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miércoles, 18 de abril de 2012

Ideas previas: concepto de cantidad de sustancia - mol, y concepto de luz


En  esta  frase  se  resume, lo que  queremos  presentar  en  este post:


"Quien aprende necesita trazar los pasos que van desde lo familiar o lo nuevo, desde el hecho o la idea que posee a aquello que va a adquirir. En otras palabras, quien aprende debe realizar, por sí mismo, un viaje a través de/ pensamiento". (informe Bullock)

Los  alumnos  cuando  llegan  al aula,  a priori  tienen  una  serie  de ideas las cuales denominamos  ideas previas  vienen  de su interacción  con  su medio  social  , cultural  ,  natural:  para  explicarse  fenómenos naturales o para  dar  solución  a  circunstancias  y fenómenos  que  aparecen  durante  su aprendizaje , aunque  estas  ideas  a veces  están  alejadas  del pensamiento científico, tienen una  serie  de características  comunes  a  todas  ellas.
  • Coherencia:  Usaremos  esto para  definir  ideas  que  no tienen  errores  internos , la concepción del alumno  esta  elaboradora correctamente, aunque  no sea  exactamente  igual  a la  de la ciencia.
  • Universalidad:  Muchas  de  estas  ideas   son  comunes  en  todo  el planeta  , aunque  existen  otras  influenciadas  por  el entorno  cultural y social  que  existen diferencias  entre  unas  y otras.
  • Persistencia: Existe   una  constatada  estabilidad  de  tales  ideas, la  cual perdura  en e l tiempo , incluso  tras  haber existido  actividades   formativas  dirigidas a  facilitar  su  transformación.
Desde  la enseñanza  de las  ciencias  se pretende  lograr   el llamado cambio  conceptual, que  consiste  en  cambiar  las  ideas previas  de los  alumnos, y  sustituirlas por  ideas   que  son  ampliamente  aceptadas  por   el  mundo científico, se trata  de  que   los  alumnos  aprendan  la  " ciencia  correcta".
Tras  esta  breve   introducción   , dedicaremos  espacio para   2 ideas previas   dificilmente pero  no imposible  de  a bordar   en  la  didáctica  de las  ciencias que  serán:
  •  Concepto  de  cantidad  de  sustancia  y  mol.
  •  Concepto  de  luz
El concepto  de  mol es  uno  de  los  conceptos  mas  cruciales para  los primeros  cursos  de   química  en la  secundaria, se  relaciona  el  concepto  de mol  con una   masa  , un  volumen  , una  cantidad , algo  asi  como  explica  algún  alumno " de me  un   kilo  de peras  ,  de me  un   mol  de  nitrato  potasico", ese  el concepto  previo  mas  generalizado que  existe  sobre  este  concepto.
La mayoría  de los estudiantes  carecen  de una  concepción  científica  de  mol., la mayoría   identifican  este  con una masa   un  volumen,o con un número de  entidades  químicas; además  a esto   hemos  de añadir  que  como  no tienen  el concepto de magnitud   de cantidad  de sustancia  no identifican  el mol como una  unidad.
La  mayoría  de  los estudiantes  confunden ,  el nivel macroscopico  de descripción  de   las  sustancias, con el  nivel microscópico  de sus  identidades  anivel  atómico-molecular.Un error   que  cometen  a menudo es confundir la masa  molar y  con la molecular.
Realizando  estudios  a  profesores  en activo  acerca  de esta  cuestión porque  ocurre  esto  , la mayoria  lo  achacan  a  la  falta  de conceptos que son prerequisistos a esto  como son  mezcla  y compuesto, o los  conceptos  de  àtomo  y molécula.
Pero  no  solo  hay  que  culpar  a los estudiantes  tenemos que  detenernos  como  se  enseña el concpeto  de mol que la mayoria  de los estudiantes  son capaces  de parender  de   forma  significativa  el concepto  de  mol.
Los principales   problemas   que se dan  es  que


