Los simuladores en las clases de Físicoquímica

El programa Conectar Igualdad, surge como una política educativa que ofrece una herramienta para repensar las clases de los docentes y marcar el trayecto pedagógico de nuestros alumnos, por desconocimiento o falta de interés, gran parte de nuestros adolescentes no contaron con la posibilidad de practicar sus respectivas materias con el uso de las netbooks.
Dentro de los contenidos de las clases de Físicoquímica pueden emplearse los simuladores, una manera didáctica de encarar diferentes situaciones problemáticas, con gran impacto visual, y más tratándose de temas abstractos que son difíciles de imaginar o representar en una pizarra.

El programa de la materia apela a "Leer, hablar y escribir en las clases de Físicoquímica" por ello, un insumo de evaluación, (que podría incluirse como rúbrica) es la filmación de los propios alumnos, sometidos a un cuestionario en el cual deban evidenciar su uso y comprensión teórico-práctica del simulador. Las palabras sobran cuando en este video, se muestra claramente el desempeño de los alumnos.

Cuando nuestros alumnos logren vencer las barreras de la expresión, será el día en que nuestra labor docente dejará una enseñanza, pasando a ser lo demás netamente burocrático.

El crucigrama de la energía eléctrica

Uno de los temas que corresponde a la materia Físicoquímica 2° e Introducción a la Física 4° es el de la energía eléctrica, al igual como se realizó en publicaciones anteriores, un crucigrama para abordar y refrescar conceptos vistos en la teoría, pueden resultar muy significativos a la hora de fijarlos y evaluarlos en la evaluación escrita.

Informes de investigación.

El deseo del ser humano siempre ha sido, encontrar una respuesta a su necesidad de conocer, buscando comprender el mundo que lo rodea, como así también los fenómenos que lo acompañan de forma racional (usando la razón)

En la representación gráfica se observan los pasos del método científico (para el abordaje de una investigación) que van desde las observaciones que surgen a raíz de una curiosidad hasta arribar a la formulación de nuevas preguntas que impliquen el aprendizaje continuo.

De forma sintética se muestra el método simplificado:

El investigador necesita de una motivación,esa ansia de conocer, de descubrir los fenómenos que lo rodean. Por esa motivación se procede a la actividad que implique la investigación científica, obteniendo así como resultado, el conocimiento científico.

¿Qué tipos de conocimientos existen?

• Vulgar: Superficial, empírico, sin validación, derivado de la comunicación personal informal.
• Popular: general, abierto, sin validación.
• De divulgación: Recopilado directamente por los investigadores a partir del conocimiento existente.
• Científico: Nuevos conocimientos rigurosamente validados por el método científico.

Según el tipo de conocimiento, puede hablarse de tipos de investigación:

Investigación básica: Trabajos experimentales o teóricos realizados para obtener nuevos conocimientos sin prever posterior utilización determinada o específica.

Investigación aplicada: Trabajos experimentales o teóricos realizados para obtener nuevos conocimientos dirigidos en forma posterior hacia un fin u objetivo específico.

Desarrollo experimental: trabajos sistemáticos basados en conocimientos existentes dirigidos a producir tecnología.

Investigación científica: Búsqueda del conocimiento mediante la aplicación de principios y métodos.

I + D (Investigación más desarrollo): Trabajo creativo llevado a cabo en forma sistemática para incrementar el volumen de conocimientos y el uso de los mismos derivarlo en otras aplicaciones. Comprende 'Investigación básica', 'Investigación aplicada' y 'Desarrollo experimental'.

Siendo la estructura de este tipo de investigaciones:I - M - R - D.

I: Investigación.

M:Métodos.

R: Resultados.

D: Discusión de los resultados.

¿Qué relación existe entre estas partes de la investigación?

El crucigrama de la Tabla Periódica

Una forma muy amena de encarar el uso, lectura y comprensión de la tabla periódica es por medio de la realización de crucigramas que faciliten la interacción y apropiación de nombres de elementos, sus símbolos, como así también las partículas subatómicas con sus respectivas cargas. De esta forma se garantiza el trabajo colectivo y colaborativo, puesto que entre pares se "solidarizan" frente a un concepto o idea que no recuerden.

