Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad ... 4 NUM 1/TEXTO 11.pdf · Coronel, María...

Revista Electrónica Iberoamericana de Educación en Ciencias y Tecnología — Volumen 4, Número 1, Abril 2013. Página 150 —

Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad Nacional de Catamarca

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Resumen

El presente trabajo, corresponde a un avance del Proyecto de Investigación: “Concepciones sobre la naturaleza de la materia en cursos universitarios de química”. El propósito esencial de este trabajo es aproximarse a las ideas previas sobre la naturaleza y estructura de la materia en estudiantes universitarios. Para ello, se realiza un planteo indirecto mediante el cual se pretende inferir la existencia de las mismas a partir del análisis de la comprensión alcanzada en el aprendizaje de un tema complementario: cantidades atómico-moleculares. Con esta intención, se parte del concepto de átomo y se finaliza con la consideración de la Constante de Avogadro como puente de unión entre la micro y la macro química.

La metodología empleada es de carácter cualitativo con predominio de la técnica de análisis de contenido. Los instrumentos empleados en la recolección de datos fueron un cuestionario estructurado con diez preguntas de respuesta abierta y un esquema conceptual, que los alumnos completaron, referido al paralelismo existente entre los conceptos relativos a átomo y molécula. La muestra en estudio estuvo constituida por 250 alumnos ingresantes a la Universidad Nacional de Catamarca, inscriptos en Carreras en las cuales la Química es la disciplina central o una de apoyo.

mailto:[email protected]

Coronel, María del Valle; Galarza, Ofelia Dora; Lema, Elvira Leonor; - Influencia de Ideas Previas Sobre la Naturaleza de la Materia en el Aprendizaje de Cantidades Atómico-Moleculares


En las respuestas de la mayoría de los sujetos los resultados muestran un escaso grado de conocimientos y comprensión sobre aspectos básicos de la química que se enseña en los niveles preuniversitarios.

Palabras clave: ideas previas - naturaleza de la materia – aprendizaje - cantidades atómico-moleculares.

Abstract

The present work, it corresponds to an advance of the Project of Investigation: "Conceptions on the nature of the matter in university courses of chemistry ". The essential intention of this work is to come closer the previous ideas on the nature and structures of the matter in university students.

For it, one is realized I raise indirectly by means of which one tries to infer the existence of the same ones from the analysis of the comprehension reached in the learning of a complementary topic: atomic - molecular quantities. With this intention, it splits of the concept of atom and concludes with the consideration of Avogadro's Constant as bridge of union between the micro and the chemical macro.

The used methodology is of qualitative character with predominance of the technology of analysis of content. The instruments used in the compilation of information were a questionnaire structured with ten questions of opened response and a conceptual scheme, which the pupils completed, recounted to the existing parallelism between the concepts relative to atom and molecule. The sample in study was constituted by 250 pupils ingresantes to the National University of



Catamarca, new recruits in Careers in which the Chemistry is the central discipline or one of support.

In the answers of the majority of the subjects the results show a scanty degree of knowledge and comprehension on basic aspects of the chemistry that is taught in the educational levels previous to the university student.

Key words: previous ideas - nature of the matter - learning - atomic - molecular quantities.

Introducción

El aprendizaje de las Ciencias, y en particular el de la Química,

pone en situación la presencia de obstáculos epistemológicos que dificultan los

logros de los alumnos en el proceso de construcción de conceptos científicos.

Se trata de limitaciones que impiden o entorpecen el proceso para construir el

conocimiento real o empírico originando, como consecuencia, que los

conocimientos científicos no se adquieran correctamente.

Para Bachelard (1976), la experiencia básica o conocimientos

previos constituye uno de los principales obstáculos implicando a un conjunto

de ideas que posee el estudiante mediante las cuales tratan de explicar el cómo

y el porqué de las cosas. Explicaciones cargadas de subjetividad, verdaderas

construcciones personales, que se nutren de la observación personal y de las

interacciones en el medio que los rodea. Entonces, la enseñanza de las ciencias

no consiste solo en presentar el punto de vista científico del fenómeno natural,

sino que en primer lugar el estudiante debe revisar sus concepciones previas

(Wittrock, 1994).

Las ideas previas, según Ausubel (1986:61) y Pozo (1989:28),

suelen estar fuertemente arraigadas en la estructura cognitiva de los alumnos y

desde ellas los sujetos interpretan ciertos tipos de fenómenos. Además, son

compartidas por muchas personas de diferentes edades, contextos culturales,



formación y países; deben tratar de modificarse, pero según Hewson, citado por

(Osborne y Freyberg, 1998: 85): "Cualquier cambio de punto de vista debe ser

fruto de un proceso gradual."

En el terreno de la investigación educativa viene planteándose

una firme controversia en relación a las perspectivas que analizan los caracteres

de las mismas. Es así que por un lado se plantea que son incoherentes y parciales

y que por sí mismas no constituyen un sistema interpretativo (Claxton, 1993;

Solomon 1984) y por otro, predomina la visión de coherencia y estabilidad que

intenta culminar con categorización de las mismas (Chi, 1992; Riner, Slotta, Chi

& Resnick , 2000; McCloskey, 1983; De Berg, 1992; Flores y Gallegos 1998, entre

otros).

