Title: COMUNICACIN PRESENTADA EN EL XXI ENCUENTROS DE DIDCTICA DE LAS CIENCIAS EXPERIMENTALES SAN SEBASTIN
1COMUNICACIÓN PRESENTADA EN EL XXI ENCUENTROS DE
DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS EXPERIMENTALESSAN
SEBASTIÁN SEPTIEMBRE DE 2004
- LA COMUNICACIÓN SE FUNDAMENTA EN EL TRABAJO
REALIZADO POR ALUMNOS/AS DE 4º ESO EN EL
LABORATORIO DE QUÍMICA DEL COLEGIO HEIDELBERG
2 CONCURSOS ESCOLARES DE CIENCIAS. UN EJEMPLO DE
ENSEÑANZA NO FORMAL DE ASPECTOS DEL CURRÍCULO DE
FÍSICA Y QUÍMICA DE 4º DE E.S.O.
XXI Jornadas de APICE
Juan A. Domínguez Silva, Eduardo de Santa Ana
Fernández, Ana Cárdenes Santana, Francisco
Martínez Navarro, Vicente Mingarro González.
Grupo Lentiscal (Gran Canaria)
3EXPERIENCIA PRESENTADA AL I PREMIO BLAS CABRERA
DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA PARA ESCOLARESMuseo
Elder de la Ciencia y la Tecnología de Las Palmas
de Gran CanariaConvocatoria mayo de 2004
Blas Cabrera Felipe (Lanzarote) 1878-1945
- Generalidades
- Basado en una pregunta como trabajo de
investigación - Dirigido al alumnado de 4º de ESO
-
- Principales objetivos
- Familiarizar al alumno/a con aspectos de la
metodología científica - Crear nuevas perspectivas en la realización de
trabajos prácticos - Lograr un mayor rigor científico del trabajo
experimental - Fomentar el interés por la adquisición o refuerzo
de conocimientos - Combinar la parte teórica del aula con la
práctica del laboratorio - Lograr una mayor motivación y atención a la
diversidad
4TRABAJO DE INVESTIGACIÓN. Pregunta claveCuánto
hidrógeno retiene una pompa de jabón?
- Justificación de la investigación
- Agotamiento de las fuentes de energía
convencionales - El hidrógeno como fuente de energía limpia y
barata - Reacciones de combustión sin producción de CO2
(gas invernadero) - Obtención de combustible en un laboratorio de
Secundaria - Interrogantes de la investigación
- Cómo obtener H2 en el laboratorio del Colegio?
- De qué materiales y reactivos disponemos?
- Producen H2 todos los metales, al ser atacados
por los ácidos? - Es rápido el proceso?
- Cómo logramos recuperar el H2 ?
- Cómo medirlo?
- Cómo fabricar pompas de jabón con H2 en su
interior? - Qué cantidad de H2 retienen las pompas de jabón?
- Cuánta energía tienen las pompas de H2?
- Qué relación existe entre la energía de una
pompa de H2 y el valor energético de los
alimentos?
5ASPECTOS DEL CURRÍCULO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE 4º
DE ESO RELACIONADOS CON EL TRABAJO DE
INVESTIGACIÓN
- Relación entre la presión atmosférica, la
temperatura y el volumen de un gas - Utilización/comprensión de la ecuación de los
gases ideales PVnRT - Análisis de la estequiometría de una reacción
- Preparación de disoluciones
- Determinación experimental del volumen de un gas
- Cálculo de errores experimentales
- Utilización de los calores de combustión
- Uso de los valores energéticos de los alimentos
- Utilización de los combustibles limpios
- Importancia del H2 como combustible
- Repercusión del CO2 como gas invernadero
- Búsqueda de información utilizando las TICs
- Otros
6DESARROLLO EXPERIMENTAL DEL TRABAJO DE
INVESTIGACIÓN
Dispositivo para producir y medir el volumen de
hidrógeno
Ataque del metal con HCl (aq) del 35
Mg (s) 2 HCl (aq) ? MgCl2 (aq) H2 (g) Al (s)
3 HCl (aq) ? AlCl3 (aq) 3/2 H2 (g) Zn (s)
2 HCl (aq) ? ZnCl2 (aq) H2 (g)
7OBTENCIÓN DE RESULTADOS
Datos del centro meteorológico Presión y
Temperatura
Volumen de H2 medido sobre agua
Volumen de hidrógeno obtenido en mililitros
8TABLA COMPARATIVA ENTRE EL VOLUMEN DE HIDRÓGENO
EXPERIMENTAL Y TEÓRICO
- Posibles causas del error cometido
- Pureza de los metales (distinta 100)
- Lectura en la probeta al medir el volumen
desplazado - Medida correcta de la masa de metal (0,5 0,01
g) - No considerar la presión de vapor del agua
- Otras
9FABRICANDO POMPAS DE HIDRÓGENO Y MIDIENDO SU
DIÁMETRO
Fases de la experiencia
1. Burbujeando H2 sobre solución jabonosa
2. Fabricando la pompa energética
3. Depositando la pompa sobre la arandela
4. Utilizando el nonius para medir el diámetro
10CANTIDAD DE HIDRÓGENO CONTENIDA EN LA POMPA Y
CONTENIDO ENERGÉTICO
- Condiciones 22,8 ºC y 1008 milibares
- H2 ½ O2 ? H2O ?H-285 kJ
11VARIACIÓN DE LA ENERGÍA DE LA POMPA EN FUNCIÓN DE
SU DIÁMETRO
- Vídeos
- Fabricando pompa de hidrógeno
- Quemando pompa de hidrógeno
12RESULTADO FINAL DEL TRABAJO EXPERIMENTALRelación
entre el valor energético de la pompa de H2 ,el
carbón, el gofio y el plátano.
