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USO DE PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN EN UN CLUB DE
CIENCIAS CON EXPERIMENTACIÓN EN LA COCINA
Sonia Rocío Moreno Quintero
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Ciencias, Maestría en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales
Bogotá, Colombia
2017
USO DE PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN EN UN CLUB DE
CIENCIAS CON EXPERIMENTACIÓN EN LA COCINA
Sonia Rocío Moreno Quintero
Trabajo Final presentado como requisito parcial para optar al título de:
Magister en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales
Directora:
Liliam Alexandra Palomeque Forero
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Ciencias, Maestría en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales
Bogotá, Colombia
2017
A Dios, que me da la fuerza para lograr mis
metas.
A mi madre por su ejemplo de vida.
A Daniel y Diego porque son mi motor.
Agradecimientos
A la Universidad Nacional de Colombia, por el apoyo y el aporte de los conocimientos
necesarios para realizar mi trabajo de grado
A la profesora Liliam Alexandra Palomeque Forero, por su dedicación, creatividad,
empeño y orientación durante todo el proceso de investigación.
Al Colegio El Carmen Teresiano por la confianza que depositan en su planta docente
para desarrollar proyectos de investigación
A mis estudiantes, y en especial a las integrantes del club de ciencias, porque con sus
habilidades y competencias me permitieron desarrollar el presente trabajo.
A mi familia y amigos, por su apoyo permanente para cumplir esta meta.
Contenido IX
Resumen
El desarrollo de estrategias didácticas para el proceso de enseñanza aprendizaje de las
ciencias es una búsqueda permanente en el campo de investigación educativa. Es por
eso que se presenta una estrategia didáctica para conformar clubes de ciencias con un
grupo de estudiantes que tiene alto nivel de motivación hacia la investigación científica.
Estos círculos de trabajo son espacios habilitados para que los estudiantes descubran y
desarrollen sus competencias científicas por medio del estudio de la química con
experimentación en la cocina.
El presente trabajo se desarrolla en el Colegio El Carmen Teresiano de Bogotá y muestra
los resultados obtenidos por el club de ciencias en la elaboración de proyectos de
investigación con experimentación en la cocina. Se analizan las evidencias conseguidas
al indagar sobre la satisfacción acerca del tema cotidiano trabajado, la percepción sobre
el avance en el propio aprendizaje y el compromiso que tuvieron los estudiantes y el
docente durante el desarrollo del proyecto de investigación. Los resultados muestran
aspectos positivos con respecto a las actividades de aula tipo proyecto autónomo de
investigación y con relación a su propia labor y la del docente.
Palabras clave: Proyectos de Investigación, Club de Ciencias, Experimentación en
cocina.
X Título de la tesis o trabajo de investigación
Abstract
The development of didactic strategies for the teaching learning process in science is a
permanent inquiry in the field of educational research. That is the reason to illustrate a
didactic strategy towards forming science clubs with a group of students that have a high
level of motivation into scientifical research. These investigation circles are
experimentation areas where students can discover and develop their scientific affairs by
means of chemical study based on cooking experiences.
This work was developed in the Carmen Teresiano School located in Bogotá, Colombia
and shows the results of the science club by means of investigation projects based on
cooking experiences. Evidence obtained by the inquiry about satisfaction of the subjects
that were worked, perception of the advance in self-learning process and compromise of
each student during the project is discussed. Showing positive aspects referring to
autonomous research project type activities developed in class, their performance and
that of their instructor.
Keywords: Research Projects, Science Club, Experimentation in cooking.
Contenido XI
Contenido
Resumen ........................................................................................................................ IX
Lista de figuras ............................................................................................................ XIV
Lista de tablas .............................................................................................................. XV
Lista de Símbolos y abreviaturas ............................................................................... XVI
Introducción ................................................................................................................... 1
1. Objetivos .................................................................................................................. 5
1.1 Objetivo General ............................................................................................. 5
1.2 Objetivos Específicos...................................................................................... 5
2. Marco Teórico .......................................................................................................... 6
2.1 Referente Disciplinar ...................................................................................... 6
2.1.1 Mezclas ................................................................................................... 6
2.1.2 Técnicas de separación de mezclas ........................................................ 8
2.1.3 Disoluciones .......................................................................................... 11
2.1.4 Coloides ................................................................................................ 13
2.1.5 Gases .................................................................................................... 15
2.1.6 Teoría Cinética Molecular ...................................................................... 16
2.1.7 Presión .................................................................................................. 16
2.1.8 Volumen ................................................................................................ 17
2.1.9 Temperatura .......................................................................................... 17
2.1.10 Cantidad de sustancia ........................................................................ 17
2.1.11 Leyes de los gases ............................................................................ 18
2.1.12 Ley de Boyle: Relaciona Presión y Volumen ...................................... 18
2.1.13 Ley Charles: Relaciona Temperatura y Volumen ............................... 18
2.1.14 Ley Gay Lussac: Relaciona Presión y Temperatura ........................... 18
2.1.15 Ley de Avogadro: Relaciona volumen y cantidad de sustancia .......... 19
2.1.16 Gases ideales .................................................................................... 19
2.2 Referente Pedagógico .................................................................................. 20
2.2.1 Enseñanza de la Química ...................................................................... 22
2.2.2 Experimentación en ciencias ................................................................. 24
2.2.3 Proyectos de investigación .................................................................... 26
2.2.4 Enseñanza de la Química en la Cocina ................................................. 28
2.2.5 Clubes de Ciencias ................................................................................ 29
2.2.6 Algunas actividades de los Clubes de Ciencias ..................................... 30
XII Título de la tesis o trabajo de investigación
2.2.7 Clubes de Ciencias en Colombia ........................................................... 31
2.2.8 Taxonomía de Objetivos de la Educación .............................................. 33
2.2.9 Dominio Cognitivo.................................................................................. 33
2.2.10 Dominio Psicomotriz........................................................................... 38
2.2.11 Dominio Afectivo ................................................................................ 38
2.2.12 Investigación cualitativa ..................................................................... 39
2.2.13 Estrategia didáctica ............................................................................ 40
2.3 Antecedentes de investigación con mezclas y gases .................................... 41
2.4 Evaluación de la estrategia didáctica ............................................................ 42
3. Entorno Escolar ..................................................................................................... 43
4. Marco Metodológico.............................................................................................. 47
4.1 Diagnóstico ................................................................................................... 47
4.2 Motivación hacia el trabajo experimental ...................................................... 48
4.3 Elección de los proyectos de investigación ................................................... 48
4.4 Implementación ............................................................................................ 50
4.5 Evaluación .................................................................................................... 50
5. Resultados y Análisis ........................................................................................... 53
5.1 Encuesta sobre expectativas e intereses sobre ciencias .............................. 53
5.2 Motivación hacia el trabajo experimental ...................................................... 56
5.3 Síntesis del trabajo adelantado por cada grupo ............................................ 58
5.4 El análisis descriptivo de la rúbrica ............................................................... 60
5.5 Taxonomía de Bloom .................................................................................... 62
5.6 Salida Pedagógica ........................................................................................ 67
5.7 Diseño de póster y presentación a padres de familia .................................... 69
5.7.1 Presentación a los padres de familia ..................................................... 70
6. Conclusiones y recomendaciones ....................................................................... 73
6.1 Conclusiones ................................................................................................ 73
6.2 Recomendaciones ........................................................................................ 74
A. Anexo: Marco epistemológico .............................................................................. 75
A.1. Referente Epistemológico ................................................................................ 75
A.1.1. Mezclas .................................................................................................. 75
A.1.2. Gases .................................................................................................... 77
B. Anexo: Rúbrica de Evaluación de los proyectos de investigación ................... 81
C. Anexo: Guía de Trabajo de la visita empresarial a BIMBO ................................. 83
Bibliografía ................................................................................................................... 85
Contenido XIII
Contenido XIV
Lista de figuras
Figura 2-1:Organización de los objetivos del pensamiento cambiando sustantivos (1956)
por verbos (2001) (Church, 2008)................................................................................... 34
Figura 2-2:Rueda de verbos basada en la Taxonomía de Bloom (Church, 2008) .......... 37
Figura 2-3: Avance de la adquisición del conocimiento según taxonomía de Bloom...... 37
Figura 5-1: Contraste entre alimento saludable y no saludable. .................................... 57
Figura 5-2: Algunas exposiciones de las propiedades de las frutas. .............................. 57
Figura 5-3: Alimentos a base de semillas ...................................................................... 58
Figura 5-4: Salida pedagógica a la fábrica BIMBO y al municipio de
Tenjo/Cundinamarca. ..................................................................................................... 68
Figura 5-5: Salida pedagógica al municipio de Tenjo/Cundinamarca. ............................ 69
Figura 5-6: Póster elaborado por integrantes del club de ciencias. .............................. 70
Figura 5-7: Exposiciones de las integrantes del club de ciencias con padres de familia 71
Contenido XV
Lista de tablas
Tabla 2-1: Técnicas de Separación de Mezclas (Manco, 2008). ...................................... 8
Tabla 2-2: Tipos de coloides (Whitten, 2015). ................................................................ 14
Tabla 2-3: Algunas actividades dentro de un club de ciencias (Bazo, 2011). ................. 31
Tabla 2-4: Antecedentes de investigación en mezclas y gases. ..................................... 41
Tabla 4-1: Relación entre el tema inicial escogido y la propuesta de investigación. ....... 49
Tabla 4-2: Metodología para realizar el proyecto de investigación. ................................ 51
Tabla 5-1: Aspectos relacionados con la encuesta de diagnóstico................................. 53
Tabla 5-3: Metodología de investigación escogida para cada grupo. ............................. 58
Tabla 5-4: Metodología de investigación escogida para cada grupo. ............................. 60
Tabla 5-5: Grupos del club de ciencias. ......................................................................... 62
Tabla 5-6: Evaluación de los objetivos cumplidos por cada grupo, de acuerdo al dominio
cognitivo de la taxonomía de Bloom ............................................................................... 65
Contenido XVI
Lista de Símbolos y abreviaturas
Símbolos Símbolo Término
ºC Centígrado
cm2 centímetro cuadrado
cm3 centímetro cúbico
F Formalidad
Kg Kilogramo L Litro M Molaridad M Molalidad M Metro
m3 metro cúbico N Cantidad de sustancia – mol Nm nanómetro P Presión Ppb partes por billón Ppm partes por millón R Constante de los gases S Siglo T Temperatura
V Volumen
Abreviaturas Abreviatura Término
CdeC-Col Club de Ciencias en Colombia
IA Investigación Acción
MCyT Ministerio de Ciencia y Tecnología
MEN Ministerio de Educación Nacional
SED Secretaría de Educación Distrital
SI Sistema Internacional
SIEM Science, Technology, Engineering and Math
Subíndices Subíndice Término
G Fase gaseosa
Introducción
A través de los años la curiosidad del ser humano ha sido uno de los puntos de partida
para conocer e interpretar los fenómenos de la naturaleza. Una manifestación
permanente de esa curiosidad se refleja en la edad escolar, donde los niños y niñas se
preguntan continuamente el por qué de las cosas. En su mente se van generando ideas
que intentan explicar el mundo que nos rodea. La interpretación, las experiencias y las
informaciones recibidas hacen que cada uno construya su propio conocimiento (Pozo,
1996).
Por otra parte, esa misma curiosidad provoca que la actitud de niños y jóvenes hacia
cuestiones hoy en día cotidianas, relativas a la ciencia sean en principio favorables
(Aragón, 2004). Sin embargo, cuando el conocimiento académico empieza a
implementarse hay un cambio de actitud hacia las ciencias, que está relacionado
principalmente con el alejamiento entre lo académico y lo cotidiano y, aunque este no sea
el único factor que lo provoca, se puede afirmar que es una de las causas determinantes
(Vásquez & Manassero, 2008).
Es frecuente que en el contexto educativo se hable de falta de motivación. Los docentes
manifiestan de forma generalizada una escasa estimulación de los estudiantes por
aprender. Las familias muestran su preocupación por lograr un ambiente adecuado que
favorezca esta motivación y permita a sus hijos un desarrollo educativo exitoso. La
motivación es un aspecto central en la enseñanza que preocupa a todos los miembros de
la comunidad educativa y que influye en los procesos cognitivos y despierta y mantiene el
aprendizaje (Gallardo y Camacho, 2008). Generalmente los estudiantes motivados
lograrán rendimientos académicos más satisfactorios evidenciado en desempeños
profesionales de calidad y en construcción de saberes de excelencia (Rinaudo, 2006).
2 Introducción
La contextualización en química es una práctica que viene tomando mucha fuerza en los
procesos de enseñanza aprendizaje ya que va orientada al desarrollo de competencias y
se centra especialmente en las necesidades del estudiante favoreciendo especialmente
la motivación por el la investigación científica. El docente de química puede asumir el
reto de contextualizar la química en el entorno y orientar al estudiante a participar en su
propio aprendizaje por medio de estrategias didácticas y experimentales enfocadas a la
alfabetización científica, para que se apropie de los conocimientos científicos básicos y
se desenvuelva de manera eficiente en un contexto determinado por su cotidianidad.
(Vásquez & Manassero, 2008).
Una estrategia para conectar la contextualización, la motivación y la investigación
científica es la conformación de clubes de ciencias. Éstos son espacios habilitados para
que los estudiantes descubran y desarrollen sus competencias científicas a partir de
prácticas en el laboratorio, identificación de problemas en su entorno y planteamiento de
soluciones utilizando la ciencia para conocer temáticas específicas. Con el fin de
despertar el interés por la investigación científica, los estudiantes escogen una temática
de su interés y asumen responsabilidades dentro del equipo de trabajo en la búsqueda
de un objetivo común planteado para resolver el problema identificado en el proceso de
investigación.
De acuerdo a los Estándares Curriculares del Ministerio de Educación Nacional (2004).
“Varios estudios han mostrado que los estudiantes desarrollan mejor su
compresión conceptual y aprenden más sobre la naturaleza de las ciencias
cuando participan en investigaciones científicas, con suficientes oportunidades
y apoyo para la reflexión. Este papel activo por parte del estudiante requiere,
por supuesto, de un docente que enfoque su enseñanza de manera diferente, y
cuyo papel no se limite a la transmisión de conocimientos o demostración de
experiencias (esto último particularmente frecuente en las ciencias naturales),
sino que oriente el proceso de investigación de sus estudiantes como un
acompañante” (MEN, 2004).
Planteamiento del Problema
La importancia de actividades en un contexto cercano al estudiante, se reconoce como
un proceso de enculturación en el cual los estudiantes se integran gradualmente a una
Introducción 3
comunidad o cultura de prácticas sociales (Díaz & Barriga 2003). En este proyecto se
pretende abordar la enseñanza de la química a un grupo de estudiantes motivados por la
ciencia, por medio de la aplicación de una estrategia didáctica que favorezca el proceso
enseñanza aprendizaje de mezclas y gases con la realización de prácticas de laboratorio
utilizando materiales de fácil adquisición o empleados en el hogar.
Considerando lo anterior, se puede plantear el siguiente interrogante: ¿Cuál puede ser
una estrategia didáctica para desarrollar proyectos de investigación con estudiantes que
tienen alto nivel de motivación por las ciencias?
Este trabajo presenta el proceso de conformación de un club de ciencias para desarrollar
proyectos de investigación con experimentación en la cocina utilizando las temáticas
relacionadas con mezclas y gases.
En el primero y segundo capítulos se presentan los objetivos y la revisión disciplinar de
gases y mezclas para desarrollar la investigación; los aspectos pedagógicos de la
enseñanza de la química con experimentación en la cocina, la estructuración y
evaluación de proyectos de investigación y la estrategia didáctica. En el tercer y cuarto
capítulos se presentan el entorno escolar y la metodología para realizar el presente
trabajo. En el quinto capítulo, los resultados y análisis. Para finalizar en el sexto capítulo
las conclusiones, recomendaciones y anexos.
1. Objetivos
1.1 Objetivo General
Diseñar una estrategia didáctica para la enseñanza aprendizaje de mezclas y gases con
estudiantes que tienen alto nivel de motivación por la ciencia, por medio de proyectos de
investigación y experimentación en la cocina.
1.2 Objetivos Específicos
1. Conformar un club de ciencias con estudiantes motivados por las ciencias.
2. Identificar los saberes previos de los estudiantes sobre los conceptos
seleccionados.
3. Seleccionar los conceptos de mezclas y gases que harán parte del contenido de
la estrategia didáctica.
4. Aplicar la estrategia didáctica con estudiantes, con el fin de evaluar el efecto del
proceso enseñanza aprendizaje de mezclas y gases.
6 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
2. Marco Teórico
El desarrollo de la investigación para diseñar la estrategia didáctica, se fundamenta en el
estudio de mezclas y gases para la enseñanza de la química por medio de la
experimentación en la cocina. A continuación, se presenta una revisión de los aspectos
disciplinares y didácticos que harán parte de este proyecto.
2.1 Referente Disciplinar
Para consolidar la fundamentación teórica de mezclas y gases se escogieron
principalmente los siguientes textos: Química, la Ciencia Central (Brown, 2009); Análisis
Químico Cuantitativo (Harris, 2009); Química General (Petrucci, 2003); Química
(Timberlake, 2008) y Química (Whitten, 2014). Adicionalmente se consultaron otras
fuentes bibliográficas que se presentan en el desarrollo de los temas.
2.1.1 Mezclas
La materia se puede describir como aquello de lo que están hechas todas las cosas, el
material que compone el universo, que tiene masa y ocupa un espacio. Entre mayor
masa tenga un objeto, mayor fuerza necesita para ponerse en movimiento. El espacio
que ocupa la materia lo indican especialmente la vista y el tacto, excepto en los gases
incoloros, inodoros o insípidos donde no es fiable el uso de los sentidos (Chang, 2010).
La mayoría de las sustancias pueden encontrarse en estado sólido, líquido o gaseoso, el
estado de agregación en que se presente cada sustancia está directamente relacionado
con la intensidad de las fuerzas entre las partículas que los conforman (fuerzas
intramoleculares). Dependiendo de la estructura de la molécula a analizar a una
temperatura, definida sus características tienen un estado diferente; así, el agua se
encuentra en estado líquido a temperatura ambiente debido a la presencia de puentes de
hidrógeno entre sus moléculas. Los puentes de hidrógeno, una de las fuerzas
intermoleculares más fuertes, consisten en una relación establecida cuando el hidrógeno
está unido a los átomos más electronegativos como el oxígeno, nitrógeno o flúor. Estas
interacciones, como las fuerzas de London (dipolo inducido, presentado en los gases
nobles), dipolo-dipolo, ión-dipolo, entre otras, afectan directamente los puntos de fusión y
Marco Teórico 7
ebullición de las sustancias de tal forma que las fuerzas ejercidas a una temperatura
definida describen la distancia a la cual se encontrará cada molécula de la otra (Brown,
2010).
Cuando las moléculas se encuentran muy cercanas entre sí, es decir, tienen diferentes
fuerzas, la sustancia se encuentra en estado sólido; si se realiza un cambio de
temperatura se proporciona energía al sistema, una de estas fuerzas pueden romperse o
debilitarse permitiendo un alejamiento de las moléculas. A la temperatura que ocurre este
cambio se le denomina punto de fusión y la sustancia pasa al estado líquido. Finalmente,
a un mayor aumento de temperatura las moléculas se alejarán a la máxima distancia
posible y además la energía proporcionada se invertirá en mayor medida que en los
anteriores cambios, al aumentar la energía cinética de dichas moléculas, en este punto,
denominado ebullición, la sustancia pasa al estado gaseoso (Brown, 2010).
