Congreso Iberoamericano de Ciencia, Tecnología, Innovación y Educación

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ISBN: 978-84-7666-210-6 – Artículo 693

ANÁLISIS DE LAS ACTIVIDADES PRESENTES EN

LIBROS DE TEXTO DE QUÍMICA Y FÍSICA Y PROPUESTA DE ACTIVIDADES TIC PARA LA

ENSEÑANZA DE LA TEORÍA ATÓMICA

GALLARDO, F; VENDRASCO, N; SÁNCHEZ, J

Congreso Iberoamericano de Ciencia, Tecnología, Innovación y Educación

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ISBN: 978-84-7666-210-6 – Artículo 693

ANÁLISIS DE LAS ACTIVIDADES PRESENTES EN LIBROS DE TEXTO DE QUÍMICA Y FÍSICA Y PROPUESTA DE ACTIVIDADES TIC PARA LA

ENSEÑANZA DE LA TEORÍA ATÓMICA

Felipe Gallardo1, Natália Vendrasco1, Javiera Sánchez2

1 Instituto de Química. Laboratorio de Didáctica de la Química. Pontificia Universidad Católica de Valparaíso. 2Escuela Naval Arturo Prat, Valparaíso, Chile.

felipe.gallardo.v@gmail.com ; nataliacandidov@gmail.com; javiera.sanchez@ucv.cl

Introducción

La utilización de los libros de texto es a todas luces una de las principales vías de transmisión de la ciencia escolar en nuestras aulas. El libro de texto es el medio más ampliamente usado y aceptado – a veces incluso único – por los miembros de la comunidad educativa (Jiménez y Perales, 2001). En la actualidad se intenta mejorar este elemento que tanto influye en la educación (Jiménez, 1997), por ello es que se hace imprescindible el análisis riguroso de ellos, pues, es una tarea relevante para la toma de decisiones que conduzca a su selección. Un contenido de gran relevancia en la enseñanza de las ciencias corresponde a los modelos atómicos, debido a que los átomos son los entes que componen la materia y por consiguiente, la totalidad de nuestra comprensión de los fenómenos químicos se basa en la teoría atómica (Mahan, 1975). Considerando este aspecto, Galagovsky et al. (2003) menciona que los “conceptos centrales tales como electrón, unión química, fotones, moléculas, etc., son ideas que están más allá de nuestros sentidos y los alumnos no tienen la experiencia previa para que les facilite dar un significado preciso a estas palabras”. Concordando con Nappa y Pandiella (2013), se pueden realizar representaciones gráficas de los modelos atómicos utilizando las Tecnologías de Información y Comunicación (TIC), lo cual fomenta tanto el contenido en particular, teoría/modelo atómico como también la alfabetización digital por parte del estudiantado, transformando al computador en un agente motivante y para el aprendizaje. Con los avances tecnológicos encontramos el surgimiento de las TICs, las cuales son definidas por González, Gisbert, Guillén, Jiménez, Lladó y Rallo (1996, p. 413) como “un conjunto de procesos y productos derivados de las nuevas herramientas, soportes de la información y canales de comunicación relacionados con el almacenamiento, procesamiento y transmisión digitalizado de datos”. No obstante, las investigaciones han demostrado que a pesar de las altas expectativas que habían respecto a la implementación de las TICs, su utilización no han impactado sustancialmente las prácticas educativas y la calidad de la educación (Kozman, 2003; OECD, 2004), por lo cual, y concordando con Fernández-Díaz y Calvo (2012), es necesario realizar una redirección en la formación y utilización de las TIC por parte de los profesores y además cambiar el énfasis de la enseñanza. Basándonos en los aspectos antes mencionados, los objetivos son los siguientes: • Identificar, analizar y categorizar las actividades presentes en las unidades didácticas de modelos

atómicos de los libros de texto de secundaria de química y física. • Comparar las actividades identificadas entre los libros de texto de física y química. • Buscar y proponer actividades TICs disponibles en internet para optimizar el proceso de enseñanza –

aprendizaje de la teoría atómica.