En general los investigadores acuerdan que la presencia de

ideas erróneas o imprecisas sobre diferentes aspectos científicos interfieren los

contenidos que deben ser aprendidos. Por ello, el conocimiento previo debe ser

considerado por el profesor durante los procesos de enseñanza y aprendizaje a

fin de posibilitar la relación que se enseña y lo que se aprende; sin embargo,

esto no siempre es tenido en cuenta. Al respecto Bachelard confirma el hecho

al expresar “Frecuentemente me ha chocado el hecho que los profesores de

ciencias aún más que los otros si cabe, no comprendan que no se comprenda”

(Bachelard, 1976: 20).

Evitar que las ideas previas erróneas de los estudiantes se

constituyan en una barrera que impida la adquisición de conceptos

científicamente correctos resulta ser, entonces, una necesidad ante la urgencia

de lograr aprendizajes realmente significativos. “El factor que más influencia

tiene en la enseñanza es lo que el que aprende ya sabe. Hay que investigar qué

es y enseñar de acuerdo a ello” (Ausubel, 1968).



Referente teórico

Los preconceptos de los alumnos sobre la naturaleza de la

materia fue objeto de un gran número de investigaciones. Los resultados

obtenidos por las mismas demuestran que existe un gran predominio de ideas

continuas de la materia. Uno de los primeros trabajos en este sentido fue el de

Doran (1972), Furió (1986) identificó al tema de las ideas previas sobre la

naturaleza de la materia como prioritaria en la enseñanza de la Química.

Sin embargo, a pesar de la gran cantidad de investigaciones que

tratan de comprender el conocimiento del alumno sobre la naturaleza de la

materia (Benarroch, 1989; Prieto, 1989; Stavy, 1988; Scott, 1992; Gabel,1993;

Benson, 1993; Llorens, 1996; Pozo, 1987; Pozo y Gómez Crespo, 1998; etc.),

existe una cuestión importante que aún tiene desarrollo incipiente como es

averiguar cómo evolucionan, con la edad y la experiencia escolar, las

concepciones de los estudiantes sobre la naturaleza y estructura de la materia.

En el área de la Química se llevaron a cabo numerosos trabajos

respecto a las concepciones y representaciones de estudiantes sobre la

naturaleza y estructura de la materia; así, pueden citarse los trabajos de Novick

y Nussbaum, 1978, 1981; Nussbaum y Novick, 1982; Nussbaum, 1985; Llorens,

1988;Andersson, 1990; Renström, Andersson y Marton, 1990; Haidar y Abraham,

1991; Gabel y Bunce, 1994; De Vos y Verdonk, 1996; Pozo, Gómez y Sanz, 1999;

Benarroch, 2000 a y b, 2001 y Gallegos, 2002. Todos ellos coinciden al expresar

que estas ideas previas persisten aún en etapas postinstruccionales y que están

caracterizadas por representaciones macroscópicas en las que persiste la visión

de la materia como continua, estática y sin espacios vacíos entre sus partes,

contrastando con la verdad científica mediante la cual la materia es concebida

como discreta y dinámica, identificando entre las partículas espacios vacíos

(Andersson, 1990).

Las dificultades del alumnado para comprender la Química en

primera instancia, residen en la forma en que los estudiantes organizan sus



ideas a partir de sus propias teorías sobre la estructura de la materia (J. I. Pozo,

M. A. Gómez Crespo, 2001), sin embargo, estos conflictos no son

independientes de los procedimientos pedagógicos utilizados para enseñar los

contenidos asociados al tema. Al respecto, la investigación educativa en

Ciencias señala el predominio de la enseñanza tradicional que privilegia la

memorización y mecanización de procedimientos inhibiendo la construcción de

modelos, el ensayo de explicaciones y predicciones y la posibilidad del

establecimiento de relaciones por parte de los alumnos.

El conocimiento adecuado de la naturaleza y estructura de la

materia es de gran importancia para la correcta comprensión de los fenómenos

químicos basada en la interpretación de las propiedades y los cambios de la

materia; cambios y propiedades que pertenecen al mundo de lo que podemos

observar con nuestros sentidos y que requieren en un estudiante universitario

la proyección hacia la interpretación de los fenómenos macroscópicos en

términos microscópicos; es decir, que aprendan a utilizar el modelo corpuscular

de la materia teniendo como eje sustancial a la teoría cinético-molecular.

Objetivos y Metodología

El propósito esencial de este trabajo es aproximarse a las ideas

previas sobre la naturaleza y estructura de la materia en estudiantes

universitarios. Para ello, se realiza un planteo indirecto mediante el cual se

pretende inferir la existencia de las mismas a partir del análisis de la

comprensión alcanzada en el aprendizaje de un tema complementario:

cantidades atómico-moleculares. Con esta intención, se parte del concepto de

átomo y se finaliza con la consideración de la Constante de Avogadro como

puente de unión entre la micro y la macro química.

Para lograr las intenciones antes señaladas se pretende

conocer, en primer lugar, si los alumnos pueden diferenciar desde los puntos de



vista cualitativo y cuantitativo los conceptos de átomo y molécula, si pueden

justificar los estados de agregación y los cambios de estado desde el

comportamiento atómico y molecular y si captan el significado de la Constante

de Avogadro como nexo entre el mundo atómico y la realidad macroscópica.

