Estados de agregación y Estados de agregación y cambios de fasecambios de fase

Estados de agregación y Estados de agregación y cambios de fasecambios de fase

• JUEGOS, TRABAJOS PRÁCTICOS Y JUEGOS, TRABAJOS PRÁCTICOS Y DEMOSTRACIONESDEMOSTRACIONES

• María Josefina Becerril Téllez Girón, Teresa Elizabeth Delgado Herrera, Susana Alicia Flores

Almazán, José Martín Panting Magaña• Curso de 4 horas, marzo de 2004.

Estados de agregación Estados de agregación y cambios de fasey cambios de fase

• El presente, forma parte del curso de formación de profesores de la escuela secundaria y se encuentra integrado en el tema:

•  II. LA QUÍMICA DESDE EL PUNTO DE VISTA MACROSCÓPICO.

Estados de agregación y Estados de agregación y cambios de fase.cambios de fase.

JUEGOS, TRABAJOS PRÁCTICOS Y JUEGOS, TRABAJOS PRÁCTICOS Y DEMOSTRACIONESDEMOSTRACIONES

María Josefina Becerril Téllez Girón, Teresa María Josefina Becerril Téllez Girón, Teresa Delgado Herrera, Delgado Herrera,

Susana Flores Almazán, José Martín Panting Susana Flores Almazán, José Martín Panting MagañaMagaña

Curso de 4 horas, marzo de 2004.Curso de 4 horas, marzo de 2004.

Estados de agregación

Sólidos Líquidos Gases

Forma definidaVolumen definidoNo compresibles

Partículas ordenadas, con movimiento

de vibración.

Volumen definidoForma del recipiente

que lo contieneNo compresibleLas partículas sedeslizan entre sí

libremente.

Forma y volumendel recipiente que

lo contiene Muy compresible

Movimiento muy libre.

IntroducciónIntroducción• La enseñanza de la ciencia ha sido objeto de estudio durante los últimos

30 años y mediante las investigaciones educativas realizadas se ha encontrado

que existen diversos factores que influyen en el aprendizaje de los

estudiantes. Esto dio origen a distintas líneas de investigación; una de ellas

dirigida al estudio de las ideas previas de los estudiantes .

ObjetivosObjetivosReflexionar sobre la importancia de las

ideas previas en el aprendizaje de conceptos científicos, en particular de los estados de agregación y cambios de fase. Esperamos que entre todos

los docentes presentes se enriquezca nuestra propuesta inicial de secuencia didáctica y llevemos a nuestras aulas el producto del trabajo de este curso.

Las ideas previasLas ideas previas• “Las ideas previas de los estudiantes

representan un obstáculo en la enseñanza de la ciencia, por eso en la actualidad es una de las principales

líneas de investigación educativa tanto por la importancia que tiene para

comprender la forma en que se realiza el aprendizaje como por su aplicación

inmediata en las clases”• (Hierrezuelo, 1989).

Nuestro trabajo se enfocó al reconocimiento de las ideas

previas reportadas en la bibliografía acerca de los estados de agregación y cambios de fase.

De su discusión y análisis, pretendimos desarrollar una serie

de actividades como juegos, experiencias y demostraciones

que presentaremos en el curso.

• Cabe mencionar que las ideas previas son construcciones

conceptuales de los estudiantes que constituyen los elementos

centrales desde los cuales interpretan y dan significado a los contenidos científicos y a los procesos naturales que perciben.

•Éstas interpretaciones son construidas debido a la

interacción que el sujeto ha tenido con las fenómenos naturales, la sociedad o lo

expuesto en la escuela y los medios de comunicación.

En la actualidad se considera que el estudio de los ideas

previas permitirá mejorar la enseñanza de la ciencia

debido a que si los profesores conocemos las ideas previas

de los estudiantes en los temas que impartimos:

1. Podemos diseñar

estrategias adecuadas

para lograr un aprendizaje correcto de

los conocimientos científicos.

2.Trabajar en la reformulación de programas de estudio que las consideren.

3.Participar en la

formación de

profesores.

4.Elaborar materiales didácticos y textos más adecuados.

IDEAS PREVIASIDEAS PREVIAS Estados de agregación Estados de agregación

Generales:

• Los estudiantes reconocen los estados sólido y líquido, pero tienen dificultades para reconocer el estado gaseoso.• Los estudiantes creen que cuando una sustancia cambia de estado, cambia también

su masa.