Los gases según su temperatura y su presión pueden tener propiedades químicas muy
diferentes, pero se comportan de manera similar en cuanto a sus propiedades físicas,
aunque estén formados por moléculas distintas. Algunas sustancias forman mezclas de
diferentes sustancias. Las mezclas resultan de la combinación de dos o más sustancias
puras que conservan sus propiedades (Whitten, 2015).
Las mezclas se forman y se separan por medios físicos, sin cambiar la identidad de sus
componentes. Los componentes de una mezcla existen como regiones distintas que se
denominan fases. El tipo de mezcla que se distingue con facilidad es aquella cuyas fases
no son uniformes y es aquella en la que porciones distintas de muestra tienen
propiedades diferentes distinguibles, a esta se le denomina mezcla heterogénea. Las
mezclas homogéneas que también se conocen como disoluciones son aquellas que
tienen propiedades uniformes en todas sus partes y a su vez pueden ser sólidas, líquidas
o gaseosas (Whitten, 2015).
Una característica importante de todas las mezclas es que pueden tener composición
variable, si se repite un experimento utilizando mezclas de fuentes distintas se pueden
obtener resultados diferentes. Al separar las mezclas se utilizan medios físicos y los
componentes conservan sus propiedades (Phillips, 2009).
Un cambio físico en la materia no implica una transformación de las sustancias
individuales (ebullición, congelación, fusión, evaporación, disolución y cristalización). Las
8 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
propiedades físicas son características que exhibe una muestra de materia sin que sufra
cambios en su identidad, la solubilidad, el punto de fusión, el punto de ebullición, el
color, la densidad, la conductividad eléctrica y el estado físico, son algunos ejemplos
(Phillips, 2009).
En una mezcla, la sustancia que se encuentra en mayor proporción recibe el nombre de
fase dispersante, y la sustancia que se encuentra en menor proporción recibe el nombre
de fase dispersa. La fuerza de cohesión de los componentes de las mezclas
heterogéneas es baja, puesto que las partículas de la fase dispersa son más grandes
que en las disoluciones y dichas partículas no se encuentran distribuidas de manera
uniforme. Las mezclas heterogéneas pueden ser suspensiones y coloides (Peña, 2010).
Las partículas que son grandes en la escala molecular pero lo suficientemente pequeñas
para permanecer suspendidas de manera indefinida en un sistema disolvente forman
coloides, éstos forman una línea divisoria entre las disoluciones y las mezclas
heterogéneas (Brown, 2009).
2.1.2 Técnicas de separación de mezclas
Para separar los componentes de una mezcla en fracciones individuales, es necesario
tener en cuenta: el tamaño de las partículas, su estado físico o su composición química y
a partir de esas características se desarrollan métodos para realizar separaciones.
Inicialmente se tiene en cuenta el tipo de mezcla y luego se define el método de
separación (Tabla 2-1).
Tabla 2-1: Técnicas de Separación de Mezclas (Manco, 2008).
Mezcla Método de Separación
Sólido – Sólido Tamizado Levigación Imantación
Sólido – Líquido
Decantación Sifonado Filtración Centrifugación Destilación Simple Cristalización
Líquido – Líquido
No miscibles: Sifonado Pipeteado Decantación
Marco Teórico 9
Miscibles: Destilación Fraccionada
Gas – Gas Licuefacción
Tamizado: Es un procedimiento mecánico en el que se separan mezclas cuyas
partículas tienen diferente tamaño. El instrumento utilizado es un tamiz, tiene un
cedazo, un recipiente y una tapa. Al agitar el tamiz, las partículas según su tamaño
van atravesando los orificios del cedazo. Este método es muy utilizado en el análisis
de suelos y en la industria de las harinas (Peña, 2010).
Levigación: Una mezcla pulverizada de sólidos, se somete a una corriente de agua u
otro líquido que no modifique los componentes, el menos denso es arrastrado por el
líquido y el más denso se deposita. Se utiliza para separar oro de arenas auríferas
(Manco, 2008).
Imantación: Ésta técnica se utiliza para separar metales y no metales utilizando un
imán como campo magnético (Peña, 2010).
Decantación: Este método se basa en la diferencia de densidades de las sustancias
que componen una mezcla. Se utiliza para separar mezclas se sólidos y líquidos no
solubles o para líquidos inmiscibles. La mezcla se deja en reposo y por diferencias de
densidad el sólido se sedimenta y el líquido que sobrenada se retira inclinando el
recipiente o mediante una pipeta (Peña, 2010). Para mezclas de líquidos inmiscibles
se utiliza el embudo de decantación. En esta técnica se introduce la mezcla y se deja
en reposo, se abre la llave para dejar salir el líquido más denso y se cierra cuando se
agote (Manco, 2008).
Sifón: Esta técnica puede aplicarse después de la decantación cuando uno de los
componentes se ha sedimentado. La técnica consiste en utilizar un tubo en forma de
“J”, la parte corta se introduce en el líquido decantado, se aspira por la parte larga y
por acción de la presión atmosférica el líquido pasa de un recipiente al otro (Manco,
2008).
Filtración: Es una técnica que usa una barrera porosa para separar un sólido de un
líquido. Como material filtrante se emplean: papel filtro, algodón, arena, carbón
vegetal, porcelana porosa, lana de vidrio u otras barreras según lo que se quiera
filtrar. Lo que queda en la barrera se llama residuo y lo que pasa a través de este se
llama filtrado. Este método es muy utilizado en la purificación de aguas residuales,
laboratorio e industria (Dingrando, 2010).
10 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
Centrifugación: Esta técnica se utiliza para separar sólidos de líquidos con
diferentes densidades por medio de la fuerza giratoria. Consiste en aprovechar la
fuerza centrífuga, haciendo girar el recipiente con la mezcla a gran velocidad, con
esto se acelerar la sedimentación y el líquido se queda como un sobrenadante que se
puede separar por decantación. Este método es muy utilizado en el análisis químico,
en bacteriología, en la industria azucarera y de lácteos (Manco, 2008).
Destilación: Es un método excelente para purificar sustancias líquidas. Se
aprovecha el punto de ebullición de los componentes de la mezcla, ya que el que
tiene menor punto de ebullición es el que primero se transforma en vapor mediante el
calor y luego ocurre la condensación del vapor por enfriamiento. La destilación simple
sirve para separar un sólido disuelto de un líquido, y la destilación fraccionada para
separar varios líquidos miscibles que tienen puntos de ebullición diferentes pero muy
cercanos, como es el caso de la separación de las distintas fracciones comerciales
de petróleo (Manco, 2008)
Cristalización: Es una técnica de separación que da como resultado la formación de
partículas sólidas puras de una sustancia a partir de una disolución que contiene la
sustancia disuelta. Es un método de purificación de sustancias que aprovecha la
diferencia en los puntos de solidificación de los componentes de una mezcla.
Cuando la disolución contiene la mayor cantidad de sustancia disuelta posible, la
adición de una pequeña cantidad hace que la sustancia disuelta se separe de la
disolución y se reúna en cristales sobre alguna superficie disponible (Dingrando,
2010).
Cromatografía: Es un método analítico empleado en la separación, identificación y
determinación de los componentes químicos de mezclas complejas. Consiste de una
fase estacionaria y una fase móvil. Los componentes de la mezcla son llevados a
través de la fase estacionaria por el flujo de la fase móvil gaseosa o líquida. Las
separaciones están basadas en las diferencias de la velocidad de migración entre los
componentes de la muestra (Peña, 2010).
Licuefacción: Consiste en convertir mezclas de gases o sólidos en líquidos por
disminución de temperatura para luego realizar una destilación fraccionada (Manco,
2008). Se utiliza en refrigeración y purificación de piscinas.
Marco Teórico 11
2.1.3 Disoluciones
Una disolución es la mezcla homogénea de un soluto (sustancia en menor cantidad
dentro de una mezcla) con una sustancia líquida en mayor cantidad que toma el nombre
de solvente. Generalmente, debido a la gran capacidad de formación de puentes de
hidrógeno y a su estructura polar, el agua es la sustancia más utilizada como solvente en
la realización de disoluciones (Harris, 2009).
Las disoluciones se pueden encontrar en estado gaseoso, líquido o sólido. Por lo
general los solventes son líquidos, como el agua de mar o las gaseosas, pero también se
encuentran disoluciones en las cuales el solvente no es líquido, como el aire o las
aleaciones de sólidos disueltos en metales. La capacidad de las sustancias para formar
disoluciones depende de los tipos de interacciones intermoleculares involucradas en el
proceso de disolución y la tendencia natural de las sustancias de dispersarse en
volúmenes más grandes cuando no tienen alguna restricción (Brown, 2009).
Con el fin de mejorar la eficiencia en el análisis del equilibrio acuoso, se analiza la
cantidad de soluto que se encuentra en una disolución mediante diferentes medidas de
concentración como la molaridad, molalidad, partes por millón, partes por billón y
porcentajes de masa y volumen (Harris, 2009).
La molaridad (M) define el número de moles de un soluto por cada litro de disolución,
sabiendo que, según el principio de Avogadro, una mol de soluto puede ser equivalente a
6,022 x1023 átomos, moléculas o iones de dicha sustancia (Ver Fórmula (2.1)). Debido a
que la mayoría de disoluciones tienen el agua como solvente, es necesario tener en
cuenta dentro de un análisis que existen sustancias (electrolitos) que se disocian en
disoluciones acuosas total (electrolitos fuertes) o parcialmente (electrolitos débiles). En
estos casos, la molaridad se expresa como concentración formal (F) para expresar que,
en realidad la sustancia se ha convertido en especies diferentes al entrar en la mezcla
(Harris, 2009).
(2.1)
Según las propiedades de los gases, un determinado volumen de sustancia se puede ver
afectado por un cambio en la temperatura, se utiliza la concentración molal o molalidad
12 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
(m), (Ver Fórmula (2.2)) que consiste en la relación de las moles de soluto con los
kilogramos de solvente en los que se disuelve (Harris, 2009).
(2.2)
A pesar de esto, se pierde la exactitud del resultado de un cálculo cuando se trabaja con
cantidades muy pequeñas, por esta razón, también son utilizadas las partes por
millón(ppm) (Ver Fórmula (2.3)) y partes por billón (ppb) (Ver Fórmula 2.4)).
(2.3)
(2.4)
Como se dijo anteriormente, existen sustancias denominadas electrolitos que se disocian
al estar en una disolución acuosa, para mejorar la exactitud del tratamiento de estas
sustancias se parte del análisis que, en algún punto el electrolito va a dejar de disociarse
o va a disociarse completamente. Este punto se denomina punto de equilibrio, y cada
sustancia tiene una constante de equilibrio que define cuánto se debe disociar para llegar
a tal punto. El uso de constantes de equilibrio permite una gran disminución en el error
que puede representar la suposición de una disolución total del electrolito cuando no es
así, ya que solo una parte de este reaccionará (Harris, 2009).
La facilidad con la que se disuelve un soluto depende de: el cambio de energía y el
cambio de entropía. Un proceso de disolución se favorece por una disminución de la
energía del sistema que corresponde a un proceso exotérmico y por un incremento del
desorden o aleatoriedad del sistema (Whitten, 2015).
La capacidad de un sólido para disolverse en un líquido depende de la energía de su red
cristalina, es decir, de la fuerza de las atracciones entre las partículas que conforman el
sólido. Para describir las disoluciones entre líquidos se utiliza el término miscibilidad, que
se caracteriza por ser un proceso exotérmico. Los líquidos polares tienden a disolverse
con facilidad con otros líquidos polares, los líquidos no polares que no reaccionan con el
solvente no son muy solubles en líquidos polares debido a la ausencia de las fuerzas de
interacción y se les conoce como inmiscibles, sin embargo, los líquidos no polares suelen
ser solubles en otros líquidos no polares donde solo existen fuerzas de dispersión, las
Marco Teórico 13
cuales son débiles considerando que sus moléculas solo “se deslizan” entre sí (Whitten,
2015).
A una temperatura dada, la velocidad de la disolución entre un sólido y un líquido
aumenta si los cristales se pulverizan debido al aumento del área de la superficie de
contacto del soluto con el solvente. Cuando un sólido se coloca en agua parte de sus
partículas se solvatan y disuelven, la velocidad de este proceso disminuye conforme
pasa el tiempo debido a que el área de superficie de los cristales se va haciendo cada
vez menor. Al mismo tiempo, aumenta el número de partículas de soluto en la solución,
de modo que chocan con más frecuencia con el sólido y algunas de estas colisiones
producen recristalización. La velocidad de los dos procesos opuestos se iguala después
de cierto tiempo. En este punto, el sólido y los iones disueltos establecen un equilibrio
entre sí. A este proceso se le conoce como saturación y ocurre a bajas concentraciones
de las especies disueltas para sustancias ligeramente solubles y a altas concentraciones
para sustancias muy solubles (Whitten, 2015).
A mayor temperatura, aumenta la solubilidad de muchos sólidos. Las disoluciones
sobresaturadas tienen una concentración de soluto superior a la de las saturadas.
Pueden prepararse por saturación de una disolución a altas temperaturas. En dichas
disoluciones se forman cristales inmediatamente si se realiza una “siembra” con una
partícula de polvo o con un cristal pequeño. En estas condiciones se cristaliza suficiente
sólido hasta que la disolución quede saturada (Whitten, 2015).
2.1.4 Coloides
Una disolución es una mezcla homogénea en la cual no hay fase de separación y en la
que las partículas del soluto se encuentran como moléculas o iones individuales, esto
representa un extremo de las mezclas, el otro corresponde a las suspensión, una mezcla
heterogénea en la cual las partículas del soluto se sedimentan después de mezclarlas
con una fase solvente (Whitten, 2015). Los coloides forman la línea divisoria entre las
mezclas homogéneas y las mezclas heterogéneas. El tamaño de las partículas dispersas
se utiliza para clasificar una mezcla como coloide (Brown, 2010). Un material coloidal
debe tener una o más de sus dimensiones, longitud, anchura, espesor en el intervalo
aproximado de 1 a 1000 nm (1 nm= 10-9 m). Si todas las dimensiones son menores que 1
nm se consideran partículas de tamaño molecular y si todas las dimensiones exceden los
14 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
1000 nm las partículas son de tamaño macroscópico, incluso aunque solo sean visibles a
través del microscopio (Petrucci, 2008).
Aunque las partículas coloidales pueden ser tan pequeñas que la dispersión pareciera
uniforme incluso bajo el microscopio, son lo suficientemente grandes para dispersar la luz
de manera muy efectiva. Un método para determinar si es una disolución verdadera o
coloidal, consiste en hacer pasar un haz de luz por la muestra, si no se ve la luz,
entonces será una disolución verdadera y si se ve fácilmente la luz dispersada se
considera coloide. Este efecto fue propuesto por John Tyndall en 1869 y es conocido
como efecto Tyndall (Brown, 2010).
Gran parte de la química de la vida cotidiana corresponde a la química coloidal. Debido a
que las partículas coloidales están finamente divididas poseen un área de superficie
sumamente grande en relación con su volumen. Los átomos de una partícula coloidal
solo están unidos a los demás átomos de la partícula que se encuentran encima y debajo
de la superficie. Estos átomos interactúan con lo que sea que ponga en contacto con la
superficie. Por lo general las partículas coloidales adsorben iones u otras partículas con
carga, así como gases y líquidos. El proceso de adsorción engloba la adhesión de
cualquier especie sobre la superficie de las partículas (Whitten, 2015)
Los coloides más importantes son aquellos cuyo medio de dispersión es el agua. Pueden
ser: hidrofílicos (afines con el agua) o hidrofóbicos (sin afinidad con el agua). Las
moléculas se pliegan de tal forma que los grupos hidrofóbicos se mantienen apartados de
las moléculas de agua, mientras que los grupos hidrofílicos polares se encuentran en la
superficie e interactúan con las moléculas de agua (Brown, 2010).
En la Tabla 2-2 se presentan algunos tipos de coloides.
Tabla 2-2: Tipos de coloides (Whitten, 2015).
Fase Dispersa (semejante al soluto)
Medio Dispersante
(semejante al solvente)
Nombre común Ejemplos
Sólido Sólido Sol en sólido Aleaciones, algunas gemas coloridas, caucho reforzado, porcelana, plásticos pigmentados.
Líquido Sólido Emulsión sólida Queso, mantequilla, jaleas.
Marco Teórico 15
Gas Sólido Espuma sólida Esponja, hule, piedra pómez, hule, espuma.
Sólido Líquido Soles y geles Leche de magnesia, pinturas, lodo, budín.
Líquido Líquido Emulsión Leche, crema facial, aderezos de ensalada, mayonesa.
Líquido Sólido Emulsión Sólida Ópalo, perla
Gas Líquido Espuma Crema de afeitar, crema batida, espuma de la cerveza
Sólido Gas Aerosol sólido Humo, virus y materia corpuscular en el aire, materiales de escape de automóviles.
Líquido Gas Aerosol líquido Niebla, bruma, nubes, aerosoles, rocío.
2.1.5 Gases
Los gases forman mezclas homogéneas independientemente de las proporciones de sus
componentes. Muchas sustancias gaseosas distintas pueden tener propiedades químicas
muy diferentes, pero se comportan muy similar en lo que respecta las propiedades
físicas, son compresibles y se expanden de forma espontánea para llenar el recipiente
que los contienen, lo cual indica que las moléculas en un gas están muy lejos unas de
otras en relación a sus tamaños y que las interacciones entre ellas son muy débiles;
pueden describirse empleando de cuatro variables: presión (P), volumen (V), temperatura
(T) y cantidad (n). Estas variables se relacionan en las Leyes de los gases y se explican
con la teoría cinética molecular de los gases ideales. La mayor parte de las sustancias,
pero no todas pueden existir en tres estados: sólido, líquido y gas. Cuando se calientan la
mayoría de los sólidos se convierten en líquidos y la mayoría de los líquidos se
convierten en gases (Whitten, 2015).
La atmósfera es una mezcla de gases que corresponde al aire el cual tiene una
composición porcentual aproximada en volumen de 78 % de nitrógeno, 21 % de oxígeno
y 1 % de otros gases entre los que se encuentra el dióxido de carbono (CO2), dicha
mezcla de gases es un tema relevante por los efectos de la contaminación ambiental ya
que el intercambio gaseoso entre seres vivos es una cuestión importante para sostener la
vida humana. Dentro de los elementos que son gases en condiciones atmosféricas
normales se encuentran el hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, flúor y cloro que existen como
moléculas diatómicas, el oxígeno en su forma alotrópica se presenta en forma de ozono
(O3), y todos los gases nobles que corresponden al grupo 18 de la tabla periódica se
presentan monoatómicos (Chang, 2008).
16 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
2.1.6 Teoría Cinética Molecular
Para comprender las propiedades físicas de los gases se utiliza un modelo que sirve para
visualizar lo que ocurre cuando las condiciones experimentales del gas como la presión o
la temperatura cambian, a lo que también se denomina teoría de las moléculas en
movimiento. La teoría cinética molecular de los gases presenta las siguientes
afirmaciones (Brown, 2010):
Los gases consisten en grandes cantidades de moléculas que se encuentran en
continuo movimiento aleatorio.
El volumen combinado de todas las moléculas de gas es insignificante comparado
con el volumen total en el que está contenido el gas.
Las fuerzas de atracción y repulsión entre las moléculas del gas son insignificantes.
