Informe Final para optar al grado de Licenciada en Lengua ...
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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE HUMANIDADES Y EDUCACIÓN
ESCUELA DE EDUCACIÓN
LICENCIATURA EN EDUCACIÓN MENCIÓN CIENCIAS FÍSICO NATURALES
MEMORIA DE GRADO
LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS Y LAS LEYES DE LA ESTEQUIOMETRÍA. UN ESTUDIO CON
ALUMNOS DE 1ER AÑO DE CIENCIAS DEL CICLO DIVERSIFICADO
(Memoria de Grado para optar al título de Licenciada en Educación Mención
Ciencias- Físico Naturales, área de concentración Química)
Tutora: Autora: Prof. Maricarmen Grisolía Br. Adriana C. Escobar B.
C.I.:17.523.910
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Mérida, septiembre de 2007
RECONOCIMIENTO AL CENTRO PARA EL DESARROLLO CIENTÍFICO, HUMANÍSTICO Y
TECNOLÓGICO DE LA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES POR EL FINANCIAMIENTO OTORGADO
PARA LA REALIZACIÓN DE ESTE TRABAJO, BAJO EL CÓDIGO DE PROYECTO H-1085-07-04-F
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CONTENIDO
AGRADECIMIENTOS…………………………………………………………………………….5 RESUMEN…….…………………….…………………………………………………………..6 INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………………7 CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1.- Definición del Problema………………………………………………………….9 1.2.- Justificación………………………………………………………………………11
1.3.- Interrogantes……………………………………………………………………...12
1.4.- Objetivos………………………………………………………………………………13
CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO
2.1.- Antecedentes……………………………………………………………………..14
2.2.- Bases Teóricas…………………………………………………………………...16
2.2.1.- La resolución de problemas en Química………………………………16 2.2.2.- Leyes Ponderales de la Estequiometría……………………………….20 2.2.3.- Definición de términos……………………………………………………22 CAPÍTULO III: MARCO METODOLÓGICO
3.1.- Tipo de Investigación……………………………………………………………24
3.2.- Diseño de la Investigación……………………………………………………..24
3.2.1.- Población y muestra……………………………………………………….25
3.2.2.-Técnicas e instrumentos de recolección de la información…….…..25 3.3.3.- Técnicas de Procesamiento y Análisis de Datos…….……………….26
3.3.- Tabla de operalización de variables………………………………………….27
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CAPÍTULO IV: ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS
PARTE 4.I.- Registro anecdótico y resultados de la primera sesión referente a la Ley de la Conservación de la Masa
4.I.1.- Registro anecdótico………………………………………………………...29 4.I.2.- Resultados del cuestionario aplicado……………………………….…..32 Análisis correlacional de los resultados obtenidos………………………….40
PARTE 4.II.- Registro anecdótico y resultados de la primera sesión referente a la Ley de las Proporciones Definidas
4.II.1.- Registro anecdótico………………………………………………………42 4.II.2.- Resultados del cuestionario aplicado…………………………………44 Análisis correlacional de los resultados obtenidos…………………………51
PARTE 4.III.- Registro anecdótico y resultados de la primera sesión referente a la Ley de las Proporciones Múltiples
4.IV.1.- Registro anecdótico……………………………………………………....53 4.IV.2.- Resultados del cuestionario aplicado…………………………………54 Análisis correlacional de los resultados obtenidos………………………….61
PARTE 4.IV.- Resumen de la entrevista aplicada al grupo de estudio……....63
CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES…………………………………………………………………………..65
ANEXOS………………………………………………………………………………..……..68 REFERENCIAS BIBLIOHEMEROGRÁFICAS…………………………………………………….76
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AGRADECIMIENTOS
A mi mami por apoyarme en todos los momentos de mi carrera, incentivando en
mí la mística, el espíritu y actitud docente para con las generaciones del futuro:
espero llegar a ser tan profesional como tú!
A la profesora Maricarmen Grisolía, mi tutora, por brindarme su amistad y
acompañarme con asidua preocupación y paciencia durante estos años de
investigación.
A los profesores Eduardo Gavidia, Alirio Torres y Hermes Brizuela por iniciarme
en el mundo científico e investigativo durante mi bachillerato.
A mis profesores Universitarios Carlos Camacho, Hazel Flores, Rebeca Rivas,
Hector Quintero, José Escalona, Begoña Tellería, Yovanina de Vita e Ivon Rivera por
continuar orientando mis conocimientos de formación docente e investigadora y a
quienes considero verdaderos profesionales de quienes me quedan muchos
ejemplos a seguir. Los considero mis segundos padres y madres.
A mis amigos Maru, Lorena, Daniel, Xavier, María Eugenia, Flor, Yorman, Javier,
Janiré y demás compañeros que me brindaron su amistad sincera y con los que pasé
momentos felices dejándome gratos recuerdos en mi corazón, los quiero mucho...!
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RESUMEN
De acuerdo al Ministerio de Educación (1991b), la comprensión de las leyes de la
Estequiometría constituye la base para la comprensión de los contenidos teórico-
prácticos que se desarrollan durante el bachillerato en la República Bolivariana de
Venezuela. Con base en ello se hizo un estudio de casos cuya muestra fue de 21
estudiantes pertenecientes al 1er Año de Ciencias del Ciclo Diversificado de una
Institución Privada ubicada en el Municipio Libertador del Estado Mérida, en el cual
se determinó la relación que guarda la comprensión de los contenidos teóricos de las
tres Leyes Ponderales de la Química (Conservación de la Masa, Proporciones
Definidas y Proporciones Múltiples) y la habilidad para resolver problemas. Para
detectar alguna posible concordancia entre estos dos aspectos, se utilizó una
triangulación entre las observaciones de las clases orientadas para cada ley, los
resultados obtenidos de la aplicación de un cuestionario con problemas cualitativos y
cuantitativos, y la ejecución de una entrevista que describía la habilidad para resolver
problemas por parte de los alumnos así como su opinión acerca del objetivo del
estudio. El análisis correlacional de los resultados mostró que probablemente la
comprensión de la teoría influye en la resolución de problemas cualitativos pero no
en la de los problemas cuantitativos, en los cuales la solución depende de la
aplicación de contenidos matemáticos, más que de contenidos químicos. Por tanto,
se sugiere la estrategia de resolución de problemas como técnica de evaluación
formativa, así como también el uso de experiencias prácticas que contribuyan a un
mejor comprensión de la teoría.
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INTRODUCCIÓN
En la actualidad, los procesos químicos dependen teórica y experimentalmente
del conocimiento de las proporciones entre las masas de las sustancias que
intervienen en ellos, el cual se deriva de las Leyes Ponderales de la Química
compuestas por las leyes de la Conservación de la Masa, de las Proporciones
Definidas y de las Proporciones Múltiples propuestas por los científicos Antoine
Lavoisier, John Dalton y Joseph Proust entre los siglos XVII y XVIII (Chang, 2002;
Ministerio de Educación, 1991a y Seba y Roca, 1997). En este sentido se tiene que
estos contenidos conceptuales son trabajados por los alumnos de manera muy
general y sin conocer sus fundamentos teóricos, es decir, como nociones, durante la
etapa primaria y adquiriendo su orientación formal a partir de Noveno Grado de
Educación Básica a través de la cátedra de Química.
Es en esta asignatura en la que la formación científica de los alumnos se
profundiza más por medio de la construcción de cierta alfabetización que será
indispensable en los grados superiores, como el 1er Año de Ciencias del Ciclo
Diversificado (1er ACCD), para comprender los fenómenos que ocurren a su
alrededor y los productos y materiales de los que éste está compuesto. En este
sentido, el Ministerio de Educación, en su programa de Articulación para 1er ACCD,
propone la inclusión de la resolución de problemas que vinculen la enseñanza de la
Química con los factores que describen y afectan a la sociedad en la que se vive.
Con respecto a la resolución de problemas, Pozo y Gómez (1998) establecen que
esta estrategia de enseñanza puede dividirse en problemas cualitativos, problemas
cuantitativos, y pequeñas investigaciones dentro del aula. Los problemas cualitativos
se basan en la explicación e interpretación de una situación cotidiana y científica “a
partir de los conocimientos personales y/o del marco conceptual que proporciona la
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ciencia” (p. 71) utilizando un razonamiento teórico. Por su parte, los problemas
cuantitativos, además de utilizar un fundamento teórico, manipulan datos numéricos
que llevarán a la solución del problema aunque esta no implique ser del todo
cuantitativa. Finalmente, las pequeñas investigaciones son actividades que buscan
relacionar los conceptos teóricos con sus aplicaciones prácticas por medio de un
pequeño trabajo científico tanto en el laboratorio como fuera de él.
En este orden de ideas y en lo que a esta investigación se refiere, se utilizaron
problemas cualitativos y cuantitativos para evaluar la influencia que tiene la
comprensión de la teoría que involucran las leyes Ponderales en la habilidad para
resolver problemas en alumnos de 1er ACCD de una Institución Privada del
Municipio Libertador del Estado Mérida. Los resultados de las pruebas aplicadas
fueron correlacionados con las observaciones efectuadas durante las clases
orientadas para las leyes y mientras se respondía la evaluación de las mismas, así
como con una entrevista efectuada a los alumnos luego de evaluar las tres clases.
A continuación se presentarán los diferentes capítulos que estructuraron la
investigación. Estos son Planteamiento del Problema que ofrece una visión general y
justificación de la problemática estudiada así como los objetivos propuestos para ello;
un Marco Teórico basado en investigaciones relacionadas con la resolución de
problemas y la enseñanza de la Química; fundamentando el Marco Metodológico en
el cual se describe cómo se ejecutó la investigación y precisa los instrumentos y
técnicas utilizadas para la recolección de los datos. Partiendo de estos últimos se
efectuó la Discusión y Análisis de los Resultados obtenidos, los cuales junto a los
objetivos planteados permitieron formular las Conclusiones de la investigación
realizada.
En este orden de ideas, en el próximo apartado se comenzará con el Capítulo I
que hace referencia a la descripción del punto de partida para esta investigación: la
resolución de problemas y la comprensión de los contenidos conceptuales de las
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Leyes de la Estequiometría, la justificación a su ejecución, las interrogantes
planteadas para ella y los objetivos propuestos.
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CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
A continuación se define la problemática estudiada, se justifica el por qué fue
seleccionada como tema de estudio para esta Memoria de Grado, así como se
mencionan las interrogantes presentadas antes de efectuar la investigación y se
describen los objetivos propuestos para obtener una respuesta al problema
presentado.
1.1.- Definición del Problema En la República Bolivariana de Venezuela el Noveno Grado de Educación Básica
(9º EB) constituye el momento cuando el estudiante construye de manera formal una
alfabetización científica adecuada, cerrando el ciclo de aprendizaje correspondiente a
la Educación Básica con la inclusión de otras asignaturas científicas como Física y
Química, entre otras, cuyas teorías y definiciones, asimiladas por los estudiantes en
esta etapa, conformarán las bases conceptuales para cursos superiores (Pozo, s/f).
En el caso de la asignatura de Química, es indispensable que en este período (9º
EB) el estudiante tenga un mayor contacto con esta ciencia, para que vaya
comprendiendo que la química forma parte de su entorno bio- físico- social, a fin de
que valorice la importancia de esta disciplina y sus posibles contribuciones a su
bienestar personal y al de su comunidad (Comisión de Educación ANQUE, 2005;
Martínez, 1997, en Cabral, s/f; Ministerio de Educación, 1991a).
De este modo, a medida que el alumno valora la importancia que tiene la Química
para el desarrollo de su sociedad podrá dar respuesta a muchos de los fenómenos
que ocurren en su vida diaria, gracias a que va comprendiendo los conceptos que se
estudian en 9º EB, propiciando un desarrollo científico y técnico que le será útil en el
transcurso de los próximos cursos de educación obligatoria, como es el caso del
Primer Año de Ciencias del Ciclo Diversificado (1er ACCD). En este nivel, el dominio
conceptual de temas como Estructura de la Materia, Lenguaje Químico, Reacciones
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Químicas, entre otros, es interpretado desde un nivel cuantitativo con la inclusión de
problemas analítico- matemáticos, cuya exitosa resolución podría estar relacionada
con la adecuada comprensión que el alumno haya logrado acerca de los aspectos
teóricos estudiados en el curso anterior (9º EB) (Gómez, 1996; Ministerio de
Educación, 1991b).
En tal sentido, es importante que el alumno esté familiarizado con el lenguaje
científico utilizado en 9º EB, ya que la síntesis de los significados de conceptos tales
como Masa, Sustancias Puras y C ompuestas, Reacción Química, Mol, entre
otros, orientados en este curso, serán básicos en el desarrollo de temas como el de
Estequiometría facilitados en 1er ACCD, cuyos contenidos están relacionados con la
solución de problemas al ser promovido a dicho año. Esto es importante ya que,
como lo señala García (2000), la habilidad del alumno para resolver problemas
dependerá del nivel de comprensión de los contenidos conceptuales ya orientados
en niveles anteriores, permitiendo identificar con mayor claridad lo propuesto por
teorías químicas tan importantes como las Leyes Ponderales. Se considera
entonces, que la resolución de problemas estequiométricos podría ayudar, en cierta
forma, al alumno a comprender mejor e interpretar más fácilmente los conceptos
relacionados con el tema (Ministerio de Educación, 1991b).
Adicional a esto, Gómez (1996) señala que “una parte importante de las
dificultades en la aplicación cuantitativa de las leyes químicas está relacionada con
las dificultades propias de los conceptos químicos que intervienen“ (p. 43), a lo cual
se puede agregar la opinión de Carretero (2000) quien indica que, al parecer, la
eficiencia en las habilidades de razonamiento se relaciona con el tipo de tarea
asignada y con el conocimiento previo que se tenga. Esto, llevado al contexto
educativo correspondiente a la asignatura de Química de 1er ACCD, podría
traducirse en que el uso de los conocimientos previos de los alumnos en la
resolución de problemas podría influir en la adecuada comprensión de las leyes
ponderales de la estequiometría, así como también al tipo de problema que se le
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presente para resolver: cuantitativo, cualitativo, experimental, teórico, etc. (Ministerio
de Educación, 1991b).
En este orden de ideas, y como es sabido por los docentes, cada alumno
interpreta y construye definiciones que se moldean a su nivel de formación para los
contenidos conceptuales que estructura el programa de Química de 1er ACCD, e
incluso en grados anteriores (9º E.B, por ejemplo). En el caso de temas como la
Estequiometría se observa un déficit en la comprensión e interpretación de sus
contenidos por parte de los estudiantes, lo que hace que un número significativo de
alumnos cursantes de este nivel educativo (1er ACCD) en el Estado Mérida
presenten un bajo rendimiento en dicha asignatura. Este hecho se conoció mediante
un estudio piloto basado en entrevistas informales realizadas a 7 docentes del área
de Química ubicados en 5 instituciones privadas y públicas del Municipio Libertador
del Estado Mérida, quienes resaltaron que, entre las dificultades que presentan los
alumnos en el aprendizaje de dicha área, el inadecuado uso por parte de los
estudiantes de estrategias en la Resolución de Problemas en el tema de
Estequiometría es una de las más preocupantes y que podría influir en su proceso de
formación. Por esta razón, resulta importante indagar si la resolución de problemas
en el tema Estequiometría de 1er ACCD influye en la comprensión de las Leyes
Ponderales de la Química; ya que según Lee (1996), citado en Azcue, Diez,
Lucanera y Scandroli (2003), para dar una solución correcta a problemas en este
tema, es preciso que los conocimientos necesarios para su ejecución hayan sido
aprendidos significativamente. Por tanto, al detectar alguna influencia de la
resolución de problemas en la comprensión de las Leyes que rigen los Cambios
Químicos, por medio de los resultados que se obtengan en dicho proceso, se puede
proponer esta actividad como estrategia metodológica de enseñanza y aprendizaje,
de manera que en el proceso educativo que experimenta el alumno cada vez sea
más significativo el aprendizaje de los contenidos del área de Química.
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1.2.- Justificación
Con la finalidad de que los estudiantes puedan percibir la Química como una de
las ciencias fundamentales para la comprensión de los fenómenos que ocurren en
nuestro entorno, el docente especializado en el área debe adecuar las actividades de
enseñaza con miras a que el alumno advierta que ésta no es una ciencia aislada,
sino que, conjuntamente a otras áreas como la Física y la Biología, puede dar
respuesta a los procesos que se llevan a cabo en su entorno por medio de la
construcción de conocimientos científicos que él va desarrollando en el transcurso de
su formación (Ministerio de Educación, 1991a; Poggioli, s/f; Pozo, s/f).