Metodología

El estudio se realizó en dos etapas: • Etapa 1: Consistió en la identificación, análisis y categorización de las actividades propuestas en los

libros de texto para el estudiante de química y física en las secuencias didácticas de teoría/modelo, mundo y física atómica.

• Etapa 2: Consistió en buscar actividades TIC en la web, con la finalidad de proponerlas para ser utilizadas como complemento en busca de optimizar el proceso de enseñanza – aprendizaje.

Para el análisis de las actividades se realizó un estudio estadístico, en el cual se buscó cada una de las actividades propuestas para ser desarrollada por el estudiante en la secuencia didáctica de teoría atómica y se establecieron 4 categorías, para finalmente calcular las probabilidades de cada una de ellas y comparar las tendencias que cada texto propone. Las categorías propuestas son las siguientes: • Actividades de desarrollo conceptual y matemático: En esta categoría están consideradas las preguntas de

selección múltiple, preguntas abiertas, discusiones grupales, completar esquemas y mapas, verdadero y falso, términos pareados, reflexión, cálculos matemáticos e investigación.

• Actividades de lectura: En esta categoría están consideradas las actividades de comprensión lectora. • Actividades TIC: En esta categoría están consideradas las actividades que involucren la utilización de

un computador para tareas en internet, software, entre otros. • Actividades prácticas: En esta categoría están consideradas actividades prácticas, las cuales se pueden

desarrollar dentro y fuera del laboratorio.

Agradecimientos: Agradecemos al Programa de Magister en Didáctica de las Ciencias Experimentales de la PUCV por su apoyo en la asistencia al Congreso Iberoamericano de Ciencia, Tecnología, Innovación y Educación a desarrollarse en la ciudad de Buenos Aires, Argentina, entre los días 12 y 14 de Noviembre de 2014.

Muestra

ID Libros Editorial Año

L1 Química 1°Medio Cal y Canto 2011 - 2013

L2 Educación Media 1°Química Santillana 2013

L3 Física III-IV Medio Zig – Zag S.A. 2013

L4 Física 4°Educación Media Santillana 2012

Los resultados de las probabilidades simples presentes en textos son los siguientes:

Gráficos de las probabilidades simples de las actividades identificadas y caracterizadas de cada libro de texto.

Conclusiones La utilización de las TICs es de gran importancia en el proceso de enseñanza - aprendizaje, ya que no solo ayuda a la visualización de aspectos no observables de las ciencias, sino que también familiariza a los estudiantes y docentes con softwares científicos de utilización gratuita presentes en la web. En este estudio, pudimos comprobar que en las secuencias didácticas de los libros de texto existe una baja frecuencia de actividades TIC y consideramos que debiera encontrarse en una mayor proporción, debido a que son herramientas de gran utilidad para ser utilizada por docentes y estudiantes, promoviendo el aprendizaje de los contenidos de alta abstracción, como es el caso de la teoría atómica. Finalmente, creemos que el análisis de los libros de texto es imprescindible a la hora de proponer actividades TICs, de tal manera que nuestros estudiantes puedan aprender los conceptos científicos con mayor facilidad que en la actualidad, por medio del uso de la tecnología con la cual convivimos día a día.

Referencias • Fernández-Díaz y Calvo, (2012). La formación permanente del profesorado en el uso innovador de las TIC. Una investigación-acción en infantil y

primaria. Profesorado, 16(2), 403-418. • Galagovsky, L., Rodríguez, M., Sanmartí, N. y Morales, L. (2003). Representaciones mentales, lenguajes y codigos en la enseñanza de ciencias

naturales. Un ejemplo para el aprendizaje del concepto de reaccion química a partir del concepto de mezcla. Enseñanza de las Ciencias, 21(1), pp. 107-121.

• González, A., Gisbert, M., Guillén, A., Jiménez, B., Lladó, F. y Rallo, R. (1996). Las nuevas tecnologías en la educación. En Salinas et al. (Eds.), Redes de Comunicación, Redes de Aprendizaje. EDUTEC'95 (pp. 409-422). Palma de Mallorca: Universidad de las Islas Baleares.