Cuando piensan en Cuando piensan en términos microscópicos, términos microscópicos,

asocian propiedades asocian propiedades macroscópicas a las macroscópicas a las

partículas individualespartículas individuales• Las moléculas se expanden al calentarlas.

• Las moléculas de agua líquida pesan menos que

las de agua sólida.

En sólidos:En sólidos:

•Los estudiantes asocian que cuando hay cambio de un sólido grande a polvo hay pérdida de masa.

En líquidos:En líquidos:

•Los estudiantes piensan que los líquidos corren y derraman por lo que incluyen a los polvos dentro de su clasificación.

•Los estudiantes piensan que todos los líquidos están hechos de agua o contienen agua.

•También creen que los líquidos tienen menos peso que la forma sólida y más que los gases.

•Consideran además que no se conserva el volumen cuando se colocan en recipientes de diferente forma.

En gases:En gases:

•Los estudiantes piensan que el aire es bueno para respirar y para la vida, pero consideran que el gas es venenoso.

•Los estudiantes consideran que los gases no tienen masa ni peso.

•Microscópicamente no reconocen que el gas está formado por partículas, lo consideran una sustancia continua.

•Los estudiantes no se dan cuenta de que el aire y otros gases son materia. Ellos dicen que el aire existe, pero lo consideran como algo abstracto, algo que sólo se piensa.

Posibles solucionesPosibles soluciones

•Los estudiantes requieren la experiencia de clasificar diferentes materiales sólidos, líquidos y gases tales como: cera, chocolate, tela, polvos, aire dentro de un globo, humo de cerillo dentro de un vaso transparente, agua, aceite, alcohol, disolventes orgánicos.

•Realizar experiencias donde mezclen líquidos y se den cuenta que no son miscibles en agua puede ayudar para reconocer que no todos los líquidos están hechos o contienen agua.

•Realizar experiencias o demostraciones para que observen el estado gaseoso.

•Necesitan realizar muchas experiencias para reconocer los estados físicos de la materia, calentar agua puede ayudar, pero también ayuda que calienten otras sustancias como chocolate, cera, etc.

•Es necesario distinguir la compresibilidad del cambio de forma. Utilizar plastilina cambiando su forma y ver que el volumen no cambia puede ayudar.

•Los estudiantes tienen que observar los gases, la experiencia de gases en recipientes de diferente forma dan la evidencia de que los gases no tienen forma propia ni volumen fijo.

•La experiencia de la jeringa y la compresión de líquidos en comparación de los gases resulta útil.

•Utilizar una bolsa e introducir aire que permite levantar un libro puede ayudar para reconocer que los gases también tienen masa.

Cambios de faseCambios de faseFusión y congelaciónFusión y congelación

•Muchos estudiantes no distinguen entre fusión y disolución porque creen que fusión es un proceso gradual similar a disolver. Ellos no reconocen que la fusión ocurre a una temperatura particular, y que la temperatura de congelación también permanece constante.

•Los estudiantes consideran que hay pérdida de masa cuando un sólido cambia a líquido.

Posibles acciones:Posibles acciones:•Una acción inicial consiste en distinguir entre fusión y disolución, colocar café en un vaso con agua y al mismo tiempo fundir hielo en un vaso los ayudará a reconocer que en la disolución se involucran dos sustancias, mientras que la fusión es de una sola sustancia y se involucra energía en forma de calor.

•Requieren reconocer que el calor es una transferencia de energía que ocurre de una temperatura mayor a una temperatura menor. Para esto sirve colocar en una mesa hielo y fundirlo tomando la temperatura del medio ambiente y contrastando con la temperatura de fusión del hielo.

•Los estudiantes requieren muchas experiencias para observar los cambios de estado de diferentes sustancias. Es de utilidad que lean el termómetro cuando funden hielo, cera y chocolate. Al leerlo contradicen sus ideas previas. Y todavía es mejor si realizan las gráficas.

Recomendación Recomendación •Se puede realizar la experiencia dividiendo al grupo en equipos de tres o cuatro estudiantes, pedirles que realicen la fusión y vaporización de una sola sustancia y luego en el pizarrón coloquen una tabla con sus resultados, de esa manera observarán que la temperatura en la que se realiza el cambio de fase es la misma en la misma sustancia.