La muestra en estudio estuvo constituida por 250 alumnos

ingresantes a la Universidad Nacional de Catamarca, inscriptos en Carreras en

las cuales la Química es la disciplina central o una de apoyo. Fueron presentadas

a los alumnos de la muestra dos tipos de cuestiones. La primera de ellas

organizadas en un cuestionario estructurado con diez preguntas de respuesta

abierta, con subítems, según el siguiente detalle:

Ítem Idea central Aspectos

1 Ideas de átomo a. Concepto b. Tamaño c.

Estructura d. Dinámica

2 Ideas de molécula a. Concepto b. Tamaño c.

Estructura d. Dinámica

3 Ideas de masa atómica y masa

molecular

a. Conceptos b. Significados c.

Relaciones

4

Ideas de mol de átomos, mol de

moléculas y volumen molar

a. Conceptos b. Significados c.

Relaciones

5 Ideas sobre la Constante de

Avogadro

a. Concepto

6 Ideas sobre la Constante de

Avogadro

a. Significado

7

Ideas generales sobre estados de

agregación

a. Conceptos b. Relaciones con

concepto de materia c

.Propiedades

8 Ideas sobre cambios de estado a. Identificación b. Análisis cambios

de estado

9

Relaciones de los estados de

agregación con los mundos atómico y

molecular

a. Interpretación



10

Relaciones de los estados de

agregación con los mundos atómico y

molecular

a. Justificación y relaciones

Tabla 1. Contenido del Cuestionario

Las preguntas formuladas incluyeron como posible opción la

alternativa No Sé a fin de eliminar la aleatoriedad de las respuestas.

El segundo tipo de cuestiones consistió en completar un

esquema conceptual referido al paralelismo existente entre los conceptos

relativos a átomo y molécula. Como datos fue brindado el esqueleto del

esquema de referencia1 y la lista de conceptos involucrados. La consigna solicita

también las relaciones entre conceptos, identificadas con flechas:

Significado cualitativo- fórmula- significado cuantitativo- unidad

de masa atómica- masa molecular- Constante de Avogadro- significado

1 Tomado de Rodríguez Guarnizo, J(1978). Didáctica de la nomenclatura y formulación química, Edelvives.

PARALELISMO ENTRE LOS CONCEPTOS RELATIVOS A ÁTOMO Y MOLÉCULA

ÁTOMO MOLÉCULA



cuantitativo- significado cualitativo- mol de átomos- símbolo- masa atómica- mol

de moléculas.

Resultados y Discusión

En la Tabla siguiente se resumen los porcentajes de respuestas correctas

del cuestionario y el porcentaje que comprende la respuesta No Sé.

Pregunta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

%Re

spu

est

as

corr

ecta

s

a.30

b.40

c.20

d.10

a.42

b.30

c.25

d.12

a.40

b.30

c.20

a.20

b.20

c.14

a.10

a.10

a.40

b. 65

c. 78

a.75

b.62

a.20

a.10

% re

spu

est

as N

o S

é

a.15

b.14

c.20

d.18

a.10

b.15

c.30

d.23

a.48

b.33

c.35

a.12

b.17

c.26

a.25

a.77

a.1

b.3

c.5

a.18

b.15

a.40

a.38

Tabla 2. Registro de respuestas

Si bien es cierto existe una relación estrecha entre cada una de

las ideas involucradas en el análisis, por razones de practicidad se decidió

agrupar las mismas en función de la naturaleza de las respuestas formuladas por

los estudiantes.

I. Se advierte lo siguiente desde los datos aportados por los cuestionarios:



Con relación a las ideas sobre átomo y molécula (preguntas 1 y 2)

Como se observa en la Tabla las preguntas relacionadas al

tamaño del átomo y al concepto de molécula son las que obtuvieron el mayor

porcentaje de respuestas correctas, mientras que las relativas a la dinámica del

mundo atómico y del mundo molecular son las de menor porcentaje. En relación

a las preguntas cuyas respuestas se consideran no sabidas en ambos casos están

relacionadas con los conceptos y tamaño del átomo y de la molécula.

Los gráficos siguientes ponen en evidencia los porcentajes

alcanzados:

En este sentido, los resultados coinciden con los de Pozo,

Gómez-Crespo, Limón y Sanz (1991) y muestran que los alumnos conciben la

unidad más pequeña de la materia como el estado final en un proceso de

división. En todos los casos, tal como lo planteado por Johnson (1998) en sus

investigaciones los estudiantes atribuyen características macroscópicas a las

partículas con escasa apreciación del movimiento de las mismas y las fuerzas

existentes entre ellas. A este respecto, el obstáculo fundamental para los

estudiantes subyace en la representación de lo no observable ya que prevale en

ellos una visión de sentido común direccionada hacia lo concreto.

Se entiende, como De Posada (1993), que la incorporación de

ideas macroscópicas para explicar el mundo atómico por parte de los alumnos

puede ser interpretado como intentos de éstos por buscar conexiones con sus

pregunta 1: respuestas correctas

a

b

c

d


a

b

c

d



esquemas conceptuales, con la intención de establecer un puente entre dos

mundos distintos.