Si bien estos conocimientos, inicialmente, podrían resultarle a los estudiantes un
poco incomprensibles dada la naturaleza propia de dicha disciplina y, debido a que
se trata de la asimilación de conceptos abstractos, se pueden lograr mejores
aprendizajes mediante el empleo de estrategias de enseñanza- aprendizaje en el
análisis cuantitativo de las diferentes situaciones problemáticas concretas que se
desarrollarán en el aula de clases (Gómez, 1996). Igualmente lo señalan Pozo,
Postigo y Gómez (1995), quienes consideran que el planteamiento de problemas y
su resolución en el aula “parece ser uno de los recursos didácticos más usuales para
afianzar y promover el conocimiento científico” (p. 16). Adicional a esto, Pozo (citado
en Azcue y colaboradores, 2003) opina que la resolución de problemas fomenta la
capacidad de aprender a aprender, señalando que es “uno de los vehículos más
asequibles para llevar a los alumnos a esta habilidad (…). El objetivo final de que el
alumno aprenda a resolver problemas es que adquiera el hábito de plantearse y
resolver problemas como forma de aprender” (s/p). De acuerdo a esto, el uso de
estrategias para dicha actividad en el tema Estequiometría podría contribuir a que se
lleve a cabo exitosamente el proceso de enseñanza- aprendizaje de las Leyes
Ponderales de la Estequiometría, en cuyo aprendizaje podría existir un vínculo entre
la resolución de problemas en el tema y la aplicación de conceptos teóricos. Por esta
razón, se considera que, para lograr dicho conocimiento, es necesario que el alumno
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haya comprendido la información orientada en grados anteriores como Noveno
Grado de Educación Básica, por ejemplo, y la aplique en la resolución de problemas,
ya que este punto constituirá el prerrequisito con el que contará para el logro de los
objetivos planteados (comprensión de los nuevos conceptos). Además, es importante
efectuar una investigación en este campo en la ciudad de Mérida, ya que son
escasas las investigaciones que se han realizado al respecto en el área de Química y
en el empleo de la Resolución de Problemas como estrategia de aprendizaje.
Por todo esto, consideramos importante indagar si la habilidad para la resolución
de problemas en el tema Estequiometría tiene alguna relación con la comprensión
que tienen los alumnos cursantes del 1er año de Ciencias del Ciclo Diversificado del
Estado Mérida de las leyes que rigen los cambios químicos, con la finalidad de
proponer estrategias metodológicas enfocadas a promover la comprensión de los
conceptos que incluye la asignatura de Química y que están relacionados con la
didáctica de las demás áreas científicas como la Física y la Biología.
1.3.- Interrogantes
• ¿Tendrá alguna relación la habilidad para la resolución de problemas en el
tema Estequiometría con la comprensión de sus contenidos conceptuales?
• ¿El resultado arrojado en el caso de un problema cuantitativo tendrá relación
con el planteamiento de su solución?
Partiendo de las interrogantes expuestas, se proponen los siguientes objetivos:
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1.4.- Objetivos
Objetivo General Estudiar la influencia que podría ejercer la habilidad para resolver problemas en el
tema de Estequiometría en la comprensión de las Leyes Ponderales de la Química
en los alumnos cursantes del Primer Año de Ciencias del Ciclo Diversificado.
Objetivos Específicos
• Indagar cómo influye la habilidad para resolver problemas en la comprensión
de la Ley de la Conservación de la Masa en estudiantes de 1er Año de
Ciencias del Ciclo Diversificado.
• Indagar cómo influye la destreza para resolver problemas en la comprensión
de la Ley de las Proporciones Definidas en estudiantes de 1er Año de
Ciencias del Ciclo Diversificado.
• Determinar la influencia de la habilidad para resolver problemas en la
comprensión de la Ley de Proporciones Múltiples en estudiantes de 1er Año
de Ciencias del Ciclo Diversificado.
• Proponer modificaciones a la actividad de resolución de problemas como
estrategia de enseñanza que contribuya a mejorar el aprendizaje de las Leyes
Ponderales de la Química en los alumnos de 1er Año de Ciencias del Ciclo
Diversificado.
Conociendo la definición y justificación a la situación problemática seleccionada
para ser estudiada así como las interrogantes y objetivos planteados para la
búsqueda a su respuesta, se presentará en el próximo apartado el Marco Teórico
que fundamenta la Investigación.
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CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO
En este capítulo se describirán algunas investigaciones relacionadas con la
resolución de problemas en el área científica y con el aprendizaje de las Leyes
Ponderales de la Química así como también se desarrollaran en las Bases Teóricas
los conceptos de Resolución de Problemas y de las tres Leyes de la Estequiometría;
ubicándose al final una definición de términos básicos para aclarar aquellas
concepciones que no quedaron claras a lo largo del texto.
2.1.- Antecedentes
En el campo de la investigación educativa, especialmente en el área de Química,
son poco frecuentes las investigaciones realizadas al respecto. Entre estas, a
continuación se presentan algunos trabajos relacionados con la resolución de
problemas en las áreas de Física y Química que se corresponden con la
investigación en curso. En el 2001 García y Dell’Oro evaluaron en alumnos de Tercer Ciclo de la
Educación General Básica de Argentina, contenidos en Matemática que están
íntimamente relacionados con los temas de Movimiento Rectilíneo Uniforme y
Movimiento Rectilíneo Variado del área de Física. Para ello, aplicaron dos tipos de
pruebas: una destinada a medir la capacidad conceptual, con problemas cerrados
que involucraban habilidades matemáticas, y otra con problemas abiertos en los
cuales las estrategias de resolución requerían los conocimientos matemáticos
evaluados. Estos investigadores encontraron que, al resolver problemas, la mayoría
de los alumnos tenía un dominio conceptual alto y eran pocos los que utilizaban sus
conocimientos previos en el proceso de resolución. Así, concluyeron que en la
resolución de problemas en Física es necesario que los alumnos posean
conocimientos previos en Matemáticas, razón por la cual el docente debe enfatizar
en aquellos contenidos deficientes que traen los estudiantes de ciclos anteriores.
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En una escuela técnica de Argentina, Casen y Drewes (s/f) investigaron la
eficiencia de la metodología utilizada para resolver problemas en los temas
Estequiometría y Gases por medio de la utilización del cálculo matemático en 53
alumnos de Cuarto y Quinto Año de Educación Media, a los cuales se les
presentaron problemas reformulados en dos tipos de estructuras: abiertas y cerradas
algorítmicas. Luego de 6 meses encontraron que, a largo plazo, el rendimiento de los
grupos experimentales en cuanto a resolución de problemas y significatividad de
contenidos mejoró considerablemente respecto a los grupos de control mientras que,
a corto plazo, los resultados eran comparables. Concluyeron que para que haya una
mejor asimilación y comprensión de conceptos en Química, mediante el empleo de
metodologías de resolución de problemas, es necesario que el estudiante se
relacione con los problemas reformulados durante un período de inmersión extenso.
Por su parte, en 1995 Hernández y Palacín publicaron un artículo de investigación
cuyo contenido gira en torno a la validez del modelo conocido como aprendizaje por
investigación en la enseñanza de las Leyes Ponderales de la Química en 62 alumnos
y alumnas de 8º de Educación General Básica (EGB) en España. Utilizaron 2
problemas de carácter experimental en los cuales se esperaba que los estudiantes
utilizaran el “sentido común”, como lo hizo Dalton para formular las dos leyes que se
le atribuyen: Ley de la Conservación de la Masa y Ley de las Proporciones Definidas.
En la primera pregunta encontraron que casi el 100% de los estudiantes contaba con
las ideas previas suficientes para considerar la Ley de la Conservación de la Masa.
Sin embargo, en la segunda pregunta que tenía relación con la Ley de las
Proporciones Definidas hallaron que, aproximadamente, sólo el 50% de los alumnos
poseía las ideas previas necesarias para abordar con éxito dicha ley. Por tanto,
hicieron hincapié en este enunciado proponiendo otra actividad menos abierta y más
guiada que contribuyera a verificar las ideas previas de los alumnos en el mismo
contenido, obteniendo que, aún así, es difícil que a ese nivel los alumnos puedan
comprender dicho enunciado debido a las dificultades matemáticas que presenta la
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estructura de esta ley. Concluyeron que la enseñanza de las Leyes Ponderales
puede hacerse posible mediante un modelo por investigación, y que los estudiantes
presentan poca comprensión de la Ley de las Proporciones Definidas debido a las
dificultades matemáticas que muestran con respecto al manejo de proporciones.
En el 2003, Azcue, Diez, Lucanera y Scandroli estudiaron la aparición de
dificultades que impedían la comprensión de un ejercicio y su influencia en la
capacidad para resolver problemas de Química, en alumnos de Educación Polimodal
en la Facultad de Ciencias Veterinarias (FCV) y Educación General Básica (EGB) en
Argentina. Eligieron un problema y pidieron a los grupos que resolvieran uno de los 5
enunciados que éste presentaba, de lo que se obtuvo que aproximadamente un 10%
de los alumnos resolvieron correctamente el ejercicio. Algunas de sus observaciones
los llevaron a pensar que una de las dificultades por las que la solución de problemas
se hizo difícil radica en la cantidad de datos que aparecen en el enunciado. Por ello,
diseñaron el problema de diferentes maneras (en cuanto a redacción y
representaciones gráficas) y obtuvieron entre un 53,9% y un 63,4% de respuestas
eficientes en los últimos años de educación EGB, mientras que en los otros niveles el
porcentaje promedio de alumnos que respondieron correctamente el planteamiento
fue de 23,98%. Con base en esto, los autores concluyeron que tal deficiencia se
debe a una falta de costumbre para enfrentar la resolución de problemas creativos,
así como un insuficiente conocimiento matemático. Por consiguiente, recomiendan
que tanto profesores de Ciencia como de Matemáticas deben coordinar acciones que
solucionen esas dificultades.
Teniendo en cuenta que las investigaciones anteriores dejan ver que la resolución
de problemas en Física y Química depende de los conocimientos matemáticos, y de
la comprensión del problema y los contenidos conceptuales involucrados en este, es
necesario profundizar este aspecto en el área de Química ya que podría ser una
herramienta de aprendizaje para comprender mejor las Leyes de la Estequiometría.
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Se presentará ahora el fundamento teórico de la investigación.
2.2.- Bases Teóricas
Tomando en cuenta que los puntos de interés para esta investigación giran
entorno a la Resolución de Problemas y la comprensión de las Leyes Ponderales de
la Química, se hace necesario definir cada uno de estos aspectos. Por tanto, a
continuación se presentarán dos apartados, en el primero se describe qué es un
problema, su clasificación y su relación con la temática en estudio mientras que en el
segundo se hace alusión a cada una de las tres Leyes de la Estequiometría
identificando su descubridor y el significado que sustenta a cada una por medio de
ejemplos representativos. Al final de los dos apartados se definirán los términos de
mayor relevancia que se hayan ubicado en ellos.
Se empezará entones con la resolución de problemas en Química.
2.2.1.- La resolución de problemas en Química
La Química constituye una de las ciencias centrales de la naturaleza. Ha
permitido dar respuesta a fenómenos que rigen el orden del universo dejando
conocer la composición de las sustancias, los principios que gobiernan sus
transformaciones, el origen y las diferencias entre los elementos, así como un sinfín
de acciones cuyas respuestas han conducido a Venezuela, y a todos los países del
mundo, hacia su desarrollo tecnológico y científico (Ministerio de Educación, 1991;
Suárez, 1994). A estos resultados ha contribuido la promoción de las habilidades y
destrezas básicas en los estudiantes, tal y como lo señalan Larralde y Hernández
(1999) junto a Garret (1995), quienes establecen que la habilidad de leer, analizar,
interpretar, comunicarse en forma oral o escrita, tomar decisiones y resolver
problemas para adaptarse a nuevas situaciones, contribuye a evolucionar el
pensamiento crítico y creativo del alumno, además de que facilita su aprendizaje y
21
permite adquirir habilidades para resolver problemas. En consecuencia, los
estudiantes que cursan la asignatura de Química en los diferentes cursos de
Educación Media y Diversificada (EMD), especialmente 1er Año de Ciencias del
Ciclo Diversificado (ACCD), deberían abordar situaciones que les sean
desconocidas, parcial o totalmente, en la aplicación cuantitativa de las leyes
ponderales de la Química, de manera que las interrogantes que éstas les presentan
les resulten difíciles de responder al momento de su planteamiento y, de este modo,
poner en práctica sus habilidades de razonamiento así como variadas estrategias
para abordar cada problema en particular, con miras al desarrollo de un enfoque
sistemático que pueda ser aplicado a otras disciplinas y a situaciones de su vida en
general (Ministerio de Educación, 1991b; Gómez, 1996; Larralde y Hernández,
1999).
Enfatizando en el tema de la resolución de problemas, se tiene que García (2000)
y Tavares y Butles (1996) (citados por García, 2000) establecen que en el
aprendizaje humano la resolución de problemas (desde el punto de vista cognitivo,
afectivo y psicomotor) es un proceso clave que va desde la niñez hasta la edad
adulta, permitiéndole al individuo adaptarse al medio en que vive. Además, García
(2000) agrega que “el aprendizaje es el resultado de enfrentarse a problemas con el
fin de comprenderlos o solucionarlos, porque ofrecen una oportunidad para la
búsqueda y el estudio de conceptos, y para el encuentro con métodos a través de los
cuales puedan resolverse los problemas” (p. 6). Adicional a esto, Méndez (2001)
agrega que la resolución de problemas debe ser vista como una actividad científica
que le permita al alumno familiarizarse con la ciencia, resultándole así tarea
agradable y provechosa.
De acuerdo a esto y profundizando en esta actividad de aprendizaje utilizada en el
aula, resulta importante definirla. Según Larralde y Hernández (1999), un problema
es una situación que no se ha encontrado antes y cuya solución se obtiene por
medio del empleo de las habilidades de razonamiento del individuo que lo resuelve;
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de este modo, los ejercicios (señalados por estos autores como problemas- tipo) son
situaciones en las que el sujeto conoce la vía para alcanzar la solución. Por su parte,
Wood (1983, citado por Larralde y Hernández, 1999), establece que la resolución de
problemas es el proceso mental que se emplea para dar salida a una situación
planteada. Por otra parte, Garret (1995) define como puzzles a aquellas situaciones
problemáticas que surgen diariamente y que, normalmente, tienen respuesta. Los
clasifica en abiertos y cerrados: los puzzles cerrados son aquellos que se
comprenden y cuya vía de solución se conoce, mientras que los puzzles abiertos son
aquellos cuya solución no está clara y no existe ningún algoritmo que permita
obtenerla directamente. De este modo, para este autor un problema “es una situación
o conflicto para el que no tenemos una respuesta inmediata, ni algoritmo ni
heurístico. (…) Es pues una situación con la que nos enfrentamos y que se sitúa
fuera de lo que en ese momento entendemos, pero cerca del límite de nuestras
estructuras cognitivas” (p. 9) cuya solución se logra encuadrando la situación en un
contexto que permita comprenderla a fin de crear una teoría que la explique.
Siguiendo este contexto y para complementar lo ya descrito, cabe destacar lo que
opinan Pozo, Postigo y Gómez (1995) quienes dicen que un problema es “una
situación nueva o sorprendente, a ser posible interesante o inquietante, en la que se
conoce el punto de partida y dónde se quiere llegar pero no los procesos mediante
los que se puede llegar” (p. 17).
Con base en las definiciones de los autores citados anteriormente, y para fines de
esta investigación, un problema será considerado como una situación desconocida
situada fuera del contexto cotidiano, pero cerca del límite de nuestras estructuras
cognitivas, cuya solución implica un proceso mental y empleo de habilidades de
razonamiento por parte del individuo que lo resuelve.
Para cerrar la idea de lo que significa la resolución de problemas, cabe señalar
que existen múltiples limitaciones que puede presentar el alumno al momento de la
ejecución de dicha actividad. Entre éstas se encuentra: el número de etapas a seguir,
23
que constituye un indicador de la complejidad del proceso en la resolución de
problemas; el enunciado del problema; el proceso mismo que conlleva a la búsqueda
de la solución, y los conocimientos construidos por el alumno en situaciones
anteriores (García y Favieres, 1995).
