Tema 10 – El aprendizaje de los fenómenos físicos y los cambios químicos. Planificación y realización de experiencias para el estudio de propiedades, características y comportamiento de la materia y la energía

1. CONCEPTOS BÁSICOS

1.1. Fenómenos físicos y químicos

1.2. La energía y su transformación

1.3. Aproximación al trabajo científico

2. EL APRENDIZAJE DE LOS FENÓMENOS FÍSICOS Y LOS CAMBIOS

QUÍMICOS

2.1. Propuesta metodológica

3. PLANIFICACIÓN Y REALIZACIÓN DE EXPERIENCIAS PARA EL

ESTUDIO DE PROPIEDADES, CARACTERÍSTICAS Y

COMPORTAMIENTO DE LA MATERIA Y LA ENERGÍA

1. CONCEPTOS BÁSICOS

1.1. Fenómenos físicos y químicos

En la naturaleza, la materia sufre cambios en sus propiedades continuamente. Las propiedades se definen como aquellas características que podemos observar a través de los sentidos (masa, volumen…etc).

Cuando sufren modificaciones, se denomina fenómenos. Dos tipos: físicos y químicos.

– Físicos: Las sustancias que componen la materia no se alteran.

– Químicos: Cuando una o más sustancias que constituyen la materia se transforman en otras diferentes.

Se denomina reacción o transformación química a todo proceso en que una o varias sustancias se transforman en otras diferentes.

1.2. La energía y su transformación

Estas transformaciones de deben a una cualidad de la materia: la energía. La energía se puede transferir de un cuerpo a otro provocándose cambios en ambos mediante un trabajo o calor, que son “energías en tránsito” (se pueden ceder o recibir).

Las causas de que un cuerpo tenga energía son diversas (movimiento, estructura de las moléculas..) y se manifiesta de diferentes formas: Energía cinética (movimiento), energía eléctrica (electromagnetismo), energía química (estructura de las moléculas), energía nuclear o atómica (estructura del núcleo de los átomos) etc.. Estas energías se transforman de unas a otras. Ejemplo: En un motor eléctrico se transforma la energía eléctrica en energía cinética (movimiento).

Al producirse este cambio, no toda la energía se aprovecha, sólo una parte (Energía útil), pero esta energía no utilizada no se pierde: La energía total del universo permanece constante.

1.3. Aproximación al trabajo científico

En ciencias utilizamos el método científico para explicar y conocer los fenómenos. Varias etapas:

1. Planteamiento del problema que vamos a investigar.

2. Formulación de una hipótesis que explique ese fenómeno. Explica cómo y por qué se produce el fenómeno.

3. Comprobación de la hipótesis y obtención de datos. Se realiza o bien observando el fenómeno de la naturaleza sin intervenir en él, o con un experimento controlado donde controlamos los factores que intervienen en él.

4. Recopilación e interpretación de datos.

5. Formulación de leyes generales: Si se confirma nuestra hipótesis, podemos formular leyes o principios.

6. La nueva teoría puede dar origen a otras cuestiones o problemas que investigar.

2. EL APRENDIZAJE DE LOS FENÓMENOS FÍSICOS Y LOS CAMBIOS

QUÍMICOS

El currículo del área de Conocimiento del medio natural, social y cultural en la Educación Primaria incluye contenidos relativos a los fenómenos físicos, las sustantivas y los cambios químicos, que obedecen a un doble propósito: contribuir a una mejor comprensión e interpretación del medio físico, y servir de base para aprendizajes posteriores.

Los procedimientos supondrán un acercamiento al método científico.

– En el primer ciclo nos basaremos en que los alumnos conozcan el entorno próximo. Manipularemos diversos materiales del entorno para descubrir sus propiedades físicas, desarrollar experiencias y experimentos para constatar una hipótesis. Se realizarán observaciones y registros simples.

– En el segundo ciclo las experiencias anteriores pasaran a ser pequeñas investigaciones que inicien a los alumnos en procedimientos sencillos propios de la investigación científica (hipótesis, observaciones, experimentos..). Abordaremos temas relacionados con fenómenos físicos y sus cambios (mareas, ciclo del agua…etc).

– En el tercer ciclo las actividades deben ser cada vez más rigurosas. El alumno llegará a construir en este ciclo algunos conceptos básicos de física y química. Mayor grado de autonomía.

2.1. Propuesta metodológica

El niño/a tiene un conjunto de ideas e interpretaciones de la realidad que le rodea, que va a servir de base para la incorporación de nuevos contenidos. Esto tiene tres consecuencias de orden didáctico:

  1. Es preciso contar con las ideas previas que el niño tiene para reconstruirla y crear nuevas ideas.
  2. El estado inicial de conocimientos del niño/a es el punto de partida para crear nuevos conocimientos.
  3. Las características de los niños son distintas por lo que sus esquemas de conocimiento evolucionarán a ritmos distintos. Debemos prever diferentes apoyos.