Puede transferirse energía entre las moléculas durante las colisiones, pero la energía
cinética promedio de las moléculas no cambia con el tiempo, siempre y cuando la
temperatura del gas permanezca constante.
La energía cinética promedio de las moléculas es proporcional a la temperatura
absoluta. A cualquier temperatura las moléculas de todos los gases tienen la misma
energía cinética promedio.
Experimentos realizados con un gran número de gases revelan que se necesitan cuatro
variables para definir la condición física o estado de un gas: temperatura, T; presión, P;
volumen, V, y la cantidad de gas, la cual por lo general se expresa como el número de
moles, n (Brown, 2010).
2.1.7 Presión
La presión de un gas es ocasionada por las colisiones de las moléculas con las paredes
del recipiente. La magnitud de la presión es determinada por la frecuencia y la fuerza con
que las moléculas colisionan con las paredes (Brown, 2010). Las partículas de gas son
extremadamente pequeñas. Mientras más moléculas golpeen la pared mayor es la
presión. Al calentar el recipiente, las moléculas se mueven más rápido, con mayor
frecuencia y con fuerza creciente, por lo que aumenta la presión. La presión que ejerce el
aire se llama presión atmosférica, por eso a mayores alturas la presión atmosférica es
Marco Teórico 17
menor porque hay menor cantidad de moléculas de oxígeno y nitrógeno en el aire
(Timberlake. 2008).
2.1.8 Volumen
El volumen es una magnitud escalar derivada que se obtiene multiplicando las longitudes
referidas a las tres dimensiones del espacio correspondientes al largo, ancho, y
profundidad. El volumen, por lo tanto, representa el espacio ocupado por un cuerpo. Su
unidad de medida en el sistema internacional (S.I.) es el metro cúbico (m3) También se
utilizan unidades más pequeñas como los centímetros cúbicos (cm3), y es bastante
común la utilización del litro (L) (Brown, 2010).
2.1.9 Temperatura
Es una propiedad física que determina el flujo de calor. El calor es una forma de energía
y como muchas formas de ésta pueden interconvertirse, la energía química se convierte
en calor y viceversa. La cantidad de calor que se consume se denomina proceso
endotérmico y la cantidad que se desprende es un proceso exotérmico (Whitten, 2015)
La temperatura es una medida de la cantidad de calor o frio de un objeto. El calor fluye
de manera espontánea de una sustancia a mayor temperatura, hacia otra de menor
temperatura. La temperatura absoluta de un gas es una medida de la energía cinética
promedio de sus moléculas. Si dos gases distintos se encuentran a la misma
temperatura, sus moléculas tienen la misma energía cinética promedio. Si la temperatura
absoluta de un gas se duplica, la energía cinética promedio de sus moléculas se duplica
(Brown, 2010).
2.1.10 Cantidad de sustancia
La unidad del S.I. para expresar la cantidad es la mol, cuyo símbolo es mol y se define
como la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades (átomos, moléculas, iones u
otras partículas) como átomos hay en 0.12 kg de átomos puros de carbono-12. Mediante
muchos experimentos se ha refinado el valor de la mol, el que se acepta hasta ahora es:
1 mol = 6.0221415 X 1023 partículas. La unidad mol se refiere a un número fijo de
especies cuya identidad debe especificarse (Whitten, 2015).
18 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
2.1.11 Leyes de los gases
Se desarrollaron como producto de incontables experimentos que se realizaron sobre las
propiedades físicas de los gases durante varios siglos y han tenido un papel muy
destacado en el desarrollo de muchas ideas de la química.
2.1.12 Ley de Boyle: Relaciona Presión y Volumen
En 1643 Evangelista Torricelli al trabajar con un barómetro diseñado por él, demostró
que una columna de gas podía ejercer presión y que esta podía medirse. Este trabajo
llamó la atención del químico inglés Robert Boyle en 1662 y lo motivó a realizar estudios
sobre el cambio de volumen de muestras gaseosas causadas por variaciones de presión
y llegó a la conclusión que, para cierta cantidad de un gas a temperatura constante, el
volumen del gas es inversamente proporcional a la presión (Brown, 2010).
2.1.13 Ley Charles: Relaciona Temperatura y Volumen
La relación entre el volumen y la temperatura del gas fue propuesta por el físico francés
Jacques Charles en 1787 y de manera independiente por Joseph Louis Gay Lussac que
la publicó en 1802. Charles experimentó con los primeros globos de hidrógeno y diseñó
los primeros dispositivos para globos, ya que sus ideas sobre el efecto de la temperatura
en el volumen de un gas estuvieron influenciadas por su pasión por los globos de aire
caliente a finales del s XVIII. En 1848 William Thomson un físico inglés cuyo título era
Lord Kelvin propuso una escala de temperatura absoluta la cual es igual a -273,15 ºC
(Brown, 2010). Por lo cual en términos de la escala Kelvin la Ley de Charles afirma que el
volumen de una cantidad fija de un gas a presión constante es directamente proporcional
a la temperatura absoluta (Petrucci, 2008).
2.1.14 Ley Gay Lussac: Relaciona Presión y Temperatura
Si se pudieran observar las moléculas de un gas conforme aumenta la temperatura, se
observaría que se mueven más rápido y golpean los lados del contenedor con más
frecuencia y con mayor fuerza. Si se mantiene constante el volumen del contenedor, se
observaría un aumento de presión. La relación entre la presión y la temperatura se
conoce como la Ley de Gay Lussac y establece que la presión de un gas se relaciona
Marco Teórico 19
directamente con su temperatura Kelvin. Esto significa que un aumento de temperatura
aumenta la presión de un gas y una disminución en temperatura reduce la presión del
gas, desde que el volumen y el número de moles del gas permanezcan constantes
(Timberlake, 2008)
2.1.15 Ley de Avogadro: Relaciona volumen y cantidad de sustancia
La relación entre la cantidad de un gas y su volumen se deriva del trabajo de Joseph
Louis Gay Lussac y Amadeo Avogadro. Gay Lussac estaba interesado en los globos que
son más ligeros que el aire por lo que realizó varios experimentos sobre las propiedades
de los gases. En 1808 estableció la ley de los volúmenes de combinación a una presión y
temperatura dadas, los volúmenes de los gases que reaccionan entre sí se encuentran
en relaciones de números enteros pequeños (Brown, 2010). Dalton no estaba de acuerdo
con esta explicación, él creía que la reacción entre el hidrógeno y el oxígeno era H(g) +
O(g) HO(g), según lo cual los volúmenes combinados deberían haber estado en la
proporción 1:1:1 y no en la proporción 2:1:2 que se proponía (Petrucci, 2008). En 1811
Amadeo Avogadro interpretó las observaciones de Gay Lussac y propuso que a
volúmenes iguales de gases a la misma temperatura y presión contienen el mismo
número de moléculas. La Ley de Avogadro es consecuencia de la hipótesis de Avogadro
y hace referencia al volumen de un gas mantenido a temperatura y presión constantes es
directamente proporcional al número de moles del gas (Brown, 2010).
2.1.16 Gases ideales
De las tres leyes elementales de los gases se deduce que el volumen del gas debería ser
directamente proporcional a la cantidad del gas, directamente proporcional a la
temperatura Kelvin e inversamente proporcional a la presión. Un gas que obedezca a
este comportamiento se denomina gas ideal o perfecto (Petrucci, 2008). Un gas ideal es
un gas hipotético cuyo comportamiento de presión, volumen y temperatura se describe
por completo en la ecuación del gas ideal: PV=nRT. Donde R es la constante de los
gases y su valor depende de las unidades de P, V, n y T. La temperatura debe
expresarse como temperatura absoluta y la cantidad de gas en moles (Brown, 2010).
20 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
La ecuación del gas ideal explica adecuadamente las propiedades de la mayoría de los
gases bajo una variedad de circunstancias. Sin embargo, la ecuación no es correcta con
exactitud para los gases reales, pero las diferencias son tan pequeñas que se pueden
ignorar. La ecuación del gas ideal puede utilizarse para determinar muchas relaciones
que involucran las propiedades físicas de los gases, como definir la relación entre la
densidad de un gas y su masa molar.
2.2 Referente Pedagógico
Cierta área de investigación en enseñanza de la química comprende una serie de
metodologías de enseñanza aprendizaje que se aproximan a la realidad de los
estudiantes por medio de la experimentación, trabajo de campo, estudios de caso y otra
serie de procedimientos para favorecer la aprehensión de conceptos claves en química,
lo que hace que esta ciencia contribuya a la alfabetización científica de los ciudadanos.
La enseñanza de los conceptos relacionados con mezclas y con gases ha sido parte de
la investigación en didáctica, y aunque la mayoría de las fuentes encontradas
corresponden a estudios por separado de los temas, cada uno llega al mismo punto: la
dificultad para relacionar conceptos macroscópicos y microscópicos de la materia (Furió,
Domínguez y Guisasola, 2012).
Según la investigación de Fátima (2014), la separación de las sustancias que constituyen
una mezcla es un tema muy importante para los químicos y en muchas industrias. Es el
caso de la industria alimenticia: la destilación un proceso muy utilizado en la preparación
de bebidas alcohólicas resultantes de la fermentación de azúcares y cereales; en la
industria del petróleo el uso frecuente de la destilación fraccionada; para el análisis de
sustancias tóxicas la cromatografía gas – líquido; la obtención de sal a partir del agua
de mar por evaporación y varios procesos de purificación que son esenciales para la
fabricación efectiva de productos como harinas o arenas. Por lo anterior, es importante
profundizar en la temática de mezclas como estrategia de enseñanza de la química para
que el estudiante identifique las propiedades de las sustancias y los posibles métodos de
separación (Fátima. 2014).
Por otra parte, según Rufino & Andoni (2003) y Oliva, Aragón, Bonat y Mateo (2003), la
concepción de la estructura de la materia en sus estados sólido, líquido y gaseoso junto
Marco Teórico 21
con sus propiedades físicas, es una dificultad constante en la edad escolar, lo cual
impide que se puedan abordar conceptos más complejos sin antes despejar los vacíos
conceptuales en estas temáticas que sirven para consolidar otros conceptos como:
propiedades coligativas, principio de Le Chatelier, reacciones químicas, cambios de
estados o efusión y difusión molecular (Rufino & Andoni, 2003) y (Oliva, Aragón, Bonat y
Mateo, 2003).
Como lo plantea Ordoñez (2010), la autenticidad en los procesos de enseñanza
aprendizaje está ausente en la mayoría de aulas de clase, pues no hay un acercamiento
de la realidad que permita al estudiante contribuir al desarrollo de su entorno, por el
contrario lo que se hace es que aprenda conceptos y problemas descontextualizados
para pasar pruebas académicas y las actividades del aula se basan más en los
conocimientos teóricos que se imaginan ya comprendidos, sin estimular la reflexión sobre
el uso o la solución de problemáticas reales, debido a que los problemas son planteados
por los maestros quienes se encuentran en un contexto diferente al del estudiante
(Ordoñez, 2010).
De acuerdo a lo anterior se puede pensar en utilizar metodologías de enseñanza
aprendizaje propias de los salones de clase vinculando los contenidos con situaciones de
la vida diaria, de modo tal que se pueda estimular el aprendizaje, motivar, mejorar la
comprensión y la eficiencia del proceso de enseñanza y de esta forma generar
aprendizaje significativo (Ordoñez, 2010).
Considerando que la enseñanza de la química requiere de la aplicación de ciertas
actividades integradoras que fortalezcan las habilidades y la red conceptual de los
estudiantes, más allá del aprendizaje sencillo y aislado de conceptos y principios es
necesario tener en cuenta que la experimentación forma parte activa de la
contextualización en química (Molina, Carriazo y Farías, 2011). Por eso se propone
utilizar el conocimiento desde una visión situada, centrada en prácticas educativas
auténticas, las cuales requieren ser coherentes, significativas y propositivas que se
ubiquen en un contexto determinado por la sociedad y la cultura de la que el estudiante
forme parte. (Díaz & Barriga. 2003).
Por lo anterior, se debe considerar que la tarea del profesor debe ser creativa y debe
conducir al estudio de la química para la vida, de modo que sea una ciencia que ayude a
22 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
tomar decisiones para un planeta sostenible, solidario y en paz. La ciencia no solo se
centra en sí misma, sino que se fortalece con el aporte que le puede dar a la solución de
problemáticas de la sociedad y que mejor excusa para el aprendizaje de la química, que
el propio medio en el que se desenvuelve el aprendiz (Izquierdo, 2004).
2.2.1 Enseñanza de la Química
La asignatura de la Química dio inicio en Holanda en 1863, fecha en la que la tabla
periódica de elementos de Mendeleev era todavía desconocida; nada se sabía sobre la
estructura del átomo y las uniones químicas eran un gran misterio. El objetivo de impartir
dicha asignatura, en una escuela totalmente elitista, era ilustrar a determinados jóvenes
pertenecientes a poderosas familias de comerciantes holandeses sobre las últimas
técnicas analíticas. Los docentes de dicha asignatura eran investigadores; por lo tanto, la
química escolar involucraba el máximo conocimiento profesional de la época
(Galagovsky, 2008).
En los siguientes 150 años se desarrollaron las teorías físico-químicas, también se
estudiaron nuevos compuestos y tipos de materiales; nuevas técnicas experimentales. La
bioquímica se desarrolló fuertemente, abriendo nuevos campos de conocimiento en
ciencia y tecnología. Debido a que se sostuvo durante todo ese lapso la idea de que la
química en la escuela debía ser un panorama de lo que ésta es como disciplina científica,
se agregaron todos los temas en el currículo, el cual se fue engrosando y la disciplina fue
adquiriendo un perfil de tipo sedimentario, con sucesivas capas de conocimiento
depositadas una sobre otra, no siempre bien conectadas y algunas veces con
inconsistencias entre ellas (Galagovsky, 2008).
Debido a esa presión sedimentaria, los libros de texto fueron eliminando las discusiones,
las controversias, las coexistencias de teorías antagónicas, las historias humanas
asociadas a los descubrimientos (Níaz, 2008). Así, se llegó al currículo actual de la
materia, que no brinda a los estudiantes una idea adecuada de qué es lo que está
pasando en los modernos laboratorios -de investigación o industriales- de química, y no
los atrae a continuar estudiando esta disciplina científica; más bien los induce a todo lo
contrario (Izquierdo, 1999).
Marco Teórico 23
Enseñar ciencias nunca ha sido una tarea fácil, pero parece que los retos se multiplican
en estos tiempos de cambios acelerados, tanto en lo referente a los conocimientos que
hay que enseñar como en los métodos para hacerlo (Jiménez, Caamaño, Oñorbe,
Pedrinaci y de Pro, 2009).
La enseñanza contextualizada enfatiza la naturaleza social del conocimiento, lo cual
permite aprender en relación con otras personas a través de prácticas sociales en
situaciones reales, lo cual indica que el conocimiento es situado y que forma parte de una
actividad del contexto en el que se desarrolla y utiliza, así como la cultura (Meroni,
Copello, Paredes, 2015). Para el lenguaje cotidiano, ciencia y cultura pertenecen a dos
mundos muy distintos, para la enseñanza de las ciencias es deseable que los
conocimientos científicos se consideren parte de la cultura general (Jiménez, et al, 2009).
El docente asume el reto de contextualizar la química con la ciencia cotidiana y orienta al
estudiante a participar en su propio aprendizaje por medio de estrategias didácticas y
experimentales enfocadas a la realización de proyectos, para que se apropie de los
conocimientos científicos básicos y se desenvuelva de manera eficiente en un contexto
determinado por situaciones de su entorno (Vásquez & Manassero, 2008). Se puede
pensar en utilizar metodologías de enseñanza aprendizaje propias de los salones de
clase vinculando los contenidos con situaciones de la vida diaria, como la preparación,
identificación de compuestos químicos y manipulación adecuada de alimentos e
indagación sobre productos comestibles utilizados en el mercado, de modo tal que se
pueda estimular el aprendizaje por medio de la curiosidad científica de acuerdo al tema
seleccionado para investigar, con ello se pretende mejorar la comprensión y la eficiencia
del proceso de enseñanza y de esta forma generar aprendizaje significativo (Ordoñez,
2010).
Considerando que la enseñanza de la química requiere de la aplicación de ciertas
actividades integradoras que fortalezcan las habilidades y la red conceptual de los
estudiantes, más allá del aprendizaje sencillo y aislado de conceptos y principios es
necesario tener en cuenta que la experimentación forma parte activa de la
contextualización en química. Lo cual forma parte de la motivación y del aprendizaje por
medio de la acción donde el estudiante participa de las actividades planteadas por el
docente y enfoca su proyecto hacia la temática de mayor interés generado por su grupo
de trabajo (Molina, et al, 2011).
24 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
Por lo anterior, se debe considerar que la tarea del profesor debe ser creativa y debe
conducir al estudio de la química para la vida, de modo que sea una ciencia que ayude a
tomar decisiones para un planeta sostenible, solidario y en paz. La ciencia no solo se
centra en sí misma, sino que se fortalece con el aporte que le puede dar solución a
problemáticas de la sociedad y qué mejor excusa para el aprendizaje de la química, que
el propio medio en el que se desenvuelve el aprendiz (Izquierdo, 2004).
2.2.2 Experimentación en ciencias
Los trabajos prácticos experimentales son considerados una de las actividades más
importantes en la enseñanza de las ciencias principalmente porque motivan al
estudiante, permiten un conocimiento vivencial de muchos fenómenos y pueden ayudar
a la comprensión de conceptos. También proporcionan experiencias en el manejo de
instrumentos de medida y en el uso de técnicas de laboratorio y de campo con el que
pueden tener un acercamiento al análisis e indagación científica. Constituyen una
oportunidad para el trabajo en equipo y el desarrollo de actitudes y la aplicación de
normas propias del trabajo experimental: planificación, orden, limpieza y seguridad
(Caamaño, 2003).
Para la mayoría de los docentes estas prácticas son un tipo de receta que refuerza las
clases que se dan en el aula. Lo importante de las prácticas de laboratorio, radica en que
los maestros entiendan que éstas facilitan la comprensión de conceptos y que deben
tener siempre un propósito claro, no solo el de llevar a los estudiantes a “experimentar”
(López & Tamayo, 2012).
Los experimentos escolares se diseñan teniendo como referente lo que hacen los
científicos, cuando en realidad deberían ser orientaciones para aprender determinados
aspectos de las ciencias, con su propio escenario: aula, laboratorio escolar, estudiantes,
instrumentos y materiales, algo diferente al de una investigación científica (Izquierdo,
Sanmartí, Neus y Espinet, 1999).
La actividad científica está guiada por la finalidad de explicar, de entender cómo y por
qué sucede algo (Sanmartí, Neus, Márquez y García, 2003). Sin embargo, la experiencia
y los resultados de diversas investigaciones muestran que no siempre las prácticas de
laboratorio son efectivas y no siempre se consiguen los resultados esperados. Gran parte
Marco Teórico 25
de sus insuficiencias se atribuyen al carácter cerrado con que se plantean, a su
presentación como un conjunto de instrucciones que los estudiantes deben seguir, sin
darles tiempo ni ocasión para que aprecien cuál es el objetivo que persigue la tarea
propuesta y cómo puede ser resuelta (Caamaño, 2003). Muchas de las dificultades de los
estudiantes se concentran en conectar aquello de lo que se habla en clase con su
experiencia (Sanmartí, 2003).
