NEUS SANMARTÍ y CRISTIAN MERINOUniversitat Autònoma de Barcelona

LA ENSELA ENSEÑÑANZA DE LA QUANZA DE LA QUÍÍMICA Y MICA Y LAS NUEVAS TECNOLOGLAS NUEVAS TECNOLOGÍÍAS:AS:¿¿QUQUÉÉ CAMBIA Y QUCAMBIA Y QUÉÉ NO CAMBIA?NO CAMBIA?

Jornades sobre l’ensenyament de la Química. Palma de Mallorca, 14-16 ocbre 2005

La actual definición de la Química La actual definición de la Química como asignatura en secundaria,como asignatura en secundaria,sus objetivos, los programas, la sus objetivos, los programas, la metodología de enseñanza, las metodología de enseñanza, las

experiencias escolares, los ejemplos, experiencias escolares, los ejemplos, los problemas… los problemas… se fundamentan en se fundamentan en

el diseño que se hizo de ella en la el diseño que se hizo de ella en la segunda mitad del siglo XIX en segunda mitad del siglo XIX en Alemania (con algunos cambios Alemania (con algunos cambios

introducidos en los años 60)introducidos en los años 60)

¿Es éste un buen momento para ¿Es éste un buen momento para replantear a fondo la enseñanza de la replantear a fondo la enseñanza de la

Química?Química?

¿Las TIC pueden favorecer la ¿Las TIC pueden favorecer la evolución?evolución?

¿Qué nuevos objetivos de enseñanza ¿Qué nuevos objetivos de enseñanza científica define el científica define el informe PISAinforme PISA??

Desarrollar la capacidad de utilizar el Desarrollar la capacidad de utilizar el conocimiento científico, identificar preguntas conocimiento científico, identificar preguntas relevantes y obtener conclusiones basadas en relevantes y obtener conclusiones basadas en evidencias, con la finalidad de comprender y evidencias, con la finalidad de comprender y ayudar a tomar decisiones en relación a los ayudar a tomar decisiones en relación a los fenómenos naturales y a los cambios fenómenos naturales y a los cambios introducidos a través de la actividad humana.introducidos a través de la actividad humana.

(OCDE, 2000)

¿De qué hablaremos?¿De qué hablaremos?¿Qué ha cambiado en la investigación en ¿Qué ha cambiado en la investigación en

Química y en la enseñanza de la Química Química y en la enseñanza de la Química con las TIC?con las TIC?

Enseñar a aprender Química: algunas Enseñar a aprender Química: algunas condicionescondiciones

¿Para qué pueden ser útil las TIC en la ¿Para qué pueden ser útil las TIC en la enseñanza de la Química?enseñanza de la Química?

Algunos ejemplos de ambientes de Algunos ejemplos de ambientes de aprendizaje aprendizaje TICs TICs y aspectos a tener en y aspectos a tener en cuenta al utilizarloscuenta al utilizarlos

¿Qué ha cambiado en la Química ¿Qué ha cambiado en la Química con la llegada de las TIC? con la llegada de las TIC? El trabajo en un laboratorio de Química de El trabajo en un laboratorio de Química de hace 50 añoshace 50 años

Y en un laboratorio de Química actual…Y en un laboratorio de Química actual…

¿Cómo han influido las TIC en la Química?¿Cómo han influido las TIC en la Química?

Ha cambiado:Ha cambiado:

El El acceso a la información, acceso a la información, a los datos,a los datos, a los a los antecedentes…antecedentes…

La predicción de nuevas moléculas: se La predicción de nuevas moléculas: se simulansimulan antes de obtenerlas y comprobar sus antes de obtenerlas y comprobar sus propiedades en el laboratoriopropiedades en el laboratorio

La recogida de datos experimentales a partir La recogida de datos experimentales a partir del del uso de sensoresuso de sensores

La organización y transformación de los La organización y transformación de los datos: datos: tablas y gráficos se muestran en tiempo tablas y gráficos se muestran en tiempo realreal

La La realización de cálculosrealización de cálculos muy complejos muy complejos rápidamenterápidamente

La posibilidad de La posibilidad de realizar experimentos realizar experimentos simultáneos en laboratorios alejadossimultáneos en laboratorios alejados y de y de compartir datos en el mismo momentocompartir datos en el mismo momento

