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Diseño e implementación de pruebas que relacionen contenidos conceptuales con los procedimentales

JOHANNA CONSTANZA SÁNCHEZ MONROY MARÍA CRISTINA VALDERRAMA LÓPEZ

BÓGOTA 2005

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CONTENIDO

INTRODUCCIÓN 1. JUSTIFICACIÓN 2. PROBLEMA

2.1 DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA 2.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

3. OBJETIVOS 3.1 OBJETIVO GENERAL 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

4. HIPÓTESIS 5. ANTECEDENTES 6. MARCO TEÓRICO

6.1 CONCEPCIÓN DE EVALUACIÒN 6.1.1 Evaluación por transmisión-recepción. 6.1.2 Evaluación constructivista 6.1.3 Evaluación formativa

6.2 LA EVALUACIÓN EN LOS TRABAJOS PRÁCTICOS 6.3 PRUEBAS E INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN

6.3.1 Características de los instrumentos para la evaluación 6.3.2 Instrumentos para evaluar contenidos conceptuales

6.3.3 Instrumentos para evaluar los contenidos procedimentales 6.4 PRUEBAS A NIVEL NACIONAL E INTERNACIONAL

6.4.1 Pruebas de Estado ICFES 6.4.2 Pruebas PISA (Programme for International Student

Assessment). 6.4.3 Pruebas TIMSS (Tercer Estudio Mundial de Ciencias y

Matemáticas) 6.4.4 Pruebas LECTURE (Integrated Lecture and Laboratory

Chemistry) 6.5 LA EVALUACIÓN EN EL PROYECTO CURRICULAR EXPERIMENTAL PARA LA FORMACIÓN DE LICENCIADOS EN QUÍMICA

7. METODOLOGÍA 7.1 ETAPA DE PLANIFICACIÓN 7.2 ETAPA DE EJECUCIÓN

8. RESULTADOS Y ANÁLISIS 8.1 ANÁLISIS DE MATRIZ DE PRUEBAS 8.2 ENCUESTA DE CARACTERIZACIÓN DE LA POBLACIÓN 8.3 ANALISIS DE LA PRUEBA DE IDEAS PREVIAS 8.4 ANÁLISIS DE PRUEBAS

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8.5 ANALISIS DE LAS PRUEBAS DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL PROYECTO CURRICULAR EXPERIMENTAL PARA LA FORMACIÓN DE LICENCIADOS EN QUIMICA

CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA ANEXOS

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INTRODUCCIÓN

La evaluación como único instrumento para calificar o medir los conocimientos adquiridos por los estudiantes, se ha modificado al mismo tiempo que las teorías pedagógicas, para incorporase ahora a la corriente constructivista y por ende convertirse no solo en un “instrumento de aprendizaje sino también en un instrumento que mejore la enseñanza” (Gil, Sánchez y Martínez, 1996) Un instrumento o herramienta para la evaluación “… es todo recurso que permite comprobar el aprendizaje de los alumnos. Debe poseer dos características fundamentales: validez y fiabilidad” (Olivares, 1995). Asimismo, debe propiciar una clarificación en los conceptos involucrados. De ahí que existan una variedad de pruebas para evaluar el conocimiento científico, entre ellas se encuentran, ICFES, PISA, TIMMS, etc., estas contienen aspectos tanto positivos como negativos que podrían ser analizados y replanteados para una mejor optimización de la evaluación. En el año de 1995, en Colombia, el instrumento de evaluación para el ingreso a la educación superior diseñado por el ICFES, fue reconceptualizado teniendo como finalidad desarrollar los fundamentos teóricos de las pruebas, las especificaciones de los instrumentos de evaluación y replantear la elaboración y aplicación de estos exámenes. Según el ICFES, “las exigencias del nuevo milenio parecen estar dirigidas entonces hacia la valoración de dos aspectos fundamentales: las competencias para crear conocimiento y las competencias para sostener con justificaciones” (ICFES, 2003) La presente investigación pretende analizar los instrumentos de evaluación, implementados en el contexto de la química y establecer si estos poseen la relación de los contenidos conceptuales con los procedimentales, para así diseñar pruebas que integren los niveles anteriormente mencionados.

La implementación de estas pruebas se realizó con el fin de establecer los niveles de contenidos conceptuales y procedimentales así como, el desarrollo de las competencias básicas, en la muestra de estudiantes de primer a cuarto semestre de la Universidad Pedagógica Nacional, del departamento de química.

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1. JUSTIFICACIÓN

Se ha encontrado que los instrumentos abordan diversos tipos de contenidos como son: contenidos conceptuales, contenidos procedímentales y contenidos actitudinales. Las pruebas escritas pueden presentar varias formas como: pruebas de respuesta cerrada, de respuesta corta o cuestiones estructuradas y pruebas con cuestiones de ensayo y resolución de problemas (Kempa, 1986). Los contenidos conceptuales, son aquellos relacionados con el conocimiento científico, su comprensión, su recuerdo, su aplicación y su deducción (Olivares, 1995). Los contenidos procedímentales son aquellos relacionados con el trabajo científico: observación y descripción de fenómenos, obtención e interpretación de datos, conocimientos de técnicas de trabajo y manipulación de aparatos y diseño de investigaciones con control de variables para resolver problemas (Olivares, 1995). Los instrumentos utilizados en las ciencias reflejan una fragmentación entre el contenido conceptual y el contenido procedimental, teniendo en cuenta que el aprendizaje puede ser construido a partir del trabajo práctico fortaleciendo los contenidos conceptuales; “la experimentación puede intervenir en la enseñanza siguiendo diferentes modalidades es decir realización de experimentos y estos a su vez permiten aprender de una sola vez” (Séré, 2002). Algunos instrumentos de evaluación relacionan contenidos procedímentales y conceptuales, por ejemplo las pruebas PISA (Programme for International Student Assessment), involucran la compresión de los conceptos científicos y la comprensión de la investigación, como herramienta para propiciar la alfabetización científica y como resultado determinar las habilidades que se necesitan en la vida adulta (Wynne, 2002). Análogamente, las pruebas ICFES incorporan las competencias de conocimientos y por lo tanto evalúan la capacidad de justificar las situaciones problemas en los estudiantes. El motivo para trabajar con estudiantes de primer a cuarto semestre, consiste en que estos se encuentran en el ciclo de fundamentación, donde se implementan los conceptos básicos o bases conceptuales, que de alguna manera servirán de soporte para continuar con el ciclo de profundización.