Destilación del agua y la comparación con el ciclo del agua

En las clases de Química puede darse el ciclo de destilación de diversas mezclas, para lograr la separación de la sustancia líquida (que ha de evaporarse y que luego se condensará), separándose de un contaminante o de la sustancia con menor punto o temperatura de ebullición.

Una práctica muy buena es separar el agua de algún contaminante que provoque la turbiedad de la misma: Una muestra de agua de río, por ejemplo.

Dicho proceso consiste en calentar una masa líquida de la muestra que se haya recolectado, hasta que comience a evaporarse, al ascender el vapor,encontrará su vía de "escape" a través del orificio de salida del balón de destilación que, al pasar por la torre de enfriamiento, el aire caliente se enfría,condensándose y precipitando en forma líquida.

Esta práctica NO necesita de un laboratorio, ni de instrumental complejo, con materiales a bajo costo también puede efectuarse la misma (Ver fotos)

De la mano con el proceso de destilación, puede realizarse la comparación con el ciclo del agua.
Puesto que, el agua de los ríos y mares necesita de una fuente de calor, proveniente de los rayos solares (1), para poder evaporarse, la energía proveniente del Sol, es transferida a las masas de agua que se evaporan (2), ascendiendo con un valor de energía en forma de calor que, al aumentar la altura de las capas de la atmósfera, la temperatura desciende, provocando el descenso de la temperatura; el exceso de vapor de agua (contenido en el aire) supera el punto de saturación y se condensa en pequeñas gotas que dan origen a las nubes (3), Dentro de una nube, las gotas aumentarán de tamaño uniéndose unas a otras, por tal motivo, aumenta su peso, para luego caer en forma de lluvia, nieve, granizo o neblina (4), dependiendo de las condiciones de temperatura ambiente.

Este ciclo natural es comparable con el proceso de destilación, pudiendo solicitarse a los alumnos la comparación entre ambos procesos.  

Enseñando electricidad y circuitos eléctricos.

Una forma de enseñar el tema electricidad es por medio del uso de fijación de imágenes sumando el aporte de los simuladores.

Un ejemplo con el cual puede comenzar es razonar con el grupo de alumnos, las partes de un velador (empleado en las mesitas de luz)

Frente a esta incursión, los alumnos deberán identificar las partes que lo componen: Enchufe o conector, toma de corriente o fuente, cable, interruptor, velador, portalámpara o portafoco y foco de luz.

De allí se determina la función del interruptor: Interrumpir el paso de la corriente, dando la idea que el circuito se "abre", dejando de estar cerrado, siendo que esa condición es fundamental para la circulación de la corriente (circuito cerrado).

El empleo de otra imagen, permitirá identificar los tres parámetros de la energía eléctrica: Resistencia (R), f.e.m o fuerza electro motriz (U) y la intensidad de corriente (I), como así también la función de cada uno de dichos parámetros.

La intensidad de corriente (I) intenta pasar a través de un conductor que presenta una resistencia (R) a dicho pasaje, pero I no podría comenzar a circular sin el impulso que le debe suministrar f.e.m. (U)

De la misma forma se introduce al alumno en las unidades que deben medirse dichos parámetros:

• R se mide en Ohm
• I  se mide en Ampère
• U se mide en Volt

Una herramienta que puede ayudar al armado o confección de circuitos, es el uso de los simuladores pHet, por medio del cual pueden representarse circuitos tales como el velador, antes mencionado.

Por medio de este simulador pueden comprobar el funcionamiento del circuito y, en caso de no funcionar, intentar buscar la explicación al porqué no funciona el mismo.

Además de visualizar la opción realista, puede visualizarse la representación por medio de los símbolos eléctricos.

Volviendo con la implementación de imágenes para el aprendizaje, bajo la comicidad, pueden obtenerse buenos resultados, a la hora de explicar circuitos SERIE y circuitos PARALELOS.

Reemplazando a esos "asesinos" pueden ser llevados a la representación por medio del simulador, comparando entre uno y otro, cuál presenta mayor intensidad luminosa, como así también las características de ambos circuitos.

Fluidos en movimiento: La hidráulica aplicada

En la actualidad, tanto la hidráulica como la neumática son empleadas en la industria, dada las propiedades que presentan los fluidos (líquidos o gaseosos), cuando se somete a un esfuerzo de presión o empuje, al volumen que se encuentran ocupando.