La La discusión discusión acerca de la interpretación de acerca de la interpretación de los resultados, que se puede realizar entre los resultados, que se puede realizar entre personas muy diversas y situadas en lugares personas muy diversas y situadas en lugares distintosdistintos

La La comunicacióncomunicación de las nuevas ideas, gracias de las nuevas ideas, gracias al uso de todo tipo de programas (de dibujo, de al uso de todo tipo de programas (de dibujo, de presentación, animaciones…) presentación, animaciones…)

Ha cambiado tanto la forma de Ha cambiado tanto la forma de ‘hacer Química’ como la forma de ‘hacer Química’ como la forma de

comunicarla comunicarla

Y en la escuela,Y en la escuela, ¿qué ha cambiado en ¿qué ha cambiado en la enseñanza de la Química con la la enseñanza de la Química con la

llegada de las TIC? llegada de las TIC?

Una aula tradicional de hace 50 años:Una aula tradicional de hace 50 años:

La mayoría de laboratorios escolares actualesLa mayoría de laboratorios escolares actuales

Las nuevas aulaLas nuevas aula--laboratorios (pocas)laboratorios (pocas)

La escuela evoluciona mucho más La escuela evoluciona mucho más lentamentelentamente

En general, no han cambiado los métodos de En general, no han cambiado los métodos de enseñanza; sólo en algunos casos se utilizan enseñanza; sólo en algunos casos se utilizan puntualmente algunos ‘programas’ y ‘técnicas’ puntualmente algunos ‘programas’ y ‘técnicas’

Las TIC ¿posibilitarán que alumnos Las TIC ¿posibilitarán que alumnos y profesores se planteen y profesores se planteen nuevas nuevas

preguntaspreguntas en las clases de Quen las clases de Quíímica, mica, se generen se generen nuevos métodos para nuevos métodos para

aprender a darles respuestaaprender a darles respuesta, y , y aprendan más significativamente aprendan más significativamente

todo tipo de alumnostodo tipo de alumnos??

Enseñar a aprender QuímicaEnseñar a aprender Química

Comporta enseñar a cambiar las formas de Comporta enseñar a cambiar las formas de percibir, pensar, hablar percibir, pensar, hablar yy relacionarrelacionar 3 mundos:3 mundos:

•• Mundo de los Mundo de los hechoshechos

•• Mundo de los Mundo de los modelos y teoríasmodelos y teorías

•• Mundo de la Mundo de la simbologíasimbología

•• Aprender a mirar Aprender a mirar un fenómeno de un fenómeno de forma distintaforma distinta

•• Aprender a Aprender a imaginar qué imaginar qué cambia y qué cambia y qué se conservase conserva

•• Aprender a Aprender a hablar de ello hablar de ello en el lenguaje en el lenguaje de la químicade la química

Aprender a explicar qué sucede al Aprender a explicar qué sucede al quemar un cacahuetequemar un cacahuete

Es decir, aprender el concepto o Es decir, aprender el concepto o ‘modelo’‘modelo’ de de cambio químicocambio químico

(que se puede utilizar para explicar (que se puede utilizar para explicar muchos otros cambios, al mismo muchos otros cambios, al mismo

tiempo que amplia su grado de tiempo que amplia su grado de complejidad)complejidad)

¿Para qué pueden ser útiles las TIC ¿Para qué pueden ser útiles las TIC en la construcción del modelo?en la construcción del modelo?

Consultar datos, informaciones sobre Consultar datos, informaciones sobre cacahuetes: características, composición…cacahuetes: características, composición…

(que tendrán significado si se ha (que tendrán significado si se ha construido antes el concepto de sustancia)construido antes el concepto de sustancia)

Recoger datos (ejemplo, variaciones de Recoger datos (ejemplo, variaciones de temperatura) con sensores temperatura) con sensores

(que tendrán significado si se han hecho (que tendrán significado si se han hecho predicciones y se ha utilizado alguna vez el predicciones y se ha utilizado alguna vez el termómetro) termómetro)

Simular el experimento, introduciendo Simular el experimento, introduciendo variaciones… variaciones… (pero sólo si alguna vez se (pero sólo si alguna vez se ha realizado manipulando los materiales ha realizado manipulando los materiales e instrumentos)e instrumentos)