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Ahora bien, los temas tratados en los espacios académicos de teorías químicas son apropiados, por que posibilitan el desarrollo experimental y la evidencia de los mismos, además de que estos constituyen la base del aprendizaje de la química y por lo tanto, ayudan a una mejor construcción de conceptos más complejos que se desenvolverán en cursos posteriores. Desde la concepción de currículo del proyecto experimental para la formación de licenciados en química, concebido como un proyecto investigativo, complementa sus componentes a partir de las dimensiones de los objetivos y contenidos de la enseñanza de las ciencias, entre los cuales se encuentran: la dimensión de los contenidos fácticos conceptuales y la dimensión de los procedimientos o habilidades (Proyecto curricular, 2000).

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2. PROBLEMA 2.1 DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA Es necesario tener en cuenta una concepción de currículo, en este caso, se considera la propuesta de Stenhouse, L. (1987), “el cual propone que el currículo es un proyecto investigativo”. Según él, este es una verificación hipotética de una tesis, acerca de la naturaleza del conocimiento y de la naturaleza de la enseñanza y del aprendizaje. Tal currículo, es un medio en el que las ideas se expresan en forma tal que la hace comprobable por los profesores y estudiantes en las aulas. Además expone que el currículo es un conjunto de contenidos y metodologías, las cuales poseen el rango de una sugerencia respecto a lo que en clase puede resultar valioso (dadas ciertas premisas) y posible (dadas ciertas condiciones) de enseñar y aprender. Cabe ahora mencionar, que en un proceso educativo en general y en las ciencias en particular, se pueden presentar tres grupos de indicadores de competencias como son básicas, procedímentales e investigativas. Se hará referencia en esta investigación a las competencias básicas que tienen por indicadores: observar, recolectar datos, medir, manipular datos, interpretar, argumentar y proponer. En términos del proyecto curricular de Licenciatura en Química. El proyecto curricular de Licenciatura en Química desarrolla los planes de estudio a través de dos ciclos: de fundamentación y de profundización, el primero comprende cuatro semestres en los cuáles se proporcionara elementos conceptuales, epistemológicos, metodológicos, actitudinales y valorativos que permitan el logro y perfeccionamiento de las competencias humanas y cuyos indicadores están relacionados con la capacidad para: comprender la naturaleza de la actividad científica, tecnológica y artística, comprender el papel del experimento en las ciencias y en particular de la química, entre otros. (Proyecto curricular, 2000) 2.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA Los instrumentos de evaluación son un recurso que favorece la revisión de los diferentes conceptos adquiridos por los estudiantes en el aula de clase, por lo cual esta investigación pretende resolver la siguiente pregunta. ¿Identificar si los instrumentos de evaluación empleados en teorías químicas I a IV, relacionan los elementos conceptuales con las habilidades prácticas en la dimensión experimental de la química, y a su vez evalúan las competencias básicas?

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3. OBJETIVOS

3.1 OBJETIVO GENERAL Diseñar e implementar pruebas de evaluación para estudiantes de primer a cuarto semestre de licenciatura en química, que relacione los elementos conceptuales con las dimensiones procedimentales, de la química y a su vez evalúe las competencias básicas. 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- Diseñar una matriz que contenga las cuatro pruebas a nivel mundial y nacional que evidencien la fiabilidad y validez.

- Analizar en las cuatro pruebas los niveles de contenidos conceptuales y

procedímentales.

- Identificar los niveles de contenidos conceptuales y procedimentales de las ideas previas empleados por los docentes en el primer semestre del 2005.

- Evidenciar si los estudiantes relacionan los contenidos conceptuales con la

dimensión procedimental.

- Analizar los resultados de las pruebas desde el ambiente de formación disciplinar, especifica, científica e investigativa del proyecto curricular del licenciatura en química.

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4. HIPÓTESIS

Al aplicar las pruebas propuestas se espera encontrar una relación del contenido conceptual, con la dimensión procedimental de la química, en los espacios académicos de Teorías Química I a IV.

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5. ANTECEDENTES

Se podría decir, que la evaluación es un recurso que permite “comprobar” el aprendizaje de los estudiantes, además la evaluación explora las ideas clásicas de objetivos conceptuales, procedímentales y epistemológicos, por lo tanto la teoría puede ponerse al servicio de la práctica. (Séré, 2002). Un recurso para comprobar lo anterior es un instrumento (pruebas) que necesita de características como validez y fiabilidad. Un componente de la validez determina y describe la profundidad de los aprendizajes y el componente de fiabilidad se refiere a una estabilidad del juicio valorativo.