El contacto con la realidad debe hacerse a través de actividades en que se utilicen objetos en situaciones reales, en vez de representaciones. En el aprendizaje significativo, la relación del alumno con otros alumnos, el profesorado juegan un papel decisivo. Con la primera aprenden a ver sus errores y respetar las ideas ajenas, con el segundo se amplían y refuerzan los conocimientos, el desarrollo de los nuevos y la organización. Para ello se propone adoptar una metodología investigativa. Se trata de un modelo didáctico alternativo basado en la investigación en el aula.

Los principios en que se concreta el modelo investigativo son:

– La investigación de los alumnos como proceso de construcción de normas, actitudes, destrezas y conocimientos en el aula.

– La investigación del profesor como forma de propiciar una práctica reflexiva y un desarrollo profesional permanente.

Las características más relevantes de esta metodología son las siguientes (Porlán y Cañal, 1986):

– El acercamiento entre la experiencia extraescolar y la experiencia escolar del niño.

– La consideración de que el interés del niño es el motor de sus actividades de aprendizaje.

– La incorporación de actitudes y procedimientos característicos de la producción científica.

– La imbricación de los aspectos procedimentales y las estrategias de actuación con lo conceptual.

– La concepción constructivista del aprendizaje.

– La importancia de la participación de los alumnos en el diseño didáctico.

– El modelo de profesor como facilitador e investigador en el aula.

– La dinámica de la comunicación y de la interacción social como soporte para el aprendizaje cognitivo y actitudinal.

– La consideración del aula como sistema complejo y singular y de los currículos como modelos flexibles y reformulables en cada caso particular.

Dicha metodología se divide en las siguientes fases (García yGarcía, 1989),:

  1. Partir de problemas: El punto de partida debe interesar al alumno ya que para resolverlo debe poner todo su empeño. La motivación es un punto clave, el profesor debe proponer problemas teniendo en cuenta todas las variables que rodean a los alumnos (momento evolutivo, intereses…)
  2. Contar con las concepciones de los alumnos: Desde un punto de vista constructivista, se entiende que el aprendizaje se produce mediante la interacción entre el conocimiento de que dispone el alumno y las nuevas informaciones que le llegan. Para que nuevos conocimientos se formen es necesario que el alumno observe y experimente por sí mismo.
  3. El trabajo con nuevas informaciones Consiste en un proceso largo. El profesor tiene un papel importante, ya que debe guiar al alumno. Para ello resulta indispensable establecer una clara secuenciación de las actividades, recursos y criterios de organización. La participación del alumno en dicho proceso es importante, ya que ayuda a comprender los métodos y técnicas utilizadas.
  4. Elaboración de conclusiones: La obtención de conclusiones guarda una estrecha correlación con la construcción de conocimientos. Dichas conclusiones se obtienen en un proceso continuado, pero la recapitulación final propicia la reestructuración de los conocimientos y, en definitiva, la clarificación conceptual. Una de las formas más adecuadas para consolidar la asimilación es proporcionar al alumno la posibilidad de poner en práctica sus nuevos aprendizajes, de forma que pueda comprobar por su propia experiencia, el interés y la utilidad de los mismos.

3. PLANIFICACIÓN Y REALIZACIÓN DE EXPERIENCIAS PARA ELESTUDIO DE PROPIEDADES, CARACTERÍSTICAS Y COMPORTAMIENTO DE LA MATERIA Y LA ENERGÍA

La metodología investigativa exige considerar simultáneamente los problemas que se pueden plantear, los objetivos y contenidos implícitos en esos problemas, la organización del trabajo en el aula y la evaluación de la investigación (García y García, 1989). Los contenidos deben organizarse en tramas que muestren las conexiones entre ellos. Las tramas permiten establecer correspondencias entre los problemas planteados, los contenidos y las actividades; y ayudan a seleccionar y secuenciar las investigaciones que se llevarán a cabo, agrupar varios problemas en una misma investigación, reformular problemas, desglosar problemas generales….etc.

Con respecto a las actividades, se pueden distinguir tres momentos diferentes

en su programación (García y García, 1989):

– Actividades relativas a la formulación del problema.

– Actividades del proceso de investigación.

– Actividades que facilitan la elaboración de conclusiones.

A continuación veremos algunos ejemplos de actividades:

– El aire ocupa lugar: Sumergir una botella vacía en un recipiente con agua y observar cómo

burbujea el aire del interior de la botella a la vez que se llena.

– El aire se comprime pero el agua no: En una jeringuilla pondremos primero agua, obstruiremos la salida y apretaremos y veremos como no se mueve, pero si se pone aire, y se obstruye, el émbolo sí se mueve.

– Separación de mezclas: Separación de los componentes de mezcla de arena y limaduras de hierro por atracción magnética. Al acercar un imán a la mezcla las limaduras de hierro se adherirán al imán.

– Cambios de estado: Congelar agua y observar el aumento de volumen del hielo.

– Electricidad estática: Frotar objetos de materiales diversos (plástico, vidrio, etc.) con un tejido de lana, acercarlos a trocitos pequeños de papel y observar en qué casos son atraídos por el objeto. Repetir la experiencia frotando los objetos con un tejido de seda.

Publicado: noviembre 28, 2014 por Santiago

Etiquetas: tema 10 educación primaria