Construir gráficos, realizar cálculos… Construir gráficos, realizar cálculos… (si se sabe para qué sirven y si se saben (si se sabe para qué sirven y si se saben interpretar)interpretar)

Organizar un ‘Organizar un ‘chat’ chat’ para compartir para compartir datos y opiniones acerca de ‘qué ha datos y opiniones acerca de ‘qué ha pasado’ y ‘por qué ha pasado’… pasado’ y ‘por qué ha pasado’… (si (si personas expertas intervienen personas expertas intervienen orientando, regulando…)orientando, regulando…)

Simular qué sucede a las moléculas, Simular qué sucede a las moléculas, cómo se rompen y se recombinan los cómo se rompen y se recombinan los átomos… por medio de ‘átomos… por medio de ‘gifs’ gifs’ animados o animados o similares similares (siempre que se compare con las (siempre que se compare con las representaciones iniciales de cada alumno representaciones iniciales de cada alumno y se ayude a ponerlas en cuestión)y se ayude a ponerlas en cuestión)

Sintetizar y comunicar las nuevas ideas Sintetizar y comunicar las nuevas ideas utilizando todo tipo de programas: de utilizando todo tipo de programas: de dibujo, de presentación, animaciones, dibujo, de presentación, animaciones, imágenes… imágenes… (siempre que sea el resultado (siempre que sea el resultado de construcciones personales y no simples de construcciones personales y no simples copias)copias)

Ambientes de aprendizaje

enriquecidos con TICs

Algunos ejemplos Algunos ejemplos y aspectos a tener y aspectos a tener

en cuentaen cuenta

1. Uso de sensores (MBL): presión, 1. Uso de sensores (MBL): presión, temperatura, temperatura, pHpH, óptico…, óptico…

Ejemplo:Ejemplo: Estudiar la relación entre la P y el V del Estudiar la relación entre la P y el V del aire a T constante (a partir de plantear un aire a T constante (a partir de plantear un problema real, con sentido para los alumnos) problema real, con sentido para los alumnos)

Los alumnos Los alumnos toman toman decisionesdecisiones acerca de los acerca de los volúmenes para los que el volúmenes para los que el sensor medirá la presiónsensor medirá la presión

Hacen una Hacen una predicciónpredicción de lo de lo que creen que sucederáque creen que sucederá

En En tiempo realtiempo real se obtiene la se obtiene la gráfica y la ecuación que gráfica y la ecuación que relaciona las dos variables. relaciona las dos variables.

Se puede Se puede repetirrepetir con jeringas con jeringas de capacidad distinta de capacidad distinta

Ecuación:

P = 5,1.106 V-1.013 (Pa)

Los alumnos discuten acerca desu significado, de las diferencias entre lo previsto y loobtenido, de las relaciones con el problema inicial…

Nuevos Nuevos obstáculosobstáculos o ‘magias’ que o ‘magias’ que aparecen (además de los tradicionales) aparecen (además de los tradicionales)

De donde sale la gráfica y la fórmula, De donde sale la gráfica y la fórmula, fuentes de errores (el V de aire contenido en fuentes de errores (el V de aire contenido en el tubo…), interpretación del exponente…el tubo…), interpretación del exponente…

Tendencia a ‘tocar teclas’ sin pensar, a Tendencia a ‘tocar teclas’ sin pensar, a actuar por ‘acierto y error’, a no tener clara la actuar por ‘acierto y error’, a no tener clara la pregunta, a no escribir… pregunta, a no escribir…

2. Del experimento a la simulación 2. Del experimento a la simulación (del mismo experimento o de su (del mismo experimento o de su

interpretación)interpretación)Introduciendo cambios en los valores de las Introduciendo cambios en los valores de las variables, simular el movimiento de las variables, simular el movimiento de las partpartíículasculas……

Laboratorios virtuales

La visualización como herramienta

Cinco condiciones didácticas muy importantesCinco condiciones didácticas muy importantes

RepresentarseRepresentarse bien la pregunta o problema (los bien la pregunta o problema (los objetivos) objetivos) --que han de ser relevantesque han de ser relevantes-- y el y el procedimiento.procedimiento.