  • Mol se   confunde  con  mólecula.
  • Mol se  identifica  con una  masa  o un peso normal de la  sustancia  en  gramos
  • Mol se  utiliza  como  un número seria   como la  docena  para  el quimico.
  • La frase   cantidad  de  sustancia  no se  usa  en cambio   usamos "cantidad  de  materia"  o  "nº  de moles".
  1. Consideraciones a tener  en  cuenta  para  la introducción de  conceptos  cientificos:
  • Evitar introduciión arbitraria.
  • Elaboración de  aproximaciones  cualitativas  a los  conceptos, con bases  a ideas  antes  de llegar  alas  definiciones operativas.
  • Diferenciación  progresiva  de otros  conceptos:
  • Aplicaciones  a situaciones progresivas para  ver su  utilidad.
Una  actividad  de  este  tipo podria  ser   la realización de un mapa conceptual  ,  relacionando  con lso  conceptos  de  "cantidad  de  sustancia" , y mol  ,  con conceptos  como  compuesto,cambios  de  fase, disolución...

Otras  actividades para  acercar  este  concepto seria la  realización de una  evolución  de la  explicación  del  mol a lo largo  de la  historia.Y que realmente  hasta el año  1900  Ostwald  no lo  formula  como  tal diciendo


El  mol  es la  cantidad  de  sustancia  que  contiene tantas  entidades  elementales  como  àtomos  hay  en 0,012 kg de  C-12. Cuando  se   usa  el  mol, las  entidades  elementales  deben ser  especificadas, pudiendo  ser àtomos , moléculas , iones. electrones, otras partículas o grupos  específicos  de  tales partículas y en un  mol  hay  un numero  de  avogrado  de  entidades  fundamentales.


Cantidad  de  sustancia  es  una  magnitud  fundamental  química, es  macroscópica  y extensiva.Surge  de la  necesidad  de  contar partículas   o entidades  elementales  microscópicas  indirectamente  a partir  de  medidas  macroscópicas( como masa  o  volumen).Su  simbolo es   n  se utiliza para  contar partículas.
Una  vez definido podemos   hacer otra  actividad   




El  Nol para  encontrar  el  mol
Orientación didáctica 

El mol no forma parte de la vida cotidiana, es la unidad de medida de cantidad de sustancia  y por lo tanto constituye conocimiento científico de difícil comprensión para los alumnos de secundaria, por ser un concepto abstracto. Es por ello que se requiere establecer relaciones y “puentes” de manera gradual entre cantidad de sustancia y mol, para que los alumnos vayan aprendiendo de manera significativa.
Para simplificar las ideas, usaremos al principio una versión reducida del mol, al que llamaremos “el nol” y definiremos como sigue:





Un NOL de algo es la cantidad de ese algo que 
contiene exactamente 60 unidades.


Asi por  ejemplo  un mol de  tortillas  son  60 tortillas  un  mol  de  tomates  son --------------.

De acuerdo a lo anterior, realiza las siguientes conversiones: 
3 noles de lápices contienen ________________lápices. 
300 canicas equivalen a ___________________nol de canicas. 
0.5 noles de monedas contienen ____________monedas. 
90 naranjas equivalen a ___________________nol de naranjas. 

Una tienda de mayoreo desea vender todos sus  artículos en la unidad llamada nol. Para 
esto, necesita saber la masa de un nol de  cada una de sus mercancías. Responde a las preguntas  siguientes:

• ¿Qué masa tiene un nol de  tortillas si se sabe que  en 1 kg hay 30 tortillas? 
_______________________________________________________________ 
• ¿Qué masa tiene un nol de manzanas sabiendo que 5 manzanas equivalen a 1 kg? 
_______________________________________________________________ 
Una  vez  hecho  realizaremos  una  tabla  con los  siguientes  datos:
Cantidad  de  nol. Cantidad  total  de  tortillas.Masa  en  kg.
Asi  aprenderiamos   como es    una cantidad  de  sustancia   y relacionada  con el  mol.