La idea de átomo que prevalece en la mente de los alumnos de

la muestra está asociada exclusivamente al modelo de Rutherford y en este

sentido no hay indicios que revelen el conocimiento de otros modelos con lo

cual puede pensarse en una fuerte vinculación con las imágenes del átomo que

son socializadas a través de los medios de comunicación y de los libros de texto.

Es frecuente, además, el establecimiento de asociaciones

conceptuales al momento de intentar definir los conceptos tanto de átomo

como de molécula. A este respecto son relacionadas las ideas de átomo con

elemento y sustancia, y el de molécula con compuesto y sustancia; este hecho

evidencia dificultades conceptuales provenientes de concepciones erróneas

que pueden haberse originado como consecuencia de la instrucción.

La afirmación anterior está basada en el enfoque histórico-

epistemológico con el cual se suelen enseñar estos temas. Es común que, a

partir de la aproximación histórica que se realiza al concepto de átomo y

molécula desde la teoría atómica de Dalton, se finalice induciendo en los

alumnos la idea común que todos los elementos están formados siempre por

átomos, con lo cual el concepto de atomicidad termina siendo cuestionado para

casos como el oxígeno o el hidrógeno. De igual manera ocurre para el vínculo

entre molécula y compuesto.

Cuando se analiza el tamaño de átomos o moléculas se las

piensa comparándolas con “algo” que es no perceptible a simple vista, tal como

una bacteria, una célula. Asimismo, hay evidencias de confusión entre una

propiedad observable y las propiedades de las moléculas transfiriendo

caracteres entre una y otra. Situación que se extiende a las relaciones que

pueden establecerse entre sustancias y moléculas, datos también observados

por Garritz y Trinidad-Velasco (2006) y que como consecuencia generaliza la

idea de extender las propiedades macroscópicas de la materia al mundo

microscópico, tal como lo detectado por Furió Más, (2000).



Con relación a las ideas de masa atómica y masa molecular, mol de átomos, mol de

moléculas y volumen molar (preguntas 3 y 4)

Los gráficos siguientes permiten apreciar que las preguntas

referidas a relaciones entre las primeras cantidades atómico-moleculares que se

consideran son las que obtienen un bajo porcentaje de respuestas correctas,

manteniéndose el nivel de aciertos en idéntica proporción a la obtenida para las

respuestas N° 1 y 2. Lo mismo ocurre para el caso de las respuestas No sé.

En relación a las visiones que se advierten respecto a los

conceptos involucrados en las preguntas N° 3 y 4 se sugiere el predominio de

una perspectiva cualitativa antes que cuantitativa originada por la forma en que

se concibe la idea de masa. La única “cuantificación” que se perfila es

representada por algoritmos a los que muchas veces se recurre para definir los

conceptos solicitados. Como consecuencia, la solicitud de establecer

significados y relaciones se ve dificultada lo que queda demostrado en los

porcentajes de respuestas incorrectas y las no resueltas para los subítems b y c

de cada pregunta.

Al considerar los conceptos de masas atómicas es frecuente

que los estudiantes confundan la diferencia entre masa expresada en gramos y

masa como unidad atómica de masa, ambas son tomadas como unidades

equivalentes (Staver y Lumpe, 1995). Algo similar ocurre con las unidades y

equivalencias de masa molecular y volumen molar.


a

b

c


a

b

c



Cuando hacen referencia al mol las representaciones del

concepto están asociadas fuertemente sólo con moléculas (Krishnan y Howe,

1994) y no con átomos. Este revela nuevamente la dificultad para proyectar los

significados entre los niveles macroscópico y microscópico, originando la

atribución de una diversidad de significados al concepto y considerándolo como

una propiedad de la molécula. Este obstáculo permite que no pueda

establecerse distinción entre masa molar con masa atómica y molecular.

Por otra parte, la idea de mol se identifica con una masa

(Cervellati y otros (1982) o un volumen, confusión que puede estar originada en

la ausencia de visiones respecto a la magnitud cantidad de sustancia; en cambio

es reconocido el concepto cantidad de materia usándolo como sinónimo de

número de moles. Todo esto trae aparejado por un lado, el creer que el mol es

lo mismo que el Número de Avogadro, y por otro, el alto índice de respuestas

incorrectas en las preguntas 5 y 6 debido a la imposibilidad de relacionar número

de entidades elementales con el mol a través de la Constante de Avogadro,

consistente con lo encontrado por Hesse y Anderson (1992, cit. por Claesgens

y Stacy, 2003, 22).

A pesar de lo antes expresado, no puede afirmarse que las

perspectivas que tienen los alumnos en relación al concepto de mol hayan sido

adquiridas intuitivamente, esto es así al considerar que el concepto de mol es

una construcción conceptual inventada por los científicos para poder explicar

cuantitativamente las relaciones del mundo químico. Dicho esto sólo puede

pensarse que tales concepciones erróneas pueden ser fruto de la enseñanza

formal recibida, ya sea por inducción del error o por falta de definición en las

estrategias utilizadas (Gabel y Bunce, 1994, citados por Furió, Azcona y

Guisasola, 1999: 360).