Predecir,Predecir, es decir, explicitar lo que se piensa va es decir, explicitar lo que se piensa va a suceder y el porqué a suceder y el porqué

Comparar Comparar predicciones y resultadospredicciones y resultadosDiscutir Discutir con los compañeros y el profesorado con los compañeros y el profesorado

las distintas predicciones e interpretacioneslas distintas predicciones e interpretacionesEscribirEscribir (sintetizar, comunicar) las nuevas (sintetizar, comunicar) las nuevas

ideas ideas

3. Fuente de datos e informaciones 3. Fuente de datos e informaciones

Ejemplo: la Tabla PeriódicaEjemplo: la Tabla Periódica

¿Todas las informaciones son¿Todas las informaciones son ‘buenas’?‘buenas’?

A tener en cuenta:A tener en cuenta:

Importancia de Importancia de explicitarexplicitar previamente previamente que se espera encontrarque se espera encontrar

La La lecturalectura a partir de los recursos a partir de los recursos hipermedia hipermedia no no eses lineallineal. .

Se ha de disponer de Se ha de disponer de criterios para criterios para seleccionarseleccionar las ‘buenas’ las ‘buenas’ informacionesinformaciones, , las útiles en función de la pregunta… las útiles en función de la pregunta… (es lo que se tiene que discutir en (es lo que se tiene que discutir en clase)clase)

4. Recursos Web,4. Recursos Web,programas educativosprogramas educativos

Un ejemplo:Un ejemplo:wwwwww..strangematterexhibitstrangematterexhibit..comcom

Informaciones, datos…Informaciones, datos…Simulaciones de experimentos Simulaciones de experimentos (al aplicar (al aplicar

fuerzas, al calentar…) fuerzas, al calentar…) Simulaciones de modelos Simulaciones de modelos ((zoomzoom, partículas , partículas

en movimiento…) en movimiento…) Explicaciones en video de expertosExplicaciones en video de expertosPropuestas de experimentos, actividades y Propuestas de experimentos, actividades y

orientaciones para profesores y familiasorientaciones para profesores y familiasConexiones a visitas virtuales a museosConexiones a visitas virtuales a museosConexiones a otras Conexiones a otras webswebs

En él se encuentran:En él se encuentran:

http://www.educarchile.cl/eduteca/planificador/index_conc.htm

Quintanilla, M. et al.

Furió, C. et al.

¿Qué formas tienen las moléculas?

La variedad de formas de las moléculas es fascinante. Podemos encontrarlas alargadas, redondeadas, planas; también existen en forma de anillos e incluso helicoidales. En estos últimos años se han descubierto moléculas esféricas como un balón de fútbol; un ejemplo de éstas son las moléculas de fullereno.

http://www.cnice.mecd.es/eos/MaterialesEducativos/mem/moleculares/programa/html/actividad06_07.htm

5. Uso de plataformas de aprendizaje, 5. Uso de plataformas de aprendizaje, correo electrónico, correo electrónico, chatschats… para … para compartir y contrastar datos e ideascompartir y contrastar datos e ideas

Importancia de:Importancia de:Opinar en función de Opinar en función de evidencias evidencias

(necesidad de aprender a argumentar (necesidad de aprender a argumentar en ciencias)en ciencias)

Primar las funciones de Primar las funciones de jerarquizarjerarquizar y y de de regularregular (y, por tanto, de construir (y, por tanto, de construir criterios de evaluación)criterios de evaluación)

Dar importancia a los componentes Dar importancia a los componentes afectivosafectivos

Plataformas de aprendizaje- Itinerarios e-learning

Facilitan la tarea del Facilitan la tarea del profesorado ya que el trabajo que profesorado ya que el trabajo que han de hacer los alumnos está han de hacer los alumnos está muy planificado, se dan muy planificado, se dan direcciones de direcciones de internet internet útiles, útiles, incluyen experimentos, incluyen experimentos, autoevaluaciónautoevaluación… …

Promueven el trabajo Promueven el trabajo cooperativo en pequeños grupos cooperativo en pequeños grupos de alumnosde alumnos

Pero…Pero…

Muchas parten de una visión Muchas parten de una visión tradicional del aprendizaje de la tradicional del aprendizaje de la Química (acumular informaciones, Química (acumular informaciones, repartir el trabajo…).repartir el trabajo…).