Existen  mas   ejemplos  en 
Concepto  de  luz 

La luz   es  algo   muy presente  en  nuestras  vidas  , por lo que  a priori  tenemos  ideas acerca  de  esta  del  tipo  de :

  • Luz  esta  relacionada  con la  visión   
  • Luz  es propiedad  de  algunas  cosas  fuego,lámparas.
  • El color  de  esta  es  visto  como una  cualidad  de las  cosas.
  • Confusiones  entre luz  y fuente  apaga  y enciende.
  • Consideramos  que la luz  eléctrica  y la luz  del  sol  son   dos categorías  diferentes.
  • Los  estudiantes pasan  de  ver  la luz  como fuente  a  luz  como ente  físico.
  • La sombra piensan  que  es un reflejo  una luz  menos  fuerte.Incluso que  en  un dia   nublado  no  hay  sombras.
  • La unidereccionalidad  de la luz.
  • El  color  se cree  que es una  cualidad  de  los   objetos independientes  de la luz.
Estos  son  algunas  de las  ideas  que  tienen  nuestros  alumnos   acerca  de la  luz.Ahora  nos  toca  a nosotros  corregir  esto y  como  siempre  decimos realizar  ese "cambio  conceptual".
Además   a lo largo de la  historia  han existido  diferentes  formas para  explicar la  luz :En un principio se pensó que los ojos  tenían una especie de tentáculos que pòdian explorar los objetos que  vemos, luego se postulo que los objetos  emitían partículas que llegaban a nuestros  ojos.
. Hay cuerpos que producen y emiten su propia luz. Estos cuerpos reciben el nombre de fuentes luminosas. Hay fuentes luminosas naturales, que producen luz propia y se encuentran en la naturaleza, como el Sol, el fuego y algunos insectos como las luciérnagas, y fuentes luminosas artificiales,fabricadas por las personas, como la bombilla (ampolleta), las velas, las cerillas (fósforos) y los tubos fluorescentes.
Hoy   la podemos  definir  como:
La luz  es  energía que  se propaga  en forma de  radiacción en línea  recta  o  en todas las  direcciones
La luz es una radiación que se propaga en forma de ondas. Las ondas que se pueden propagar en el vacío se llaman ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS. La luz es una radiación electromagnética.

Propiedades características de la luz

Propagación  de  la luz.
La luz  se propaga  en  forma  de  ondas   además las ondas  que se propagan en el vació  se denominan  ondas  electromagnéticas.La  luz  esta  dentro  del  la RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA
La  velocidad  en  el  vacío es  de 300000km/s.
Se propaga en línea recta.
La línea recta que representa la dirección y el sentido de la propagación de la luz se denomina rayo de luz
Un hecho que demuestra la propagación rectilínea de la luz es la formación de sombras. Una sombra es una silueta oscura con la forma del objeto.

Debido  a  que cuando la luz  la pasa  no  le  deja
Visitar la animación:
http://www.educaplus.org/play-136-Sombra-y-penumbra.html


Reflexión
Es  el cambio  de  dirección que  experimenta un rayo luminoso  al chocar  contra  una  superficie.Esto hace   que  se produzca  una imagen  sintética  del objeto que  tenemos  delante  para ilustrar esta idea  y explicarla  mejor.¿como vemos?

Refracción.
Cambio  de la  velocidad  de propagación de la luz  al pasar  de  un medio a otro. Por ejemplo,  al pasar  del aire  al agua.


Estas  serian  las  3  ideas  mas  importantes  d que deberíamos   hacer  que nuestros  alumnos  asimilen  , luego tras  estos  conceptos claros  ya  explicaremos  la  teoría  onda-corpuscular...  pero  primero esto  bien   claro.

Docuemntos  utilizados:
cantidad  de  sustancia
Este blog  acerca de la didactica  del  mol:





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