Ahora bien, enfocado en lo que es un problema y su resolución, Lee (citado en
Azcue y cols., 2003) establece que la efectividad en la resolución de problemas
depende de que los conocimientos básicos construidos sean aprendidos
significativamente, que el problema original sea reescrito y que al alumno le sean
enseñadas habilidades y estrategias de resolución, además de que se le proporcione
un entrenamiento en el proceso de relacionar conceptos e interpretar problemas, y
resolver problemas familiares, no familiares y parcialmente familiares, a fin de que
sea más factible la búsqueda cualitativa de su solución. Por su parte, García y
Favieres (1995) señalan que “los problemas ejercicios, tanto de papel y lápiz como
de laboratorio, son indispensables para el dominio del entramado de conceptos,
técnicas y destrezas básicas, para el conocimiento de determinados algoritmos de
resolución y de los cálculos matemáticos necesarios que han de aplicarse en los
diversos ejercicios” (p. 47). Asimismo, estos autores establecen que la resolución de
problemas supone “la utilización mental de un planteamiento previo, una visión global
del problema que permita ordenar y enlazar las diferentes etapas de la resolución” (p.
51).
Adicional a lo anteriormente expuesto, Larralde y Hernández (1999) establecen
que para alcanzar la solución de un problema resulta necesario que el individuo
posea cierta información, un repertorio de estrategias junto a habilidades de
razonamiento requeridas para ubicar la respuesta; de igual forma, agregan que: “la
resolución de problemas de Química consiste en utilizar los conocimientos en
Química y las habilidades de razonamiento, junto con un método o estrategias
apropiados para obviar la separación entre el problema y la solución.” (p.38). En este
sentido, Méndez (2001) señala que “la resolución de problemas, en el contexto de la
24
enseñanza- aprendizaje de la Química, se constituye en una estrategia eficiente para
el aprendizaje significativo, por cuanto establece una relación entre los
conocimientos conceptuales y los procedimientos para los cálculos que exige esta
disciplina” (p. 55).
En este orden de ideas, Pozo y Gómez (1998) establecen que la actividad de
resolución de problemas se clasifica en tres tipos: problemas cualitativos, problemas
cuantitativos y pequeñas investigaciones. Los primeros hacen alusión a problemas
abiertos en los que el alumno utiliza un razonamiento teórico sin necesidad de
recurrir a cálculos numéricos o manipulaciones experimentales. Por su parte, los
problemas cuantitativos emplean habilidades numéricas para alcanzar la
comprensión de los modelos científicos, así como le dotan de herramientas para
enfrentarse a otros problemas de mayor dificultad; mientras que las pequeñas
investigaciones buscan aproximar al alumno de manera minimizada al trabajo
científico por medio de la observación y formulación de hipótesis, ayudando de este
modo a relacionar los conceptos teóricos con sus aplicaciones prácticas y por tanto
transfiriendo los conocimientos escolares a situaciones cotidianas.
Para fines de esta investigación, en los instrumentos que valoraron las Leyes de
la Estequiometría se trabajó con problemas cualitativos para evaluar la comprensión
del alumno en el tema, por medio del razonamiento teórico empleado en el
planteamiento de la solución; y también se utilizaron problemas cuantitativos que
buscaban evaluar el razonamiento aplicado al planteamiento de la solución así como
la capacidad de cálculo matemático.
2.2.2.- Leyes Ponderales de la Estequiometría
Para lograr que la información comprendida por el alumno sea incorporada a los
fenómenos que le suceden en su vida diaria, se establece en Venezuela el Noveno
Grado de Educación Básica como la etapa en la que los alumnos inician su cultura
25
científica en el área de la Química (y otras ciencias). Según el Programa de Estudio
para 9º Grado señalado por el Ministerio de Educación (1991a), la asignatura de
Química se estructura en cinco unidades: Materiales Químicos (Unidad I);
Reacciones Químicas (Unidad II); Estructura de la Materia (Unidad III); Lenguaje
Químico (Unidad IV) y por último, Impacto tecnológico y ambiental de la Química
(Unidad V). Específicamente en la Unidad II (Reacciones Químicas), “los estudiantes
examinan varias reacciones químicas, (…) reconocerán la energía asociada a
diferentes cambios en los materiales y podrán establecer algunas leyes que rigen el
comportamiento de los materiales como inicio a las relaciones cuantitativas entre los
mismos” (p. 1). Siguiendo este documento, entre los múltiples objetivos que se
pretende sean alcanzados por el alumno en esta unidad, se espera sea capaz de:
establecer relaciones entre la masa inicial y final de las sustancias que intervienen en
un cambio químico; así como las masas de los elementos que constituyen un
compuesto; establecer un modelo que permita explicar la naturaleza discontinua de
la materia; interpretar el arreglo de los átomos para formar estructuras así como
interpretar las transformaciones de un elemento en otro; entre otras expectativas.
De acuerdo a esto y antes de profundizar en el tema, resulta importante definir
cada uno de los términos que serán importantes en esta investigación. Se
comenzará definiendo la Estequiometría, que es el área de la Química
especializada en estudiar la relación cuantitativa entre reactivos y productos en una
reacción química (Chang, 2002); Suárez (1994) afirma que “la estequiometría es la
herramienta más poderosa de que disponen los químicos para predecir las
cantidades de productos y el rendimiento o eficiencia de una reacción” (p. 34). En
este sentido, la principal aplicación de dicha rama gira en torno a tres leyes que
marcaron el rápido progreso de la Química durante el siglo XIX. La primera de ellas,
la Ley de la Conservación de la Masa, demostrada experimentalmente por el
científico francés Antoine Lavoisier, establece que la masa total del producto
obtenido es igual a la masa de las sustancias reaccionantes: “Debido a que la
materia está formada por átomos, que no cambian en una reacción química, se
26
concluye que la masa también se debe conservar” (Chang, 2003, p.37). Un ejemplo
que podría ilustrar esta ley sería el citado por Suárez (1994):
Las masas atómicas relativas del nitrógeno y del hidrógeno son 14 y 1 gramos,
respectivamente. Verificar si la ecuación química: N2 + 3H2 → 2NH3 cumple con la
ley de la conservación de la masa (p. 130).
Para hallar la solución a este ejercicio, basta con multiplicar el número de átomos de
cada elemento a cada lado de la ecuación y proceder a sumar dichas cantidades
para verificar que sean iguales:
N2 + 3H2 → 2NH3
(14*2)g + 3(1*2)g → 2(14 + 1*3)g
28g + 6g → (28 + 6)g
34g (reaccionantes) → 34g (productos)
Como se observa en la última línea, la suma de las masas de los reactivos es
exactamente igual a la masa del producto obtenido (una sola sustancia en este
caso), relación que permite verificar la conservación de la masa en ambos lados de
la reacción.
Ahora bien, continuando con el estudio de las reacciones químicas, se hace
necesario hablar de otra ley de igual importancia que la mencionada anteriormente
(Ley de la Conservación de la Masa); es la Ley de las Proporciones Múltiples que
representa la segunda hipótesis formulada por Dalton alrededor de 1808 y cuyo
enunciado dice que “si dos elementos pueden combinarse para formar más de un
compuesto, la masa de uno de los elementos que se combina con una masa fija del
otro, mantiene una relación de números enteros pequeños” (Chang, 2003, p. 37).
Esta ley puede verse ilustrada en los dos compuestos estables que forma el carbono
con el oxígeno, monóxido de carbono y dióxido de carbono, en los cuales por medio
de modernas técnicas de medición se puede conocer que un átomo de carbono se
combina con un átomo de oxígeno, para el primer compuesto, y con dos átomos de
oxígeno para el segundo. Químicamente esto se representa a través de la expresión
27
1:1, que indica que existe un átomo de carbono combinado con un átomo de oxígeno
para el monóxido de carbono, y 1:2, que establece que hay un átomo de carbono
combinado con dos átomos de oxígeno en el dióxido de carbono (Chang, 2003).
La tercera ley que también resulta de interés para esta investigación es la Ley de las Proporciones Definidas, demostrada por Joseph Proust en 1799; esta ley se
encarga de explicar el por qué muestras diferentes de un mismo compuesto
contienen siempre los mismos elementos y en la misma proporción de masa,
además de demostrar el por qué en algunas reacciones químicas todas las
sustancias reaccionan y en otras no (Chang, 2003; Suárez, 1994). Un ejemplo que
ilustra claramente esta ley es el enunciado por Gómez (1996) que dice que “… para
formar agua 2 moles de moléculas de hidrógeno se combinan con 1 mol de
moléculas de oxígeno…” (p. 42). 2.2.3.- Definición de términos
Ecuación química: Es una ecuación que utiliza símbolos químicos para mostrar lo
que ocurre durante una reacción química.
Estequiometría: Estudio cuantitativo de los reactivos y productos en una reacción
química.
Ley de la Conservación de la Masa: Ley que establece que la materia no se crea ni
se destruye, sólo se transforma.
Ley de las Proporciones Definidas: Ley que establece que muestras diferentes del
mismo compuesto contienen siempre los mismos elementos constituyentes en las
mismas proporciones en masa.
Ley de las Proporciones Múltiples: Ley que establece que si dos elementos se
pueden combinar para formar más de un compuesto, las masas de uno de los
elementos que se combinan con una masa fija del otro elemento, están en relaciones
de números enteros pequeños.
Mol: Cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales (átomos,
28
moléculas u otras partículas) como átomos hay en exactamente 12 gramos (ó 0,012
kilogramos) del isótopo carbono- 12.
Problemas cualitativos: Grupo de situaciones para las que no tenemos una solución
clara y no existe ningún algoritmo que nos permita obtenerla.
Problemas cuantitativos: Representa algo que comprendemos y cuya vía de solución
conocemos. (…) La principal característica de un puzzle cerrado es que pude ser
solucionado.
Productos: Sustancias formadas como producto de una reacción química.
Reacción química: Proceso durante el cual una sustancia (o sustancias) cambian
para formar una o más sustancias nuevas.
Reactivos: Sustancias de las que se parte en una reacción química.
Las definiciones anteriormente expuestas fueron extraídas de Chang (2002), en el
caso de la terminología química, y, Garret (1995) y Pozo y Gómez (1998), en el caso
de los términos implicados en la resolución de problemas.
Ahora bien, habiéndose definido y aclarado lo que es un ejercicio y un problema,
su diferencia, los tipos de problemas que pueden utilizarse como actividades de
enseñanza- aprendizaje en Química así como también se describieron y explicaron
por medio de ejemplos científicos las Leyes de la Conservación de la Masa, de las
Proporciones Definidas y de las Proporciones Múltiples, se procederá a describir en
el siguiente capítulo la Metodología utilizada para responder al problema planteado.
29
CAPÍTULO III: MARCO METODOLÓGICO
En este capítulo se describe el tipo de investigación efectuada, la muestra
seleccionada, el horario en se efectuó la investigación, los instrumentos y las
técnicas utilizadas para recopilar la información así como el mecanismo utilizado
para procesar y analizar los datos y, finalmente, una tabla de operalización de las
variables estudiadas.
3.1.- Tipo de Investigación
Esta investigación fue de tipo Cualitativa con carácter Descriptivo y Correlacional. En primer lugar, fue de tipo cualitativa ya que se estudió de manera
individual la evolución del proceso de aprendizaje de los estudiantes en el tema
Estequiometría sin empleo de análisis estadístico (Hernández, Fernández y Lucio,
2003); en segundo lugar, fue descriptiva ya que, según Arias (1999), este tipo de
investigación se basa en la caracterización de un hecho, fenómeno o grupo con el fin
de establecer su estructura o comportamiento, esto es, se identificó (cada punto por
separado y luego en conjunto) la comprensión del tema y la habilidad para resolver
problemas. Finalmente, fue correlacional ya que desde el punto de vista cualitativo se
relacionó la habilidad en la resolución de problemas con la comprensión de las Leyes
de la Química.
3.2.- Diseño de la Investigación
Esta investigación tuvo un diseño de Campo ya que los datos fueron recolectados
directamente de la realidad sin manipular ninguna variable (Arias, 1999). De acuerdo
a esto, el proyecto se efectuó en un lapso de tiempo de aproximadamente cuatro
meses: en febrero de 2007 se aplicó el diagnóstico para conocer al grupo de trabajo,
a finales de abril, mayo y junio del mismo año, se efectuaron las observaciones en
las tres clases para las tres leyes, se aplicaron los instrumentos de evaluación para
30
cada ley y se realizó la entrevista para conocer las opiniones de los estudiantes con
respecto al trabajo realizado. Todo esto fue desarrollado en una Institución Educativa
Privada del Municipio Libertador del Estado Mérida en la República Bolivariana de
Venezuela.
3.2.1.- Población y muestra
La población estudiantil en 1er Año de Ciencias del Ciclo Diversificado en el
Estado Mérida fue de 4091 alumnos (dato obtenido en la Zona Educativa del Estado
Mérida para el año escolar 2005-2006). En este sentido, en la Institución Privada
donde se realizó la investigación, la cantidad de alumnos cursantes de dicho grado
era de 82 (dos secciones de 41 estudiantes cada una), por lo que se establecieron
criterios para la selección de la muestra. Estos fueron: nivel de atención en las clases
de Química (desde el punto de vista cualitativo) e individualidad en la resolución de
ejercicios en clase (sin copia entre ellos durante las evaluaciones). Con base en esto,
se seleccionó como muestra un grupo de 21 estudiantes, hembras y varones, con
edades comprendidas entre los 15 y 16 años de edad que cumplían, en su mayoría,
los criterios propuestos y cuyo horario para la realización de la investigación fue los
días viernes de 12:00 p.m. a 1:30 p.m.
3.2.2.-Técnicas e instrumentos de recolección de la información
En el mes de febrero se aplicó al grupo un diagnóstico para conocer aspectos
como la edad, la cantidad de varones y hembras presentes, promedio en la
asignatura de Química en Noveno Grado y algunas preguntas exploratorias sobre los
contenidos conceptuales del tema Estequiometría trabajados en el grado
mencionado (Ver anexo No. 1). Estos aspectos arrojaron que los contenidos
referentes a las tres leyes ponderales de la Química no fueron orientados en dicho
31
nivel. Por tanto, la investigación se extendió a facilitar, por medio de tres clases, cada
una de las leyes de la Estequiometría, utilizando pequeños conflictos cognitivos (al
inicio de algunas de las sesiones) y resolución de ejercicios (en todas las clases)
durante los meses de abril, mayo y junio. En el desarrollo de estas clases se observó
la actuación, el comportamiento y la participación de los y las estudiantes en cada
sesión elaborando posteriormente un registro anecdótico de cada una.
Adicional a esto y antes de comenzar con las clases, se elaboraron y validaron los
cuestionarios (ver Anexos 2, 3 y 4) para evaluar la comprensión y resolución de
problemas para cada una de las tres leyes ponderales de la Química. Con respecto a
la validación, ésta fue efectuada por tres profesores de la Facultad de Humanidades
y Educación de la Universidad de Los Andes, dos expertos en el área de química y,
uno experto en el área de elaboración de instrumentos de evaluación. En lo que se
refiere a los ítems de los cuestionarios, estos fueron extraídos y adaptados de
Rodríguez (2006) y de Hernández y Palacín (1995) (en el caso de esta última
referencia, su propuesta se utilizó para la redacción de algunas de las preguntas de
la ley de la Conservación de la Masa y de la ley de las Proporciones Definidas)
teniéndose que las dos primeras preguntas de los tres cuestionarios eran de
razonamiento teórico y las siguientes de resolución de problemas de carácter
cualitativo y/o cuantitativo.
Luego de registradas las observaciones y aplicados los cuestionarios, se efectuó
de a cada estudiante, una entrevista para conocer su opinión acerca de las clases
facilitadas y su relación con los tres instrumentos resueltos (Ver Anexo No. 5).
3.3.3.- Técnicas de Procesamiento y Análisis de Datos
El registro anecdótico de las clases facilitadas para cada ley se llevó en un
cuaderno de anotaciones, en el cual se utilizó la inicial del primer nombre y del primer
apellido de cada alumno para identificar su aporte en la clase orientada.