El uso de los instrumentos también es necesario para construir hechos científicos. Su uso
permite empezar a reconocer magnitudes distintas porque se necesitan instrumentos
distintos para medirlas. El aprendizaje de una determinada técnica no tiene una finalidad
en sí misma, sino la construcción de los modelos asociados (Sanmartí, et al, 2003).
La actividad experimental es uno de los aspectos clave en el proceso de enseñanza y
aprendizaje de las ciencias tanto por la fundamentación teórica que puede aportar a los
estudiantes, como por el desarrollo de ciertas habilidades y destrezas para las cuales el
trabajo experimental es importante. Las prácticas de laboratorio brindan a los
estudiantes la posibilidad de familiarizarse con los fenómenos, ilustrar un principio
científico, desarrollar actividades prácticas, contrastar hipótesis, investigar (Caamaño,
1992), cómo se construye el conocimiento dentro de una comunidad científica, cómo
trabajan los científicos, cómo llegan a acuerdos y cómo reconocen desacuerdos, qué
valores mueven la ciencia, cómo se relaciona la ciencia, la sociedad, la cultura, la
política, la economía y todos los roles que desarrolla el ser humano (López & Tamayo,
2012).
Para hacer ciencia es necesario actuar con una meta propia que sirva para interpretar el
mundo, darle significado para intervenir en él, utilizar la capacidad humana de
representarse mentalmente lo que se está haciendo y de emitir juicios, intervenir en los
fenómenos que se producen en el mundo físico y biológico y aprovecharlos para mejorar
las condiciones de vida e intentar comprenderlos (Izquierdo et al, 1999).
Si lo fundamental en las ciencias son las teorías y éstas se obtienen mediante la
conexión entre un modelo teórico y un dominio de fenómenos, para poder enseñar
teorías es imprescindible disponer de un mundo apropiado e intervenir en él de manera
consciente y reflexiva. Difícilmente se llegará a poder experimentar de manera autónoma,
debido a que los métodos y los instrumentos para los estudiantes son tan desconocidos
26 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
como las teorías científicas; los experimentos no van a tener sentido para ellos si no es a
través de su reconstrucción escrita, gracias a la cual tomará sentido tanto el proceso
como la visión del mundo que resulte de él (Izquierdo, et al, 1999).
En la escuela debemos enseñar este “hacer y pensar” aceptando que las clases de
ciencias deben servir tanto para estudiar (comprender y recordar) el conocimiento
estructurado y normativo del currículo de acuerdo con los valores propios de la escuela
como para formar personas autónomas y capaces de pensar de manera crítica (Izquierdo
et al, 1999).
2.2.3 Proyectos de investigación
Los humanos tenemos la capacidad cognitiva de indagar nuestro entorno por necesidad
y por curiosidad. Nos interesa conocer aspectos de la naturaleza para comprenderla y
explicarla; así, poco a poco, la civilización se dirigió a la naturaleza no sólo para temerle,
sino también para dominarla (Galagovsky, 2008).
Una investigación es una actividad encaminada a contestar una pregunta teórica o a
resolver un problema práctico mediante el diseño y la realización de un experimento y la
evaluación del resultado (Caamaño, 1992).
Las investigaciones constituyen la actividad central de muchas visiones actuales sobre la
enseñanza de las ciencias. Woolnough (1991) citado por Caamaño (1992), ha propuesto
que las investigaciones deberían plantearse no sólo con relación a los contenidos
conceptuales y procedimentales, sino con la finalidad básica de dar la oportunidad a los
estudiantes de resolver problemas prácticos y adquirir confianza en su propia capacidad
para resolverlos, de forma semejante a la propuesta de organizar la enseñanza de las
ciencias en torno a la resolución de problemas auténticos. (Caamaño, 1992).
Una investigación puede iniciar con la fase de percepción e identificación del problema
en la cual los estudiantes deben darse cuenta de cuál es la situación que hay que
resolver. Luego planificar el proceso de investigación de acuerdo a las variables que
vayan a escoger (Caamaño 1992) y derribar la idea de seguir detalladamente una
secuencia de pasos, o un método científico. Habría, pues, metodologías científicas, tan
variadas como problemas diferentes por abordar. La sofisticación y rigurosidad de las
Marco Teórico 27
metodologías científicas tienen que ver con los instrumentos tecnológicos y teóricos
construidos a lo largo de la historia (Galagovsky, 2008).
El aprendizaje de las ciencias orientada a partir de proyectos o de centros de interés,
considera la escuela como una comunidad de aprendizaje, cuyo horizonte es dilucidar
dilemas y preguntas, deliberar y realizar balances, y es un espacio en el que todos están
ocupados según los roles acordados. Los proyectos son un proceso en el que se
aprende a medida que se actúa sin tener en mente una asignatura específica, pues no
son las asignaturas lo que configura el horizonte, porque en los proyectos el
conocimiento no se deja fraccionar (Jurado, 2016).
Al respecto, dice Not, L. que:
“El que aprende necesita comprender lo que hace, saber por qué lo hace
(conciencia de las metas inmediatas aunque también las más o menos
alejadas), conocer las razones que justifican la elección de las acciones
seleccionadas para conseguir la meta (¿por qué se hace esto y no aquello?),
comprender la organización de su desenvolvimiento (¿por qué se encadenan
de esta manera los elementos que son o deben ser sucesivamente
aprehendidos?), asegurar un nexo entre este desarrollo y su propio devenir.
Todo esto nos orienta hacia una pedagogía del proyecto: proyecto de uno
mismo como respuesta a la necesidad de motivaciones, proyecto programa
como respuesta a la necesidad de un marco organizador del saber, y
proyecto temático como respuesta a la necesidad de un marco organizador
de las actividades para el estudio del objeto definido” (Not, 1992).
Los proyectos de investigación pretenden que el estudiante se acerque a una realidad
concreta en un ambiente académico en el que desarrolle sus habilidades para resolver
situaciones reales con lo que se motive a aprender. En esta experiencia, el estudiante
aplica el conocimiento adquirido en un producto dirigido a satisfacer una necesidad
social, lo cual refuerza sus valores y su compromiso con el entorno. Los equipos de
trabajo ofrecen grandes oportunidades para el aprendizaje y prepararan a los estudiantes
para trabajar en un ambiente y en una economía cambiante (ABP, 2016).
28 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
2.2.4 Enseñanza de la Química en la Cocina
La comida es una herramienta muy útil para la enseñanza de las ciencias, debido a que
tiene la posibilidad de brindar a los estudiantes la oportunidad de observar, describir,
calcular, graficar y explicar datos (Phillips, Druffin y Geist, 2004).
La utilización de la cocina como laboratorio doméstico es un recurso muy utilizado
cuando se pretende conectar la química con la vida cotidiana. La cocina y los fenómenos
que suceden en ella, suele ser uno de los escenarios preferidos para contextualizar en
ciencias (Jiménez, López y Márquez, 2010). La enseñanza de la química en la cocina
permite minimizar los costos y los materiales peligrosos que se manipulan en el
laboratorio (Provost, 2016), minimiza la contaminación por residuos peligrosos y resulta
interesante para los estudiantes probar los resultados de su producto, darlo a conocer a
otras personas y relacionarlo con temáticas científicas.
Las temáticas sugeridas en los estándares nacionales se van relacionando con
situaciones reales trabajadas en la cocina. Las clases de ciencias naturales y
matemáticas permiten desarrollar habilidades en los diferentes cursos y edades, a su vez
favorecen el desenvolvimiento de habilidades culinarias en los estudiantes (Phillips,
Druffin y Geist, 2004).
Muchos chefs valoran la intervención de la ciencia en la cocina principalmente porque se
ha fortalecido la tecnología para la preparación de los alimentos, les permite conocer su
naturaleza, la causa de su deterioro y los principios para el procesamiento de alimentos
crudos (Provost, 2016)
Cada una de las actividades programadas con alimentos, se estructura al nivel de una
exploración científica, lo cual implica recolectar datos, tomar apuntes, formular hipótesis,
resolver problemas, seguir procesos estructurados y proporcionar evidencia para las
conclusiones. Cada informe presentado es evaluado con el fin de incorporar las
aplicaciones a la vida real y permitir a los estudiantes inferir sobre aspectos como
tiempos de cocción de verduras para mantener sus propiedades o alteraciones de
composición química entre los alimentos enlatados y no enlatados (Phillips, Druffin y
Geist, 2004).
Marco Teórico 29
Una modalidad para la evaluación de las temáticas relacionadas con ciencia y cocina es
con la asignación de diferentes categorías previamente asignadas por el profesor y con
un póster que recoja los elementos comunes de las actividades, los aspectos
relacionados con la comida y la nutrición con el fin de (Phillips, Druffin y Geist, 2004).
“Sólo habiendo interés y entusiasmo, sólo sintiendo la necesidad del
conocimiento, podrán desarrollarse actitudes científicas. No tiene ningún
efecto positivo dar una colección de fórmulas tediosas y faltas de sentido
entre sí y con la realidad de los estudiantes. Es inútil esperar que los
estudiantes cambien sus actitudes ante el aprendizaje si los maestros no
cambiamos nuestra actitud ante la enseñanza, si no empezamos a descubrir
la ciencia como algo que tiene que ver cotidianamente con nuestra vida,
como la cocina” (Córdova, 1995).
Los maestros disfrutan de la motivación que presentan sus estudiantes por el trabajo
realizado con el aprendizaje de las ciencias con comida, se valora más el tiempo
invertido en la preparación de cada una de las actividades, las nuevas ideas que
relacionaron con los estándares curriculares de la comida con las ciencias y el
aprendizaje en el contexto del estudiante, ya sea porque estudie ciencias, aprenda sobre
su salud o sobre una adecuada nutrición (Phillips, Druffin y Geist, 2004).
2.2.5 Clubes de Ciencias
Los clubes de ciencias son espacios habilitados para que los estudiantes descubran y
desarrollen sus competencias científicas por medio de la libre elección de temáticas
relacionadas con sus gustos e intereses pues allí tienen la oportunidad de experimentar
en el laboratorio de ciencias, conocer diferentes opiniones sobre situaciones planteadas
por compañeros del curso y asumir responsabilidades dentro de su equipo de trabajo, de
acuerdo sus capacidades. El docente encargado es el responsable de orientar a los
estudiantes. En estos círculos de trabajo es conveniente el uso de temas provenientes
del contexto que permitan el desarrollo de competencias científicas y responden a la
curiosidad que caracteriza a los estudiantes que escogen el trabajo intensivo en ciencias
naturales. El docente de química puede entonces, asumir el reto de usar como referente
la química del entorno y orientar al estudiante a participar en su propio aprendizaje por
30 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
medio de estrategias didácticas logrando que se apropie con más profundidad de los
conocimientos científicos.
En estos clubes dentro de una organización permanente y en forma sistemática, se
desarrollan actividades que facilitan y respaldan la realización de propuestas (proyectos,
talleres, seminarios, trabajos de campo, etc.) de interés común. De esta manera, ofrecen
un ámbito propicio para dialogar, debatir y compartir las experiencias e inquietudes de
sus miembros y facilitan el desarrollo del sentido de pertenencia e identidad para con el
trabajo en equipo. Por otro lado, dado que el proceso de apropiación de conocimientos
científicos y tecnológicos parte de los intereses de sus miembros, se construye una
oportunidad valiosa para la concreción de aprendizajes que atienden a la diversidad y a
la investigación (MCyT, 2012)
Según Acevedo & Aduriz- Bravo (2013) los clubes de ciencias se remiten a proyectos
donde aquellos niños en edad escolar presentan intereses especiales por el área y
participan en un espacio educativo dentro de la institución escolar. En el Club de
Ciencias se han encontrado intervenciones que tienden a sostener propuestas
experimentalistas, que desde la perspectiva del docente permitirían sostener el interés de
los niños y niñas por el estudio de las ciencias (Acevedo & Aduriz- Bravo, 2013).
El club de ciencias es una de las actividades que funciona para mantener ocupados a los
integrantes. Se refiere a que se establecen actividades científicas que sean interesantes
para los estudiantes. El docente debe invertir muchos esfuerzos, de lo contrario los niños
rápidamente se aburrían. Para ello, se necesita un espacio establecido para el trabajo del
club, puede ser un laboratorio con varios instrumentos, muestras y curiosidades (Alves,
2010).
2.2.6 Algunas actividades de los Clubes de Ciencias
Los clubes de ciencias se constituyen como una herramienta de enorme potencial para
aprender a investigar, y justamente investigar se aprende investigando tanto en formatos
de educación formal como no formal. Si bien es cierto que el mayor potencial se
encuentra en los ámbitos formales de educación ya que se trabaja con contenidos
científicos y tecnológicos, no siempre existe la posibilidad de realizar investigaciones o
Marco Teórico 31
producciones. Sin embargo, son innumerables las actividades que se pueden realizar en
estos espacios científicos. Algunas actividades se muestran en la Tabla 2-3 (Sosa, 2010).
Según Bazo (2011) en el Club de Ciencias se brinda la posibilidad de realizar una amplia
gama de tareas. En la Tabla 2-3 se señalan algunas de las actividades agrupadas por
afinidades.
Tabla 2-3: Algunas actividades dentro de un club de ciencias (Bazo, 2011).
Posibles actividades dentro de un Club de Ciencias
Taller de Ciencias Trabajos de investigación en: Ciencias experimentales, ciencias exactas,
ciencias sociales, informática y tecnología
Salidas de estudio Campamentos científicos, visitas y excursiones
Extensión cultural
Cursos, charlas, conferencias, proyecciones exposiciones (ferias y
congresos científicos), concursos (fotográficos, artísticos, etc.), encuentros
(con otros clubes).
Difusión Boletín periódico, visitas al club, entrevistas con medios de información,
concurrencia a otras escuelas.
Desarrollo y acción
comunitaria
Fabricación de elementos para el club, mantenimiento de materiales,
(herbarios, terrarios), laboratorio de fotografía, apoyo a instituciones
escolares y comunitarias.
Recursos Gestión de recursos económicos y materiales, administración de los
recursos.
2.2.7 Clubes de Ciencias en Colombia
Según Hoyos & Posada (1996), los países de reciente industrialización han dado una
altísima prioridad al fortalecimiento de su infraestructura científica y tecnológica como
elementos esenciales en sus planes de desarrollo. Países como Corea, Singapur o
Malasia, han logrado en menos de un cuarto de siglo crear una sólida industria en
sectores de tecnología avanzada, gracias a que tomaron la decisión de dar un gran
énfasis al desarrollo científico y tecnológico (Hoyos & Posada, 1996).
En Colombia es menester crear conciencia en el público en general sobre la importancia
de la ciencia y la tecnología para la sociedad y despertar en él el interés por esos temas,
mostrando al mismo tiempo la importancia de la labor del investigador, para así
incrementar su reconocimiento social. Eso se logra en buena parte a través de la
educación informal que se difunde en los medios de comunicación, las revistas de
divulgación, los museos de ciencias y el conjunto de actividades que, por fuera del aula
32 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
formal, presentan a la ciencia en lenguaje accesible al público y despiertan su
entusiasmo. Del mismo modo es importante reformar la educación formal, haciéndola
más conceptual y menos memorística, fomentando la creatividad, la curiosidad y el
espíritu crítico y complementándola con actividades extraescolares, y precisamente la
conformación de los clubes de ciencias, talleres, excursiones, seminarios y ferias de la
creatividad son una buena estrategia para lograrlo, ya que brindan espacios para
desarrollar habilidades en un ambiente menos rígido que la escuela, por medio de
actividades interesantes y divertidas (Hoyos & Posada, 1996).
De acuerdo a lo anterior, en Colombia se ha establecido la propuesta Clubes de Ciencia
Colombia (CdeC-Col) que es un programa educativo que busca despertar en jóvenes
colombianos su pasión por la ciencia y la tecnología, y en el proceso de crear una red
internacional de colaboración académica para beneficio del desarrollo social y económico
del país.
“Nuestro principal objetivo es la formación del pensamiento crítico e
investigativo, la creatividad y las habilidades de comunicación, acompañados
de una visión positiva y proactiva hacia la ciencia y la tecnología. Clubes de
Ciencia busca también estimular el interés por carreras profesionales en
Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas (STEM por sus siglas en
inglés), y facilitar el acceso a investigadores profesionales de las
universidades más reconocidas de EE.UU. y otros países.
Por otro lado, tenemos un interés especial en promover la ciencia y la
tecnología como constructores de paz que nuestro país tanto necesita. Al
hacer un énfasis especial en llegar a jóvenes de bajos recursos, de zonas
particularmente afectadas por la inseguridad y la violencia, y en
descentralizar el acceso a la educación de alto nivel en la medida en la que la
infraestructura local lo permita, CdeC-Col quiere inculcar en estos jóvenes
una visión diferente y positiva sobre las formas en las que pueden desarrollar
su talento, y mostrarle al país el gran recurso humano con el que contaría si
se les dieran las herramientas para aprovecharse constructivamente.” (CdeC-
Col, 2017)
Marco Teórico 33
2.2.8 Taxonomía de Objetivos de la Educación
La clasificación de los objetivos de la educación, también conocida como Taxonomía de
Bloom, es muy valorada por los docentes como una herramienta clave a la hora de
desarrollar el proceso de enseñanza aprendizaje en el aula y evaluar el nivel cognitivo
adquirido por un estudiante en su asignatura (Aliaga, 2012).
La taxonomía Bloom fue diseñada para ayudar a profesores y a diseñadores
educacionales a clasificar objetivos y metas educacionales. Su teoría estaba basada en
la idea que no todos los objetivos educativos son igualmente deseables. Por ejemplo, la
memorización de hechos, si bien es una cualidad importante, no es comparable a la
capacidad de analizar o evaluar contenidos (Aliaga, 2012).
Según Church (2008), Bloom categorizó y ordenó habilidades y objetivos de
pensamiento. Su taxonomía sigue un proceso de pensamiento donde no se puede
entender un concepto si no se recuerda primero. Del mismo modo no se puede aplicar el
conocimiento y los conceptos si no se entienden. Es un continuo proceso para el
desarrollo de habilidades de pensamiento de orden inferior a habilidades de pensamiento
de orden superior (Church, 2008).
La educación puede estructurarse en torno a tres tipos de aprendizajes fundamentales
que serán los pilares del conocimiento de cada individuo. El dominio cognitivo: que es
aprender a conocer. El dominio psicomotor: que corresponde a aprender a hacer. Y el
dominio afectivo: que es aprender a ser y a vivir juntos (Losada & Velásquez, 2011).
2.2.9 Dominio Cognitivo
Un antiguo estudiante de Bloom, Lorin Anderson publicó: Revisión de la Taxonomía de
Bloom en 2001. La clave para esto fue el uso de verbos en lugar de sustantivos y una
reorganización de la secuencia dentro de la taxonomía (Church, 2008). Se ordenaron en
orden creciente, de menor a mayor como se indica en la Figura 2-1.
34 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
Figura 2-1:Organización de los objetivos del pensamiento cambiando sustantivos (1956) por verbos (2001) (Church, 2008)
.
Esto quiere decir que después de realizar un proceso de aprendizaje, el estudiante debe
haber adquirido nuevas habilidades y conocimientos. La taxonomía de Bloom ha sido
ampliamente revisada y mejorada a lo largo de las décadas, por autores como Andrew
Church, quien en 2008, propuso seis dominios, los cuales se presentan a continuación
(ScolarTIC).