6. Uso programas para 6. Uso programas para aprender a resolver problemas aprender a resolver problemas Unos son muy Unos son muy completoscompletos, se plantean , se plantean

problemas reales y/o motivadores, se inician problemas reales y/o motivadores, se inician por una simulación del problema, posibilitan por una simulación del problema, posibilitan cambiar los datos, promueven que se hagan cambiar los datos, promueven que se hagan predicciones… predicciones…

Otros son totalmente Otros son totalmente mecanicistasmecanicistas y y tradicionalestradicionales

Muy interesantes los que Muy interesantes los que proporcionan proporcionan ayudasayudas a medida que los alumnos las necesitan a medida que los alumnos las necesitan y las solicitan (tienen en cuenta la diversidad)y las solicitan (tienen en cuenta la diversidad)

7. Uso programas (7. Uso programas (offimaticaoffimatica) para ) para comunicar ideas, resultados… comunicar ideas, resultados…

Con una función de promover buenas Con una función de promover buenas síntesis síntesis de aprendizajesde aprendizajes (algo se ha aprendido cuando (algo se ha aprendido cuando se es capaz de explicarlo a otros)se es capaz de explicarlo a otros)

Incluyendo imágenes recogidas Incluyendo imágenes recogidas experimentalmente o a partir de otras experimentalmente o a partir de otras fuentesfuentes

Dando mucha importancia al uso del Dando mucha importancia al uso del lenguaje químicolenguaje químico

Para crearPara crear artartíículosculos y compartirlosy compartirlos

Consejos prConsejos práácticos:cticos:

a.a. Buscar una herramienta deBuscar una herramienta de ffáácil cil actualizaciactualizacióónn

b.b. Determinar objetivosDeterminar objetivosc.c. Conocer al pConocer al púúblico potencialblico potenciald.d. Escribir sobre cosas realesEscribir sobre cosas realese.e. Actualizar con frecuenciaActualizar con frecuenciaf.f. Enlazar fuentesEnlazar fuentesg.g. Enlazar otrasEnlazar otras bitacoras bitacoras ((webswebs……))

Algunas potencialidades de Algunas potencialidades de las las TICTIC en la enseñanzaen la enseñanza

De trabajar en gruposDe trabajar en grupos--clase a trabajar en clase a trabajar en pequeños grupospequeños grupos

De centrar las actividades en leer y recitar De centrar las actividades en leer y recitar la lección a trabajar la aplicaciónla lección a trabajar la aplicación

De conseguir motivar sólo a unos pocos De conseguir motivar sólo a unos pocos estudiantes, a mejorar la motivación de todosestudiantes, a mejorar la motivación de todos

De atender sólo a los estudiantes segDe atender sólo a los estudiantes segúún n lala“media”, a atenderlos a todos“media”, a atenderlos a todos

De evaluar sólo a base de exámenes De evaluar sólo a base de exámenes finales, a evaluar el progreso y el esfuerzofinales, a evaluar el progreso y el esfuerzo

De promover una estructura social De promover una estructura social competitiva, a promover una mayor competitiva, a promover una mayor cooperacióncooperación

De unas clases donde todos los De unas clases donde todos los estudiantes hacen lo mismo, a otras donde estudiantes hacen lo mismo, a otras donde hacen cosas diferenteshacen cosas diferentes

De unas clases donde prima el De unas clases donde prima el pensamiento verbal, a otras en las que se pensamiento verbal, a otras en las que se integre el pensamiento visual y verbal.integre el pensamiento visual y verbal.

Para finalizar puede ser útil

recordar que…

… … the very essence of chemistrythe very essence of chemistry: : its its creativitycreativity. As . As Marcelin Berthelot Marcelin Berthelot

recognized recognized in 1860, in 1860, chemistry continually chemistry continually creates itselfcreates itself..

J-M. Lehn; P. Ball, en: The New Chemistry, 2000

Igualmente… también la esencia de la Igualmente… también la esencia de la enseñanza de la Química es la enseñanza de la Química es la

creatividad. El reto es que creatividad. El reto es que continuamente vayamos imaginando y continuamente vayamos imaginando y creando nuevas formas de enseñarla, creando nuevas formas de enseñarla,

con nuevos instrumentos y teoríascon nuevos instrumentos y teorías

R.Hoffmann; V. Torrence, Chemistry Imagined, 1993