Evaporación y Evaporación y CondensaciónCondensación

•Los niños pequeños creen que cuando una superficie húmeda se seca, el agua desaparece, ellos aceptan eso y no ofrecen explicación.

•De 8 a 10 años comienzan a pensar en la conservación de la sustancia sugiriendo que se va a algún lado.

•Pocos estudiantes de secundaria entienden que una sustancia pura tiene un punto de ebullición específico.

•Muchos estudiantes de secundaria conocen que el vapor de agua puede cambiar a agua, pero pocos aplican este conocimiento para explicar la aparición de agua en una superficie de vidrio frío.

Posibles acciones:Posibles acciones:

• Calentar agua hasta la ebullición utilizando una

fuente de energía permite a los estudiantes reconocer que hay una transferencia

de energía en forma de calor al líquido.

•Los alumnos necesitan reconocer que la condensación y la evaporación ocurren a una temperatura determinada.

ACTIVIDADES DE ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA:ENSEÑANZA:

Observación e interacción con materiales.Resulta útil trabajar con sólidos de diferentes

características:Ladrillos, madera, metal pulido, piedra, espejo, vidrio, corcho,

arroz, esponja, harina, lana, detergente en polvo, barro, azúcar, sal, masa, plastilina, arena, talco etc.

Líquidos con cualidades comunes como la forma cambiante, capacidad de formar gotas, capacidad de

mojar...Leche, agua, aceite, zumo, vinagre, alcohol, miel, detergente

líquido, champú...Materiales para poner de manifiesto la presencia de

gases:El aire, sprays, balones, globos, abanicos.

Acciones que los estudiantes realicen:Abanicar, soplar, inflar globos y balones.

RECOMENDACIONESRECOMENDACIONES• Es conveniente DEDICAR TIEMPO a

analizar los límites confusos en la división entre sólidos granulados y pulvurentos y los líquidos. Acciones

como cambiar de recipientes a líquidos y sólidos en polvo,

comparar aspectos diferenciales y comunes, observar detenidamente

con una lupa los pequeños cristalitos de sal y azúcar y ver que en los líquidos esas partículas no se

aprecian pueden ayudar a esta diferenciación

Ejercicio: piensa en sustancias Ejercicio: piensa en sustancias que conozcas, y haz una tabla que conozcas, y haz una tabla

o añade ejemplos al cuadro o añade ejemplos al cuadro siguientesiguiente

Clasificación de materiales según su estado

Sólido Líquido Gaseoso

Madera,masa de pan, hielo, sal

Agua, gasolina, miel, aceite.

Aire, vapor de agua, gas.

Incluir instrumentos Incluir instrumentos específicos como:específicos como:

• Pesar sólidos, líquidos y gases con una balanza, dedicando especial atención a la toma de conciencia de que los gases pesan. Con este fin se puede pesar un globo o un balón inflado y vacío respectivamente.

• Determinar volúmenes de sólidos regulares e irregulares.

• Determinar densidad.• Medir temperaturas utilizando

adecuadamente el termómetro.

Bibliografía (libros) Caamaño, A. (2003). “La enseñamza y el aprendizaje de la Química”

en Jiménez Aleixandre MP (coord) Enseñar Ciencias. Cap. 9, pp. 203-240. España, Ed. Grao.

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Flores F. (2000). La enseñanza de las ciencias. Su investigación y sus enfoques. Ethos Educativo. 24, pp. 27-35.

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Hierrezuelo, J. Y Montero A. (1989). La ciencia de los alumnos. México, Fantanara, 2002, (1a ed.).

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Beyond appearances: Students’ misconceptions about basic chemical ideas por Vanessa Baker (2000) <http://www.chemsoc.org/pdf/LearnNet/rsc/miscon.pdf>

Página de Ideas Previas, coordinada por Fernando Flores, Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico, UNAM (2002) <http://ideasprevias.cinstrum.unam.mx:2048/>

Crucigrama interactivo: <http://www.ua.es/dfa/curie/pvivov/eso/crucigramas/cambiosdeestado.htm>

Buscador: <http://www.oei.es/buscador.htm><www.fortunecity.com/campus/dawson/196/estagreg.htm -

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