Recordar: Implica conocimiento de hechos específicos, de formas y medios de tratar
con los mismos, conocimientos de lo universal y de las abstracciones específicas de
un determinado campo del saber, terminología, esquemas, procesos o teorías. Son
de modo general, elementos que deben memorizarse (Aliaga, S., 2012). Este nivel
pretende que el estudiante recuerde el conocimiento que ya posee. Para llevar a
cabo este nivel el docente puede proporcionar ayuda al estudiante facilitándole
contenido o guiándole para que sea el propio alumno el que realice la búsqueda de
su propio conocimiento y lo recuerde. Verbos clave: reconocer, escuchar, describir,
identificar, nombrar, localizar.
Comprender: Corresponde a la habilidad elemental para apropiarse del significado
de una comunicación. Al alcanzarla el aprendiz puede captar el sentido que tiene
para darle un significado mejor para él; se trata por ejemplo de la comprensión de
Marco Teórico 35
una instrucción oral o escrita, o la percepción de lo que ocurrió en una situación
particular (un hecho experimental) (Aliaga, 2012). Este nivel consiste en construir
significado y relacionar conocimientos entre sí. El estudiante debe hacer uso de los
materiales que se le presentan o que obtuvo durante el primer nivel. Debe
aprehender el contenido, generalizarlo y relacionarlo entre sí por lo que el
pensamiento abstracto juega un papel importante. Además, debe ser capaz de
explicar la relación entre los datos o el contenido. Verbos clave: interpretar, resumir,
parafrasear, clasificar, comparar, explicar, ejemplificar.
Aplicar: Corresponde a la habilidad para utilizar comprensiones logradas, en
situaciones nuevas mediante lo cual se demuestra que se usará o se utilizará
correctamente para resolver un problema real o ideal, planteado mental o
concretamente en términos científicos o en una discusión relativa al campo de
fenómenos pertinentes. El conocimiento de aplicación es el que concierne a la
interrelación de principios y generalizaciones con casos particulares o prácticos
(Aliaga, 2012). En este nivel el estudiante asume un papel más activo y debe llevar a
cabo el conocimiento adquirido en una actividad, teoría, idea o práctica. También
debe desarrollar un procedimiento a través de la ejecución o implementación del
mismo.
Verbos clave: implementar, usar, ejecutar, descubrir, determinar, elaborar,
experimentar, seleccionar, resolver.
Analizar: El análisis implica la división de un todo en sus partes identificando motivos
y causas y la percepción del significado de las mismas en relación con el conjunto
(Aliaga, 2012). El estudiante distingue, clasifica y relaciona evidencias o estructuras
de un hecho o de una pregunta, se hace preguntas, elabora hipótesis, puede
solucionar problemas a partir del conocimiento adquirido por medio de su propio
razonamiento. Hace inferencias y encuentra evidencia para fundamentar
generalizaciones. En este nivel ha de irse de lo global a lo específico
descomponiendo el problema en diferentes partes para analizar las relaciones entre
ellas.
Verbos clave: comparar, organizar, deconstruir, atribuir, categorizar, relacionar,
escoger, inferir, contrastar.
36 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
Evaluar: Este tipo de conocimiento comprende una actitud crítica ante los hechos. Es
una habilidad sobre el valor que tienen ciertas ideas, trabajos, materiales, soluciones
o métodos. Los juicios pueden ser cuantitativos y/o cualitativos, debe hacerse con
base en criterios internos y/o externos (Aliaga, 2012), y basarse en criterios
fundamentados en la comprobación. Requiere también realizar juicios del proceso
realizado, de los materiales, los métodos y/o los contenidos. Verbos clave:
comprobar, realizar hipótesis, criticar, experimentar, juzgar, testear, detectar.
Crear: Es una habilidad para juntar los elementos y las partes para construir un todo
nuevo, con sentido creador, a fin de que lleguen a construir un patrón o estructura
que no se especifica, puede consistir en la producción de una comunicación, un plan
de operaciones o la derivación de una serie de relaciones abstractas (Aliaga, 2012).
El estudiante crea, integra, combina ideas, planea y propone nuevas maneras de
hacer aplicando el conocimiento y las habilidades anteriores para producción
innovadora. Se adapta, prevée, se anticipa, categoriza, colabora, se comunica y
compara para crear un todo coherente y funcional mediante la planificación o la
producción. En este nivel se deben tener las suficientes competencias y habilidades
para manejar el conocimiento aprendido y crear uno nuevo a través de diferentes
herramientas y mediante su propio saber hacer. Verbos clave: diseñar, construir,
planificar, producir, inventar, hacer, integrar, formular, estructurar.
En la Figura 2-2, se muestra una rueda de verbos como resumen de la Taxonomía de
Bloom.
Marco Teórico 37
Figura 2-2:Rueda de verbos basada en la Taxonomía de Bloom (Church, 2008)
La taxonomía de Bloom requiere un avance jerárquico en la adquisición del
conocimiento, tal como se presenta en la Figura 2-3.
Figura 2-3: Avance de la adquisición del conocimiento según taxonomía de Bloom.
Antes de llegar a entender un concepto hay que recordarlo, antes de poder aplicarlo hay
que entenderlo, antes de analizarlo hay que aplicarlo, antes de evaluar su impacto hay
que analizarlo y antes de crear hay que recordar, comprender, aplicar, analizar y evaluar
(Church, 2008).
Recordar el concepto
Entenderlo
Aplicarlo
Analizarlo
Evaluarlo
Crearlo
38 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
2.2.10 Dominio Psicomotriz
Dentro de este dominio se clasifican fundamentalmente las destrezas. Estas son
conductas que se realizan con precisión, exactitud, facilidad, economía de tiempo y
esfuerzo. Dichas destrezas pueden variar en frecuencia, energía y duración. La
frecuencia indica el promedio o cantidad de veces que una persona ejecuta una
conducta. La energía se refiere a la fuerza o potencia que una persona necesita para
ejecutar la destreza, y la duración en el lapso durante el cual se realiza la conducta.
Algunos de los objetivos que conforman el dominio psicomotriz son las destrezas para:
Hacer montajes, calibrar, armar, conectar, construir, limpiar, componer, fijar, trazar,
manipular, mezclar (Aliaga, 2012).
2.2.11 Dominio Afectivo
Los objetivos afectivos apuntan típicamente a la conciencia y crecimiento en actitud,
emoción y sentimientos, el modo como la gente reacciona ante el dolor o la alegría de
otros. Los objetivos del campo afectivo se manifiestan a través de la recepción, la
respuesta, la valorización, la organización y la caracterización con un valor o un complejo
de valores (Aliaga, 2012).
Hay cinco niveles en el dominio afectivo. Mencionando los procesos de orden inferiores a
los superiores, basado en Church (2008).
Recepción: El estudiante presta atención en forma pasiva. Sin este nivel no puede
haber aprendizaje. También se puede interpretar como la toma de conciencia.
Algunos verbos clave son: Preguntar, describir, dar, seleccionar, usar, elegir, seguir,
retener, replicar, señalar.
Respuesta: El estudiante participa activamente en el proceso de aprendizaje, no sólo
atiende a estímulos, el estudiante también reacciona de algún modo. Algunos verbos
clave son: Contestar, cumplir, discutir, actuar, informar, ayudar, conformar, leer,
investigar.
Valoración: El estudiante asigna un valor a un objeto, fenómeno o información.
Algunos verbos clave son: Explicar, invitar, justificar, adherir, iniciar, proponer,
compartir, defender.
Marco Teórico 39
Organización: El estudiante puede agrupar diferentes valores, informaciones e ideas
y acomodarlas dentro de su propio esquema comparando, relacionando y elaborando
lo que ha aprendido. Algunos verbos clave son: Adherir, defender elaborar,
jerarquizar, integrar, combinar, ordenar, relacionar.
Caracterización: El estudiante cuenta con un valor particular o creencia que ahora
ejerce influencia en su comportamiento de modo que se torna una característica.
Algunas características son Actuar, asumir, identificarse, comprometerse,
cuestionarse, proponer.
La taxonomía de Bloom orienta al docente para comprender cómo aprenden los
estudiantes, con el fin de desarrollar ese aprendizaje de la forma más eficiente posible
convirtiéndose en un método que guía para el estudiante durante cada etapa del proceso
de realización de sus actividades, con el propósito de asegurar un aprendizaje
significativo y la adquisición de habilidades que permitan el uso del conocimiento
construido (ScolarTIC, 2017).
2.2.12 Investigación cualitativa
Una definición tomada del texto Metodología de la Investigación de Hernández (2006),
hace referencia a que la investigación cualitativa utiliza la recolección de datos sin
medición numérica para descubrir o afinar preguntas de investigación en el proceso de
interpretación. El enfoque cualitativo a veces referido como investigación naturalista,
fenomenológica, interpretativa o etnográfica, es una especie de "paraguas" en el cual se
incluyen una variedad de concepciones, visiones, técnicas y estudios no cuantitativos
(Grinnell, 1997. Citado por Hernández, 2006).
Dentro del enfoque cualitativo existe una variedad de concepciones o marcos de
interpretación, pero en todos ellos hay un común denominador: el patrón cultural (Colby,
1996), que parte de la premisa de que toda cultura o sistema social tiene un modo único
para entender situaciones y eventos. Esta cosmovisión, o manera de ver el mundo,
afecta la conducta humana. Los modelos culturales se encuentran en el centro del
estudio de lo cualitativo, pues son entidades flexibles y maleables que constituyen
marcos de referencia para el actor social, y están construidos por el inconsciente, lo
transmitido por otros y por la experiencia personal. (Hernández, 2006).
40 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
Salgado (2007) retoma que, según Jiménez-Domínguez (2000), los métodos cualitativos
parten del supuesto básico de que el mundo social está construido de significados y
símbolos. De ahí que la intersubjetividad sea una pieza clave de la investigación
cualitativa y punto de partida para captar reflexivamente los significados sociales. La
realidad social así vista está hecha de significados compartidos de manera intersubjetiva.
La investigación cualitativa puede ser vista como el intento de obtener una comprensión
profunda de los significados y definiciones de la situación tal como nos la presentan las
personas, más que la producción de una medida cuantitativa de sus características o
conducta (Salgado, 2007).
Para Álvarez-Gayou (2003), los métodos cualitativos son humanistas. Cuando reducimos
las palabras y los actos de la gente a ecuaciones estadísticas, perdernos de vista el
elemento humano de la vida social. Si estudiamos a las personas cualitativamente,
llegamos a conocerlas en lo individual y a experimentar lo que ellas sienten en sus luchas
cotidianas en la sociedad; aprendemos sobre conceptos tales como belleza, dolor fe,
sufrimiento, frustración y amor, cuya esencia se pierde con otros enfoques investigativos
(Álvarez- Gayou 2003).
Los investigadores cualitativos siguen directrices orientadoras, pero no reglas. Los
métodos sirven al investigador, pero nunca es un esclavo de un procedimiento o técnica.
En la investigación cualitativa se habla de la necesidad de lograr y asegurar la obtención
de la situación real y verdadera de las personas que se investigan y en este sentido, será
preferible y más descriptivo hablar de la necesidad de autenticidad, más que de validez.
Esto significa que las personas logren expresar realmente su sentir (Álvarez-Gayou
2003).
2.2.13 Estrategia didáctica
Esta estrategia didáctica propone y promulga la enseñanza de las ciencias para
comprender y recordar conceptos del conocimiento estructurado de mezclas y gases con
experimentación en la cocina, exaltando los valores propios de la persona en su
formación autónoma y de pensamiento crítico reflexivo; propicia la transformación de las
percepciones y comportamientos de estudiantes pertenecientes al club de ciencias con
respecto al proceso para escoger y desarrollar proyectos de investigación con la
Marco Teórico 41
comunidad en la que están inmersas, dando prioridad al autocuidado por medio de la
experimentación en la cocina.
Los antecedentes de la investigación con temáticas de gases y mezclas son el punto de
partida para generar la estrategia didáctica. En la que se presentan algunas
investigaciones enfocadas al estudio de las mezclas y los gases por separado, sin
embargo, vale la pena aclarar que éstos son solo algunos de los ejemplos ya que dichas
temáticas son parte fundamental del plan de estudios para la enseñanza de la química,
pues son preámbulo para temas posteriores de mayor complejidad y han sido estudiados
por varios investigadores en enseñanza de la química.
2.3 Antecedentes de investigación con mezclas y gases
Conectar el estudio de la ciencia con la vida cotidiana es uno de los primeros esfuerzos
que realizan los docentes para hacer comprensibles los conceptos y fenómenos de la
ciencia. (Jiménez-Liso, et al, 2010). Es por eso que, al identificar algunas dificultades de
los estudiantes en las concepciones relacionadas con el estudio de la ciencia, se
escogieron las experiencias de Siso, Estrada, Carrascal y Mendoza (2014); Rufino, T. &
Andoni, G., (2003); Parolo, M., Barbieri, L., y Chrobak, R. (2004); Nappa, N., Insausti, M.
y Siguenza, A. (2005); y Alves de Oliveira (2010) para tener un acercamiento al proceso
de enseñanza aprendizaje sobre las temáticas relacionadas con mezclas y gases, y la
conformación de un club de ciencias
Tabla 2-4: Antecedentes de investigación en mezclas y gases.
Artículo Resumen Discusión
Siso P, Z., Estrada E, E., Carrascal D, E.& Mendoza M. Cristal. (2014). Un modelo de secuencia de enseñanza de la temática mezclas. Tipos y Separación de Mezclas. Revista Electrónica. Diálogos Educativos. 29 (15), 124, 140.
Hacen un estudio de las dificultades de los estudiantes al abordar los temas relacionados con la materia y sus propiedades. Para ello se hace una revisión del tema y posteriormente se presentan una serie de prácticas de laboratorio relacionadas con la vida cotidiana.
A pesar de no tener resultados detallados, el material que se presenta es muy valioso para el diseño de la estrategia didáctica, pues las actividades se centran en el uso de material de cocina.
Rufino, T. & Andoni, G. (2003). Revisión de las concepciones alternativas de los estudiantes de secundaria sobre la estructura de la materia. Educación Química. 14 (2) 92-105.
Realizan una revisión de los múltiples términos que se han utilizado para caracterizar las ideas de los estudiantes acerca de los fenómenos naturales involucrando disoluciones y estados de agregación.
Utilizan una metodología para el uso de conceptos modernos macro y microscópicos para abordar la temática de disoluciones y estados de agregación de las sustancias.
42 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
Parolo, M.E., Barbieri, L.M., y
Chrobak, R. (2004). La
metacognición y el
mejoramientode la enseñanza de
química universitaria. Enseñanza de las ciencias. 22 (1). 79-92
En la enseñanza de la ciencia para universitarios se pretende motivar el aprendizaje de las química debido a la relevancia que ésta presenta en la sociedad, por ello se propone el tema de disoluciones para favorecer el aprendizaje significativo.
Presentan herramientas metacognitivas para abordar la temática de disoluciones.
Nappa, N. Insausti, M y Siguenza, A. (2005). Obstáculos para generar representaciones mentales adecuadas sobre la disolución. Revista Eureka sobre enseñanza y divulgación de las ciencias. 2 (3). 344 – 363
Se hace un análisis de los obstáculos más importantes en la generación de representaciones mentales sobre mezclas. Proponen una metodología que favorece el proceso enseñanza – aprendizaje del tema.
Se identifican dificultades específicas en los procesos de enseñanza – aprendizaje de mezclas, orientando al lector para realizar una secuencia pedagógica que favorezca el desarrollo del tema
Alves de Oliveira, Moisés (2010) Alfabetizaçao Científica no clube de ciências do ensino fundamental: uma questão de inscriçao. Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências.
Este trabajo analiza algunos aspectos que constituyen los juegos de conquista en el proceso de alfabetización científica en un club de ciencias en que las prácticas de
laboratorio son el elemento central.
El trabajo se orienta a la alfabetización científica por medio de la contextualización de la naturaleza de las cosas. Analiza apreciaciones científicas de los integrantes del club ante el trabajo experimental
La estrategia apuesta por los proceso de enseñanza de gases y mezclas con el uso de
proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación en la cocina.
2.4 Evaluación de la estrategia didáctica
La estrategia se evaluó permanentemente de acuerdo al cumplimiento de los objetivos
propuestos por cada grupo, con el fin de dar continuidad de una fase a otra en el
desarrollo del proyecto de investigación. Como instrumentos de evaluación la estrategia
propuso utilizar la asistencia a los encuentros programados, la puntualidad y la
responsabilidad con entregas de tareas asignadas; además una rúbrica de evaluación
para exposición oral y una encuesta realizada antes de terminar el proceso de
investigación para conocer el avance del proyecto.
3. Entorno Escolar
El Colegio El Carmen Teresiano de Bogotá es un centro educativo privado inspirado en
los principios de la Iglesia Católica. Pertenece a la Congregación Española de Hermanas
Carmelitas Teresas de San José. Se encuentra ubicado en el área urbana de la
Localidad Rafael Uribe Uribe en el sur oriente de la ciudad de Bogotá. Es uno de los
colegios privados más grandes de la localidad y cuenta con 1130 estudiantes de
preescolar, primaria y secundaria. Desde la fundación del Colegio, en el año 1965, hasta
el año 2009, el colegio se caracterizó por ser femenino; a partir del año 2010 se
implementó progresivamente la modalidad mixta y actualmente, (2017), se encuentran
niños y niñas hasta grado séptimo y de octavo a undécimo el colegio es femenino.
Con fundamento en información suministrada por la institución educativa, la mayoría de
familias de los estudiantes de la Institución pertenecen al estrato 3 y 4. Se caracterizan
por tener trabajos estables, lo cual permite que los estudiantes cuenten con el apoyo
económico de su familia y tengan una proyección profesional definida, con posibilidades
de estudiar en universidades públicas o privadas; lo anterior se evidencia en la cantidad
de profesionales exitosas egresadas del colegio.
En el Colegio El Carmen Teresiano se ofrece una área de libre elección denominada
Proyecto de Investigación desde grado sexto hasta undécimo, la cual se desarrolla de
acuerdo a los intereses de los estudiantes y está orientada por el Departamento de
Investigación de la institución educativa según el Modelo Europeo de Excelencia
Empresarial, conocido como Modelo EFQM; el concepto fundamental de dicho modelo es
la autoevaluación basada en un análisis detallado del funcionamiento del sistema de
gestión de la organización usando como guía los criterios del modelo. Este es el primer
colegio en Latinoamérica en recibir la máxima certificación otorgada por una distinguida
fundación internacional que promueve la calidad de las organizaciones. El cumpleaños
número 50 del colegio El Carmen Teresiano (2015) trajo consigo un premio importante
para su comunidad educativa: la certificación en el Nivel Recognised for Excellence 4
44 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
Star que otorgan la Fundación Colombia Excelente y la Fundación Europea para Gestión
de la Calidad. Cuatro estrellas es la máxima calificación por avances en materia
académica a través del Modelo Europeo de Excelencia Empresarial o modelo EFQM. La
Hermana María Purificación Pérez, rectora de este colegio, sostiene que el modelo ha
sido una herramienta que se ha articulado muy bien con el enfoque humanista del colegio
(SED, 2015).
Una de las propuestas para el año 2017 es el proyecto denominado “Laboratorio de
Cocina” enfocado al proceso de enseñanza aprendizaje de la química con las temáticas
de mezclas y gases a partir del diseño de proyectos de investigación y la aplicación de
prácticas de laboratorio dirigidas por el docente.
Según la normativa de la institución se debían tener aproximadamente 30 estudiantes por
grupo de investigación, para eso se realizó una convocatoria a los 606 estudiantes de la
sección secundaria, en la que 12 tutores presentaron un video con los objetivos de su
propuesta de trabajo.