La confusión que vuelve aparecer en este apartado respecto a

las diferencias entre el nivel macroscópico y el microscópico en la estructura de

la materia seguramente está vinculada al nivel de abstracción que requiere el

aprendizaje de estos contenidos. Existen bastantes investigaciones en



aprendizaje de las ciencias que dan cuenta que los estudiantes universitarios no

siempre operan cognitivamente en el nivel de operaciones formales, como lo

describe Piaget; esta afirmación pone en cuestión las posibilidades de los

alumnos para representar grandes números y partículas pequeñas, en

consonancia con lo encontrado por Mora Penagos y Parga Lozano(2005). Este

nivel sería necesario en el aprendizaje de la química y, en particular, la

comprensión del significado del concepto de mol (Herron, 1975; Shayer y Adey,

1984).

Con relación a las ideas sobre la Constante de Avogadro (preguntas 5 y 6)

Los gráficos muestran los pobres resultados en relación al

planteo efectuado sobre la Constante de Avogadro. Si bien es cierto algunos

alumnos se esforzaron en intentar definirlo, los escasos intentos por explicar el

significado de la misma fueron traducidos mediante ejemplos prácticos, un

altísimo porcentaje considera que no puede explicar su significado cuestión

preocupante para la enseñanza y el aprendizaje de la química.

Las dificultades encontradas en las respuestas obtenidas para

las preguntas anteriores respecto al mol, influyen decisivamente a la hora de

establecer conceptualmente la idea que representa la constante de Avogadro.

También este déficit está vinculado a la indefinición del concepto de cantidad

de sustancia lo que hace prácticamente imposible establecer relación entre éste

y la posibilidad de contar macroscópicamente átomos y moléculas (Furió et al.,

pregunta 5: respuestas correctas /incorrectas

a

b


a

b



2000), así como establecer conversiones entre el gramo y la unidad de masa

atómica.

De igual modo a lo que ocurre en los análisis antes efectuados,

nuevamente la imposibilidad de los alumnos para identificar y proyectarse en

ambos mundos químicos (macroscópico y microscópico) cercena la posibilidad

de observar a la Constante de Avogadro desde la utilidad que supone. Esto es,

relacionar partículas o entidades microscópicas con medidas macroscópicas,

como la masa, número tan enorme que supera la imaginación de los estudiantes

(Steiner, 1986).

Indudablemente el hecho que el concepto de mol represente

un obstáculo para poder explicar los alcances de esta Constante está

relacionado con las dificultades que trae asociada su enseñanza. Más allá de sus

funciones operativas “resulta oscuro y difícil de comprender y aplicar para la

mayoría de los alumnos” (Pozo Municio, Pozo y Gómez Crespo, 1998). Si a esto

se añade la consideración de su valor numérico supone otra dificultad que

resulta potenciada desde la enseñanza y los libros de texto cuando en aras de

facilitar la comprensión se recurre a ejemplificaciones que “refuerzan la idea de

inasequibilidad” (Pozo Municio, Pozo y Gómez Crespo, 1998).

Con relación a las ideas generales sobre estados de agregación, cambios de estado

y relaciones con el mundo atómico y molecular (preguntas 7, 8, 9 y 10 )

Los alumnos parecen estar más compenetrados tanto con los estados de

agregación como con los cambios de estado de la materia. Los porcentajes

obtenidos así lo demuestran ya que en el caso de la pregunta N° 7 son muy

pocos los que dejaron de responder y para la pregunta N° 8 se obtuvo un alto

índice de respuestas correctas, situación que difiere bastante del análisis

realizado para las preguntas anteriores.



En general los estudiantes apelan al uso de propiedades para

distinguir una sustancia de otra; en estos casos se hacen referencias a color,

tamaño, dureza, etc. Al mismo tiempo resulta común que en las respuestas

obtenidas se confunda materia con material al identificar los estados de

agregación, y aunque algunos de ellos recurren al ejemplo del agua para explicar

los tres estados: sólido, líquido y gaseoso, no queda bien definida la relación que

puede existir entre los diferentes estados para una misma sustancia, resultados

coherentes con los hallados por De Posada (1993)

Si bien es cierto existe una plena identificación de los tres

estados de agregación logran describir el sólido y el líquido sin demasiados

problemas, tal vez porque los consideran más cotidianos, en cambio al gaseoso

lo explican de manera escueta presentando dificultad para asociar al aire como

mezcla de gases, y estableciendo que los gases no tienen masa y peso. De igual

manera puestos frente al análisis de la dinámica de las partículas que

interactúan en cada estado les atribuyen propiedades macroscópicas a las

partículas individuales coincidentes con los resultados logrados por Driver (1989

y 1994) y Flores (2002).


a

b

c


a

b


a

b

pregunta 10 respuestas correctas/incorrectas

a

b



Respecto al estado líquido siempre colocan al agua como

ejemplo, atribuyéndole además menos peso que a los sólidos y más que a los

gases. La noción de volumen en este estado también resulta distorsionada al

determinarse en un gran número de casos que el volumen no se conserva si el

recipiente cambia la forma. En general, ideas muy vinculadas al pensamiento

infantil y que anticipa las dificultades que tendrán estos estudiantes al enfrentar

su aprendizaje.