32
Con respecto a los instrumentos de evaluación para las tres leyes, ya se
mencionó que contenían ítems de comprensión de teoría y de habilidad para la
resolución de problemas cuantitativos y/o cualitativos. En cuanto a la codificación del
primer tipo de ítems (comprensión de la teoría), se utilizó una escala de estimación
que contenía 5 indicadores: Excelente, Bien, Medianamente Bien, Mal y No
respondió; asimismo para la codificación de los ítems que involucraban resolución de
problemas se utilizaron dos tipos de indicadores debido a la presencia de dos tipos
de problemas: para los problemas cualitativos se utilizó una lista de cotejo que
describía si la respuesta asignada era correcta, incorrecta o no respondió, y para los
problemas cuantitativos se utilizó una escala de estimación para el planteamiento de
la solución que incluía los mismos indicadores designados para evaluar la
comprensión de la teoría (excelente, bien, medianamente bien, mal y no respondió),
y una lista de cotejo para la respuesta numérica proporcionada: correcta, incorrecta,
no respondió.
En lo que se refiere a la entrevista, se efectuaron preguntas para conocer la
comprensión de los alumnos en los contenidos teóricos orientados sobre las tres
Leyes de la Química, su habilidad para resolver problemas, su opinión acerca de la
relación que guarda este aspecto con la comprensión de cada ley, y finalmente
indagar cuál de las preguntas presentadas en cada instrumento le pareció más difícil
y el porqué.
Partiendo de los datos obtenidos en las observaciones, los instrumentos
evaluativos de las leyes, y la entrevista realizada, se hizo una triangulación de los
mismos que verificaría la comprensión sobre el tema y la habilidad de cada uno para
resolver problemas de Estequiometría. En este sentido se planteó un análisis
cualitativo para las observaciones, las entrevistas y los resultados de las pruebas
aplicadas para cada ley.
33
3.3. Tabla de operalización de variables
Tabla No. 3. Tabla de operalización de las variables
Variable Dimensión Sub- dimensión Indicador Ítem
Comprensión de la Ley
Excelente Bien Medianamente bien Mal No respondió
1, 2, 3, 4
Planteamiento del problema
Excelente Bien Medianamente bien Mal No respondió
Correcto
Habilidad para la Resolución de problemas
Solución al problema Incorrecto
3, 4
Correcto
Ley de la Conservación
de la Masa
Balanceo de ecuaciones Incorrecto 1
Comprensión de la Ley
Excelente Bien Medianamente bien Mal No respondió
1, 2, 4
Planteamiento del problema
Excelente Bien Medianamente bien Mal No respondió
Correcto
Ley de las Proporciones
Definidas
Habilidad para la Resolución de problemas
Solución al problema Incorrecto
1,3
34
Reconocimiento de la Proporción atómica
Excelente Bien Medianamente bien Mal No respondió
1,4
Reconocimiento de la Proporción másica
Excelente Bien Medianamente bien Mal No respondió
4
Comprensión de la Ley
Excelente Bien Medianamente bien Mal No respondió
1, 2, 4
Razonamiento del problema
Excelente Bien Medianamente bien Mal No respondió
3, 4, 5 Habilidad para la Resolución de problemas
Solución al problema
Correcto Incorrecto No respondió
3, 4
Reconocimiento de proporción fija
Excelente Bien Medianamente bien Mal No respondió
1, 4
Ley de las
Proporciones Múltiples
Reconocimiento de la Proporción de un elemento en diferentes compuestos
Excelente Bien Medianamente bien Mal No respondió
4, 5
35
Una vez descritos los procedimientos utilizados en la recolección de los datos y
las técnicas empleadas para analizar la información, se procederá a describir en el
siguiente capítulo los resultados obtenidos de la observación, los cuestionarios y la
entrevista aplicada a la muestra seleccionada así como la correlación entre las tres
técnicas ya mencionadas.
36
CAPÍTULO IV: ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS
A continuación se presentan los resultados obtenidos mediante los instrumentos y
las técnicas (observaciones, cuestionarios y entrevista) efectuados al grupo de
estudio. Los datos fueron distribuidos en cuatro (4) partes: las tres primeras partes
involucran el registro anecdótico y el cuestionario de evaluación aplicado para cada
una de las tres leyes estudiadas, cuyos resultados llevan la siguiente secuencia:
enunciado de la pregunta o ítem, tabla de frecuencias y porcentajes, gráfico
descriptivo de la tabla y, análisis descriptivo de la observación y las frecuencias
obtenidas. Al finalizar cada parte se efectuó un análisis correlacional de la misma
donde se describió la relación encontrada entre la comprensión de la teoría, la
resolución de problemas y las respuestas dadas en la entrevista aplicada. Es
necesario destacar que para la correlación de la comprensión de la teoría y la
resolución de problemas se seleccionó en una única categoría (para cada variable) a
los estudiantes cuyas respuestas fueron clasificadas en cada pregunta como
“Excelente, Bien y Medianamente Bien” así como las respuestas “Correctas”,
describiéndose en una única categoría denominada “Buena”.
Por último, la cuarta parte contiene un resumen de la entrevista aplicada al final
de las tres clases que será utilizada para la correlación de los resultados.
Cabe destacar que en algunos ítems se omitieron las respuestas de algunos
alumnos ya que de acuerdo a su desempeño en la clase y la respuesta emitida, se
identificó copia de la misma. Por tanto, para tener una mayor confiabilidad de los
datos se procedió a eliminar su participación en el ítem cuyo registro en el
cuestionario describa que se haya copiado.
PARTE 4.I.- Registro anecdótico y análisis descriptivo de los resultados de la primera sesión referente a la Ley de la Conservación de la Masa (LCM). Muestra de 16 alumnos.
37
4.I.1.- Registro anecdótico.
Día: Viernes, 27 de abril de 2007
Lugar: Laboratorio de Química
Hora: Desde las 11:55a.m. hasta la 1:30p.m.
Debido a que en el diagnóstico los alumnos afirmaron no haber visto nada de las
Leyes de la Estequiometría, tomé la decisión de orientar las clases respectivas. Para
hoy empecé con la primera de las leyes, la Ley de la Conservación de la Masa
(LCM), colocando en el pizarrón dos veces la misma ecuación química (una
balanceada y la otra sin balancear), pidiéndoles que sumaran los pesos moleculares
y atómicos de cada elemento y compuesto reaccionante y producido. Cuatro
estudiantes lo resolvieron rápidamente (D.C., D.C-S., J.A.G. y L.C.); entonces les
pedí que pensaran el por qué en la primera reacción la masa de los reactivos era
diferente a la de los productos, y por qué en la segunda reacción ambas masas eran
iguales mientras yo confirmaba los valores calculados. Dos de los cuatro que
entregaron de primero acertaron en la respuesta y basándome en ella, introduje el
enunciado de la LCM, mostrando algunos estudiantes (G.L., Y.D., G.C.) cara de
sorpresa y otros (D.C-S. y D.D.) afirmando que habían escuchado hablar de ella pero
no entendían muy bien. D.J. leyó de su cuaderno un ejemplo que nos hizo discutir el
principio de dicha ley. Luego les coloqué un ejercicio muy sencillo que sólo lo
resolvieron correctamente dos jóvenes (D.C. y J.A.G.), el resto o no lo sabían hacer
porque no entendían el enunciado o se lo copiaban de los que lo habían hecho. G.L.,
Y.D. y G.A. me pidieron que lo resolviera, ya que ellas no sabían hacerlo, así que lo
resolví, lo expliqué y ellas lo comprendieron. Les coloqué dos problemas más (de
complejidad mayor) y una gran parte los resolvió, al parecer aplicaban el concepto y
lo resolvían. Sólo dos no trabajaron (J.A. y J.G.G.) mostrando desinterés por la clase.
D.D. se alegró porque con uno de los ejercicios comprendió la ley. Resaltó la idea de
que si no se les daba puntos por hacer bien la actividad no hacían los demás o
38
perdían el interés por la clase. A mi parecer, los alumnos se guían por los ejercicios
que se resuelven en clase (ejercicios modelo), haciendo de éste un algoritmo para
resolver los demás problemas sin dar importancia al razonamiento que implica su
solución sino a la estrategia utilizada por el profesor en otros ejercicios para aplicarla
al problema en cuestión.
Día: Viernes, 11 de mayo de 2007
Lugar: Salón de clases de 1ero de Ciencias B
Hora: Desde las 7:40a.m. hasta las 8:40p.m.
Hoy a las 7:45 a.m. de la mañana apliqué el instrumento a los estudiantes, por
motivos de que se suspendían las clases después de las 10 a.m. A algunos de los
que estaban resolviendo se les dificultó comprender el enunciado del segundo
problema; parecían no relacionar el enunciado con la ecuación que le seguía. Tal vez
no visualizaban el enunciado con una experiencia práctica. G.L. tuvo problemas con
la primera pregunta, directamente con el balanceo de los átomos, se confundió con
las fórmulas químicas y los subíndices, incluso hasta los borraba y colocaba otros
números. Por su parte, D.J. y Y.D. estaban ayudándose en la primera pregunta
mientras que F.C. y A.B. también se estaban copiando. Por su parte, D.C-S. estuvo
bastante concentrado resolviendo su examen y prácticamente no habló con ninguno
de sus compañeros ni conmigo. J.G.G y J.A. no hicieron más que esperar la
oportunidad para copiarse de A.B y F.C. Por su parte, D.C y J.A.G. resolvieron muy
rápido (como siempre) los problemas.
39
4.I.2.- Resultados del cuestionario aplicado. Ítem No. 1. Balancea la siguiente ecuación CuO + HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O y explica ¿por qué en una reacción química los átomos de cada elemento deben permanecer igual antes y después del proceso? Tabla 4. Resultados para el ítem No. 1 del primer instrumento Balanceo de la ecuación Frecuenci
a Porcentaj
e Balaceo correcto 13 81,25% Balanceo incorrecto 3 18,75% Total 16 100% Explicación a la pregunta Excelente 5 31,25% Bien 4 25,00% Medianamente bien 5 31,25% Mal 1 6,25% No respondieron 1 6,25% Total 16 100% Relación entre el balanceo de la ecuación y la explicación a la pregunta
12 75%
18,75%
81,25%
CorrectoIncorrecto
31,25%
25,00%
6,25%6,25% 31,25% Excelente
BienMedianamente bienMalNo respondieron
Figura 1. Distribución de porcentajes para el balanceo de la ecuación presente en el ítem 1 del instrumento correspondiente a la Ley de la Conservación de la masa.
40
De acuerdo a los datos obtenidos en este ítem que corresponde a una pregunta
de razonamiento teórico que evaluaba la comprensión de la ley, se obtuvo que un
81,25% de los estudiantes respondieron correctamente la proposición y el resto lo
hicieron de manera incorrecta, por ejemplo, colocando el mismo coeficiente
estequiométrico a todas las sustancias intervinientes, o bien, cambiando las fórmulas
de los reactivos y productos y agregando un número de átomos y coeficientes
estequiométricos al azar.
De igual manera, en la explicación asignada a la pregunta, un 31,25% de los
estudiantes dio una respuesta clasificada como Excelente. En líneas generales
significa que tienen claro que la masa de las sustancias antes y después de un
cambio químico debe permanecer igual; un 25% se clasificó como “Bien” ya que
colocaron básicamente el enunciado de la ley que estaba en las instrucciones del
instrumento, o, tenían la idea pero al expresarla confundían términos como masa y
átomo; un 31,25% de los estudiantes dio una respuesta catalogada como
“Medianamente bien” ya que la respuesta estaba sujeta a una confusión mayor de
términos y aunque pareciera estar mal, por el comportamiento en la clase de estos
estudiantes se podía apreciar que habían entendido el principio de la ley sólo que no
supieron expresarla. Un alumno dio una explicación incorrecta y una alumna no
respondió la pregunta (perteneciendo al grupo de los que balanceó incorrectamente
la ecuación presentada), quizás por motivos de no haber comprendido la clase y no
haber aclarado las dudas al respecto, ya que durante el desarrollo de la misma la
observé un poco confundida y no resolvió los ejercicios propuestos en clase.
Para concluir, al final de la tabla 4 se muestra la correlación entre el balanceo de
la ecuación y la respuesta a la pregunta, tomándose en cuenta las categorías
“excelente, bien y medianamente bien” y obteniéndose que de los 16 alumnos, el
Figura 2. Distribución de porcentajes para la explicación de la pregunta efectuada en el ítem 1 del instrumento correspondiente a la Ley de la Conservación de la masa.
41
75% de ellos aplica la teoría aprendida en la resolución de problemas que en este
caso era el balanceo de una ecuación química en la cual si se ha analizado el
enunciado de la Ley de la Conservación de la Masa, fácilmente se llega a la
respuesta correcta.
42
Ítem No. 2. Al quemar 5gramos de magnesio metálico se tiene que las cenizas resultantes tienen una masa de 8.32gramos según la reacción: 2Mg + O2 → MgO. ¿A qué le atribuyes que se obtenga una masa mayor a la inicial? Tabla 5. Resultados para el ítem No. 2 del primer instrumento Explicación a la pregunta
Frecuencia Porcentaje
Excelente 7 46,67% Bien 0 0,00% Medianamente bien 4 26,67% Mal 2 13,33% No respondieron 2 13,33% Total 15 100%
26,67%
46,67%13,33%13,33%
0,00%
ExcelenteBienMedianamente bienMalNo respondieron
Como se muestra en la figura 3, el 46,67% de los estudiantes dio una respuesta
clasificada como excelente con respecto a lo que se pedía en la pregunta; es decir,
reconocen la presencia de un reactivo que hace su aporte másico a la masa final del
producto. Sin embargo, un 26,67% de los alumnos dio una respuesta clasificada
como “medianamente bien” ya que sus respuestas mostraban que entendían el
principio de la LCM pero no lo aplicaban por completo al problema, notándose una
idea vaga en lo que sucedía. Como ejemplo de esta situación se puede ver la
respuesta de una alumna quien respondió “depende de la cantidad de fuego a la que
es sometida la sustancia, la cual hace aumentar la masa de la reacción”; incluso
otros dos alumnos hicieron los cálculos respectivos y uno señaló que el resultado
obtenido mediante el cálculo explicaba la pregunta efectuada, y otra joven hizo
alusión al término combustión quizás sin relacionarlo directamente con el elemento
Figura 3. Distribución de porcentajes para la explicación de la pregunta efectuada en el ítem 2 del instrumento para la Ley de la Conservación de la masa.
43
oxígeno. De igual forma, otro 13,33% de la muestra respondió de manera incorrecta,
teniéndose el caso de una joven que colocó el enunciado de la ley junto a la
descripción del instrumento que aparecía en las instrucciones del mismo (ver anexo
No. 2), otro alumno escribió tanto que no dijo nada ya que repetía las palabras y
poco tenía que ver con la respuesta que se esperaba, y el otro alumno (que
participaba en las clases, respondía con rapidez los ejercicios y es considerado como
un buen estudiante) basó su respuesta en el balanceo de la ecuación el cual no tenía
nada que ver con la respuesta requerida. Asimismo, 2 alumnos no contestaron: uno
de ellos es la misma joven que se confundió balanceando la ecuación del ítem
anterior y que a la hora de responder el examen la observé presionada; del otro
alumno no se esperaba una respuesta satisfactoria ya que mostró poco interés en la
clase y durante el examen estaba a la expectativa de sus compañeros para hacer
copia.
44
Ítem No. 3. Cuando se somete cierta cantidad de óxido mercúrico a calor se produce una descomposición térmica de la que se obtienen 4gramos de oxígeno y 57.7gramos de mercurio. ¿Cuántos gramos de HgO se sometieron a dicha descomposición según la reacción: HgO → Hg2 + O2? Tabla 6. Resultados para el ítem No. 3 del primer instrumento Planteamiento del problema Frecuencia Porcentaje Excelente 5 31,25% Bien 4 25,00% Medianamente bien 6 37,50% Mal 0 0,00% No respondieron 1 6,25% Total 16 100% Respuesta al problema Correcta 15 93,75% Incorrecta 0 0,00% No respondieron 1 6,25% Total 16 100% Significado químico asignado a la respuesta Asignado 12 80,00% No asignado 3 20,00% Total 15 100% Relación entre el planteamiento del problema y el significado químico asignado al resultado 13 86,67%
25,00%37,50%
6,25%31,25%0,00%
Excelente
Bien
Medianamente bienMal
No respondieron
6,25%
93,75%
0,00% Correcto
Incorrecto
No respondieron
Figura 4. Distribución de porcentajes para el planteamiento del problema presente en el ítem 3 del instrumento correspondiente a la Ley de la Conservación de la masa.