El desarrollo de estrategias didácticas para el proceso de enseñanza aprendizaje de las
ciencias es una constante realidad en el campo de la investigación educativa. Es por eso
que al encontrar un grupo de estudiantes motivados por la ciencia, se propuso la
conformación de un club de ciencias para el estudio de la química desde una perspectiva
cercana al estudiante por medio del estudio de mezclas y gases para realizar proyectos
de investigación que permitieran aprovechar las habilidades del estudiante y consolidar
su interés por la ciencia.
En la propuesta denominada “Laboratorio de Cocina” para formar el club de ciencias se
enmarcó el trabajo con prácticas de laboratorio usando alimentos y enfatizando en el
estudio de las temáticas mezclas y gases. Se presentaron 220 estudiantes con intención
de pertenecer al grupo de trabajo y se seleccionaron 34 (coincidencialmente todas de
género femenino), desde el grado séptimo hasta undécimo. A este grupo se le hizo una
encuesta que sirvió para conocer sus intereses generales en el aprendizaje de las
ciencias y su motivación por realizar proyectos con alimentos que involucraran el estudio
de la química.
¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. 45
4. Marco Metodológico
Este proyecto tenía la finalidad de diseñar, aplicar y evaluar una estrategia de aula que,
en el contexto de la conformación de clubes de ciencia, aproximara a las estudiantes al
desarrollo de los temas: mezclas y gases, a partir de la investigación y experimentación
en la cocina. Para el trabajo de aula se planteó desde la didáctica, una metodología de
aprendizaje basado en la experimentación y elaboración de proyectos, con el fin de
evaluar el efecto del proceso de enseñanza aprendizaje de los temas mencionados.
El problema se abordó desde la investigación cualitativa, es por tanto, un trabajo
descriptivo, enmarcado en el modelo de investigación acción que implica planear,
observar, describir y reflexionar sobre le pertinencia de la estrategia y proponer acciones
de mejora.
En el contexto sociodemográfico, el equipo de trabajo se conformó con una preselección
de estudiantes de secundaria quienes presentaron por escrito sus expectativas para
participar en el proyecto, además se tuvo en cuenta un buen desempeño académico en
las áreas de ciencias naturales. La selección correspondió a 34 estudiantes de los grados
séptimos a undécimos.
Las fases del proceso metodológico fueron:
4.1 Diagnóstico
Al iniciar el trabajo con el proyecto de investigación, se realizó una encuesta de selección
múltiple y algunas preguntas abiertas con la herramienta Google Forms, con el fin de
conocer los intereses de los estudiantes en el proceso de investigación. La encuesta se
enfocó hacia la orientación profesional, la motivación por el estudio de las ciencias, las
experiencias que ha tenido en las áreas de ciencias exactas y naturales, y las
herramientas tecnológicas y de comunicación que preferían usar para fortalecer su
conocimiento científico.
48 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación en la cocina
Durante las sesiones iniciales del club de ciencias se propusieron una serie de
experiencias relacionadas con manipulación, clasificación y preparación de alimentos,
separación de mezclas e identificación de propiedades de los gases. El entrenamiento se
realizó con orientación de la docente encargada y de acuerdo con los objetivos de cada
práctica. Cada experiencia de laboratorio se desarrolló durante tres sesiones en las que
se presentó la propuesta de trabajo, se realizó la práctica y se retroalimentó el tema
mediante discusiones por grupos.
4.2 Motivación hacia el trabajo experimental
Durante ocho sesiones se desarrollaron prácticas de laboratorio para demostrar a las
estudiantes que a partir de materiales cotidianos, de baja peligrosidad y de fácil
adquisición, era posible experimentar y diversificar el laboratorio, utilizando espacios
como la cocina. Las prácticas desarrolladas fueron:
Clasificación de los alimentos según su color.
Feria de las frutas.
Cristalización con azúcar.
Cristalización con Timol.
Leche de quinua y almendras.
Preparación de cereal en barra.
Identificación de azucares en alimentos.
4.3 Elección de los proyectos de investigación
El trabajo en el laboratorio, la manipulación y preparación de alimentos, la lectura de
textos y la discusión de los resultados de cada práctica permitieron que los estudiantes
reconocieran su papel de investigadores en temáticas científicas. Se conformaron grupos
de acuerdo a intereses afines o por pertenecer al mismo curso. A su vez fueron
extrayendo posibles temas de investigación en la medida que se iban detectando
relaciones con situaciones interesantes para cada grupo y que permitieran llevar a cabo
su investigación.
De acuerdo a esto, se plantearon ocho temáticas iniciales relacionadas con mezclas y/o
gases. En la medida que iban conociendo y profundizando sobre el tema, se fueron
Marco Metodológico 49
planteando ideas dando como resultado 10 propuestas de investigación, las cuales se
presentan en la Tabla 4-1.
Tabla 4-1: Relación entre el tema inicial escogido y la propuesta de investigación.
Tema inicial
Título de los proyectos de investigación del Club de Ciencias
1. Química de los coloides
1. La leche: un coloide para hacer botones
2. Fermentación láctica
2. Fermlacteos KASAR, S.A.
3. Fermentación alcohólica
3. La ciencia ancestral del alcohol.
4. Consumo de gaseosas
4. Gaseosa, un dulce veneno.
5. Gaseosas con pulpa de fruta.
6. Obtención de cristales
6. Amazing crystals
7. Preparación de postres saludables
7. Niños educando el paladar con postres sin
protestar.
8. Postres saludables con frutas
9. Repostería para mascotas
8. Propiedades del hielo seco
10. Humo frio para aprender y jugar
El proceso de investigación de cada grupo inició con una lluvia de ideas, seguido del
planteamiento de preguntas, estructurar una encuesta y aplicarla a la población
seleccionada según los criterios del grupo. Del análisis de la encuesta se formularon
preguntas problema que dieron paso al planteamiento de los objetivos y al título del
proyecto. Posteriormente, cada grupo realizó la revisión del marco teórico que
correspondía al enfoque de su tema de interés que fue orientado por la docente.
Cada grupo diseñó un cronograma de actividades de acuerdo a los objetivos y se
dividieron y asignaron funciones para el cumplimento de la pregunta de investigación.
Posterior a esta etapa, socializaron con las integrantes del club de ciencias los avances
obtenidos hasta el momento, los cuales contenían resultados de la encuesta, objetivos y
50 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación en la cocina
los conceptos asociados a la pregunta de investigación. Durante este espacio se hicieron
aportes constructivos con respecto al enfoque de cada proyecto, los cuales permitieron
delimitar mejor el trabajo investigativo y dar inicio al diseño metodológico.
4.4 Implementación
Las estudiantes del club de ciencias iniciaron su trabajo con la realización de las
actividades programadas en el cronograma. Ejecutaron prácticas de laboratorio,
prepararon alimentos, programaron y desarrollaron talleres con la comunidad educativa
elegida como muestra. Se programó una visita a la fábrica de producción de pan y
pasteles BIMBO a fin de contrastar los procesos de manufactura de alimentos a nivel
industrial y su relación con los temas disciplinares escogidos.
4.5 Evaluación
La evaluación de los proyectos se realizó en dos momentos bajo los criterios de
autoevaluación y heteroevaluación. La autoevaluación, estuvo enmarcada bajo los
siguientes aspectos: estructura y organización de la presentación de la exposición,
domino del tema, comprensión del tema y elaboración del póster. La heteroevaluación,
estuvo a cargo de los padres de familia y la docente teniendo como instrumento guía una
rúbrica de evaluación (Anexo B).
En la Tabla 4-2 se presenta la metodología didáctica empleada para la enseñanza
aprendizaje de mezclas y gases por medio de la creación de un club de ciencias
denominado “Laboratorio de Cocina”.
Para finalizar el proceso evaluativo y después de analizar la rúbrica, se aplicó la
taxonomía de Bloom para determinar el alcance de los objetivos del aprendizaje en el
dominio cognitivo en cada uno de los grupos.
Marco Metodológico 51
Tabla 4-2: Metodología para realizar el proyecto de investigación.
Objetivo a Cumplir Nombre de la Actividad Acciones Propuestas Productos, Competencias,
Habilidades Resultado esperado
Conformar un club de ciencias
Presentación de la propuesta audiovisual con los objetivos del Proyecto “Laboratorio de Cocina”
Seleccionar un grupo que tenga alto nivel de
motivación por el estudio de las ciencias.
Aprovechar la motivación por el estudio de las ciencias para diseñar
proyectos de investigación
Consolidar un equipo de trabajo idóneo para la elaboración y el desarrollo de proyectos de
investigación en ciencias naturales
Identificar los saberes previos de los estudiantes sobre los conceptos seleccionados.
Encuesta Diseño y aplicación de
Encuesta
Indagar cual es el perfil científico que tienen las estudiantes del club de
ciencias
Identificar percepciones que tienen las estudiantes con respecto a procesos de
investigación
Actividades experimentales
relacionadas con conceptos químicos con
mezclas y gases
Preparación de recetas de cocina que involucren
mezclas y gases
Conocer las habilidades sociales y científicas del grupo
Se busca organizar equipos de trabajo para el desarrollo de los proyectos de investigación
Seleccionar los conceptos de mezclas y gases que harán parte de los proyectos de
investigación
Revisión Bibliográfica
Socialización de lecturas para el estudio detallado de los conceptos de mezclas y
gases
Revisión y apropiación de conceptos de mezclas y gases.
Acercamiento al tema de estudio relacionado con mezclas y gases
Socialización del tema con Estudiantes
Explicaciones del tema, Diseño y exposición de los
avances del proyecto
Selección de prácticas relacionadas con mezclas y gases
Socialización de experiencias los conceptos de mezclas y gases
Establecer la estructura y los elementos de la estrategia la temática de mezclas y gases
Diseñar la estrategia de trabajo a partir de los
elementos seleccionados
Organizar los elementos de la estrategia
Diseño de la estrategia didáctica Estrategia didáctica
Aplicar la estrategia con las estudiantes del grupo
seleccionado (de séptimo a undécimo).
Visita Empresarial Visitar una industria de
alimentos
Reconocimiento de procesos industriales en los que se usen
mezclas y propiedades de los gases
Se espera que la estudiante reconozca procedimientos para producción de alimentos
involucrando los temas propuestos
Talleres Experimentales
Realizar exposiciones que incluyan talleres
experimentales con la población escogida
Relacionar la organización de la industria de alimentos con la
proyección empresarial de las investigaciones
Se espera que el grupo de trabajo lidere actividades o prácticas experimentales con la
población investigada
Evaluar el efecto sobre el aprendizaje.
Diseño de póster con el resultado del proceso de
investigación
Sustentar la investigación ante Padres de Familia y Estudiantes del Club de
Ciencias
Diseño y Socialización del póster con el desarrollo de su proyecto de
investigación en el club de ciencias
Destacar las habilidades de cada integrante del grupo para el diseño del póster
Matriz evaluativa Diseñar una matriz evaluativa grupal
Realizar proceso evaluativo con cada grupo
Realizar autoevaluación, coevaluación y heteroevaluación
5. Resultados y Análisis
En este capítulo se presentan los resultados y análisis obtenidos en la aplicación de la
encuesta sobre expectativas e intereses sobre el estudio de las ciencias, la motivación
hacia el trabajo experimental, la síntesis del trabajo adelantado por cada grupo del club
de ciencias, el análisis descriptivo de la rúbrica y la revisión de cumplimiento de objetivos
cognitivos con la Taxonomía de Bloom.
5.1 Encuesta sobre expectativas e intereses sobre ciencias
La encuesta identificó el interés que tenían las estudiantes en el desarrollo de proyectos
de investigación en ciencia y la realización de prácticas experimentales en la cocina. En
la Tabla 5-3 se presentan los aspectos relacionados con las preguntas y respuestas más
significativas de la encuesta y el porcentaje para el respectivo análisis.
Tabla 5-1: Aspectos relacionados con la encuesta de diagnóstico.
Aspectos relacionados con las
preguntas Respuestas Significativas
Porcentaje de Respuesta
1. Interés por las clases de Ciencias Naturales
Positivo Relación con la cotidianidad 35 %
Experimentos 20 %
Negativo Temas largos y complicados 12 %
Falta dinamismo 23 %
Depende del Docente 8 %
2. Orientación Profesional al terminar estudios escolares
Ciencias Naturales 31 %
Ingenierías 27 %
Ciencias Sociales 22 %
Medicina 17 %
54 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
No Sabe 3 %
3. Ideas para desarrollar proyectos de investigación
Problemáticas sociales: Residuos Sólidos, Sanidad, Obesidad, Consumo de Azúcar, Alimentos Empaquetados, Gaseosas y Alcoholismo.
50 %
Preparación de comida saludable 45%
No Sabe 5%
El interés del club por el estudio de las ciencias naturales se centra en la relación con la
cotidianidad 35 % y la realización de experimentos 20 %. Sin embargo, consideran que
algunos temas son largos y complicados 12 % y que falta dinamismo para desarrollar las
clases 23 % o que depende del docente 8 % y de las actividades programadas para
generar interés por las clases.
En cuanto a la orientación profesional se evidencia inclinación por las áreas de ciencias
naturales 31 % e Ingenierías 27 % entre las cuales se encuentran Biología,
Microbiología, Química farmacéutica, Química, Geología, Gastronomía, Criminalística y
Veterinaria. Ingenierías: Industrial, Agrícola, de Mercadeo, Química, Mecánica y
Bioquímica. Seguido por estudios en Ciencias Sociales 22 % entre los cuales se
encuentran: Literatura, Ciencias Políticas, Cine y Televisión, Comunicación Social,
Derecho y Negocios Internacionales. Con deseos de estudiar Medicina 17 % y no sabe 3
%. La gran tendencia por el estudio de las ciencias hace que la docente asuma el reto
de aprovechar las competencias científicas de las estudiantes y generar estrategias para
la formulación de proyectos de investigación.
Las ideas que presentan las estudiantes para desarrollar sus proyectos de investigación
se enfocan a problemáticas sociales 50 %, tales como la contaminación por residuos
sólidos, problemas de higiene y sanidad, mala nutrición en niños por consumo
desmedido de azúcar, gaseosas, alimentos empaquetados, embutidos, conservantes y
alcoholismo. A su vez les llama la atención poder preparar alimentos saludables 45 %
como postres bajos en azúcar, barras de cereal, mezclas con frutas, yogures, recetas
con huevo, pan, jugos, carnes, plantas medicinales y postres para mascotas, como se
muestra en la Figura 5-1, con algunas respuestas expresadas por estudiantes en la
Resultados y Análisis 55
encuesta. Pocas estudiantes manifestaron que no tenían claras las ideas para desarrollar
sus proyectos de investigación 5 %.
Figura 5-1: Algunas ideas expresadas por estudiantes en la encuesta
A nivel general, el grupo se conformó con la mayoría de estudiantes que en su trayectoria
institucional habían tenido buen desempeño y/o buenas actitudes para el estudio de las
ciencias naturales. Algunas por su interés por la investigación científica y otras por el
buen trabajo que realizan en grupos con pares. La mayoría se consideran sobresalientes
porque tienen buenas calificaciones, se interesan por conocer el origen de las cosas,
comprender lo que sucede en el entorno, tienen gusto por indagar y ser curiosos por
fenómenos de la naturaleza que son esenciales para la vida.
La motivación del aprendiz condiciona la forma de aprender a aprender y va directamente
relacionada con las emociones, y la personalidad pues entre mejor sea la actitud
cognitiva mayor esfuerzo y dedicación tendrá el estudiante para desarrollar sus
habilidades científicas. Las emociones indican qué temas y qué experiencias son
agradables para desarrollar (Meroni, 2015).
Los clubes de ciencias se desarrollaron con el fin de realizar actividades interesantes
para las estudiantes. Allí la docente invirtió esfuerzos para mantener el interés de mentes
expectantes ante la investigación y para que no se aburrieran (Alves, 2010). La conexión
del estudio de la ciencia con la vida cotidiana es uno de los primeros esfuerzos que los
investigadores en educación científica realizan para hacer comprensibles los conceptos y
56 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
fenómenos que ocurren en ciencia. La conformación del club de ciencias permitió que las
estudiantes con habilidades especiales pudieran aprovechar la propuesta didáctica para
desarrollar proyectos de investigación relacionados con la química en contexto de
temáticas específicas: mezclas y gases.
En los clubes de ciencias se pretendía que las estudiantes vieran y aprendieran por
medio de su curiosidad, su propia experiencia y sus propios intereses. Alves (2010)
manifiesta que en el club de ciencias “los pensamientos que brotan en las mentes de los
estudiantes como ideas pasan por un largo trabajo manual, articulando ideas que por
detrás de la naturaleza de las cosas, poniendo en movimiento varios intereses que en
principio no están relacionados pero al interactuar conjuntamente se transforman y
fortalecen sus conexiones dando más realidad, más originalidad a los contenidos, a las
personas y a los instrumentos en un espacio para experimentar” (Alves, 2010). El
espacio del club de ciencias denominado “Laboratorio de Cocina” permitió la auténtica
selección de los temas de investigación, el gusto por la preparación y realización de
exposiciones de temáticas científicas y la realización de prácticas de laboratorio de
acuerdo a las expectativas de las integrantes que permanentemente se mostraron
motivadas por las actividades propuestas.
5.2 Motivación hacia el trabajo experimental
A través de estas prácticas, se observó que las estudiantes a medida que se avanzaban
en el desarrollo de las mismas, presentaban mayor disposición con el trabajo del
laboratorio. Al igual que, participación en los debates sobre el consumo de algunos
alimentos y sobre todo, se fomentaron diferentes competencias específicas en ciencias
naturales como la explicación de fenómenos, en el sentido que relacionaron las posibles
consecuencias del consumo en exceso de algunos productos cómo las bebidas
gaseosas, alimentos empacados (Figura 5-1), en contraste con alimentos artesanales o
tradicionales como la quinua y las almendras (Figura 5-1).
Resultados y Análisis 57
Figura 5-1: Contraste entre alimento saludable y no saludable.
Otra de las prácticas significativas que despertó interés en las estudiantes correspondió a
la feria de las frutas. Esta actividad buscó fomentar el trabajo en equipo, la reflexión
sobre la alimentación saludable y la identificación de efectos sobre diferentes patologías.
Los resultados obtenidos fueron positivos, especialmente por el impacto que generó
conocer los beneficios del consumo de frutas para prevenir enfermedades y mantener
una vida sana.
Algunos grupos previamente prepararon jugos y postres, dando un toque auténtico a las
exposiciones que fueron visitadas por estudiantes y docentes no pertenecientes al club
de ciencias. (Figura 5-2).
Figura 5-2: Algunas exposiciones de las propiedades de las frutas.
La preparación de alimentos a base de semillas y otros ingredientes naturales, permitió
abordar la temática de mezclas heterogéneas en su preparación (Figura 5-3).
58 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
Figura 5-3: Alimentos a base de semillas
Por otra parte, la práctica de cristalización con Timol permitió desarrollar conceptos
inherentes a los temas mezclas y gases. Con lo cual, se rescataron algunas ideas
previas de las estudiantes y se direccionó hacia la explicación de lo observado. De igual
forma, se vincularon temáticas como métodos de separación de mezclas que se
abordaron en el componte químico propuesto para la educación básica secundaria y
media.