Las explicaciones brindadas en relación a los diferentes

cambios de estado presentados revelan falta de comprensión respecto a la

distribución, orden y proximidad de las partículas en cada situación. En ningún

caso se describe la fusión o el punto de ebullición como una transferencia de

energía, tampoco se hace referencia a que durante el cambio de fase la

temperatura permanece constante, idea contraintuitiva para el alumno

(Erickson, 1985) o lo qué ocurre con el movimiento de las partículas.

Cambios de estado como la evaporación y la condensación son

descriptos desde ejemplos con sustancias comunes antes que fundamentados

conceptualmente. Es éste un factor constante ya que los alumnos basan sus

respuestas en los aspectos observables de las sustancias, limitándose a describir

lo que ha cambiado (Pozo y otros, 1991).Como consecuencia no existe una

representación global consistente, independiente de la apariencia sensible

generándose una “dependencia perceptiva” que de algún modo impide la

elaboración de justificaciones más acordes con la verdad científica.

De esta manera se percibe el predominio en el pensamiento de

los estudiantes de una comprensión cualitativa de las transformaciones físicas,

que les resulta útil para formular teorías que les permiten explicar

comportamientos, dinámicas y relaciones en el mundo material. Teorías que al

fin y al cabo resultan ser obstáculos para interpretar los cambios utilizando el

modelo corpuscular de la materia como instrumento interpretativo de los

distintos fenómenos que tienen lugar en la naturaleza (De Posada, 1993). Las

investigaciones realizadas corroboran este análisis mostrando que los alumnos



recurren a explicaciones basadas en las dimensiones “físicas” del mundo real

(Pozo, Gómez Crespo y Sanz, 1999).

La situación antes planteada revela una concepción continua de

la materia que interfiere con la idea de discontinuidad de la misma tal como lo

plantean Rufino Trinidad y Andoni Garritz (2003) en una revisión de

concepciones alternativas en estudiantes de secundaria. Esto resulta

confirmado desde ejemplos gráficos dados por los alumnos de la muestra que

ponen en evidencia partículas que se expanden, que se contraen o que se

rompen. Así, se ignora el uso de ideas sobre el modelo corpuscular para explicar

los cambios, y si se expresan, con frecuencia son incorrectas.

II. En relación a los esquemas solicitados el 95% de los estudiantes no pudo

establecer relaciones conceptuales entre los ámbitos del mundo atómico y

del molecular. Igualmente no pudieron conectar ambos mediante nexos que

justificaran los vínculos que existen entre ellos.

Conclusiones

En las respuestas de la mayoría de los sujetos los resultados

muestran un escaso grado de conocimientos y comprensión sobre aspectos

básicos de la química que se enseña en los niveles preuniversitarios. Al respecto

se advierte:

Confusiones conceptuales entre términos fundamentales como átomo,

molécula, elemento y sustancia.

Son asociados conceptos considerándolos a veces como sinónimos lo que

perturba la comprensión de los mismos.

Se advierte que los alumnos tienen dificultades para relacionar los niveles

de representación para la descripción de la materia: nivel macroscópico,



nivel microscópico y nivel representacional y establecer transferencias

entre uno y otro.

El uso de relaciones cuantitativas resultan dificultosas debido a la ausencia

de comprensión mayoritaria del concepto de cantidad de sustancia y de su

unidad, el mol.

Los estudiantes organizan sus teorías en torno a esquemas simples y

próximos a su vida cotidiana y entorno y es por ello que les resulta más fácil

establecer vínculos de naturaleza cualitativa, antes que cuantitativa.

Apelan a ejemplos al definir conceptos y recurren a heurísticos

operativizando conceptos en el afán de otorgarles significado o establecer

relaciones entre ellos.

La instrucción formal recibida influye en la falta de comprensión conceptual

sobre todo en los casos en que por inducción se generan concepciones

alternativas erróneas, ya sea por estrategias didácticas no adecuadas o por

omisión de la consideración de los preconceptos.

Las dificultades observadas en la comprensión del contenido cantidades

atómico-moleculares está fuertemente influenciado por las concepciones

alternativas de los alumnos respecto a la naturaleza y estructura de la

materia.

Referencias Bibliográficas

Andersson, B. (1990). Pupils’ Conceptions of Matter and its Transformations (age 12-16), Studies in Science Education, 18, (53-85).

Ausubel, D.P. (1968). Educational psychology: a cognitive view. New York,

Holt, Rinehart and Winston. Bachelard, Gastón (1976). La formación del espíritu científico. 5 ed. México:

Siglo Veintiuno, editores, S.A.



Benarroch, A. (1989). Una alternativa metodológica para la enseñanza de la

Química en 2º de BUP. Melilla: Serv. Publ. CEP. Benarroch, A.(2000). Del modelo cinético-corpuscular a los modelos

atómicos. Reflexiones didácticas, Alambique. Didáctica de las Ciencias Experimentales 23, (95-108).

Benarroch, A. (2000). El desarrollo cognoscitivo de los estudiantes en el

área de la naturaleza corpuscular de la materia, Enseñanza de las Ciencias 18[2], (235-244).