Figura 5. Distribución de porcentajes para la respuesta obtenida de la pregunta efectuada en el ítem 3 del instrumento correspondiente a la Ley de la Conservación de la masa.
45
80,00%
20,00%Asignado
No asignado
La tabla 6 muestra que en el problema propuesto, de los 16 estudiantes que
respondieron, uno no respondió así como tampoco efectuó el planteamiento para la
solución, mientras que 15 lo hicieron correctamente entre los cuales un 31,25%
(equivalente a cinco estudiantes) efectuó el planteamiento como se esperaba,
mostrando a través de este comprensión de la teoría y explicando el significado del
dato arrojado. Seguido a esto, las respuestas de un 25% del total de estudiantes
(cuatro jóvenes) fueron clasificadas en la categoría “Bien” ya que el dato numérico
que colocaron no tenía explicación, o como el caso de un alumno que, además de
esto, colocó el dato numérico sin la unidad de medida (extraño en él ya que en las
clases siempre estaba atento y los ejercicios resueltos en ellas la mayoría de las
veces estaban bien). Adicional a esto, otros 6 alumnos dieron una respuesta
clasificada en la categoría “medianamente bien” ya que su respuesta no concordaba
con la pregunta efectuada en lo que se nota que ellos se preocupan por resolver el
problema desde el punto de vista matemático olvidándose del significado químico del
dato obtenido. Por tanto se estudió la relación entre la cifra numérica y el análisis
químico que se le asigna, teniéndose que 12 estudiantes de los quince que
respondieron correctamente relacionaron ambos aspectos; esto es, identifican la
sustancia, utilizan unidades de medida y (en este caso) comprende el tipo de
reacción de que se trataba, aunque en este último punto resaltaron dos casos (de
alumnos buenos en la asignatura) en los que confundieron la reacción presentada
que era de descomposición con una reacción de combinación, asumiendo que la
Figura 6. Distribución de porcentajes para el significado químico asignado a la respuesta obtenida a la pregunta efectuada en el ítem 3 del instrumento correspondiente a la Ley de la Conservación de la masa.
46
cantidad correspondía a un producto y no a un reactivo.
47
Ítem No. 4. En la reacción CH3CH2OH + O2 → CO2 + H2O por cada 46gramos de CH3CH2OH que reaccionan con oxígeno, se producen 88gramos de CO2 y 54gramos de H2O. ¿Qué cantidad de CO2 se producirá si reaccionan 8gramos de CH3CH2OH con suficiente oxígeno? Tabla 7. Resultados para el ítem No. 4 del primer instrumento
Respuesta al problema Frecuencia
Porcentaje
Frecuencia Porcentaje Planteamiento
del problema Excelente 6 75,00% Bien 1 12,50% Medianamente bien 1 12,50% Mal 0 0,00% Total 8 100% Significado químico asignado a la respuesta
Asignado 8 100% No asignado 0 0,00%
Correcta 8 53,33%
Total 8 100% Planteamiento del problema
Excelente 1 20,00% Bien 0 0,00% Medianamente bien 0 0,00% Mal 4 80,00%
Incorrecta 5 33,33%
Total 5 100% No
respondieron
2 13,34%
Total 15 100%
53,33%
13,34%
33,33%
Correcta
Incorrecta
No respondieron
Figura 7. Distribución de porcentajes para la respuesta a la pregunta del ítem 4 del instrumento correspondiente a la Ley de la Conservación de la masa.
48
75,00%
12,50% 0,00%12,50% Excelente
Bien
Medianamente bien
Mal
100,00%
0,00%Asignado
No asignado
20,00%
0,00%
80,00%
0,00% Excelente
Bien
Medianamente bien
Mal
De acuerdo a la tabla 7, ocho estudiantes (53,33%) respondieron correctamente
al problema planteado, cinco dieron una respuesta incorrecta y dos no respondieron.
De las jóvenes que no respondieron se destaca una que en la clase estuvo atenta y
participativa y ha tenido una buena actuación académica en la materia, es posible
que las preguntas anteriores la hayan presionado o le pareció muy difícil la situación
problemática. No obstante, de los jóvenes que respondieron incorrectamente, uno
Figura 8. Distribución de porcentajes para el planteamiento del problema efectuado en la respuesta correcta obtenida de la pregunta del ítem 4 del instrumento correspondiente a la Ley de la Conservación de la masa.
Figura 9. Distribución de porcentajes para el significado químico asignado a la respuesta correcta obtenida de la pregunta del ítem 4 del instrumento correspondiente a la Ley de la Conservación de la masa.
Figura 10. Distribución de porcentajes para el planteamiento del problema efectuado en la respuesta incorrecta obtenida de la pregunta del ítem 4 del instrumento correspondiente a la Ley de la Conservación de la masa.
49
realizó correctamente el planteamiento del problema y, aunque el dato obtenido
estaba errado, puede decirse que tiene claro el significado de la LCM. El resto de los
estudiantes realizó operaciones matemáticas que no venían al caso y organizaron los
datos presentados según la reacción, es decir, dejaron a medias la respuesta. Con
respecto a los ocho estudiantes que realizaron el cálculo de forma correcta, se tiene
que todos le asignaron a la cifra obtenida su respectivo significado químico. Sin
embargo, seis plantearon correctamente la solución haciendo una regla de tres
sencilla en la que delimitaban las sustancias iniciales y la que necesitaban,
aportando así el cálculo respectivo del reactivo que se pedía; por su parte, el
planteamiento de dos estudiantes se clasificó en la categoría “Bien” debido a que en
éste no identificaron las sustancias que se tenían. Por último, la respuesta de un
alumno se clasificó en “Medianamente bien” ya que, además de no identificar las
sustancias en el planteamiento, no justificó el dato obtenido ni dijo a qué compuesto
pertenecía, extraño en él ya que es el estudiante más destacado entre todos y uno
de los que resolvía rápidamente los ejercicios que se hicieron en clase.
Análisis correlacional de los resultados obtenidos
50
Para el cuestionario de evaluación para la Ley de la Conservación de la Masa, los
ítems 1 y 2 corresponden a preguntas de razonamiento teórico. En este sentido, se
tiene que once estudiantes del total dieron una respuesta buena (incluye las
categorías excelente, bien y medianamente bien) para el primer y segundo ítem así
como también afirmaron en la tercera pregunta de la entrevista, que la teoría
orientada ayuda a resolver efectivamente los problemas presentados (ver anexo 5 y
parte IV). A estas valoraciones se le adiciona la observación efectuada durante el
transcurso de la clase orientada y de la ejecución del cuestionario, donde los
alumnos mostraron una actitud positiva y estar comprendiendo lo que se estaba
trabajando. Esto significa que de la muestra que les fue aplicado el instrumento (16
alumnos), el 68,75% aparentemente aplicó el fundamento teórico de la Ley de la
Conservación de la Masa en el análisis de los problemas cualitativos presentados en
estos ítems, demostrando así comprensión, dominio en la ley trabajada y buen uso
del aporte que da el contenido teórico a la resolución de problemas.
En cuanto a los problemas cuantitativos presentados en el cuestionario, estos
estuvieron representados en los ítems 3 y 4 cuyos respondientes fueron 15 y 10
alumnos, respectivamente, arrojando una coincidencia de diez estudiantes (62,5% de
la muestra total) en ambas preguntas al igual que en la segunda pregunta de la
entrevista en la que afirmaron ser buenos para resolver problemas (ver anexo 5 y
parte IV). Este dato se corroboró con la observación efectuada en clase la cual
mostró que resuelven eficientemente las situaciones problemáticas presentadas
asignando un análisis desde el punto de vista químico a los resultados arrojados. Por
tanto, estos instrumentos demuestran que una buena parte de los estudiantes son
capaces de solucionar problemas ayudándose con el cálculo matemático y
analizando desde el punto de vista químico, es decir, identificar a qué sustancia
(reactivo o producto) pertenece el número obtenido y señalar las unidades de medida
en que se encuentra el compuesto.
51
De este modo haciendo un cruce entre las variables comprensión de la teoría
(ítems 1 y 2) y resolución de problemas (ítems 3 y 4) se tiene que son diez
estudiantes (de los 16 que participaron en el instrumento) o el equivalente al 62,50%
de la muestra, los que cumplen ambos aspectos. Es decir, a la hora de resolver un
problema cuantitativo plantean un razonamiento matemático y, al dato obtenido, le
asignan una explicación fundamentada en términos químicos, al igual que para los
problemas cualitativos en cuyo planteamiento de su solución hacen uso de la teoría
aprendida para dar la respuesta correcta. Esto se observó en las actividades
desarrolladas en clase en las que estos alumnos resolvían ejercicios rápidamente y
explicaban verbalmente lo que significaba, desde el punto de vista químico, el
resultado mostrando así comprensión para con la ley desarrollada en la clase y, se
verificó con la entrevista efectuada en la que los mismos diez estudiantes señalaron
tener buena habilidad para resolver problemas y que este proceso está relacionado
con la comprensión de la teoría que lo involucre.
PARTE 4.II.- Registro anecdótico y análisis descriptivo de los resultados de la primera sesión referente a la Ley de las Proporciones Definidas (LPD). Muestra de 13 alumnos.
52
4.II.1.- Registro anecdótico.
Día: Viernes, 18 de mayo de 2007
Lugar: Laboratorio de Química
Hora: Desde las 11:55a.m. hasta la 1:30p.m.
Hoy se trabajó con la Ley de las Proporciones Definidas (LPD). Empecé con
dictarles el enunciado de dicha ley y lo discutimos, tomando en cuenta que D.C. y
D.C-S. eran los más participativos en la discusión y los que mejor comprendían la
ley. Luego resolvimos un ejercicio en el que visualizaron claramente la composición
definida de cada sustancia; G.C., G.L., Y.D. y D.D estaban muy atentas y al parecer
(por su conducta corporal) entendieron el significado de dicha ley. Por su parte, F.C.,
J.G.G. y J.A. no prestaron atención a la clase, presentaron cierta apatía por ella, tal
vez la hora y por ser viernes estaban cansados. D.C. muy participativo colaboró en la
resolución de otro problema. O.D. logró resolver por sí solo (al igual que D.J.) el
primer problema, aunque tardaron un poco (entregaron la resolución 5 minutos
después que los demás), mostrando interés igual que D.C-S., quien pidió que les
dictara un ejercicio más y contribuyó con su resolución.
Día: Martes, 12 de junio de 2007
Lugar: Laboratorio de Química
Hora: Desde las 4:30p.m. hasta las 6:00p.m.
Debido a que había pasado mucho tiempo desde la última clase, hicimos un
repaso sobre el significado de la LPD, mediante la resolución de un ejercicio dirigido
por mí y otros resueltos individualmente por los alumnos. Hubo un momento que se
distrajeron mucho (M.V.A.,D.J., D.C. y A.B.) e hicieron que los demás se
desconcentraran en la clase. Hoy mismo les apliqué el instrumento y, como siempre,
Y.A. y J.K. se ayudaron entre sí al igual que F.C. y J.A., considerando que este
53
último siempre hace copia de su compañero. Con respecto a la primera pregunta,
muchos se confundieron en la parte que hablaba de la proporción 2:1, es decir, no
identificaban bien para cuál elemento era el 2 y para cuál el 1, sin embargo, ellos
mismos se respondieron cuando fueron a preguntarme. Se notó claramente que para
ellos, si no hay un patrón o algoritmo a seguir para resolver cada problema, existen
muchas posibilidades de que no respondan la pregunta. De igual forma, en la tercera
pregunta muchos preguntaban si su resolución era como lo habían visto en clase o
como lo hice en alguna oportunidad en uno de los ejercicios empleados para explicar
dicha ley. De igual forma, para muchos las dos preguntas del ítem cuatro, las
respondieron con base en la proporción atómica. Pude notar también, que muchos
no distinguen entre el número de átomos en una molécula y el coeficiente
estequiométrico de la sustancia, es decir, desconocen el término utilizado para
nombrar el subíndice que acompaña al símbolo del elemento en una fórmula química
como el caso de L.J.C., D.J., F.C. y J.A.G. Cabe destacar que M.V.A. no quiso
responder el cuarto ítem porque le parecía muy difícil; para algunos, el hecho de
aplicar un razonamiento les es difícil e incluso imposible; además, se mentalizan de
que no entienden la Química porque es muy abstracta. Cabe recordar que O.D.
estaba copiándose de sus compañeros G.C. y D.J. que estaban sentados a los lados
de su puesto.
54
4.II.2.- Resultados del cuestionario aplicado. Ítem No. 1. En dos recipientes X y Y se encuentran dos elementos A y B en estado gaseoso tal y como lo muestra la figura de la izquierda:
¿Podrías dibujar en el recuadro que dice mezcla cual sería la composición de la sustancia final si ambos elementos se combinan en una proporción de 2:1 para A y B
respectivamente? Tabla 8. Resultados para el ítem No. 1 del segundo instrumento Respuesta al problema Frecuencia Porcentaje Correcta y completa 9 69,23% Correcta e incompleta
4 30,77%
Incorrecta 0 0,00% No respondieron 0 0,00% Total 13 100%
30,77% 69,23%
0,00% 0,00% Correcta y completaCorrecta e incompletaIncorrectaNo respondieron
La figura 11 y la tabla 8 muestran los resultados para el ítem 1 del cuestionario
que evaluó la LPD. Según estos, los trece alumnos respondieron correctamente la
pregunta, teniéndose que nueve la desarrollaron por completo y el resto no. Tal vez
esto ocurrió porque no “leyeron” el enunciado de lo que se les pedía, haciendo
algunos modelos a fin de ilustrar el significado del término 2:1. Cabe destacar que,
con respecto a este símbolo, algunos no comprendían cuál de los elementos
Figura 11. Distribución de porcentajes para la respuesta obtenida en el ítem 1 del instrumento correspondiente a la Ley de las Proporciones Definidas.
55
contenía 2 átomos y cuál tenía 1, pero luego de discutirlos lo entendieron efectuando
el procedimiento. De este modo, puede decirse que los estudiantes tienen claro el
significado de la LPD.
Ítem No. 2. El porcentaje de fósforo en K3PO4, K2HPO4 y KH2PO4 es 14.62%, 17.41% y 21.91%, respectivamente. ¿A qué se deberá que el porcentaje sea diferente? Tabla 9. Resultados para el ítem No. 2 del segundo instrumento Explicación a la pregunta
Frecuencia Porcentaje
Excelente 6 54,55% Bien 3 27,27% Medianamente bien 1 9,09% Mal 0 0,00% No respondieron 1 9,09% Total 11 100%
9,09%
54,55%
9,09%0,00%
27,27%
Excelente
Bien
Medianamente bien
Mal
No respondieron
En este ítem y de acuerdo a la tabla 9, de 11 estudiantes que respondieron 6
dieron una explicación clasificada como “Excelente”, dando a entender que en cada
una de las moléculas varía la proporción atómica del elemento, lo que contribuye a
que el porcentaje del mismo sea diferente entre un compuesto y otro. Por su parte, la
respuesta de tres individuos se clasificó en la categoría “Bien” ya que la justificación
a la respuesta no era lo suficientemente aclaratoria de la situación presentada. Una
alumna dio una explicación clasificada como “Medianamente bien” debido a que
Figura 12. Distribución de porcentajes para la explicación asignada a la respuesta de la pregunta efectuada en el ítem 2 del instrumento correspondiente a la Ley de las Proporciones Definidas.
56
mostraba confusión de los términos “átomo” y “molécula”, por lo que hacía ver la
respuesta como un poco confusa. Un alumno no contestó la pregunta, tal vez por
motivo de que no comprendía el enunciado del problema, aunque se notó que en la
clase resolvió uno de los ejercicios propuestos pero tal vez el hecho de tener que
razonar la respuesta hizo que no la contestara.
57
Ítem No. 3. ¿Podrías calcular el porcentaje de sodio presente en Na2SO4? Tabla 10. Resultados para el ítem No. 3 del segundo instrumento
Respuesta al problema Frecuencia Porcentaje
Frecuencia Porcentaje Planteamiento del problema
Excelente 4 50,00% Bien 4 50,00% Medianamente bien 0 0,00%
Mal 0 0,00%
Correcta 8 80,00%
Total 8 100% Excelente 0 00,00% Bien 0 0,00% Medianamente bien
1 100,00%
Mal 0 0,00%
Incorrecta 1 10,00%
Total 1 100% No
respondieron 1 10,00%
Total 10 100%
10,00%10,00%
80,00%
CorrectaIncorrectaNo respondieron
50,00%
0,00% 0,00%
50,00%
Excelente
Bien
Medianamente bien
Mal
Figura 13. Distribución de porcentajes para la respuesta a la pregunta presente en el ítem 3 del instrumento correspondiente a la Ley de las Proporciones Definidas.