5.3 Síntesis del trabajo adelantado por cada grupo
La estructura de los proyectos de investigación se generó de acuerdo a las preguntas
problema identificadas en las encuestas a la población escogida. Algunos grupos
escogieron las prácticas de laboratorio para desarrollar su proyecto, mientras otros
grupos prefirieron centrarse en las opiniones de la población elegida. La Tabla 5-3
muestra la metodología escogida por cada grupo.
Tabla 5-2: Metodología de investigación escogida para cada grupo.
Título de los proyectos de investigación del Club de Ciencias
Metodología para desarrollar la investigación
1. La leche: ¿un coloide? Experimental
Identificación de coloides, propiedades de la leche para fabricación de plásticos biodegradables
2. Fermlacteos KASAR, S.A. Experimental Preparación de quesos,
Resultados y Análisis 59
mantequilla y yogurt con sabores poco comercializados en el mercado
3. La ciencia ancestral de la fermentación
Social
Entrevistas con estudiantes de grado séptimo con respecto al consumo de alcohol utilizando efecto placebo
4. Gaseosa, un dulce
veneno. Socio científica
Encuentros con estudiantes de grado transición para revisar alimentos de sus loncheras y promover el consumo de alimentos saludables
5. El enigma de las gaseosas Experimental
Determinación de contenido de azúcar en las gaseosas comerciales y sustitución de gaseosa casera con pulpa de fruta
6. Amazing crystals Experimental Siembra de cristales con diferentes sustancias, análisis de formas y tamaños.
7. Niños educando el paladar
con postres sin protestar. Socio científica
Talleres con grado quinto sobre hábitos alimenticios y propuesta de recetas saludables y agradables para niños en edad escolar 8. Postres saludables con
frutas Socio científica
9. Repostería para mascotas Socio científica Preparación de postres para las mascotas de estudiantes de grado décimo.
10. Humo frio para aprender y jugar
Socio científica Show de química con estudiantes de grado undécimo
Algunas integrantes del club de ciencias se concentraron en el trabajo experimental, que
consistió en preparar recetas, probar sabores, comparar resultados y escoger la mejor
opción para profundizar en su proyecto de investigación. El lugar de trabajo fue la cocina
de sus casas donde se tomaron evidencias de los resultados obtenidos que se
presentaban en los encuentros presenciales. Otra parte del club, trabajó su proyecto con
un enfoque social y científico con la población escogida. Durante varias sesiones se
realizaron encuentros con el grupo focal de cada proyecto, para abordar las
problemáticas identificadas en la encuesta que aplicaron inicialmente. Luego
desarrollaron diferentes actividades que permitieron plantear una estrategia de solución
para abordar la pregunta problema, con talleres dirigidos, revisión de situaciones reales
comparadas con la problemática del grupo y presentación de resultados finales en un
póster.
La investigación realizada por los grupos fue una actividad encaminada a contestar una
pregunta teórica o a resolver un problema práctico mediante el diseño y la realización de
60 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
un experimento y la evaluación del resultado. La comunicación permanente con el grupo
permitió orientar a las estudiantes en la escogencia y desarrollo de los proyectos de
investigación, que incluyeron como actividad central el estudio de las ciencias, ya que de
acuerdo a Woolnough (1991), citado por Caamaño (1992), las investigaciones se deben
plantear no solo en relación a los contenidos conceptuales sino con la finalidad de dar la
oportunidad a los estudiantes de resolver problemas prácticos y de su cotidianidad para
adquirir confianza en su propia capacidad para resolverlos utilizando la ciencia para
abordar problemas auténticos (Caamaño, 1992).
Se realizó una autoevaluación en la que se preguntó a las estudiantes los conceptos que
habían trabajado para desarrollar sus proyectos de investigación, las actividades que
habían ejecutado para abordar su pregunta problema y el cumplimiento de los objetivos
planteados inicialmente. Este ejercicio dio como resultado que algunas estudiantes
utilizaron expresiones relacionadas con términos científicos relacionados con mezclas y
gases, lo cual evidenció la profundización de los temas propuestos. A su vez,
manifestaron la satisfacción por la experiencia adquirida en los talleres con la población
elegida y los resultados de los productos obtenidos, que no presentaban alto nivel de
comercialización, por lo cual consideraron productos auténticos.
5.4 El análisis descriptivo de la rúbrica
Las rúbricas de evaluación también mostraron que los grupos alcanzaron un buen
desempeño en cuanto a la organización, presentación, comprensión de los temas y
dominio comunicativo al momento de sustentar sus proyectos (Anexo B)
La Tabla 5-4 corresponde a la encuesta aplicada para evaluar el avance de los proyectos
y cuyos resultados complementan la información recolectada a través de la aplicación y
análisis de las rúbricas.
Tabla 5-3: Metodología de investigación escogida para cada grupo.
Pregunta Porcentaje
Si No
¿Conoce con detalle la problemática de su proyecto de investigación?
84% 16%
¿Considera usted que la investigación científica le permite desarrollar otro tipo de
93,5 % 6,5 %
Resultados y Análisis 61
habilidades diferentes a las científicas?
¿Considera que el avance investigativo es una oportunidad para proyectarse a nivel empresarial?
81% 19%
Con respecto al reconocimiento en detalle de la problemática de investigación el 84 % de
las estudiantes que pertenecen al club evidencian conocer con detalle la problemática a
resolver, comparado con las estudiantes que no tienen clara su problemática de
investigación que corresponden al 16 %.
De acuerdo a la pregunta ¿Considera que el avance investigativo es una oportunidad
para proyectarse a nivel empresarial?, el 81 % respondió de manera afirmativa, lo cual
evidencia que la visita empresarial a BIMBO fomentó la competencia productiva, el
valor del trabajo investigativo y la proyección a nivel laboral. De igual forma las
estudiantes manifestaron que se desarrollaron otras habilidades como liderazgo,
creatividad, comunicación asertiva y trabajo en equipo, las cuales son propias del
quehacer social y de la práctica escolar, 93,5 % tal como se presenta en la Figura 5-14.
Figura 5-2: ¿Qué habilidades han desarrollado las estudiantes en su proceso de
investigación?
90,3
64,5
32,3
12,9
80,6
90,3
74,2
32,3
77,4
51,6
41,9
3,2
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Lectura
Escritura
Traducción de Texto
Diseño
Curiosidad Científica
Trabajo en Equipo
Uso de TIC
Comunicación Asertiva
Creatividad
Iniciativa
Liderazgo
Otro
¿Qué habilidades ha desarrollado durante en su proceso de investigación?
Resultados expresados en porcentaje de respuesta de las estudiantes
62 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
5.5 Taxonomía de Bloom
La evaluación en el contexto de la educación, según Losada & Velásquez (2011) es un
proceso que consiste en caracterizar lo que el estudiante sabe o conoce. Cuando un
investigador o un profesor se propone realizar un estudio o una evaluación sobre la
eficacia educativa de una metodología para la educación, lo primero que se plantea es el
diseño de un método para medir el rendimiento, luego la preparación de las cuestiones
por las que se someterá el estudiante para calibrar el grado de aprendizaje del mismo.
Según Church (2008), Bloom categorizó y ordenó el cumplimiento de habilidades y
objetivos de pensamiento que planteó en su taxonomía y que sigue un proceso de
pensamiento desde el entendimiento hasta la aplicación, porque no se puede entender
un concepto si no se recuerda primero. No se puede aplicar el conocimiento y los
conceptos si no se entienden. Es un continuo de habilidades de pensamiento de orden
inferior a habilidades de pensamiento de orden superior (Church, 2008).
La educación puede estructurarse en torno a tres tipos de aprendizajes fundamentales
que serán los pilares del conocimiento de cada individuo. El dominio cognitivo: que es
aprender a conocer. El dominio psicomotor: que corresponde a aprender a hacer. Y el
dominio afectivo: que es aprender a ser y a vivir juntos (Losada, 2011).
La Tabla 5-5, muestra los grupos del club de investigación que fueron categorizados por
un número de acuerdo a su proyecto de investigación y se evaluó para cada uno de ellos
el dominio cognitivo, basado en los objetivos de aprendizaje de la Taxonomía de Bloom
como se presenta en la Tabla 5-6.
Tabla 5-4: Grupos del club de ciencias.
Número asignado para evaluación Título del proyecto de investigación
1. La leche: ¿un coloide?
2. Fermlacteos KASAR, S.A.
3. La ciencia ancestral de la fermentación
4. Gaseosa, un dulce veneno.
5. El enigma de las gaseosas
6. Amazing crystals
7. Niños educando el paladar con postres sin protestar.
Resultados y Análisis 63
8. Postres saludables con frutas
9. Repostería para mascotas
10. Humo frio para aprender y jugar
Tabla 5-5: Evaluación de los objetivos cumplidos por cada grupo, de acuerdo al dominio cognitivo de la taxonomía de Bloom Dominios del aprendizaje Cognitivo (Bloom)
Producto de los grupos pertenecientes al club de ciencias
Cumplimiento de objetivos
Alcanzado Levemente Alcanzado
No Alcanzado
Recordar
Reconoce conceptos relacionados con el tema de mezclas, técnicas de separación por cristalización y purificación de sustancias diferencias entre mezclas homogéneas y heterogéneas.
7, 6 8
Identifica las propiedades de los coloides y experimentación para identificarlos. Nombra algunos coloides de su entorno como la leche o la sangre y describe con propiedad el término coloide.
2, 1
Identifica las propiedades y leyes del estado gaseoso en la naturaleza, especialmente en la fabricación industrial de alimentos como el pan, las gaseosas, en bebidas lácteas, en elaboración de bebidas alcohólicas y en la repostería.
4, 3, 9, 5 10
Comprender
Interpreta la información relacionada con mezclas para preparar recetas. 7, 9 8
Compara tipos de disoluciones utilizando los términos de saturación y concentración 6
Clasifica los tipos de coloides de acuerdo a su composición física entre fase dispersa y dispersante 1
Explica el comportamiento de los gases en el comercio industrial de alimentos como gaseosas, derivados lácteos, bebidas alcohólicas y en repostería.
2 10
Demuestra experimentalmente el contenido de gases en bebidas carbonatadas 4
Demuestra experimentalmente el proceso de fermentación del masato. 3
Explica la preparación de las gaseosa en términos relacionados con la ley de Henry. 5
Aplicar
Demuestra experimentalmente las propiedades relacionadas con el comportamiento de los gases por medio de la alteración de factores externos como la presión o la temperatura para preparación de recetas y desarrollo de otras nuevas.
5, 1 4, 3 10
Hace uso adecuado de los conceptos relacionados con mezclas homogéneas y heterogéneas para preparar recetas de cocina y desarrollar otras nuevas
7 ,2, 9 8
Identifica los usos y las propiedades de cristales en mineralogía, medicina, y construcción a nivel de investigación en la ciencias de la tierra
6
Analizar
Organiza los conceptos relacionados con las temáticas de mezclas y/o gases con el fin estructurar un proyecto de investigación.
1 2, 6, 8
Diseña y aplica encuestas a una población seleccionada para analizar problemáticas específicas relacionadas con las temáticas de mezclas y/o gases a una población escogida para intervenir científicamente con alternativas de solución que favorezcan las situaciones estudiadas.
7, 4, 9, 5
Establece relación de causa y efecto con diferentes parámetros experimentales para estructurar el horizonte de su investigación seleccionando la estrategia más adecuada para abordar el problema de investigación.
3 10
Evaluar
Valora el trabajo investigativo realizado a nivel personal y grupal basándose en la realización de actividades experimentales y/o talleres con la población escogida como ejercicio de prueba para autoevaluar su proyecto de investigación.
7, 9, 5 ,1
Reconoce las fortalezas y dificultades presentadas en el proceso de investigación a partir del esfuerzo, dedicación y disciplina con los objetivos propuestos inicialmente.
4, 2 3, 6, 5, 3, 10
Crear
Formula hipótesis basadas en el proceso de investigación generado a partir de las temáticas relacionadas con mezclas y gases por medio de la experimentación en la cocina.
6 4, 8, 6
Propone el cambio de hábitos alimenticios en una población seleccionada para dar apertura a nuevos productos de carácter saludable desarrollados a partir de las transformaciones de mezclas y /o gases identificado en la cocina.
7, 2 ,9, 5, 1 10
Diseña un póster con los resultados de su proyecto de investigación desarrollando la creatividad para que el producto sea auto explicado y presente el proceso de la investigación.
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10
5.6 Salida Pedagógica
Un elemento clave dentro del aprendizaje es la motivación. Es un factor importante en el
momento de abordar nuevos aprendizajes y de establecer relaciones y vínculos entre lo
que el estudiante ya sabe y lo que debe aprender. Esta la función que tienen las salidas
pedagógicas pues favorecen la relación del profesor con sus estudiantes, por medio de
espacios de comunicación diferentes al aula, generando confianza mutua, relaciones
afectuosas que brindan seguridad para aprovechar el contexto de la salida (Cely, 2008).
La salida de campo no solamente es un método de investigación, sino es una excelente
estrategia pedagógica y un gran recurso didáctico. Permite la posibilidad de aprender
directamente el estudio de la realidad y se lleva a cabo colocando al estudiante como
agente activo del proceso enseñanza aprendizaje. El mismo descubre los hechos,
obtiene impresiones, desarrolla conceptos y percibe la interrelación del hombre con su
medio, mejora las relaciones con la comunidad, puesto que esta se considera como un
laboratorio donde se obtienen muy buenos resultados, estimula el espíritu de exploración,
mientras agudiza el deseo por la investigación (Cely, Díaz y Ocampo, 2008).
Como estrategia para proyectar la investigación de los trabajos realizados por las
estudiantes del club de ciencias, se organizó la visita pedagógica a la fábrica de pan y
pasteles BIMBO lugar escogido para que las estudiantes revisaran el impacto
ambiental, social y económico en el sector, con el fin de involucrar en sus trabajos
diferentes enfoques aparte del científico. Luego de visitar la fábrica se programó la visita
al Municipio de Tenjo (Cundinamarca) donde el grupo se distribuyó para resolver las
preguntas planteadas como ejercicio previo a la salida y estuvieron relacionadas con el
impacto ambiental, científico, socio - político y comercial de la industria en el desarrollo
de un Municipio (Anexo C).
68 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
Figura 5-4: Salida pedagógica a la fábrica BIMBO y al municipio de Tenjo/Cundinamarca.
Las visitas pedagógicas posibilitan el conocimiento concreto del medio. El estudiante
logra acercarse a la realidad, se apropia del medio físico y social por medio de la
observación y reflexión que estimula el trabajo investigativo, debido a que la visita
pedagógica se torna como una práctica experimental social donde se confronta la teoría
con la práctica, se corroboran conceptos y se construyen otros para realizar un trabajo
interdisciplinario. La salida pedagógica impulsa la proyección de la escuela hacia la
comunidad, permite una mayor socialización del grupo, sensibiliza a los estudiantes hacia
la situación ambiental del territorio y el manejo de los recursos, promueve la investigación
como base de la enseñanza y el estudiante disfruta su aprendizaje y se recrea (Pulgarín,
1998).
Por problemas de logística con el área de visitas escolares a la fábrica de BIMBO, las
estudiantes solo ingresaron a un kiosko lúdico, no pudieron entrar a la planta de
producción por lo que la salida se enfocó principalmente hacia el trabajo social realizado
en el Municipio de Tenjo/Cundinamarca (Figura 5-5). Allí las estudiantes interactuaron
con la comunidad e indagaron sobre el impacto que genera la fábrica en el sector y
encontraron que, algunos habitantes de Tenjo han dejado el trabajo del campo y se están
dedicando al trabajo de la industria panadera de dicha empresa.
Resultados y Análisis 69
Figura 5-5: Salida pedagógica al municipio de Tenjo/Cundinamarca.
La salida pedagógica permitió ser un puente entre las ciencias naturales y las ciencias
sociales, lo cual muestra la pertinencia de abordar procesos de investigación
interdisciplinarmente por medio de la exploración con la experiencia social de los
habitantes de Tenjo y la fábrica de pan y pasteles BIMBO
5.7 Diseño de póster y presentación a padres de familia
Las estudiantes del club de ciencias iniciaron su trabajo autónomo con la realización de
las actividades programadas en el cronograma. Se concentraron en desarrollar sus
proyectos de investigación por medio de talleres a la población elegida o con prácticas de
laboratorio, preparación de alimentos, interacción con la población escogida y
discusiones en los grupos que permitieron consolidar sus resultados y analizarlos de
acuerdo a los objetivos planteados inicialmente. Como resultado común diseñaron de un
póster de su proceso investigativo.
El póster es la presentación gráfica de un trabajo científico, es una modalidad práctica,
eficiente y moderna de comunicación (Jara, 2000); tiene un gran potencial porque
posibilita la transmisión concisa, clara y permanente de su contenido. Según el
diccionario de la lengua española, un póster es un cartel que se fija en la pared sin
finalidad publicitaria, usado especialmente en congresos, seminarios o encuentros de
investigación (Guardiola, 2002). El póster constituye una modalidad editorial y gráfica útil
para los que participan en actividades científicas que quieren comunicar sus
investigaciones (Pérez, 2000).
70 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
Con el póster se pueden considerar otras cuestiones relacionadas con el tema que se
expone, además de intercambiar experiencias entre profesionales, clarificar conceptos y
participar de nuevos conocimientos por medio de la visualización de la representación
gráfica del contenido que si está bien diseñado permite realizar la presentación de un
trabajo de forma rigurosa pero al mismo tiempo amena, agradable y atractiva del tema
investigado (Guardiola, 2002).
En el póster se especifica el proceso de investigación a partir de los objetivos propuestos,
la metodología para abordar el problema de investigación, los resultados obtenidos, sus
respectivos análisis, y las conclusiones de todo el trabajo investigativo el cual evidencia
la responsabilidad y el compromiso asumido en el proceso de investigación. Un ejemplo
de póster diseñado por integrantes del club se presenta en la Figura 5-6.
Figura 5-6: Póster elaborado por integrantes del club de ciencias.
5.7.1 Presentación a los padres de familia
Los resultados finales de la investigación se presentaron en stand con el póster y el
producto obtenido por cada grupo del club de ciencias. Los padres de familia y los
estudiantes de grupos artísticos y deportivos del colegio asistieron a las exposiciones y
por medio de una rúbrica de evaluación (ANEXO B) se realizó autoevaluación y
heteroevaluación. La Figura 5-7 ilustra la socialización de los resultados finales con los
Resultados y Análisis 71
asistentes a las exposiciones.
Figura 5-7: Exposiciones de las integrantes del club de ciencias con padres de familia
Los resultados obtenidos están en función de observaciones positivas a los grupos,
algunos comentarios sobre los mismos están en razón a la oralidad y dominio conceptual
manifestado por las estudiantes, en el momento de exponer, por lo que algunos
acudientes evaluadores mencionaban que “dominan el tema”, no obstante, tener una
buena expresión oral, no es significado que sea correcto desde el punto de vista
científico. Por ello, desde el planteamiento de la estrategia, la docente a cargo, realizó
evaluación, desde este aspecto.
6. Conclusiones y recomendaciones
6.1 Conclusiones
La selección de los estudiantes bajo la modalidad de convocatoria, con la presentación
de propuestas de investigación, es pertinente para la creación de un club de ciencias,
teniendo en cuenta que éste proceso permite identificar en los grupos su motivación, el
tipo de intereses y el grado de manejo de la metodología de investigación adquirida.
Los desempeños que los estudiantes muestran en las clases de ciencias naturales, son
en la mayoría de los casos satisfactorios o altos, lo que evidencia en éste grupo, que los
saberes abordados desde las aulas de enseñanza bajo un enfoque tradicional, no son un
impedimento para mantener el deseo por pertenecer a un club de ciencias en donde la
metodología de enseñanza aprendizaje ubica al estudiante en un papel activo, que se
apoya en su docente tutor.