Si bien la aplicación de pequeñas pruebas producen efectividad, estas también podrían trasladarse a pruebas más extensas (sesión de globalización) en las que el alumno enfrente y ponga en tensión todos sus conocimientos, así mismo, una sesión de globalización cumple algunas condiciones. (Gil, Sánchez y Martínez, 1996) - En primer lugar, análisis cualitativos de situaciones abiertas, desde la construcción y fundamentación de hipótesis, interpretación de los resultados de un experimento, sin limitaciones de tiempo. - En segundo lugar, es muy conveniente que el producto elaborado por cada estudiante en estas sesiones sea devuelto, comentado lo antes posible y se discutan cuestión por cuestión. La aplicación de pruebas responde al cambio en los cursos de ciencias que fortalecen el aprendizaje de los estudiantes, no solo en conceptos de ciencia, sino también en métodos y procesos de investigación que los científicos utilizan. Este aprendizaje ayuda a los estudiantes a realizar una evaluación sobre problemas técnicos y problemas en el mundo de hoy. (Lunsford, 2004).

Varias instituciones a nivel mundial y local han diseñado pruebas que relacionan contenidos procedímentales y conceptuales, entre ellas tenemos: - El Programme for International Student Assessment (PISA). - El Tercer Estudio Mundial de Ciencias y Matemáticas (TIMSS) - Pruebas de Estado del ICFES - Integrated Lecture and Laboratory Chemistry (LECTURE) A partir de los nuevos cambios de la evaluación en el país la entidad encargada de la evaluación a nivel nacional ICFES a partir de 1995, inicia el proyecto conocido como Reconceptualización del Examen de Estado. Así, el nuevo examen tiene como objeto de evaluación las competencias de los estudiantes del país, en contextos disciplinares e interdisciplinares y se estructura en dos componentes: el

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núcleo común, igual para todos los estudiantes, y el componente flexible con una línea de profundización y otra interdisciplinar. A partir del año dos mil, la influencia del discurso sobre la evaluación referida a criterios de dominio y la evaluación por competencias en el contexto educativo nacional, determino las nuevas orientaciones del examen de estado. La evaluación de competencias llevada a cabo por el ICFES se baso en “los cambios e innovaciones que a nivel mundial se producen en el ámbito de las diversas disciplinas que conforman el examen, las nuevas exigencias culturales, sociales, políticas y económicas surgidas en el contexto de la globalización, así como la renovación de los propósitos educativos fundamentales del país”. Según el ICFES, “las exigencias del nuevo milenio parecen estar dirigidas entonces hacia la valorización de dos aspectos fundamentales: las competencias para crear conocimiento a partir de la movilización de lo adquirido y las competencias para sostener con justificaciones de peso el valor de verdad de lo creado. Estas justificaciones, trascienden el campo eminente académico para entrar en el espacio más amplio de las producciones culturales del conocimiento. La segunda competencia facilita así la validación social y cultural del conocimiento a través de la estrategia de la interlocución”. Con relación a las competencias que se evalúan en el nuevo examen de estado, como se menciono anteriormente, es evidente que se evalúan aprendizajes de tipo conceptual, procedimental y de procesos de pensamiento. Por supuesto, al evaluar las competencias, se evalúa el dominio de un conjunto de aprendizajes (conocimientos declarativos, valores, habilidades y actitudes) que se combinan en distinto grado, para desempeñar una actividad o resolver un problema en particular. En el caso del ICFES su orientación se enmarca dentro del contexto legal colombiano. La Universidad Pedagógica Nacional, contexto en el cual se desarrolla esta propuesta tiene la autonomía que le confiere la ley 30 y por ende en sus estatutos se encuentra el titulo cuarto, del sistema de evaluación, capitulo II, del aprendizaje, artículo 39 Sistema de Evaluación, hace referencia a que cada proyecto curricular definirá los lineamientos para establecer los logros e indicadores de logros para la evaluación del aprendizaje en el desarrollo de políticas y orientaciones que a este respecto emita el consejo académico. En el artículo 40, “La evaluación de los logros y competencias de los estudiantes, será esencialmente un mecanismo de orientación, que buscará la excelencia académica. Para documentar los procesos de evaluación se diseñarán y aplicaran instrumentos académicos en cada uno de ellos, garantizando en todo momento el debido proceso en las actuaciones”.

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El Departamento de Química de la Universidad Pedagógica Nacional en su proyecto curricular concibe a la evaluación como “un proceso permanente de recolección de datos y análisis de los mismos acerca de la evolución del currículo, el desempeño de los estudiantes y el progreso en el logro de las competencias objeto de la acción educativa en el departamento, como son la observación, recolección de datos, medir, manipular instrumentos, seleccionar o diseñar metodologías, interpretar, proponer y argumentar adecuada y correctamente textos e instrucciones sencillas, controlar la eficacia y eficiencia de las tares asumidas. (Proyecto curricular, 2000). Las características de la evaluación, según el Departamento de Química de la Universidad Pedagógica Nacional, son contribuir a la generación de expectativas positivas hacia la ciencia además debe extenderse no solo a los aspectos conceptuales sino también a los procedímentales y a los actitudinales, los axiológicos y a las habilidades intelectuales, buscando siempre el mejoramiento del aprendizaje y el perfeccionamiento del currículo. (Proyecto curricular, 2000)

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6. MARCO TEÓRICO 6.1 CONCEPCIÓN DE EVALUACIÒN 6.1.1 Evaluación por transmisión-recepción. La concepción docente sobre la evaluación de la enseñanza de las ciencias por transmisión-recepción, esta concebida como una serie de pruebas o exámenes realizados al final del periodo para saber cuales conocimientos, devuelven los alumnos. Además, la orientación conductista que subyace bajo está dinámica llevaría a tratar de “medir” el aprendizaje de los alumnos acumulando resultados parciales referidos al grado de adquisición de algunos “objetivos operativos”. Todo ello produciría en los profesores un conjunto de ideas y comportamientos sobre la evaluación, que se resumirán a continuación (Alonso, Gil y Martínez, 1992): 1. Creencia de la “objetividad y precisión” de su actividad evaluadora 2. Limitación del contenido de la evaluación a lo más objetivo y fácil de medir: la mera repetición de hechos y leyes y su aplicación mediante ejercicios cerrados. 3. Apoyando la idea de considerar la evaluación como juicio y en coherencia con una tendencia a dotar a las ciencias de un carácter elitista, se produce también un doble comportamiento docente consistente en asignar a las pruebas una discriminación entre “buenos” y malos estudiantes 4. El profesorado de Ciencias tiende en definitiva a considerar que la función primordial de la evaluación es medir la capacidad y aprovechamiento de los estudiantes.

