucho.



a paso, de manera coordinada. Disponemos ya demuchas propuestas que apuntan a lo mismo, a la‘chemical chemistry’ (a relacionar lo sintáctico y losemántico, las fórmulas y su significado) y que ofre-cen nuevas vía para conectar el conocimiento quí-mico con los intereses diversos de los diferentespúblicos a los que queremos dirigirnos.

Lo que queda claro es que una cosa es hacerquímica (antes, ahora, mañana) y otra es enseñarla aquímicos, a científicos, a bachilleres no científicos,a todos… Las motivaciones, experiencias significati-vas, metáforas o representaciones disponibles, len-guajes…que deberemos proponer van a ser diferen-tes. La ‘teoría de los contenidos’ se perfila pues comola principal tarea colectiva de los profesores de quí -mica y requiere una fundamentación teórica didác-tica que sería necesario consolidar �

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la educación química frente a los retos del tercer milenio

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