Realizar el diagnóstico de los preconceptos relacionados con los temas a investigar, es
fundamental para determinar cuáles son las fortalezas y debilidades que se tienen con
respecto a los conceptos que tendrán que abordar y de esta manera realizar de forma
coherente la metodología de investigación en sus diferentes fases.
Los diferentes grupos que pertenecen al club de ciencias deben direccionar sus
investigaciones al tema central de la estrategia que en este caso, fueron los relacionados
con los conceptos de mezclas y gases, a fin de mantener la direccionalidad de la
propuesta formulada.
El proceso de enseñanza aprendizaje de mezclas y gases mediante proyectos de
investigación orientados desde los intereses de los estudiantes y con una fase de
experimentación en la cocina, permitió evidenciar un aprendizaje significativo, que se vio
reflejado en la categorización de los instrumentos aplicados como la rúbrica y desde el
análisis de la Taxonomía de Bloom, con el fin de evidenciar los avances en cada uno de
74 Uso de proyectos de investigación en un club de ciencias con experimentación
en la cocina
los grupos en sus procesos de pensamiento, desarrollo de habilidades psicomotoras y
sociales en la medida que se acercaron a las problemáticas de salud y ambiente
relacionadas con sus temas de investigación.
6.2 Recomendaciones
La organización y las actividades del club de ciencias “Laboratorio de cocina” en futuras
oportunidades podrá complementarse con más herramientas para la divulgación de
experiencias significativas como la creación de un blog o una página web con las
problemáticas que se abordaron y las que se vayan a retomar a futuro.
La intervención de otros integrantes para desarrollar proyectos de investigación en el club
de ciencias “Laboratorio de cocina” es de gran valor para las estudiantes, por eso se
pueden invitar expertos en alimentación o en prácticas ancestrales para enseñar a las
estudiantes, quienes en los se encargarían de profundizar sobre la explicación científica
de las recetas socializadas por los invitados al club.
La interdisciplinariedad para el desarrollo de proyectos de investigación desde el club de
ciencias es una oportunidad para el fortalecimiento de competencias desde las diferentes
áreas del aprendizaje.
A. Anexo: Marco epistemológico
A.1. Referente Epistemológico
Al hacer referencia a las propiedades de mezclas y gases, se tuvieron en cuenta los
primeros conceptos estructurados en la antigüedad.
A.1.1. Mezclas
Haciendo un mayor acercamiento hacia la evolución histórica del concepto de mezclas se
puede decir que se da desde el uso que hacía el hombre de todo tipo de materiales, ya
que en su afán por sobrevivir procuraba buscar alimentos y herramientas que le fueran
útiles y los iba seleccionando y mezclando con el fin de obtener resultados favorables
que le permitieron pasar del nomadismo al sedentarismo. Es el caso del proceso entre el
uso de la piedra como material principal para la caza y la alfarería y el descubrimiento de
metales (aproximadamente hacia el año 3.000 a.C.) como el cobre y oro que por su
maleabilidad y por estar libres en la naturaleza sustituyeron a la piedra y empezaron a
consolidarse como principales materiales para la cocción de los alimentos y
mejoramiento de instrumentos de caza y agricultura (Asimov, 2003)
Con respecto a los conceptos asociados a las mezclas, Empédocles las describió como
cuerpos complejos formados de cuerpos simples (Vizguin, 1991); esta referencia la utilizó
cuando explicó la concepción que el mundo terrestre era impuro dado que estaba
formado por mezclas de cuatro elementos. Posteriormente en el siglo XVII, Robert Boyle
planteó que el concepto que los sistemas materiales terrestres formados
macroscópicamente, podían estar formados por mezclas de sustancias o por una sola
sustancia que podía ser un cuerpo sin mezcla (sustancia simple) o un cuerpo
perfectamente mezclado (sustancia compuesta) (Holton & Roller, 1996).
El uso y aprovechamiento de los metales permitió que se descubriera una variación de
cobre de mayor resistencia el cual era una mezcla con estaño para obtener una aleación
76 Uso de proyectos de investigación con experimentación en la cocina
de bronce que fue utilizado principalmente en la guerra de Troya. Pero con el
descubrimiento del hierro, el bronce fue perdiendo seguidores, más aún cuando se
descubrió el acero, una aleación entre hierro y carbón vegetal (Asimov, 2003).
Aproximadamente en el año 600 a.C., con Tales de Mileto se iniciaron los interrogantes
sobre la composición de las cosas, lo que permitió hacer un acercamiento al término
sustancia y elemento. En este ejercicio fueron varios los personajes que discutieron y
propusieron teorías relacionadas, y hacia el año 480 a.C. Demócrito llamó “átomo” a las
partículas que habían alcanzado un menor tamaño y supuso que cada elemento eran
diferente en tamaño y forma de acuerdo a sus propiedades, además propuso que las
sustancias reales que se ven y se tocan estaban compuestas de mezclas de átomos de
diferentes elementos y que una sustancia podía transformarse en otra formando nuevas
mezclas con variaciones significativas. Dichas observaciones realizadas por Demócrito
nunca recurrieron a la experimentación para ser comprobadas pero fueron punto de
partida para generar curiosidad entre los filósofos de la época (Asimov, 2003).
Entre el año 300 a.C y 1100 d.C se tiene el periodo de la Alquimia que se caracterizó por
la síntesis de medicamentos, trabajos con metales, fabricación de cerámicas, esencias,
perfumes, pigmentos, colorantes y descubrimientos, pero principalmente por la búsqueda
de la transmutación de los metales y el elixir de la juventud (San Andrés, 2010). Para
ello, los alquimistas hablaron de siete operaciones sucesivas concretas: calcinación,
putrefacción, disolución, destilación, conjunción, sublimación y coagulación. Destacando
la destilación como la práctica más utilizada por los alquimistas para purificar la materia
(Iñigo, 2010).
A la Alquimia se le atribuye el inicio de la experimentación con instrumentos que fueron
evolucionando pero que aún conservan su función principal. Los instrumentos más
utilizados para ello fueron el alambique y el huevo filosofal, diseñados para separar
sustancias por medio del calor. El alambique tenía tres partes: la caldera, donde se
calentaba la sustancia a destilar; el capitel que se colocaba sobre ella para dar salida al
vapor por un conducto, y el serpentín, conectado con el anterior y sumergido en un
recipiente de agua fría en el que ese vapor se condensaba, convirtiéndose de nuevo en
líquido ya destilado y libre así de impurezas; el pelícano, fue concebido específicamente
para facilitar la cohobatio, es decir, sucesivas operaciones de destilación y condensación
sin necesidad de abrirlo o cambiar de recipiente la sustancia que se estaba destilando;
Anexo A: Marco Epistemológico. 77
los matraces de digestión, cuyo cuello alargado permitía calentar con moderación las
mezclas sin que llegaran a alcanzar la ebullición; los crisoles de arcilla destinados a la
fusión que se fabricaban usando las cenizas prensadas de huesos calcinados y se
utilizaban para fundir amalgamas de oro o plata con mercurio; alambiques como el
tribikos, hecho de cobre con tres brazos terminados en vidrio o el kerotakis para sublimar,
consistente en un recipiente cerrado en cuyo interior una repisa de hierro servía de
soporte para la sublimación de sólidos. (Iñigo, 2010).
A.1.2. Gases
En cuanto a los elementos y sus estados, los filósofos jónicos y Empédocles los
consideraron como aquello que constituyó la base inmutable de todos los cambios que
observaron. Para los primeros registros del concepto de estado gaseoso Empédocles
(500 - 430 a.C.) fundamentó la teoría de los cuatro elementos, los cuales representaban
respectivamente: lo sólido (tierra), lo líquido (agua), lo gaseoso (aire) y lo incandescente
(fuego) (Vizguin, 1991).
La evolución del estudio de los gases inició hacia el año 500 a.C. con la teoría de
Anaxímenes de Mileto, quien afirmó que el principio material y origen de todas las cosas
era el aire (arjé o arché) y los procesos por los cuales se modificaban se denominaron
rarefacción que dio origen al fuego, y condensación del que se derivaban las nubes, el
agua, la tierra y las rocas. En el periodo de la Alquimia se habían obtenido con frecuencia
“aires” y “vapores” en los experimentos, pero los gases eran los menos llamativos en
comparación con otras sustancias debido su facilidad para ignorar y la dificultad para
observar (Asimov, 2003).
Por otro lado, quien empezó a profundizar el estudio del estado gaseoso fue Jean
Baptiste Van Helmont (1577-1644) al llamar a un gas que obtuvo de la madera “gas
silvestre” refiriéndose que en realidad era dióxido de carbono. A partir de lo anterior, se
siguió profundizando en el estudio de los gases al considerarlos la forma más sencilla de
materia y porque se prestaban para realizar mediciones precisas. El concepto de gas fue
evolucionando y en el año de 1662 Robert Boyle, a partir de un estudio riguroso de la
materia, concluyó que la teoría de los átomos era la más adecuada para explicar los
fenómenos que se observaban entre ellos y así planteó la ley de los gases que relaciona
presión y volumen. Supuso que el aire no era más que una acumulación de partículas
78 Uso de proyectos de investigación con experimentación en la cocina
pequeñas y en su mayoría flexibles que se movían de tal manera que cada corpúsculo
tratara de vencer a otros corpúsculos en movimiento (Villaveces, Cubillos y Andrade.
1989).
Evangelista Torricelli (1608 - 1647) logró analizar que el aire ejercía presión y propuso la
medición de esta propiedad por medio del barómetro; en la misma línea Robert Boyle
(1627- 1691) propuso que el volumen de una muestra de aire variaba con la presión
según una proporción inversa simple, pues al añadir suficiente mercurio como para
someter el aire a una presión doble el volumen del aire encerrado se reducía a la mitad;
si la presión se triplicaba, el volumen se reducía a un tercio; si se reducía la presión el
aire se expandía. Lo cual permitió que se estableciera una relación en la que el volumen
disminuía a medida que la presión aumentaba y correspondía a la Ley de Boyle que se
publicó por primera vez en 1622 y aún sigue vigente para el estudio de la presión y el
volumen de los gases (Asimov, 2003).
El químico Georg Ernest Stahl (1660-1734) estudió la combustión de los cuerpos
orgánicos con la calcinación de los metales y llamó flogisto a “lo que se va” durante la
combustión. Guillome Francois Rouelle (1703 - 1770) interpretó al flogisto como un
principio con dos funciones: la de ser un compuesto con las mezclas y la de ser un
instrumento con las reacciones químicas. Por otro lado, un aspecto que llamaba mucho
la atención era el aumento de peso que acompañaba la calcinación pues si se liberaba
flogisto el producto debería tener un peso menor que el combustible inicial. Fue entonces
cuando Antoine Laurent Lavoisier (1743- 1794) repitió los trabajos de Karl Wilhelm
Scheele (1742 – 1786) y descubrió que, a partir de la calcinación del plomo y la medición
de los pesos en un recipiente cerrado, el aumento del peso es igual al peso absorbido,
con lo cual afirmó que solamente una parte del aire se puede combinar con los metales o
servir para la respiración, a este último lo denominó “aire respirable” refiriéndose al
oxígeno. En la misma línea Joseph Priesley (1733 - 1804) en sus experimentaciones
obtuvo un gas insoluble en agua que mantuvo la vivacidad por calentamiento de óxido
rojo de mercurio que llamó “aire desflogisticado” pero que realmente correspondía al
descubrimiento del dióxido de carbono (Lecaille, 1994).
El estudio de los gases se consolidó con James Clerk Maxwell (1831 - 1879) y Ludwing
Boltzmann (1844 - 1906) quienes analizaron el comportamiento de los gases suponiendo
Anexo A: Marco Epistemológico. 79
que éstos eran un conjunto de infinidad de partículas moviéndose al azar como se
explica con la Teoría Cinética de los Gases (Asimov, 2003).
La teoría atómica de Dalton y la Ley de Gay Lussac de los volúmenes de combinación,
llevó a Amadeo Avogadro (1776 - 1856) a la formulación de la Ley de Avogadro la cual
enuncia que en volúmenes iguales de todos los gases ideales medidos en las mismas
condiciones de presión y temperatura existen el mismo número de moléculas. En ese
tiempo, las palabras “átomo” y “molécula” no tenían el mismo significado que ahora.
Dalton confundía estos conceptos puesto que para él los elementos gaseosos: hidrógeno
y oxígeno eran átomos simples, entrando en contradicción con algunos experimentos de
Gay-Lussac. Avogadro clarificó esta cuestión considerando que estos gases estaban
constituidos por moléculas con dos átomos. La ley de Avogadro permitía la determinación
del peso relativo de moléculas y átomos. Esta hipótesis llevó a la introducción del
concepto del “mol” (Tamir, 2013).
B. Anexo: Rúbrica de Evaluación de los proyectos de investigación
C. Anexo: Guía de Trabajo de la visita empresarial a BIMBO
84 Título de la tesis o trabajo de investigación
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Whitten, K., Davis, Raymond., Peck, Larry y Stanley, George. Química Décima Edición.
Editorial Cengage Learning. 2014
EVALUACIÓN PROYECTO DE INVESTIGACIÓN
“LABORATORIO DE COCINA 2017”
NOMBRE DEL PROYECTO: ________________________________________________________
INTEGRANTES:_______________________________________________________________________________________________________________________________
Durante el proceso de evaluación : Autoevaluación, Coevaluación y Heteroevaluación. Se solicita presentar las observaciones adicionales para generar la valoración de cada aspecto
NOTA
CRITERIOS
5.0 – 4.8 4.7 – 4.3 4.2 – 3.4 3.3 – 0.0
1. Estructura y
organización de la
presentación de la exposición
Se muestra especial interés en presentar
el proceso completo de su proyecto de
investigación planteando los objetivos, la metodología, los resultados, análisis
de resultados.
Se apoya en referencias actualizadas y
libros de texto expertos en el tema.
Presenta conclusiones de manera clara y
secuencial de acuerdo al objetivo
planteado
Hay introducción formal de algunos
procesos desarrollados en la
investigación.
Se apoya en pocas referencias y textos
para sustentar el tema.
Algunos resultados, análisis de
resultados y conclusiones son claros y cumplen con los objetivos propuestos.
Hace una introducción formal pero no
fue clara o no tuvo soporte disciplinar
(referencias o datos)
No presenta resultados ni análisis de
resultados o no están relacionados con los objetivos propuestos
No se concluye o las conclusiones no recogen lo presentado en la exposición.
No se hace una introducción formal
Su presentación no tuvo soporte disciplinar (referencias o datos)
Las ideas no se presentaron en un orden lógico
No se concluye o las conclusiones no están enlazadas con el tema.
2. Dominio del tema Los integrantes del grupo conocen con precisión todos los elementos de su
tema.
Los integrantes del grupo conocen la mayoría del los elementos de su tema.
Los integrantes del grupo conocen con precisión unos pocos elementos de su
tema.
Los integrantes del grupo no conocen con precisión ninguno de los elementos
de su tema.
3. Comprensión del tema
Los estudiantes del grupo contestan con precisión todas las preguntas de sus
compañeros y de la docente
Los estudiantes del grupo contestan con precisión la mayoría de las preguntas de
sus compañeros y de la docente.
Los estudiantes del grupo contestan con precisión unas pocas preguntas de sus
compañeros y de la docente.
Los estudiantes del grupo no contestan con precisión ninguna de las preguntas
de sus compañeros y de la docente.
4. Póster El póster tiene un título relacionado con
los objetivos propuestos.
Está diseñado creativamente y con esquemas que permitan minimizar el
texto escrito
Tiene presentación del tema, objetivos, metodología, resultados, análisis de
resultados, conclusiones y bibliografía
El póster tiene un título poco
relacionado con los objetivos
propuestos.
Está diseñado con bastante texto en
objetivos, metodología, resultados, análisis de resultados, conclusiones y
bibliografía,
El póster tiene un título que no está
relacionado con los objetivos
propuestos.
Está diseñado con bastante texto en
objetivos, metodología, resultados, análisis de resultados, conclusiones y
bibliografía o no tiene la explicación de
éstos
No presenta póster o su presentación es
desarticulada de un proceso de
investigación extenso.
El póster no se relaciona con temáticas
específicas para apropiarse de conceptos en la ciencia química
!
AGOSTO!29!DE!2017.!Guía!de!Trabajo!para!el!Club!de!Ciencias!“Laboratorio!de!Cocina”!TUTOR:!Sonia!Rocí[email protected]!!!
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!!
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GUÍA!DE!TRABAJO!
Cada!una!de!las!actividades!propuestas!se!desarrollará!de!forma!autónoma!para!socializar!con!su!grupo!de!investigación!previamente!y!posterior!a!la!visita!pedagógica.!
!
1.! Realice!una!consulta!previa!sobre!el!proceso!de!fabricación!de!los!diferentes!productos!elaborados!por!BIMBO!y!diseñe!una!secuencia!de!producción!
2.! Elija! un! rol! empresarial! de! acuerdo! a! su! orientación!profesional,! ante! lo! cual! deberá! diseñar! 2!
preguntas!y!desarrollarlas!en!el!transcurso!de!la!actividad.!!
3.! Describa! detalladamente! con! qué! estamento! de! la! empresa! se! siente! identificado.! Especifique!
fortalezas!y!dificultades!del!cargo.!
4.! Realice! una! observación! detallada! de! los! diferentes! enfoques! propuestos! y! comparare! con! lo!
desarrollado!en!su!proyecto!de!investigación.!
Ambiental! Científico! Socio!Político! Comercial!
5.! Realice! una! revisión! del! impacto! que! trae! la! conformación! de! una! industria! en! un! municipio.!
Especifique! fortalezas!y!dificultades!para!el!sector.! (Se!realizará!una!parada!en!el!municipio!de!
Tenjo!para!realizar!la!entrevista!a!los!habitantes!del!sector)!
!
COLEGIO!EL!CARMEN!TERESIANO!GUÍA!DE!TRABAJO!
VISITA!EMPRESARIAL!BIMBO!
PROYECTO!DE!INVESTIGACIÓN!“LABORATORIO!DE!COCINA”!
!
OBJETIVO:!Promover!en!los!estudiantes!la!investigación!científica!a!partir!de!la!integración!en!un!contexto!real!con!el!fin!de!favorecer!la!curiosidad,!la!relación!de!situaciones!cotidianas!con!la!ciencia!y!la!
apropiación!de!un!rol!profesional!asumido!temporalmente.!
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ACTIVIDADES!!
1. Traslado! desde! el!Colegio!hasta!la!Planta!de! producción! de!BIMBO.!
2. Refrigerio!3. Recorrido!!orientado.!4. Preguntas!5. Almuerzo!6. Regreso!al!Colegio!7. Durante! la! jornada! se!
desarrollará! la! guía!propuesta.!
EL VERDADERO SI GNO DE EL VERDADERO SI GNO DE
LA INTELI GENCI A NO ES EL LA INTELI GENCI A NO ES EL
CONOCIMIENTO SINO LA CONOCIMIENTO SINO LA
IMAGI NACIÓN. Albert Einstein IMAGI NACIÓN. Albert Einstein
UN GENIO SE HACE CON UN GENIO SE HACE CON
1% DE TALENTO Y 99% 1% DE TALENTO Y 99%
DE TRABAJO. Albert DE TRABAJO. Albert
Einstein Einstein