6.1.2 Evaluación constructivista

La emergencia actual de propuestas de enseñanza basadas en una orientación constructivista del aprendizaje de las ciencias, deberían contribuir a remover los comportamientos, propiciando una contextualización del trabajo docente en modelos de enseñanza constructivista y en generar la reflexión docente sobre el papel de la evaluación.

Desde los planteamientos constructivistas, la evaluación se convierte así en un instrumento de aprendizaje, es decir, en una evaluación formativa, substituyendo a los juicios terminales sobre los logros y capacidades de los estudiantes. Así, la evaluación contempla las siguientes funciones (Alonso, 1994):

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- Incidir en el aprendizaje (favorecerlo) - Incidir en la enseñanza (contribuir a su mejora) - Incidir en el currículo (ajustarlo a lo que puede ser trabajado con interés y provecho por los y las estudiantes).

Durante mucho tiempo la evaluación estuvo reducida a los niveles de unos exámenes y de un régimen calificativo, estás eran las únicas alternativas que existían en las escuelas al momento de valorar el rendimiento educativo y solo en las últimas décadas, ha ido perdiendo esa rigidez y ese formalismo. Y comienza a diferenciarse, la evaluación de la simple calificación o conocida también como la evaluación de la medición. Se empieza a entender que la evaluación no es solo sinónima de exámenes y notas, sino que es un instrumento de investigación que nos permite recabar mucha información sobre el estudiante, un medio de diagnóstico que nos ayuda a conocer el estado cognoscitivo y actitudinal del educando, un medio de explicación y comprensión porque ayuda a dilucidar las causas y las razones del fenómeno evaluado. 6.1.3 Evaluación formativa La Evaluación es un mecanismo de orientación y formación y está será continua, integral, cualitativa y se expresara en informes descriptivos que deben responder a determinadas características (Cerda, 2003) Integral -Una labor conjunta del alumno, docente, directivos e institución. -Una herramienta cualitativa y cuantitativa. -Un conjunto de conocimientos que trascienden los propios, de la materia que se estudia. -Un medio que indaga por lo enseñado y su aplicabilidad (saber hacer). -Un recurso que evalúa los conocimientos y aspectos metodológicos. -Algo que se ocupa de lo cognitivo, de lo actitudinal, hábitos, aptitudes, habilidades y comportamientos. -Un proceso total (suma todo lo que puede evaluarse). Cualitativa -Utiliza métodos cualitativos (observación, entrevistas abiertas, diarios de campo, etc.). -Es global y se interesa, más en el proceso. -Centra su acción en el contexto y en el grupo.

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-Es subjetiva y dinámica. -Es formativa. -Es crítica Continua -Se realiza a lo largo de todo el proceso. -Reorienta el proceso. -Introduce ajustes y cambios. -Permite conocer la situación real de los alumnos en cualquier momento (antes, durante, final y después del proceso). -La valoración se realiza en todos los lugares donde el alumno desarrolla sus actividades escolares y sociales. -Es la integración de las evaluaciones diagnóstica, formativa y sumativa. Cuadro 1. Evaluación, Cualitativa y Cuantitativa

Evaluación Cuantitativa

Evaluación cualitativa

Aboga por el empleo de los métodos cuantitativos similares a los utilizados en la investigación cuantitativa

Emplear métodos cualitativos similares a los empleados por la investigación cualitativa.

Las cifras numéricas se constituyen en sus unidades de medición

Los valores no numéricos son sus unidades valorativas (símbolos, signos, palabras, etc.

Usa escalas estandarizadas, particularmente de intervalos, de razones o cocientes.

Utiliza escalas nominales o de clasificación y ordinales o de orden jerárquico.

Utiliza preferentemente pruebas estandarizadas y estructuradas (selección múltiple, dicotomías, pruebas objetivas, etc.)

Usa pruebas no estandarizadas y no estructuradas (observaciones, entrevistas, preguntas abiertas, triangulación, etc.

Utiliza principalmente la medición como criterio de evaluación.

Se vale de la descripción como medio para alcanzar la explicación y comprensión.

No generaliza. Le interesan los casos específicos y particulares.

Apunta a resultados individuales, pero el contexto y el grupo es un punto de referencia importante.

Es más sumativa. Es formativa.

Asume una realidad estable. Asume una realidad dinámica.

Es reduccionista: reduce muchas cosas a una (promedios finales) cosa.

Maneja simultáneamente muchas categorías e información (informes descriptivos y analíticos.

Es absoluta: criterios de aprobado y desaprobado.

Es condicional y relativa: depende de diversos factores que resultan de sus relaciones o de sus comparaciones.

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Da más importancia a los resultados (eficacia)

Le da más importancia al proceso de formación.