Figura 14. Distribución de porcentajes para el planteamiento del problema efectuado en la respuesta correcta obtenida en la pregunta del ítem 3 del instrumento correspondiente a la Ley de las Proporciones Definidas.
58
0,00%
100,00%
0,00% 0,00%Excelente
Bien
Medianamente bien
Mal
Como puede observarse en la tabla 10, de las diez respuestas tomadas en
cuenta, ocho se clasificaron como correctas, una como incorrecta y otra no fue
asignada. En lo que respecta al planteamiento presentado, de los estudiantes que
respondieron acertadamente (figura 12), cuatro se catalogaron como “excelentes”
desarrollando la fórmula respectiva para llegar a la solución y tomando en cuenta el
número de átomos presentes en cada elemento (salvo un caso en el que la alumna,
además de lo anterior, calculó el porcentaje de todos los elementos presentes en la
molécula); tres fueron puestos en la categoría “Bien” ya que no colocaron las
unidades de medida en las que se estaba trabajando, dándole al problema un aire de
un simple ejercicio matemático. Además de esto, hubo otra alumna que no “leyó” el
enunciado de lo que se pedía, calculando el aporte de cada elemento en la molécula
(sin colocar unidades). Ahora bien, la respuesta incorrecta (figura 13) tuvo un
planteamiento clasificado como “Medianamente bien” debido a que el estudiante no
tomó en cuenta el número de átomos del elemento cuyo porcentaje se pedía,
además de que no colocó las unidades respectivas; sin embargo, puede decirse que
el alumno tenía una mediana idea del concepto de la LPD ya que estuvo muy atento
a la clase y por sus gestos faciales se notó que estaba siguiendo la clase. De igual
manera que en el ítem 2, un alumno no respondió la pregunta, tal vez por desinterés
en el cuestionario presentado y poca comprensión de la clase facilitada.
Figura 15. Distribución de porcentajes para el planteamiento del problema efectuado en la respuesta incorrecta obtenida en la pregunta del ítem 3 del instrumento correspondiente a la Ley de las Proporciones Definidas.
59
Ítem No. 4. Si en la fórmula de la pregunta No. 3 un átomo de Na se sustituye por uno de H, ¿la proporción atómica de Na en el nuevo compuesto (NaHSO4) seguirá siendo la misma? ¿Por qué? ¿Y la proporción en masa? Tabla 11. Resultados para el ítem No. 4 del segundo instrumento Frecuencia Porcentaje Respuesta a la proporción atómica de Na Excelente 2 15,38% Bien 1 7,69% Medianamente bien 3 23,08% Mal 4 30,77% No respondieron 3 23,08% Total 13 100% Respuesta a la proporción másica de Na Excelente 0 0,00% Bien 0 0,00% Medianamente bien 1 7,69% Mal 5 38,46% No respondieron 7 53,85% Total 13 100%
15,38%23,08%
23,08%30,77%
7,69%
Excelente
Bien
Medianamente bien
Mal
No respondieron
53,85%
0,00% 7,69%
38,46%
0,00%
Excelente
Bien
Medianamente bien
Mal
No respondieron
Figura 16. Distribución de porcentajes para la respuesta relacionada con la proporción atómica del ítem 4 del instrumento correspondiente a la Ley de las Proporciones Definidas.
60
Como puede observarse en el enunciado del ítem 4, éste involucra dos preguntas.
En la primera hubo diez respuestas de las cuales, dos se catalogaron como
“Excelente”, sosteniendo lo que se esperaba: variación en el número de átomos de
sodio y, por tanto, porcentaje menor de este elemento en la nueva molécula; una
respuesta se colocó en la categoría “Bien” ya que hablaba de número de átomos a
nivel general y no especificaba el elemento. Adicional a esto, otras tres respuestas se
consideraron como “Medianamente bien” ya que dos de los alumnos confundieron
los términos compuesto y elemento, y masa y porcentaje, como el caso de uno que
respondió “no, porque se le agrega un nuevo compuesto” en lugar de “se agrega un
nuevo elemento”, como lo señaló su compañero en cuya respuesta confundía el
aporte másico (que es constante) con el aporte porcentual (que depende del número
de átomos del elemento multiplicado por su masa atómica). Otro alumno respondió
simplemente “la proporción atómica”, sin justificar su respuesta. Otras cuatro
respuestas estuvieron catalogadas en “Mal” ya que no concordaban con la respuesta
esperada, es decir, argumentaron de manera incorrecta. Las últimas tres no fueron
respondidas.
En lo que respecta a la segunda pregunta, seis sujetos dieron respuesta y los
otros 7 no lo hicieron, tal vez porque les pareció confusa la pregunta. Sin embargo,
entre los que respondieron, cinco se clasificaron en la categoría “mal”, entre los que
destaca uno de los mejores estudiantes de la cátedra a cuya respuesta tal vez faltó
completarle la idea. Por último, una se clasificó en “medianamente bien” ya que el
estudiante la contestó a medias y vinculándola con la primera pregunta, pero se
notaba que, en líneas generales, tenía idea de lo que se estaba preguntando. Cabe
destacar que con respecto al vínculo de las dos preguntas, una parte de los
estudiantes hicieron esto, por lo que sus respuestas fueron analizadas e incluidas en
la(s) pregunta(s) pertinente(s)
Figura 17. Distribución de porcentajes para la respuesta relacionada con la proporción másica del ítem 4 del instrumento correspondiente a la Ley de las Proporciones Definidas.
61
Análisis correlacional de los resultados obtenidos
Para el instrumento de evaluación de la Ley de las Proporciones Definidas (LPD),
los ítems que correspondían a las preguntas de razonamiento teórico eran los No. 2
y 4, para los cuales 10 y 6 estudiantes, respectivamente, aportaron una respuesta
catalogada como “Buena” teniéndose que seis respuestas coincidieron entre las dos
preguntas al mismo tiempo que fueron esos mismos seis estudiantes los que
alegaron de manera afirmativa la tercera pregunta de la entrevista representando,
por tanto, el 46,15% del total de la muestra seleccionada. Esto podría significar que
un poco más de la mitad del grupo de estudio posiblemente no comprendió en su
totalidad el significado de la (LPD) y por consiguiente no lo sabe aplicar a los
problemas cualitativos presentados. El problema estaría influenciado probablemente
por el hecho de que los estudiantes aún no tienen claro el concepto de proporción
másica y de proporción atómica, ya que muchos alegaron que la masa de los
elementos varía de acuerdo a la proporción atómica en que se encuentre el elemento
dentro de una molécula. Sin embargo; estos alumnos manifestaron en la entrevista
que su comprensión para las tres clases dadas fue buena y completa, no obstante
cabe destacar que el fundamento de esta ley es un poco más complejo que el de la
primera (Ley de la Conservación de la Masa) y, además, durante la clase se observó
que ellos parecían entender (por la receptividad y participación activa que mostraron
en clase), aunque como no se resolvieron ejercicios modelo, ellos no tuvieron una
modelo algorítmico a seguir para resolverlos.
Por su parte, los ítems 1 y 3 representaban problemas cuantitativos teniéndose
que para el primero trece alumnos respondieron bien y para el tercero nueve lo
hicieron acertadamente, obteniéndose así una coincidencia de nueve alumnos (el
69,23% del total de la muestra) en ambas preguntas. Al compararlos con la segunda
pregunta de la entrevista resultaron ser ocho (61,54% de los trece participantes) los
que realmente mostraron una buena habilidad para resolver problemas haciéndolo
de manera correcta, esto es, analizando la respuesta, haciendo un planteamiento
62
correcto y completo de la solución, e involucrando su significado químico. Aspectos
que corrobora la observación efectuada en clase ya que durante la misma esos
alumnos mostraron una actitud positiva ante su orientación y las actividades
propuestas fueron desarrolladas eficazmente por ellos.
Finalmente, relacionando los resultados de la correlación ya efectuada en las
preguntas de razonamiento teórico (problemas cualitativos) con las de resolución de
problemas cuantitativos (párrafo anterior) se tiene como resultado final que cinco
alumnos (38,46%) de los trece que respondieron el instrumento, mostraron
comprender el significado de la LPD ya que lo aplicaron a los problemas cualitativos
y cuantitativos asignados. El otro 61,54% puede que no haya entendido la ley
trabajada en la clase orientada (ya que sus gestos corporales no mostraron alguna
evidencia sobre esto durante la observación), o que el nivel de análisis desde el
punto de vista químico les haya resultado muy complejo ya que, como se dijo
anteriormente, en el ítem No. 4 se observó que parecen no comprender los
conceptos de proporción atómica y proporción másica, en especial este último que
para ellos está influenciado por el primero. Sin embargo durante el desarrollo de la
clase se percibió que ellos toman en cuenta la proporción atómica en que se
encuentran los elementos en un compuesto para calcular sus respectivas
proporciones másicas, pero el problema radica en la definición de los términos. Esta
situación se observó claramente en el ítem No. 3, donde no tomaron en cuenta la
proporción atómica del elemento para calcular su proporción en la molécula y dando
por tanto una respuesta muy confusa para el ítem No. 2.
63
PARTE 4.III.- Registro anecdótico y análisis descriptivo de los resultados de la primera sesión referente a la Ley de las Proporciones Múltiples (LPM). Muestra de 18 alumnos. 4.III.1.- Registro anecdótico. Día: Viernes, 15 de junio de 2007
Lugar: Laboratorio de Química
Hora: Desde las 11:55a.m. hasta la 1:30p.m.
El día de hoy se explicó y aplicó el instrumento referente a la Ley de las
Proporciones Múltiples (LPM). Se empezó con la discusión de los diferentes
compuestos que forman los elementos de la tabla periódica, esto relacionado con las
diferentes valencias de un mismo elemento por medio de ejemplos entre dos no
metales. M.V.A., O.D. no entendían mucho de lo que se estaba hablando, pero D.C. y
D.C-S. les explicaron con otro ejemplo y más o menos lograron captar la idea de la
clase. Se les colocó algunos ejercicios para que por medio de su resolución
identificaran la idea del enunciado de la ley. Faltaron cuatro chicos, claro que uno de
ellos, J.G.G., siempre se fuga de clase. A la hora de aplicar el instrumento algunos
preguntaron si la tercera pregunta se resolvía como los ejercicios efectuados en la
clase pasada sobre la LPD (M.V.A., J.A.G. y D.D.) y les dije que sí, lo que me hace
sentir mal ya que a muchos estudiantes de hoy en día les gusta que en clase se les
resuelva un ejercicio tipo para el examen ya que de lo contrario, ellos no responden
la pregunta respectiva en la evaluación probablemente porque se les dificulta razonar
los problemas que se les dan, ya que por tener tiempo libre para hablar, jugar o
molestar, responden lo que se les viene a la cabeza, como fue el caso de la pegunta
No.5 de la cual muchos dijeron que no la iban a responder, ya que no sabían cómo
hacerla; o el caso de M.V.A. que alegó que ella no había entendido nada de la clase
y como vio números, pensó que implicaba un razonamiento matemático extenso y
por tanto dejaron el espacio en blanco. Se repitió nuevamente el caso de F.C. y J.A.
en el cual este último joven se copia totalmente de su compañero sin importarle si lo
64
están viendo o no.
65
4.III.2.- Resultados del cuestionario aplicado. Ítem No. 1. ¿Los siguientes sulfuros de fósforo cumplirán con la Ley de las Proporciones Múltiples: P2S3, P2S7 y P2S4? ¿Por qué?. Tabla 12. Resultados para el ítem No. 1 del tercer instrumento Explicación a la pregunta Frecuencia Porcentaje Excelente 10 83,34% Bien 1 8,33% Medianamente bien 1 8,33% Mal 0 0,00% No respondieron 0 0,00% Total 12 100%
83,34%
0,00%8,33%
0,00%8,33% ExcelenteBienMedianamente bienMalNo respondieron
El gráfico muestra que para el ítem 1, 83,33% de la muestra dio una respuesta
considerada como “Excelente” dando a entender que identifican el concepto de la
LPM en la que un elemento permanece con su proporción constante y el otro varía;
un alumno está en la categoría “Bien”, debido a que habló de valencia en lugar de
número de átomos. Sin embargo, como su participación en clase fue buena y efectuó
los ejercicios propuestos, puede decirse que tenía la idea de lo que se quería pero no
supo expresarla quizás por falta de conocimiento de terminología química. Otro
alumno se consideró como “Medianamente Bien” ya que expresó con sus propias
palabras lo que se esperaba pero contradiciéndose al final de la frase: “si cumple
porque el fosforo[sic] queda constante y el azufre tiene diferentes numero[sic] de
atomos[sic] por eso no cumple la ley”, por eso se calificó en dicha categoría.
Figura 18. Distribución de porcentajes para la respuesta relacionada con el ítem 1 del instrumento correspondiente a la Ley de las Proporciones Múltiples.
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Ítem No. 2. ¿Podrías dar un ejemplo de dos sustancias que se unen entre ellas en diferentes proporciones? Tabla 13. Resultados para el ítem No. 2 del tercer instrumento Planteamiento de la respuesta Frecuencia Porcentaje Excelente 4 30,77% Bien 1 7,69% Medianamente bien 1 7,69% Mal 4 30,77% No respondieron 3 23,08% Total 13 100%
23,08% 30,77%
7,69%30,77%7,69%
Excelente
Bien
Medianamente bien
Mal
No respondieron
El ítem 2 consta de una pregunta de respuesta abierta, sin embargo para las
expectativas de su respuesta se tiene que, de trece respondientes, cuatro lo hicieron
de manera “Excelente” proponiendo dos elementos que cumplieran con la LPM, entre
los que se tuvo: H+1/Cl-1,-3,-5,-7; Se+2,+4,+6/O-2; Ni+4,+6/O-2 y S+2,+4,+6/O-2. Por su parte, un
joven formuló una propuesta que se clasificó como “Bien” ya que a pesar de que
planteó correctamente lo que se pedía, una de las fórmulas no concordaba con la
respuesta: Fe+2 + O-2 = FeO y Fe+3 + O-2 = FeO5; sin embargo, aunque la ecuación
obtenida sea incorrecta, se considera que el alumno tiene claro el significado de la
LPM. Por otro lado, una estudiante dio una respuesta considerada “Medianamente
bien” ya que en los cuatro ejemplos planteados, dos estaban bien y los otros dos
incorrectos porque no cumplían con la ley: VCl5, VCl, V5Cl4 y V7Cl2, lo que permite ver
cierta confusión en la comprensión de la ley, a lo cual se puede agregar que durante
la clase se notó un poco confusa en los ejercicios resueltos. De manera semejante,
se tuvo que 30,77% de la muestra (cuatro alumnos) respondió “Mal” la pregunta
notándose que no comprendieron la ley o que la clase no fue lo suficientemente bien
orientada para su comprensión, ya que en sus respuestas ninguno de los elementos
Figura 19. Distribución de porcentajes para la respuesta relacionada con el ítem 2 del instrumento correspondiente a la Ley de las Proporciones Múltiples.
67
participantes aportaba una masa fija en la molécula. Por último, tres estudiantes no
respondieron, uno de ellos ha tenido un buen rendimiento académico en la
asignatura, probablemente no comprendió la pregunta ya que en el ítem anterior
estuvo en la clasificación “Excelente” así como en las demás preguntas. De los otros
dos jóvenes es de esperarse que hayan entendido poco la clase orientada y, por
tanto, les pareció difícil desarrollar la propuesta.
68
Ítem No. 3. ¿Cómo será el porcentaje de azufre en SO2 y en SO: mayor, menor o igual? Tabla 14. Resultados para el ítem No. 3 del tercer instrumento Respuesta al problema Frecuencias Porcentajes Correcta y completa 7 50,01% Correcta e incompleta
5 35,71%
Incorrecta 1 7,14% No respondieron 1 7,14% Total 14 100%
50,01%35,71%
7,14%7,14%Correcta y completa
Correcta e incompleta
Incorrecta
No respondieron
Como se observa en la tabla 14, el 50,01% de la muestra respondió de manera
completa y correcta la pregunta efectuando el cálculo matemático y por consiguiente
comparando los resultados para arrojar una respuesta. Un 35,71% respondió de
manera correcta pero incompleta, esto es, hicieron el cálculo matemático para cada
molécula pero al final no compararon los datos obtenidos para formular una
conclusión, lo que da a entender que, en algunos casos, se limitan a hacer la
operación matemática correspondiente sin darle el significado químico que amerita.