- Utilizando el buscador en internet www.google.com
Valor energético medio de 100 gramos de gofio
(1421 kJ)
Valor energético medio de 100 gramos de plátano
(376 kJ)
Una pompa de jabón de 2 cm de radio llena de H2
a 0,995 atm de presión y 22,8 ºC retiene
1,3710-3 moles de H2 (2,74 mg) y equivale desde
el punto de vista energético a un trozo de carbón
de 11,9 mg, a 27,5 mg de gofio, o a 103,9 mg de
plátano, produciendo una energía al quemarlo de
390,5 Julios
13CONCLUSIONES SOBRE LA PARTICIPACIÓN EN LOS
CONCURSOS ESCOLARES DE CIENCIAS
- Aporta al alumnado la familiarización y
comprensión de aspectos fundamentales de la
metodología científica observación,
planteamiento de hipótesis, experimentación para
contrastarlas, análisis de resultados y obtención
de conclusiones del trabajo experimental. - Se integra la introducción de conceptos con la
resolución de problemas y la realización de
trabajos prácticos. - Se aprende ciencias, haciendo ciencia y
reflexionando sobre ella. - El alumnado que participa en los concursos de
ciencias demuestra posteriormente en el aula una
actitud más positiva de búsqueda y comprensión de
conocimientos, avanzando en el triple cambio
conceptual, de procedimientos y de actitudes,
necesario para la enseñanza y aprendizaje de las
ciencias. - La evaluación por parte del profesorado es más
práctica potenciando el carácter experimental de
la asignaturas de ciencias, logrando así hacer
ciencia en el aula.
14DIRECCIONES CONSULTADAS POR LOS ALUMNOS/AS EN
INTERNET
-
- Valor energético de los alimentos
- http//www.uned.es/pea-nutricion-y-dietetica-I/gui
a/guianutr/valor0.htm - http//pobladores.lycos.es/channels/planeta_tierra
/ISLA_DEL_MERIDIANO/area/18 - http//www.csalto.net/control20peso/calorias_alim
entos.htm - El hidrógeno como combustible
- http//cultura.terra.es/cac/ciencia/consulta/porta
da.cfm?consulta_id276 - http//www.terra.com.mx/Automovil/articulo/071660/
- Guaguas de hidrógeno
- http//www.forodecanarias.org/modules.php?nameNew
sfilearticlesid478 - http//www.canariasahora.com/portada/editar_notici
a.asp?idnoticia29560idtemageneral4 - Presencia de agua en Marte y La Luna. El
hidrógeno como combustible - http//www.laflecha.net/canales/ciencia/200311139/
- http//canales.laverdad.es/cienciaysalud/2_3_64.ht
ml - Conversión de unidades de presión
15REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
- CAAMAÑO, A. (1992). Los trabajos prácticos en
Ciencias experimentales. Una reflexión sobre sus
objetivos y una propuesta para su
diversificación. Aula de innovación Educativa, 9,
61-68. - COROMINAS, J. Y LOZANO, M.T. (1994). Trabajos
prácticos para la construcción de conceptos
experiencias y experimentos ilustrativos.
Alambique, 2, 21-26. - CAAMAÑO, A. (2004). Experiencias, experimentos
ilustrativos, ejercicios prácticos e
investigaciones una clasificación útil en los
trabajos prácticos. Alambique, 39, 8-19. - GIL, D. y PAYÁ, J. (1988). Los trabajos prácticos
de física y química y la metodología científica.
Revista de Enseñanza de la Física, 2(2), 73-79. - GIL, D. y VALDÉS P. (1995a). Un ejemplo de
práctica de laboratorio como actividad
investigadora. Alambique, 6, 93-102. - GIL, D. y VALDÉS P. (1995b). Contra la distinción
clásica entre "teoría", "prácticas
experimentales" y "resolución de problemas" el
estudio de las fuerzas elásticas como ejemplo
ilustrativo. Didáctica de las ciencias
experimentales y sociales, 9, 3-25. - GIL, D. y VALDÉS, P. (1997). La resolución de
problemas de física de los ejercicios de
aplicación al tratamiento de situaciones
problemáticas. Revista de Enseñanza de la Física,
10 (2), 5-20. - GIL, D. FURIÓ, C. VALDÉS, P. SALINAS, J.
MARTÍNEZ-TORREGROSA, J. GUISASOLA, J. GONZÁLEZ,
E DUMAS-CARRÉ, A. GOFFARD, M. y PESSOA, A.
(1999). Tiene sentido seguir distinguiendo entre
aprendizaje de conceptos, resolución de problemas
de lápiz y papel y realización de prácticas de
laboratorio? Enseñanza de las Ciencias, 17(2),
311-320. - GIL, D. y MARTÍNEZ-TORREGROSA, J. (1999). Cómo
evaluar si se hace ciencia en el aula? Alambique,
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Ciencias, 12 (3), 299-313.