• Jiménez (1997), citado en Jiménez, J. (2000) “El análisis de los libros de texto” en: Perales, P. y Cañal, P. (Dirs) Didáctica de las Ciencias Experimentales, Alcoy. Editorial Marfil, 307 – 322.

• Jiménez, J. y Perales, F. (2001). Aplicación del análisis secuencial al estudio del texto escrito y de las ilustraciones de los libros de texto de física y química de la ESO. Enseñanza de las Ciencias. 19(1), 3-19.

• Kozman, R.B. (2003). Technology, innovation and educational change; a global perspective. Washington D.C: ISTE. • Mahan, B. (1975). Química Curso Universitario. Bogotá, Colombia: Fondo Educativo Interamericano S.A. • Nappa, N. y Pandiella, S. (2013). Construcción de modelos atómicos a través de simulaciones. Revista Eletronica de Tecnologia Educativa, 43, 1-18.

• OECD (2004). Education at a glance 2004. París: CERI-OECD.

En los cuatro casos estudiados se puede evidenciar una preferencia en las actividades de desarrollo conceptual y matemático, cuyos porcentajes fluctúan entre el 69 y 77%. En el caso de las actividades de lectura, se puede evidenciar que fluctúa entre un 4 y 14% de las actividades presentes en las secuencias didácticas. Por otra parte, las actividades prácticas fluctúan entre 0 y 22% de las actividades presentes en las secuencias didácticas. Finalmente, las actividades TIC encontradas fluctúan entre el 5 y 15% de las actividades presentes en las secuencias didácticas. Otro aspecto importante de destacar, es que a modo general no se encuentran diferencias significativas entre los libros de texto de química y física, manteniendo tendencias similares en la frecuencia de actividades TICs presentes en las unidades de teoría atómica. Considerando los resultados obtenidos se realizó una búsqueda de sitios web y/o softwares gratuitos en internet para ser propuestos como un complemento a las actividades del docente en la enseñanza de la teoría atómica, con la finalidad de que este contenido sea menos dificultoso para los estudiantes e incentivándolos a utilizar productivamente las herramientas que se pueden encontrar en internet. A continuación detallaremos dos recursos TICs que consideramos de utilidad para docentes y estudiantes:

i) El sitio web PHET Interactive Simulations, perteneciente a la University of Colorado Boulder, (https://phet.colorado.edu/es/) en el cual se pueden encontrar simuladores como: “Construir un átomo”, “Dispersión de Rutherford”, “Modelos del átomo de hidrógeno”, entre muchos otros de química, física, matemática y biología. ii) El software llamado Orbital Viewer, el cual puede ser descargado gratuitamente desde el sitio www.ortitals.com/orb/ov.htm, y su principal característica es dibujar átomos y moléculas con representaciones de la densidad electrónica, además de ello permite crear animaciones, visualizar los orbitales atómicos y moleculares, entre otras utilidades.

La muestra consistió en un total de cuatro libros de texto de secundaria de los cuales dos corresponden a la asignatura de química y dos a física, los cuales se detallan a continuación: • Textos de Química: Se utilizaron dos textos

de química, los que corresponden a “Química 1° Año Medio” (L1) y “Educación Media 1°Química” (L2), los cuales fueron utilizados en establecimientos educacionales de Chile durante el año 2013.

• Textos de Física: Se utilizaron dos textos de física, los que corresponden a “Física III-IV Medio” (L3) y “Física 4°Educación Media” (L4), los cuales fueron utilizados en establecimientos educacionales de Chile en los años 2013 y 2012 respectivamente.

76%

14%

5% 5%

Probabilidad de Actividades en L2 Desarrollo Conceptual y Matemático Lectura Practica TIC

Simulador Construir un átomo. Extraído de PHET.

Simulador Dispersión de Rutherford. Extraído de PHET.

Simulador Modelos del átomo de Hidrógeno. Extraído de PHET. Orbital atómico “f”. Software Orbital Viewer.

Resultados