Un 7,14% respondió incorrectamente, no efectuó el cálculo matemático y dio una
justificación poco comprensible “el azufre es mayor y el oxigeno[sic] tiene menos
atomos[sic]” lo que indica que no comprendió la pregunta. Otro 7,14% (un estudiante)
no respondió, aunque en su examen se observó que intentó hacer el cálculo
matemático, pero al parecer no supo efectuarlo, así mismo no respondió el ítem
anterior ni muchas de las preguntas efectuadas en los instrumentos anteriores.
Figura 20. Distribución de porcentajes para la respuesta obtenida en el ítem 3 del instrumento correspondiente a la Ley de las Proporciones Múltiples.
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Ítem No. 4. Las estructuras del CO2 y del CO son las siguientes, respectivamente
y , ¿Cómo es la proporción del oxígeno en el CO2 y en el CO? Identifica el elemento cuya proporción de masa permanece fija o constante en ambos compuestos. Tabla 15. Resultados para el ítem No. 4 del tercer instrumento Frecuencia Porcentaje Respuesta a la proporción atómica de Oxígeno Excelente 0 0,00% Bien 0 0,00% Medianamente bien 10 55,56% Mal 0 0,00% No respondieron 8 44,44% Total 18 100% Respuesta a la proporción másica fija Correcto 10 83,33% Incorrecto 1 8,33% No respondieron 1 8,33% Total 12 100%
0,00%44,44%
55,56%
0,00%
0,00%Excelente
Bien
Medianamente bien
Mal
No respondieron
83,34%
8,33%8,33% Correcto
Incorrecto
No respondieron
Figura 21. Distribución de porcentajes para la respuesta relacionada con la proporción atómica de oxígeno del ítem 4 del instrumento correspondiente a la Ley de las Proporciones Múltiples.
70
El ítem 4 contiene dos preguntas. Para la primera pregunta, diez alumnos de 18
respondieron “Medianamente bien”, tal vez porque no comprendieron el enunciado
de la pregunta y, por tanto, establecieron la proporción del oxígeno para cada
molécula y no para las dos moléculas que era lo que se esperaba. Además, debían
justificar que había una relación pequeña de números enteros tal y como lo propone
la LPM; con esto puede notarse que no comparan resultados y no infieren la
respuesta. El resto de participantes no respondió debido a que confundieron esta
pregunta con la continuación de la misma. Con respecto a esta última, se tiene que
de las doce respuestas tomadas en cuenta, diez estaban correctas lo que deja
entender que los estudiantes reconocen el elemento cuya masa permanece
constante en las dos moléculas. Sin embargo, una estudiante respondió
incorrectamente señalando que el CO2 permanecía constante y el CO variaba, y la
justificación no decía nada al respecto. Por su parte, una alumna no respondió esta
segunda parte de la pregunta porque tal vez no leyó con atención la pregunta o,
como mostró desinterés en la clase, decidió no responder ni éste ni el siguiente ítem.
Figura 22. Distribución de porcentajes para la respuesta relacionada con la proporción másica fija del ítem 4 del instrumento correspondiente a la Ley de las Proporciones Múltiples.
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Ítem No. 5. En el CaSO4 (sulfato de calcio), 40gramos de Ca se combinan con 32gramos de S y 64gramos de O (16g*4) produciendo 136gramos de CaSO4, ¿en el CaS (sulfuro de calcio) reaccionará la misma masa de Calcio y el porcentaje de este elemento en el CaS será el mismo que en CaSO4? Tabla 16. Resultados para el ítem No. 5 del tercer instrumento Frecuencia Porcentaje Respuesta a la reacción de la masa de Calcio Excelente 0 0,00% Bien 0 0,00% Medianamente bien 0 0,00% Mal 1 6,67% No respondieron 14 93,33% Total 15 100% Respuesta al porcentaje igual de Calcio en CaS y en CaSO4 Excelente 3 25,00% Bien 0 0,00% Medianamente bien 0 0,00% Mal 0 0,00% No respondieron 9 75,00% Total 12 100%
0,00%
93,33%
0,00% 6,67%0,00% Excelente
Bien
Medianamente bien
Mal
No respondieron
25,00%
75,00%
0,00%
0,00%
0,00%
Excelente
Bien
Medianamente bien
Mal
No respondieron
Figura 23. Distribución de porcentajes para la respuesta relacionada con la reacción de la masa de calcio del ítem 5 del instrumento para la Ley de las Proporciones Múltiples.
72
Para el ítem 5 (que contenía dos preguntas) se tuvo que, para la primera
pregunta, 14 individuos de los 15 participantes no la respondieron y el otro lo hizo
incorrectamente alegando que el hecho de agregar otro elemento en la molécula
cambia el aporte másico de los ya existentes.
En el caso de la segunda pregunta, 75% de los 12 estudiantes no respondieron la
pregunta, 25% lo hicieron correctamente clasificándose en “Excelente” porque
identificaron la presencia de un nuevo elemento en la fórmula molecular el cual hace
su aporte másico para fines de la proporción de cada elemento en la molécula. Tal es
el caso de uno de los mejores estudiantes del curso quien señaló que en el CaS
reacciona mayor cantidad de calcio ya que hay menos átomos participantes en la
molécula y que en el caso del CaSO4 el anión le quita masa al calcio.
Es de notar el hecho de que el 75% de alumnos no haya respondido este ítem.
Pueden existir varias razones que provendrían del registro anecdótico efectuado para
esta sesión: una podría ser que les haya parecido difícil de resolver, ya que a simple
vista parece un problema de razonamiento matemático y, (esta sería la otra causa)
como en clase no se resolvieron problemas con operaciones matemáticas y como
ellos generalmente buscan un algoritmo que les guíe en la búsqueda de la respuesta,
decidieron no hacerlo; también puede incluirse la idea de que estaban cansados de
razonar tantas preguntas por lo que prefirieron abandonar la última.
Figura 24. Distribución de porcentajes para la respuesta relacionada con el porcentaje igual de Calcio en CaS y CaSO4 del ítem 5 del instrumento para la Ley de las Proporciones Múltiples.
73
Análisis correlacional de los resultados obtenidos El cuestionario que evaluó la resolución de problemas y la comprensión de los
contenidos conceptuales involucrados en la Ley de las Proporciones Múltiples
contiene tres ítems con problemas cualitativos que son: el primero con doce
respondientes y, el segundo y el cuarto con seis respondientes en cada uno,
teniéndose una correlación de tan sólo dos estudiantes quienes dieron una respuesta
considerada buena en las tres preguntas efectuadas (11,11% de la muestra de 18
alumnos) y quienes afirmaron en la entrevista que la teoría que sustenta las leyes
está involucrada en la resolución de problemas al igual que mostraron a lo largo de
las clases orientadas para las tres leyes (y en otras temáticas de la asignatura),
comprender efectivamente los conocimientos trabajados además de mantener un
buen perfil académico con respecto a sus compañeros, aunque cabe destacar la
ausencia de otro estudiante (el mejor del grupo en estudio) quien respondió de
manera incorrecta estos problemas y cuya causa se desconoce ya que durante el
transcurso de la clase mostró comprensión de lo que se estaba tratando al igual que
expresó seguridad en sí mismo durante la resolución del examen.
Así pues, se obtuvo que casi la totalidad del grupo en estudio posiblemente no
comprendió completamente el significado de la Ley de las Proporciones Múltiples,
aspecto que se vio claramente reflejado en el ítem No. 2 en el que en las
proposiciones del problema se observaba que los dos elementos utilizados para la
demostración se unían con diferentes valencias cada uno. Esto ocurrió tal vez por
una analogía presentada en la clase, en la cual se hicieron dos demostraciones: una
correcta y otra incorrecta parecida a la que ellos efectuaron. Entonces,
probablemente no aclararon las dudas y tal vez relacionaron el término “proporciones
múltiples” con la unión de dos o más elementos utilizando cada uno sus diferentes
valencias (sólo para los que lo tienen), aunque se presentaba el enunciado de la ley
en las instrucciones de la evaluación. Sin embargo, cuando se les presentan
moléculas ya estructuradas (como el caso de los ítems No. 1 y 4), identificaban
74
claramente que había un elemento con una proporción fija y otro con una proporción
variable. Esto podría indicar que el concepto fue memorizado como tal sin razonarlo
y que a la hora de aplicarlo, como en la segunda pregunta, se confunden y no
establecen criterios para demostrarlo. De este modo, los dos alumnos que
respondieron bien también lo hicieron en la tercera pregunta de la entrevista
aplicada, lo que indica que sólo ellos consideran y además utilizan los contenidos
conceptuales como base para resolver un problema cualitativo.
Por otro lado y en concordancia con lo anteriormente expuesto, el tercer y quinto
ítem del cuestionario correspondían a los problemas cuantitativos para los cuales
respondieron once y, tres alumnos respectivamente para cada uno, dando una
correlación de tres alumnos (16,67% del total de la muestra) que resolvieron
correctamente las dos preguntas y que alegaron en la entrevista ser buenos en la
resolución de problemas. Cabe destacar que los problemas eran más complejos que
los presentados en los cuestionarios para las Leyes de la Conservación de la masa y
de las Proporciones Definidas, y esa podría ser otra de las razones por las que se
obtuvo tan bajo porcentaje de aciertos en los problemas resueltos, así como también
cabe la posibilidad de que los alumnos hayan estado cansados de responder a
tantos cuestionarios seguidos y que las situaciones planteadas les resultasen
confusas con respecto a la idea construida en la clase ya que durante esta última no
se resolvieron problemas cuantitativos que sirvieran de guía a las situaciones
planteadas y la mayoría de estos alumnos mostraron en sus gestos corporales no
comprender por completo la temática en estudio y estar un poco de agotados.
En este sentido, se hizo la correlación entre los dos aspectos ya descritos
(comprensión de la teoría y resolución de problemas cuantitativos) y se obtuvo que
solamente un alumno utilizó por medio de la comprensión de la teoría trabajada para
la ley de las Proporciones Múltiples en los problemas cuantitativos presentados,
dando a entender que en este caso la resolución de problemas tiene poca influencia
en la comprensión de los contenidos conceptuales referentes al tema.
75
PARTE 4.IV.- Resumen de la entrevista aplicada al grupo de estudio.
Para empezar la entrevista que buscaba conocer la opinión de los estudiantes en
cuanto a su comprensión de la teoría y la resolución de problemas involucradas en
las tres leyes de la Estequiometría, fue necesario conocer en primera instancia la
comprensión de las clases orientadas para cada ley, teniéndose que un poco más de
la mitad de la muestra manifestó haber comprendido en gran parte las clases
facilitadas y las dudas fueron aclaradas en su momento. Así lo señaló una alumna
quien dijo “las tres clases dadas fueron muy bien explicadas, casi prácticamente
comprendí los temas, sin embargo al momento de resolver los problemas me
confundo un poco, pero al final los resuelvo”. Un alumno dijo tener dificultades en la
ley de la Conservación de la Masa, dos en la ley de las Proporciones Definidas y
otros dos en las Proporciones Múltiples.
En relación con la habilidad para resolver problemas, una gran parte de los
estudiantes respondió que se consideran “buenos” en esta actividad: “considero que
es buena, porque los analiso[sic] y utilizo la logica[sic]” señaló uno de los alumnos
que respondió correctamente la mayoría de las preguntas de los tres instrumentos.
Otra buena cantidad de alumnos se consideran regulares en dicha habilidad como lo
señala una estudiante: “eso depende de la capacidad y el entendimiento, pero si
entiendo la clase, puedo resolverlo, mi habilidad es hay[sic] no tan rápida, peo[sic] no
tan lenta”. Unos pocos dicen ser malos en este aspecto bien sea porque se les hace
difícil la asignatura de química o porque “le cuesta mucho aprender”, como lo señaló
una alumna.
Así mismo, se le preguntó al estudiantado si consideraban que la teoría
desarrollada en las clases les ayudaba a resolver los problemas presentados. Todos
los estudiantes respondieron que sí, ya que ésta es la guía o base para llegar a la
solución de los problemas o, como citó un alumno “(…)si no hubiera tenido clara la
teoría se me hubiera hecho mas[sic] difícil realizar los problemas”.
76
Finalmente se hizo una pregunta adicional a los fines de la entrevista para
conocer cuál o cuáles de los problemas presentados en los tres instrumentos le o les
habían parecido difíciles y el por qué, respondiendo muchos que los del tercer
instrumento les habían parecido un poco más complejos y requerían de mayor
análisis. Incluso entre estos respondientes se encontraban tres alumnos que
presentaron un buen rendimiento académico en los dos primeros cuestionarios y que
precisamente en el tercero tuvieron problemas en el análisis y la resolución de las
preguntas presentadas, clasificándose en la categoría “mal” o “no respondieron”.
Otros que respondieron bien la mayoría de las preguntas de los cuestionarios dijeron
haber resuelto todas las preguntas sin problemas.
De acuerdo a los resultados obtenidos y el análisis correlacional efectuado para
cada sesión de las tres Leyes Ponderales de la Química, se presentarán en el
siguiente apartado las conclusiones y recomendaciones derivadas en contraste con
los objetivos propuestos para esta investigación.
77
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Tomando en cuenta los objetivos propuestos para esta investigación y los
resultados obtenidos y descritos en el análisis correlacional, se concluye lo siguiente:
Con respecto a la Ley de la Conservación de la Masa se obtuvo que la
comprensión de los contenidos conceptuales que ésta involucra, influye de manera
moderada en la resolución de problemas cuantitativos y cualitativos. En lo que se
refiere a la Ley de las Proporciones Definidas los resultados de la correlación no
fueron muy buenos, aportando que menos de la mitad de los estudiantes involucran
los aspectos relacionados a la comprensión de la teoría con la resolución de
problemas, orientando esta última hacia la ejecución de operaciones matemáticas.
De igual manera, en la Ley de las Proporciones Múltiples se obtuvo que la
comprensión de la teoría no está relacionada con la resolución de problemas,
estando este último aspecto más relacionado con la necesidad de efectuar cálculos
matemáticos que químicos.
Con respecto a las leyes de las Proporciones Definidas y las Proporciones
Múltiples destaca el hecho de que los problemas que se puedan presentar en ambas,
implican un manejo de conceptos químicos más que de habilidades matemáticas y,
por consiguiente, como los alumnos participantes en este estudio mostraron no
poseer una buena base en términos químicos, se obtuvo baja coincidencia en los
aspectos a correlacionar. Por tanto podríamos decir que la comprensión de la teoría
no está relacionada con la resolución de problemas en el tema específico, ya que
para los alumnos pareciera ser más importante el algoritmo a utilizar para llegar a la
solución junto al cálculo matemático que se debe emplear. Además, sobresale el
hecho de que en las clases orientadas para estas dos leyes no se resolvió un
“ejercicio modelo” que sirviera de guía a la hora de resolver el respectivo examen,
razón que puede justificar el hecho de que hayan tenido un menor índice de
coincidencias.
78
Asimismo, el tiempo en que se recolectaron los datos fue relativamente corto ya
que luego de facilitar la clase de cada ley, se aplicó el instrumento de evaluación sin
dejarle a los alumnos tiempo para asimilar y comprender completamente los
contenidos conceptuales orientados. Empero, como el grupo de estudio pertenecía a
una de las secciones que estaban a cargo de la investigadora en la cátedra de
Química durante el período escolar 2006-2007, es de notar que en las otras
temáticas tratadas, así como en la de la presente investigación, mostraban poco
interés por estudiar y se limitaban a hacerlo únicamente cuando se acercaba la fecha
de un examen. Este aspecto ha sido influenciado por la forma tradicional y poco
activa de algunos docentes para orientar sus respectivas cátedras en las cuales (en
el caso de las científicas), proporcionan a los estudiantes una serie de fórmulas que
deben aplicar en la evaluación para encontrar la solución al ejercicio, el cual a su
vez, fue resuelto en clase utilizando otros datos. Es decir, se ha llevado a los
alumnos a desarrollar cierta antipatía al razonamiento de problemas, ya que podría
ser que no le establecen su utilidad en la vida práctica y, de este modo, comprender
el significado de los contenidos conceptuales facilitados.