Tomado: Cerda, 2003. 6.2 LA EVALUACIÓN EN LOS TRABAJOS PRÁCTICOS

La evaluación del trabajo práctico requiere en primer lugar, un análisis detallado de las tareas de cada actividad práctica con el objeto de identificar las oportunidades de aprendizaje que ofrece y, en segundo lugar, la aplicación de las técnicas adecuadas para describir cada aprendizaje. Siguiendo las tendencias actuales, la mayoría de las técnicas de evaluación que se presentan, además de valorar los procesos de aprendizaje y sus resultados, se proponen contribuir a la reflexión y revisión de los conocimientos de los estudiantes. (Geli de Ciurana, 1995)

Teniendo en cuenta que la evaluación se define siempre en función del modelo de enseñanza, es preciso identificar las características de trabajo práctico:

1. El trabajo se plantea para encontrar respuesta a una cuestión concreta o a un determinado problema. 2. Los alumnos realizan de forma directa la exploración y la manipulación necesaria para resolver la pregunta planteada. 3. Los alumnos utilizan procesos intelectuales de distintos niveles, según la forma en que se plantean las actividades

En el contexto constructivista, la evaluación del trabajo práctico está experimentando técnicas innovadoras que intentan aportar información, no solo acerca de los aprendizajes del alumnado sino también del proceso de construcción del conocimiento. Una de las técnicas que se emplean son las pruebas escritas, estas técnicas son habituales para evaluar los aprendizajes de conceptos e incluso de procedimientos. A menudo se ha criticado la evaluación de los trabajos prácticos, mediante la aplicación de exámenes escritos puesto que parece demostrado que los conocimientos adquiridos en un contexto practico, son difíciles de reflejar en estas pruebas; sin embargo, no se puede despreciar sus cualidades: proporcionan información sobre temas muy variados del aprendizaje de cada alumno en un tiempo muy corto, son fáciles de aplicar y relativamente rápidas de corregir. La presentación de situaciones problema, acompañadas de cuestiones de elección múltiple han sido muy utilizadas para la evaluación de las actividades prácticas en proyectos de evaluación ingleses (TAPS, APU, etc) y en proyectos de enseñanza de las ciencias americanos. (Geli de Ciurana, 1995).

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6.3 PRUEBAS E INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN Los currículos de ciencias deben ofrecer un conjunto de teorías (dimensión de contenido); de métodos o procedimientos para conocer la naturaleza (dimensión de procesos); y actitudes propias de ese mismo modo de trabajo y de aquellas generadas por el respeto a la naturaleza y a las demás personas (dimensión de actitudes). Dada las dimensiones se recomienda el empleo de distintos métodos de evaluación, diario de clase en donde se anote las incidencias diarias de cada día, listas de control y observación, pruebas orales y escritas, etc. (Olivares, 1995). 6.3.1 Características de los instrumentos para la evaluación. Instrumento para la evaluación es todo recurso que permite comprobar el aprendizaje de los alumnos. Debe poseer dos características fundamentales: validez y fiabilidad. (Olivares, 1995).

Validez: Indica que la prueba comprueba o mide realmente el aprendizaje que se quiere comprobar o medir. La elaboración de pruebas validas exige, entre otras condiciones determinar y describir lo más ampliamente posible los modos y la profundidad de los aprendizajes, que constituyen los objetivos y el tipo de acciones que debe llevar a cabo el aprendiz para demostrar, lo que ha logrado.

Fiabilidad: Se refiere a la estabilidad del juicio valorativo, es decir, que los mismos niveles de aprendizaje de los alumnos sean valorados de la misma forma con la independencia de otros factores ajenos al mismo (cansancio, simpatía, situación relativa de la prueba, “dulzura” o “blandura” del evaluador). Las pruebas escritas según Kempa, 1986, pueden presentar varias formas:

- Pruebas de respuesta cerrada (selección múltiple, de completar, afirmación- negación, verdadero o falso.) - Pruebas de respuesta corta o cuestiones estructurales, el alumnado elabora las respuestas aunque las correctas pueden ser muy variadas. - Pruebas con cuestiones de ensayo y resolución problemas, no simple ejercicios. El estudiante debe estructurar la respuesta, seleccionar las informaciones y el modo de exponerlas.

Los instrumentos se clasifican según (Olivares, 1995) en:

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6.3.2 Instrumentos para evaluar contenidos conceptuales

La evaluación de los contenidos conceptuales es la más habitual de la práctica del profesorado. Sin embargo no siempre se tiene en cuenta el modo y profundidad del aprendizaje que se propuso en los objetivos, (si los alumnos y las alumnas deben recordar, comprender, aplicar, deducir) y a los que deben adecuarse las preguntas de las pruebas. (Olivares, 1995). En las preguntas de las pruebas de contenidos conceptuales Kempa, 1989 considera cuatro niveles de objetivos:

Nivel 1. Conocimiento y recuerdo de hechos, hipótesis, teorías, terminología y convenciones científicas). Nivel 2. Comprensión de los conocimientos científicos y sus relaciones manifestada en la capacidad para explicar e interpretar la información presentada y para expresarla en diferentes formas. Nivel 3. La aplicación del conocimiento científico y situaciones nuevas que implica la capacidad de seleccionar entre sus conocimientos los adecuados para resolver la nueva situación. Nivel 4. Análisis, síntesis y evaluación de la información científica que implica descubrir sus constituyentes (análisis) reorganizarlos en una nueva estructura (síntesis) y el juzgar acerca de su validez científica. 6.3.3 Instrumentos para evaluar los contenidos procedímentales

Los contenidos procedimentales específicos de las ciencias son aquellos relacionados con el trabajo científico: observación y descripción de fenómenos, obtención e interpretación de datos, conocimiento de técnicas de trabajo y manipulación de aparatos y diseño de investigaciones con control de variables para resolver problemas. La evaluación de la ejecución de técnicas de laboratorio exige la observación directa cuando la acción está teniendo lugar, pero las capacidades cognitivas que forman parte de la metodología de la investigación pueden evaluarse mediante pruebas de lápiz y papel. (Olivares, 1995): - Nivel 1, Lectura de la información en diferentes formas simbólicas. - Nivel 2, Construcción e interpretación de gráficas. - Nivel 3, Tratamiento de datos: descubrimiento de tendencias, interpolación, extrapolación, etc. - Nivel 4, Planificar investigaciones. 6.4 PRUEBAS A NIVEL NACIONAL E INTERNACIONAL