Benarroch, A. (2001). Una interpretación del desarrollo cognoscitivo de los

alumnos en el área de la naturaleza corpuscular de la materia, Enseñanza de las Ciencias 19[1], (123-134)

Benson, N. (1993) The place of academic writing in whole life writing: a case

study of three university students, Language an Education, vol 7, N°1, (pp.1-20).

Cervellati y otros (1982). Investigation of secondary school

students’understanding of the mole concept in Italy. Journal of Chemical Education, 59(10), (pp. 852-856).

Chi, M. T. H. (1992) Conceptual change within and across ontological

categories: Examples form learning and discovery in science. En R. Giere (Ed.) Cognitive models of science: Minnesotoa studies in the philosophy of science, (pp. 129 - 186). Minneapolis.: University of Minnesota Press

Claesgens, J., y, Stacy, A. (2003) ¿Cuáles son las ideas iniciales de los

alumnos acerca de la cantidad de sustancia? ¿Hay un peso específico para un mol? ERIC, Chicago IL, 28 p

Claxton, G. (1993) Minitheories: a preliminary model for learning science.

En P. J. Black and A. M. Lucas. (Eds.). Children's Informal Ideas in Science. (pp. 45 - 61). London. Routlege,

De Berg, K. C. (1992) Students' thinking in relation to pressure - volume

changes of a fixed amount of air: The semiquantitative contex. International Journal of Science Education, 14. (295- 303).

De Posada Aparicio, J.M. (1993). Concepciones de los alumnos de 15-18 años

sobre la estructura interna de la materia en el estado sólido. Enseñanza de las ciencias, 11 (l), (12-19)



De Vos, W. and Verdonk, A.H. (1996). The Particulate Nature of Matter in Science Education and in Science, J. Res. Sci.Teach. 33[6], (pp. 657-664).

Doran, R. L. (1972). Misconceptions on selected concepts held by

elementary school students. Journal of Research in Science Teaching, 9(2), (pp. 127-137).

Driver, R. Guesnee, E. and Tiberghien, A. (1985) Children's ideas in Science.

Milton Keynes.: Open University Press Driver, R. (1989). «Students» conceptions and the learning of science.

International Journal of Science Education, 11(5), (pp. 481 -190) Driver, R. y otros (1994) Constructing Scientific Knowledge in the

Classroom. Educational Researcher 23, (7) (October), (pp.6-10). Erickson, F. (1985).Qualitative Methods in Research on Teaching. State

University. Michigan, 1985. Flores, M. (2002). El enfoque de la enseñanza de la biología en la biología

en la educación secundaria, curso de actualización con valor para escalafón vertical. México: SEP-Centro de Actualización del Magisterio en el D. F

Flores, F. C. y Gallegos, C. L. (1998) Partial Possible Models: An Approach

to Interpret Students' Physical Representation. Science Education, 82, (pp.15 – 29).

Furió, C. (1986) Metodología utilizada en la detección de dificultades y

esquemas conceptuales en la enseñanza de la de las ciencias: Selección bibliográfica, Enseñanza de la química, Enseñanza de las Ciencias, 4(1), (pp. 73-77).

Furió, C. (2000). Difficulties in teaching the concepts of «amount of

substance» and «mole». International Journal of Science Education, 22(12), (pp. 1285-1304).

Furió, C., Azcona, R. y Guisasola, J. (1999) Dificultades conceptuales y

epistemológicas del profesorado en la enseñanza de los conceptos de cantidad de sustancia y de mol. Enseñanza de las Ciencias, 17 (3), (pp. 359-376).



Furió Más, C. (2000). “Dificultades conceptuales y epistemológicas en el aprendizaje de los procesos químicos”. Educación Química. Volumen: XI, Número: 3, (pp.300-308).

Furió Más, C. J. Y Hernandez, J. (1983). Ideas sobre los gases en alumnos

de 10 a 15 años. Enseñanza de las Ciencias, 1(2), (pp. 83-91). Gabel, D. L. and Bunce, D. M. (1994). Research on problem solving:

Chemistry, In D. Gabel (Ed.), Handbook of Research on ScienceTeaching and Learning, New York, Macmillan, (pp. 301 -326).

Gabel, D. L.(1993). Use of the particle nature of matter in developing

conceptual understanding. Journal of Chemical Education, 70(3), (pp. 193-194).

Gallegos, L. (2002). Comparación entre la evolución de los conceptos

históricos y las ideas de los estudiantes: el modelo de estructura de la materia, Disertación doctoral, Facultad de Filosofía y Letras, UNAM, México.

Garritz y Velasco (2006) El conocimiento pedagógico del contenido,

Educación Química, 15 (2), (pp.98-102). Haidar, A. and Abraham, M., A (1991) comparison of Applied and Theoretical

Knowledge of Concepts Based on the Particulate Nature of Matter, J. Res. Sci. Teach. 28[10], (pp. 919-938).

Herron, J.D. (1975). Piaget for chemists. Journal of Chemical Education,

52(3), (pp. 146-150). Johnson, P. (1998) Progression in Children’s Understanding of a Basic

particle Theory: a Longitudinal Study, Int. J. Sci. Educ. 20[4], (pp. 393-412).