Adicional a esto cabe destacar la confiabilidad que mostraron lo datos obtenidos
en la correlaciones efectuadas para cada instrumento con respecto a la entrevista
aplicada, ya que todos los participantes que utilizaron la comprensión de la teoría en
la resolución de problemas respondieron que tienen una buena habilidad para
resolver problemas y afirmaron que en efecto la teoría está involucrada en la
resolución de los problemas que se les puedan presentar. Todo esto se encontró
aunque el tiempo haya sido corto y se haya tenido que orientar de manera completa
los conceptos que involucran las leyes (ya que se esperaba que estos hubiesen sido
impartidos en Noveno Grado).
Cabe destacar la importancia de la investigación cualitativa en el área de
Educación, ya que las técnicas (como el caso de este trabajo) que ofrece tales como
79
observación, entrevista y cuestionario aportan información de primera mano que
permiten obtener resultados muy confiables. La observación durante las clases
permitió conocer de cada alumno el interés que muestra por la temática en estudio, e
incluso por la asignatura, así como sus actitudes y aptitudes para con ella. Éstas
últimas fueron corroboradas por cada uno de ellos en la entrevista, ofreciéndoles un
espacio de sinceración y de autoconocimiento de su personalidad. Ambos
instrumentos aportaron información especial para poder clasificar a cada alumno en
la categoría en la que fue considerado, aún cuando el resultado del cuestionario
arrojara otro dato. De este modo, el enriquecimiento de los resultados obtenidos
mediante los tres instrumentos llevó a que la triangulación efectuada permitiera
analizar de manera muy puntual la relación de los aspectos en estudio: comprensión
de la teoría y habilidad para resolver problemas.
En cuanto a la estrategia de resolución de problemas como herramienta para
ayudar a comprender los contenidos conceptuales que abarcan las leyes de la
Estequiometría, se recomienda presentar los problemas de tipo cualitativo como
instrumento de evaluación sumativa y formativa, ya que estos obligan al estudiante a
involucrar la teoría a ser evaluada (siempre y cuando estos no busquen repetir de
manera fiel los conceptos desarrollados, pues de ser así no se estará propiciando el
desarrollo de habilidades cognitivas ni aprendizajes significativos). Por otro lado, los
problemas cuantitativos no deberían utilizarse como evaluación sumativa de los
contenidos conceptuales ya que para los alumnos es más importante el cálculo
numérico que deben aplicar que el significado químico que se le asigna al dato
obtenido, aún cuando esté erróneo. Más bien, pueden utilizarse este tipo de
problemas en el desarrollo de la clase, enfatizando en la explicación mediante el
empleo de la respectiva terminología química que se le debe asignar. Adicional a
esto y para lograr una mejor comprensión teórica y práctica de los enunciados de las
leyes ponderales de la Química podrían utilizarse las denominadas “pequeñas
investigaciones”, experiencias prácticas con materiales de uso casero (y de
laboratorio) en las cuales los estudiantes ilustrarán el significado de la teoría
80
involucrada en las tres leyes así como también comprobarán el por qué cada una
recibe su nombre por medio de los datos arrojados en la experiencia. En este
sentido, se muestra una propuesta de actividad práctica dirigida a una mejor
comprensión de los contenidos teóricos que involucran las tres leyes estudiadas (Ver
anexo No. 6).
Además de las actividades prácticas, como estrategia complementaria puede
solicitársele a los estudiantes que elaboren un mapa mental (u otra estrategia similar
como elaboración de esquemas, etc.) que involucre los contenidos conceptuales y
prácticos de las leyes orientadas a fin de evaluar, desde el punto de vista formativo,
si el alumno logró la comprensión de la teoría. Una vez que el docente esté seguro
de ello, pueden utilizarse los problemas cuantitativos para así evaluar la influencia de
la comprensión de los conceptos en la habilidad para resolverlos, pero estando
seguro de que hay una verdadera comprensión de la teoría, ya que especialmente
las leyes de las Proporciones Definidas y de las Proporciones Múltiples exigen un
conocimiento básico de términos químicos el cual se debería alcanzar en Noveno
Grado.
81
ANEXOS
82
Anexo No. 1. Modelo de la prueba diagnóstica aplicada al grupo de estudio. Facultad de Humanidades y Educación Escuela de Educación Licenciatura en Educación Mención Cs. Físico Naturales Mérida- Mérida Apellidos y Nombres: _____________________________________
PRUEBA DIAGNOSTICA
El siguiente cuestionario me proporcionará un poco más de información acerca de ti; no tiene ningún puntaje es únicamente de tipo exploratorio; agradezco respondas con la mayor sinceridad posible a las siguientes proposiciones:
¿Cuál es tu fecha de nacimiento?_______________ Escribe tu dirección__________ ______________________________________ ¿Qué miembros conforman tu familia?__________________________________ ¿Cuál es tu deporte preferido?________________________________________ ¿Desde que grado estás en el Colegio?________________________________ ¿Qué es lo que más te gusta del Colegio?_______________________________ ¿Cuál fue tu promedio de notas en noveno grado?________________ ¿Con qué
calificación aprobaste la asignatura de química en noveno grado?___________ ¿Tienes alguna materia pendiente?______ ¿cuál?_______________________
¿por qué crees que llevas esa materia pendiente?___________________________ ¿Estas repitiendo cuarto año?___________ ¿Cuál es la (s) asignatura (s) que más te gusta (n)?, ¿por qué?
__________________________ ¿Qué asignatura (s) no te agrada (n)?, ¿por
qué?_____________________________________________________________________________________________________________
¿Qué opinas sobre la asignatura de Química?___________________________ ¿Cómo fue tu experiencia de Química en noveno grado? _________________ _ ¿Cómo ha sido tu experiencia en Química ahora en cuarto año? ___________
_____ _____________________________________________________________ ¿Crees que los conocimientos construidos en Química te servirán para algo en la
vida?, ¿por qué? _____________________________________________________ ¿Realizaste experiencias de laboratorio en noveno grado? _________________ ¿Has realizado prácticas de laboratorio en cuarto año?________ ¿Cómo han
sido? ___ ___________________________________________________________ ¿Crees que las prácticas de laboratorio te ayudan a comprender los conceptos
que se manejan en las clases de química?___________ ¿por qué? _____________________
____________________________________________________________________ Entre los contenidos desarrollados en 9º, recuerdas aquellos involucrados con las
Ley(es) de la Química?_______ ¿Podrías describirla(s)? _____________________
83
Anexo No. 2. Modelo del cuestionario aplicado al grupo de estudio acerca de la Ley de la Conservación de la Masa. Universidad de Los Andes Facultad de Humanidades y Educación Escuela de Educación Licenciatura en Educación Mención Cs. Físico Naturales Nombres y Apellidos: __________________________________ Instrucciones: A continuación se te presentan 4 preguntas que buscan evaluar tu comprensión acerca de la Ley de la Conservación de la Masa cuyo enunciado establece que en una reacción química, la masa total del producto obtenido, es igual a la masa de las sustancias reaccionantes. Las dos primeras son de razonamiento teórico y las otras dos son de resolución de problemas, en las cuales debes realizar los cálculos necesarios para llegar a su solución. 1. Balancea la siguiente ecuación y explica ¿por qué en una reacción química los
átomos de cada elemento deben permanecer igual antes y después del proceso? CuO + HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O
2. Al quemar 5gramos de magnesio metálico se tiene que las cenizas resultantes
tienen una masa de 8.32gramos según la reacción: 2Mg + O2 → MgO. ¿A qué le atribuyes que se obtenga una masa mayor a la inicial?
3. Cuando se somete cierta cantidad de óxido mercúrico a calor se produce una
descomposición térmica de la que se obtienen 4gramos de oxígeno y 57.7gramos de mercurio. ¿Cuántos gramos de HgO se sometieron a dicha descomposición según la reacción: HgO → Hg2 + O2?
4. En la reacción CH3CH2OH + O2 → CO2 + H2O por cada 46gramos de CH3CH2OH
que reaccionan con oxígeno, se producen 88gramos de CO2 y 54gramos de H2O. ¿Qué cantidad de CO2 se producirá si reaccionan 8gramos de CH3CH2OH con suficiente oxígeno?
84
Anexo No. 3. Modelo del cuestionario aplicado al grupo de estudio acerca de la Ley
de las Proporciones Definidas.
Universidad de Los Andes Facultad de Humanidades y Educación Escuela de Educación Licenciatura en Educación Mención Cs. Físico Naturales Nombres y Apellidos: __________________________________ Instrucciones: A continuación se te presentan 4 preguntas que buscan evaluar tu comprensión acerca de la Ley de las Proporciones Definidas la cual establece que muestras diferentes de un mismo compuesto contienen siempre los mismos elementos y en la misma proporción de masa. Las dos primeras son de razonamiento teórico y las otras dos son de resolución de problemas, en las cuales debes realizar los cálculos necesarios para llegar a su solución. 1. En dos recipientes X y Y se encuentran dos elementos A y B en estado gaseoso
tal y como lo muestra la figura de la izquierda: ¿Podrías dibujar en el recuadro que dice mezcla cual sería la composición de la sustancia final si ambos elementos se combinan en una proporción de 2:1 para A y B respectivamente? 2. El porcentaje de fósforo en K3PO4, K2HPO4 y KH2PO4 es 14.62%, 17.41% y
21.91%, respectivamente. ¿A qué se deberá que el porcentaje sea diferente? 3. ¿Podrías calcular el porcentaje de sodio presente en Na2SO4? 4. Si en la fórmula de la pregunta No. 3 un átomo de Na se sustituye por uno de H,
¿la proporción atómica de Na en el nuevo compuesto (NaHSO4) seguirá siendo la misma? ¿Por qué? ¿Y la proporción en masa?
85
Anexo No. 4. Modelo del cuestionario aplicado al grupo de estudio acerca de la Ley
de las Proporciones Múltiples. Universidad de Los Andes Facultad de Humanidades y Educación Escuela de Educación Licenciatura en Educación Mención Cs. Físico Naturales Nombres y Apellidos: __________________________________ Instrucciones: A continuación se te presentan 5 preguntas que buscan evaluar tu comprensión acerca de la Ley de las Proporciones Múltiples cuyo enunciado establece que, si dos elementos pueden combinarse para formar más de un compuesto, la masa de uno de los elementos que se combina con una masa fija del otro, mantiene una relación de números enteros pequeños. Las dos primeras son de razonamiento teórico y las otras tres son de resolución de problemas, en las cuales debes realizar los cálculos necesarios para llegar a su solución. 1. ¿Los siguientes sulfuros de fósforo cumplirán con la Ley de las Proporciones
Múltiples: P2S3, P2S7 y P2S4? ¿Por qué?. 2. ¿Podrías dar un ejemplo de dos sustancias que se unen entre ellas en diferentes
proporciones?
3. ¿Cómo será el porcentaje de azufre en SO2 y en SO: mayor, menor o igual? 4. Las estructuras del CO2 y del CO son las siguientes, respectivamente
y , ¿Cómo es la proporción del oxígeno en el CO2 y en el CO? Identifica el elemento cuya proporción de masa permanece fija o constante en ambos compuestos.
5. En el CaSO4 (sulfato de calcio), 40gramos de Ca se combinan con 32gramos de
S y 64gramos de O (16g*4) produciendo 136gramos de CaSO4, ¿en el CaS (sulfuro de calcio) reaccionará la misma masa de Calcio y el porcentaje de este elemento en el CaS será el mismo que en CaSO4?
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Anexo No. 5. Modelo de la entrevista efectuada al grupo de estudio. Universidad de Los Andes Facultad de Humanidades y Educación Escuela de Educación Licenciatura en Educación Mención Cs. Físico Naturales Nombres y Apellidos: __________________________________ Instrucciones: Las preguntas que se te presentan a continuación están diseñadas para conocer tu opinión acerca de los tres instrumentos que resolviste referentes a las Leyes de la Química: Ley de la Conservación de la Masa, Ley de las Proporciones Definidas y Ley de las Proporciones Múltiples; no son más que una entrevista de tipo escrita la cual debes llenar con la mayor sinceridad posible. Gracias por tu colaboración.
1. ¿Cómo fue tu comprensión para las tres clases dadas de cada ley? Explica lo que no te quedó claro y porque.
2. ¿Cómo consideras que es tu habilidad para resolver problemas? ¿Por qué? 3. ¿Consideras que la teoría que sustenta cada una de las tres Leyes trabajadas
te ayudó a resolver los problemas que se te presentaron en cada instrumento? 4. De los ejercicios que resolviste en cada instrumento, ¿Cuál o cuáles te
parecieron más difícil y por qué?
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Anexo No. 6. Propuesta de una experiencia práctica para la comprensión de los
contenidos conceptuales involucrados en las Leyes Ponderales de la Química
Universidad de Los Andes Facultad de Humanidades y Educación Escuela de Educación Licenciatura en Educación Mención Cs. Físico Naturales
EXPERIENCIA PRÁCTICA PARA ILUSTRAR LAS LEYES PONDERALES DE LA
QUÍMICA Materiales e Instrumentos necesarios: Tres pastillas de alkaseltzer, cintas de
magnesio, mechero, fósforos, tres vasos de compota con su tapa, balanza, cápsula
de porcelana, triángulo refractario.
Experiencia No.1: ¿Masas iguales? (experiencia para demostrar la ley de la
Conservación de la Masa)
Objetivo: Establecer la relación entre la masa inicial y final de las sustancias que
intervienen en un cambio químico.
Procedimiento:
Agrega 30mL de agua a un vaso de compota, colócale su tapa y encima de
ésta sitúa una pastilla de alkaseltzer (sin su envoltorio); llévalos a una balanza y
toma nota de su masa (ésta será la masa inicial del sistema). Quítale la tapa al
frasco, deposítale la pastillita y ciérralo rápidamente (ten en cuenta que este es
un factor determinante de la experiencia) dejándolo reposar unos minutos hasta
que observes que la reacción ha culminado y, cuando esto ocurra, pesa el envase
(sin abrirlo) y anota su masa (esta será la masa final del sistema). Destapa el
frasco y pesa nuevamente (masa luego de abrir el frasco) tomando nota de
cualquier aspecto resaltante en la reacción.
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Repite dos veces más la misma experiencia para que puedas comparar los
resultados de cada una y obtener así un resultado confiable!.
Sugerencia al docente:
Al finalizar o durante la ejecución de la experiencia, el docente podrá guiar a
los alumnos presentando problemas cualitativos pertinentes a lo ocurrido en los
que se les pida emplear una terminología química adecuada para la solución del
problema. También pueden abarcarse otros temas del área de Química como los
tipos de reacciones químicas y los procesos asociados a ellas e integrarse con
áreas como la Física para orientar la primera Ley de la Termodinámica.
Experiencia No. 2: ¿En qué proporción se unen los elementos? (experiencia
para demostrar la Ley de las Proporciones Definidas y de las Proporciones
Múltiples).
Objetivo:
Identificar la relación entre las masas de los elementos que constituyen un
compuesto.
Procedimiento:
Registra la masa de una cápsula de porcelana (denomínala masa 1), agrégale
una cinta de magnesio y toma nuevamente su masa (masa 2). Lleva la muestra a
un triángulo refractario y acercarle un mechero hasta que comience la combustión
del metal y, cuando éste haya reaccionado por completo, espera unos minutos
hasta que la cápsula se enfríe para registrar su masa (masa 3). Repite dos veces
la experiencia para mayor confiabilidad de los datos.
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Con los datos obtenidos se derivan las masas de magnesio y de oxígeno que
reaccionaron. Establece la relación entre magnesio y oxígeno.
Sugerencias al docente:
Con esta experiencia se demuestra la ley de las Proporciones Definidas para
la cual pueden utilizarse problemas cualitativos y problemas cuantitativos de
diferentes dificultades, empezando por los sencillos para que los alumnos puedan
identificar la relación entre la teoría y la solución del problema e ir avanzando
hasta lograr soluciones a problemas de gran dificultad por medio de los conceptos
teóricos involucrados en la ley. La otra ley, de las Proporciones Múltiples, se
derivaría a partir de preguntas de razonamiento pertinentes al tema a las cuales
pueden agregarse problemas cualitativos y cuantitativos sencillos.
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