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6.4.1 Pruebas de Estado ICFES En 1991, en Colombia, sólo se conocía el marco de la Teoría Clásica de las Pruebas (TCP) que se basa en el modelo de curva normal para la producción e interpretación de resultados. No obstante este modelo resultó inadecuado por lo que se utilizó la Teoría Respuesta al Ítem (TRI) como marco matemático para el procesamiento y producción de resultados. El Servicio Nacional de Pruebas (SNP) inicia la utilización del TRI y en especial del modelo de Rasch en aspectos relacionados con la confiabilidad, validez, el procesamiento y la interpretación de resultados. A partir de 1995 se plantean cinco resultados diferentes para cada persona que aborda el nuevo examen de estado: 1. Competencia general en cada prueba: es un puntaje que indica el desempeño general de cada estudiante. 2. Desempeño relativo por grupos de preguntas: las preguntas se clasifican ya sean en ejes, ámbitos, tópicos o temas. 3. Grado de competencia: las competencias se circunscriben a las acciones de tipo interpretativo, argumentativo y propositivo. 4. Nivel de profundización: indica el nivel de complejidad que maneja una persona en cada prueba que haya elegido. 5. Resultado en la problemática interdisciplinar: es un puntaje que indica el desempeño general del estudiante en la problemática seleccionada. Con fundamento en la idea de actividad cultural, cobra sentido caracterizar a las ciencias naturales desde tres perspectivas: disciplinar, interdisciplinar e integral. Figura 1. Perspectivas de las ciencias naturales, según el ICFES.

INTEGRAL Relación CTS

DISCIPLINAR Delimitar problemas

específicos para cada una de las ciencias

INTERDISCIPLINARIO Solución de problemas con referentes teóricos, química,

biología y física.

Biología

f

Química

Física

FF

Física

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Tomado y adaptado ICFES, 2003, pág. 17.

Se ha abordado la cuestión de introducir en el examen de estado niveles de complejidad de las situaciones problema y su relación con los aspectos conceptuales y procedimentales definiéndose en tres criterios: 1. Articulación entre conceptos de un mismo referente teórico. 2. Articulación entre conceptos de diferentes referentes teóricos. 3. Articulación de las acciones fundamentales que exige la situación problema para ser abordada.

De acuerdo con estos tres criterios se han definido cuatro grados de complejidad: núcleo común: (básico1 y básico2), y profundización (avanzado1 y avanzado2).

El nuevo examen tiene como objeto de evaluación las competencias de los estudiantes en contextos disciplinares. Esto implica que se construirán preguntas, en cada prueba, que midan cada una de las competencias descritas en los marcos conceptuales de las pruebas.

Para el examen del estado, se considera que la formación en un área particular, y específicamente en el campo de las ciencias, se orienta a las que pueden denominarse dimensiones hermenéutica (interpretativo), ética (argumentativo) y estética (propositivo). (ICFES, 2003)

La evaluación por Competencias: En el contexto educativo colombiano se han definido cuatro competencias ha evaluar en cada una de las disciplinas que conforman el área. 1. Competencia para interpretar situaciones: -Deducir e inducir sobre variables a partir de una gráfica, esquema, tabla, relación de equivalencia o texto. -Identificar el esquema ilustrativo correspondiente a una situación. -Identificar la gráfica que relaciona adecuadamente dos variables que describen el estado, las interacciones o la dinámica de un evento. 2. Competencia para establecer Condiciones: acciones de tipo interpretativo y argumentativo.

-Identificar lo observable, o las variables pertinentes para el análisis de la situación.

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-Plantear afirmaciones válidas y pertinentes en el análisis de una situación. -Establecer relaciones cualitativas y cuantitativas entre los observables pertinentes para el análisis de la situación. 3. Competencia para plantear y argumentar hipótesis y regularidades: acciones orientadas a proponer y argumentar. -Plantear relaciones condicionales para que un evento pueda ocurrir, o predecir lo que probablemente suceda. -Identificar los diseños experimentales pertinentes para contrastar una hipótesis o determinar el valor de una magnitud. -Elaborar conclusiones adecuadas para un conjunto de situaciones o eventos -Formular comportamientos permanentes para un conjunto de situaciones o eventos. 4. Competencia para valorar el trabajo en ciencias naturales Esta competencia involucra todas las acciones de tipo interpretativo, argumentativo y propositivo orientadas a la toma de posición con respecto a las actividades asociadas al trabajo en ciencias. Se ha determinado que los estudiantes aprenden las soluciones de las situaciones problema sin identificar la diferencia o que se trata de una situación diferente, estos sucesos sugieren que la novedad debe ser una de las características centrales de las situaciones problema con las que se pretende que el estudiante establezca una relación comunicativa poniendo en juego sus competencias.

6.4.2 Pruebas PISA (Programme for International Student Assessment). La OECD1, desde 1998, ha estado financiando investigaciones para definir indicadores de educación que permitan hacer comparaciones válidas y ha venido reportando los resultados de su aplicación en Education at a glance. El interés por comparar el rendimiento de los estudiantes sólo puede ser satisfecho usando datos de estudio internacionales, tales como las encuestas de IEA e IAEP, pero por varias razones, estos datos no se ajustaban a la necesidad de los gobiernos, así, la OECD estableció su propio programa diseñado para satisfacer la necesidad de evaluación y para proveer indicadores relativos al rendimiento de los estudiantes de 15 años de edad. (OECD, 1999).