Krishnan, S.R. Y Howe, A.C. (1994). The mole concept developing an

instrument to assess conceptual understanding. Journal of Chemical Education, 71(8), (pp. 653-655).

Llorens, J. A. (1988). La concepción corpuscular de la materia. Obstáculos

epistemológicos y problemas de aprendizaje. Investigación en la escuela, 4, (pp. 33-48).

Llorens, J. A. (1996). Conocer los materiales. Ideas y actividades para el

estudio de la Física, Química y Tecnología en la Educación Secundaria. Madrid: Ediciones De la Torre.



McCloskey, M. (1983) Naive theories of motion. En D. Gentener & A. L. Stevens (Eds.), Mental Models (pp 299 - 324).

Mora Penagos y Parga Lozano (2005).De las investigaciones en

preconcepciones sobre mol y cantidad de sustancia, hacia el diseño curricular en química”, Revista Educación y Pedagogía, Medellín, Universidad de Antioquia, Facultad de Educación, Vol. XVII, (43), (septiembre-diciembre), (pp. 165-175).

Novick y Nussbaum, 1978, Junior High School Pupils Understanding of the

Particulate Nature of Matter: An Interview Study, en Science Education, 62 (3), (pp. 273281).

Nussbaum y Novick (1982) Alternative Frameworks, Conceptual Conflict

and Accommodation: Toward a Principled Teaching Strategy, Instructional Science, 11, (pp. 183-200).

Osborne, Roger y Freyberg Peter. 1998. El aprendizaje de las ciencias.

Implicaciones de las ideas previas de los alumnos. 3 ed. Madrid: Narcea, S.A. de Ediciones.

Pozo, J. I., (1987). Aprendizaje de la ciencia y pensamiento causal. Visor.

Madrid Pozo, J. I. (1989) Teorías cognitivas del aprendizaje. Morata. Madrid. Pozo, J. I., Limón, M., Sanz, A. y Gomez, M. A. (1991). Conocimientos previos

y aprendizaje escolar. Cuadernos de Pedagogía, 188, (pp. 12-14). Pozo, J. I., Gomez Crespo, M., Limón, M., Sanz Serrano, A. (1991). Procesos

cognitivos en la comprensión de la ciencia: las ideas de los adolescentes sobre la química. Centro de Publicaciones del Ministerio de Educación y Ciencia. Madrid.

Pozo Municio, Pozo y Gómez Crespo, (1998). Aprender y Enseñar Ciencia:

Del Conocimiento Cotidiano Al Conocimiento Científico. Ediciones Morata, 332.pp.

Pozo, J. I., Gómez, M. A. and Sanz, A.(1999) When Change Does Not mean

Replacement: Different Representations for Different Contexts. En: Schnotz W., Vosniadou, S., Carretero M. (Eds.), Advances in Learning and Instruction Series. New Perspectives on Conceptual Change, Pergamon, Oxford, (pp. 161-174).



Pozo, J.I. y Gómez Crespo, M.A. (2001) Más allá del ‘‘equipamiento cognitivo de serie’’: la comprensión de la naturaleza de la materia. En: Benlloch, M. (comp.) La educación en ciencias: ideas para mejorar su práctica. Paidos

Prieto, T., (1989). The ideas of 11 to 14-years-old students about the nature

of solutions, Int. J. Sci. Educ., 11(4), (pp. 451 -463). Renström, Andersson y Marton, 1990; Renström, L., Andersson, B. &

Marton, F. (1990) Students’ conceptions of matter. Journal of Educational Psychology, 82, (pp. 555-569).

Riner, Slotta, Chi & Resnick , 2000; Riner, M., Slotta, J. D., Chi, M. T. H. &

Resnick, L. B. (2000) Naive Physics Reasoning: A commitment to Substance - Based Conceptions. Cognition and Instruction 18(1), (pp.1 – 34).

Rufino Trinidad-Velasco Y Andoni Garritz. (2003). Revisión de las

concepciones alternativas de los estudiantes de secundaria sobre la estructura de la materia. Educación Química, 14[2] , (pp. 92-105).

Scott, (1992). Pathways in Learning Science: A case study of the

development of One Student's Ideas Relating to the Structure of Matter, en Duit, R., Goldberg, F., Niedderer, H. (Eds.). Research in Physics Learning: Theoretical Issues and Ernpirical Studies, (pp. 203- 224). Kiel (D): IPN.

Shayer, M.; Adey, P. (1984) La ciencia de enseñar ciencias, Narcea: Madrid. Solomon, J. (1984) Alternative views of energy. Physics Education 19, (pp.

56) Staver y Lumpe (1993). A content analysis of the presentation o f the mole

conception in Chemistry texbooks. Journal of Research in Science Teaching, 30(4), (pp. 321-337).

Stavy, R. (1988). Children’s conception of gas. International Journal of

Science Education, 10, (pp. 553-566). Steiner, R.P. (1986). Teaching stoichiometry. Journal of Chemical

Education, 63(12), (pp. 1048). Wittrock, M.C. (1994). La investigación de la enseñanza, Tomos I, II y III.

Barcelona: Paidós.

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