Las propiedades características que diferencia un estado de otro, son:

Expansibilidad: Es la propiedad que tienen los fluidos para expandirse  y ocupar el volumen que los contienen.

Compresibilidad: Es la propiedad que tienen los fluidos para comprimirse y ocupar un volumen menor al que ocupaban originalmente.

Viscosidad: Es la propiedad que tienen las moléculas de los fluidos para deslizarse unas respecto de otras.

Una actividad para que realicen los alumnos es la de armar un brazo hidráulico, por medio del cual puedan explicarse:

Ley de Pascal: Si una región o área recibe un aumento de presión, otra región o área recibirá un aumento de presión en igual intensidad.

Si se tiene en cuenta una jeringa, el área de salida del fluido es menor, con lo cual la presión aumentará, recordar que presión es el cociente entre fuerza y superficie, a menor superficie, la presión será mayor mientras que a mayor superficie, la presión será menor.

Similar a un cilindro empleado en neumática o hidráulica.

Así también puede observarse un régimen laminar: El fluido se desplaza sin interrupciones, cambios abruptos de sección o cambios de dirección del fluido.

El régimen turbulento se observa cuando una sección disminuye o en un codo, por ejemplo, el fluido cambia su dirección.

El caudal se determina por la cantidad de fluido que “fluye” a lo largo del tiempo.

La ecuación de continuidad, establece que todo caudal que ingresa, es igual al caudal que egresa.

Pudiendo llegar a estimarse el caudal, si se tiene el área de la jeringa, la cantidad de fluido líquido y el tiempo de pasaje.

Enseñando tabla periódica: El uso de los simuladores

Las nuevas tecnologías se encuentran al alcance de la mayoría, el empleo de simuladores que faciliten el aprendizaje de temas esquivos para los alumnos, es una realidad, por tal motivo, pueden trabajarse desde dos perspectivas: Cuando se cuenta con conexión a Internet y cuando no se cuenta con conexión a Internet.
En el primer caso, existe el programa Educaplus - Tabla periódica (Ver imagen)

El simulador es sencillo y puede estimularse una especie de "competencia del saber" para ver quién conoce más o ha tenido mayor lectura de la tabla periódica y sus símbolos químicos, puesto que se deben hacer coincidir los símbolos químicos con los nombres de los elementos.

En el segundo caso, existe el programa p-element (Ver imagen)

Que consiste en cliquear sobre algún elemento y automáticamente aparece el elemento con su símbolo químico,número másico, número atómico y nombre del elemento.

Como desventaja presenta que los nombres de los elementos aparecen en idioma inglés.

La ventaja es que este programa, puede ser descargado y utilizado sin la necesidad de conectarse a internet.

El preguntados de la tabla periódica

En Argentina, está de moda entre los jóvenes adolescentes la aplicación del juego "Preguntados", caracterizado por una carita sonriente.

Por la red social Facebook comenzó a circular la siguiente imagen:

Pensando en la imagen que caracteriza al preguntado, surge la posibilidad de recrear dicha carita: Feliz, correspondiente a los protones, triste correspondiente a los electrones y neutra correspondiente a los neutrones.

Otra forma didáctica y amena de presentar el tema de partículas elementales subatómicas.

Bingo periódico: Otra forma de enseñar tabla periódica

La parte lúdica, juega un rol importante en el aprendizaje de los alumnos, por ello una estrategia que resulta muy entretenida para interiorizarlos en el uso, lectura y comprensión de la tabla periódica, es plantear el juego de un bingo o lotería familiar, en la cual se van retirando números por bolillero, habiendo provisto a cada alumno de uno o dos cartones, que han de ir marcando los números que coincidan en sus respectivos cartones, "premiando" al ganador con una golosina, pero que además, irá acompañado de una actividad que han de realizar, tanto los que no hayan completado su cartón, como los que si hayan logrado.

La actividad que han de realizar los alumnos es simple, de los 15 números del cartón con el cual hayan jugado, deberán seleccionar diez números y la consigna será: Buscar esos elementos, cuyos números atómicos coincidan, identificarlos, nombrarlos, indicando el símbolo químico, número másico, tipo de elemento, etc.

Realmente, resulta muy útil y los alumnos observan la tabla periódica como una herramienta de estudio dinámica, amena y hasta divertida