1 Los países de la OECD que participan son: Australia, Austria, Bélgica, Canadá, República Checa,

Dinamarca, Finlandia, Francia, Alemania, Grecia, Hungría, Islandia, Irlanda, Italia, Japón, Corea,

Luxemburgo, México, Los Países Bajos, Nueva Zelanda, Noruega, Polonia, Portugal, España, Suecia, Suiza,

El Reino Unido, Los Estados Unidos. Los países no miembros de la OECD que participan en 2000 son:

Brasil, Letonia, La Federación Rusa y China.

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Así, el PISA se estableció para evaluar en qué medida, al final, de la educación obligatoria, los estudiantes han adquirido las habilidades y la comprensión, en los campos identificados. El PISA no trata de evaluar cuán bien, los estudiantes dominan el contenido curricular, sino más bien qué habilidades generales y que comprensión amplia han adquirido. El propósito del PISA es proveer indicadores de salida de algunos sistemas educativos nacionales con respecto a cuatro objetivos principales de la educación, descritos como la alfabetización en la lectura, en las matemáticas y en las ciencias, y la habilidad en la resolución de problemas. El examen ha sido implementado por 43 países en la primera evaluación en el 2000, en 41 países en la segunda evaluación en el 2003 y al final 58 países participaran en la tercera evaluación en el 2006, los exámenes son aplicados a 4,500 y 10,000 estudiantes en cada país. Las características del programa son la evaluación de ítems de tres campos, en el año 2000 se evaluó la alfabetización lectora, en el 2003 las matemáticas, en el 2006 se evaluará las ciencias como campo principal. -Cada campo es definido en términos de conocimiento y habilidades importantes que se necesitan en la vida adulta. Los ítems de evaluación dan prioridad al domino de procesos, la comprensión de conceptos y la capacidad para funcionar en situaciones variadas. -Se recoge información contextual por medio de un cuestionario a los estudiantes y a los directores de las escuelas. -Los resultados serán las tendencias en el tiempo, para cada país, del conocimiento y las habilidades conseguidas al final de la escolarización obligatoria, así como las comparaciones entre países y las relaciones entre los indicadores contextuales, las características de las escuelas y el rendimiento de los estudiantes.

Establecer una competencia general en la alfabetización científica e identificar sus dimensiones generales. Se consideró que estas eran: a) Los procesos mentales involucrados en el tratamiento de una pregunta o un asunto. b) El conocimiento científico y la comprensión conceptual. c) Las áreas de aplicación de los procesos y los conceptos (la ciencia en la vida y la salud, la ciencia en la tierra y el medio ambiente y la ciencia y la tecnología). d) La situación o el contexto de aplicación (personal, comunitaria, global e histórica).

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El examen determina cuatro procesos a evaluar: 1. Comprender los conceptos científicos. 2. Comprender la naturaleza de la investigación científica. 3. Usar la evidencia científica. 4. Comunicar descripciones o argumentaciones científicas. El formato de la prueba para la alfabetización científica es una serie de unidades de prueba, cada una dedicada a un problema o un asunto particular. Las unidades de prueba presentan a los estudiantes una situación de la vida real, tomada de una fuente auténtica y una serie de preguntas (ítems) sobre ella. Cada ítem requiere el uso de una de las habilidades de proceso y de algún conocimiento científico. La presentación del material de estímulo (problema o cuestión) requiere leer un texto, tabla o diagrama. (OECD, 1999). Las pruebas PISA representan un avance respecto de anteriores encuestas internacionales en ciencias, al enfocarse sobre lo que los estudiantes podrían tomar de sus estudios para abordar los elementos científicos de la vida cotidiana. A fin de investigar no solo lo que los estudiantes creen, se preguntan en los ítems y los procesos a través de los cuales llegan a sus respuestas, sino también de donde sacan la comprensión revelante. Por ejemplo, ¿Usan información obtenida de fuentes no escolares, de internet, de los medios de comunicación, de los museos de ciencias? Las respuestas probablemente variarían de país en país, pero, a menos que se investigue más sobre está cuestión, se corre el riesgo de sacar conclusiones inapropiadas acerca de los currículos escolares. 6.4.3 Pruebas TIMSS (Tercer Estudio Mundial de Ciencias y Matemáticas) La formulación y desarrollo del TIMSS se basa en unos marcos de referencia elaborados desde 1989 en la Universidad British Columbia en el Canadá y después, en la Universidad del Estado de Michigan, en EE.UU, tomaron parte del estudio 43 países. En esta forma fue posible universalizar el lenguaje y el contenido de las preguntas, de tal manera que pudiera aplicarse en países diversos como Kuwait y Alemania. Se evalúan estudiantes entre los 13 y 14 años. (TIMSS, 2000). Se tuvieron en cuenta para el estudio tres aspectos como marcos de referencia: 1. El aspecto de contenido. 2. El aspecto de habilidades. 3. El aspecto de perspectivas.

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El aspecto de contenido incluyó tres ciencias, las de la Tierra, las de la Vida y las Físicas. Pero, además, la relación de la ciencia con la tecnología, la historia de las ciencias y de la tecnología, los recursos naturales y el medio ambiente y la naturaleza de la ciencia. El aspecto de habilidades tuvo en cuenta el uso de conocimientos, la teorización con el análisis y resolución de problemas, el uso de equipos y la investigación del mundo natural. El aspecto de perspectivas incluyó actitudes hacia la ciencia y la tecnología, carreras e intereses en ambas y seguridad en el uso de la ciencia. Las preguntas de la prueba fueron sistematizadas de acuerdo con categoría de habilidades y desempeño correspondientes a los tres aspectos ya señalados de conocimiento, habilidades y perspectivas. En el conocimiento se examinó la información simple y compleja, así como la información temática. En habilidades se tuvo en cuenta la teorización, soluciones de problemas con capacidades de abstracción y deducción de principios científicos, la solución de problemas cuantitativos, la aplicación de modelos y hasta la toma de decisiones. Así, también, con la categoría y el aspecto de perspectiva. (MEN, 1997). A cada uno de los contenidos le correspondió un número de preguntas. Para la de la ciencia de la Tierra 22; en las Ciencias de la Vida 40; en Física 40; en Química, 19; y en el Medio Ambiente, 14, en total 135 preguntas. En igual forma, cada una de las categorías copó su número de preguntas de las mismas 135. Información simple, 55; información compleja, 39; teorización, análisis y solución de problemas, 28; usó de equipos y procedimientos,8; e investigación del mundo natural,5. La información de conocimientos ocupa un lugar preponderante 114 preguntas. Y la solución de problemas, 28. No podrá decirse que este estudio de amplias repercusiones en el mundo de la educación y de los gobiernos, es retrogradó y atrasado por que insiste en la memoria y en la adquisición de conocimientos concretos. Pero, el pensamiento, la abstracción, la solución de problemas, resulta imposible sin la memoria y sin el instrumento fundamental de los conocimientos concretos. Así, también lo demuestra este estudio. Sin memoria no hay pensamiento. Sin conocimientos concretos e información, no hay pensamiento posible. Simplemente sería un pensamiento en el abismo en el vacío. (TIMSS, 2000). 6.4.4 Pruebas LECTURE (Integrated Lecture and Laboratory Chemistry)

Integrar lectura y componentes de la química práctica para programas de educación en ciencias.

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La autora S. K. Lunsford, 2004, del Departamento de Química de la Universidad Wrigth State, realizó un programa para los primeros semestres (grados K-3) y grados superiores (grados 4-9). El programa consiste en cinco núcleos en ciencias: Fundamentos en resolución de problemas y literatura en ciencias, conceptos y aplicaciones en física I, conceptos en Química I, conceptos de Geología I, y conceptos de Biología I. El programa de educación en ciencias al siguiente semestre contiene en los siguientes núcleos: conceptos y aplicaciones en Física II, conceptos en Química II, conceptos de Geología II, conceptos de Biología II y proyectos en ciencias. Estos cursos se han desarrollado a través de los años y está basado en los estándares de la educación nacional en ciencias y la asociación nacional de estándares para profesores en ciencias. Las metas para el desarrollo de los nuevos cursos en química son: -Desarrollo de problemas a través de procesos necesarios -Orientar a los estudiantes hacia preguntas basadas en el aprendizaje del medio ambiente. -Desarrollar la comprensión de conceptos en química en los núcleos, como física vs. Propiedades químicas y cambios relacionados con la tendencia periódica (periodicidad). -Familiarizar a los estudiantes con los estándares de la educación nacional en ciencias. -Desarrollar aprendizaje de problemas cooperativos para convertirse en un estudiante colaborador. -Motivar a los estudiantes para que lleguen a ser decisivos en situaciones del mundo real en ciencias. -Desarrollar actitudes en los estudiantes hacia problemas en ciencias. -Desarrollar en los estudiantes habilidades para realizar conexión entre ciencia, matemáticas, historia, artes y humanidades como una relación entre lo personal y problemas globales. Este nuevo diseño de cursos refleja los estándares nacional y estatal, no solo en contenidos, sino también la forma en que el contenido es cubierto y evaluado. El desarrollo de este nuevo curso en ciencias fortalece a los estudiantes ha aprender, no solo hechos en ciencias sino también en métodos y procesos de investigación, los cuales los científicos utilizan. Este aprendizaje ayudaría a los estudiantes a efectuar una evaluación precisa sobre problemas técnicos en el mundo de hoy. Los cursos del programa tienen de 24 a 28 estudiantes y se realizan preguntas basadas en la integración de las discusiones en clase y la experiencia en el laboratorio.

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El curso tiene medios de aprendizaje cooperativo y constructivista, en los cuales los estudiantes trabajan en grupos para obtener y analizar información de las investigaciones. Los estudiantes son animados a comunicar sus resultados a sus semejantes y al orientador del curso. En esta forma los estudiantes construyen su propio conocimiento y lo modifican, si es necesario a través de su investigación y discusión. Estos curso son “centrados en el estudiante” en oposición al “profesor como centro”. Los estudiantes son responsables de adquirir, procesar y evaluar la comprensión de conceptos en los cursos. Comunicar razonamientos y aplicaciones de conceptos. Las actividades del curso son significativas, ya que son diferentes a las de la lectura tradicional, el formato del laboratorio en el que los estudiantes primero ejecutan son las investigaciones cooperativas para “descubrir” conceptos, seguidos por trabajos en equipo y discusiones en clase que proveen nueva elaboración de conceptos. (Lunsford, 2004).

6.5 LA EVALUACIÓN EN EL PROYECTO CURRICULAR EXPERIMENTAL PARA LA FORMACIÓN DE LICENCIADOS EN QUÍMICA

En este proyecto, la evaluación se concibe como un proceso permanente de recolección de datos y análisis de los mismos acerca de la evolución del currículo, el desempeño de los estudiantes y el progreso en el logro de las competencias objeto de la acción educativa en el departamento. La evaluación debe tener un papel orientador y de estimulo al trabajo de los alumnos y contribuir a la generación de expectativas positivas hacia la ciencia, además debe extenderse no solo a los aspectos conceptuales sino también a los procedímentales, a los actitudinales, los axiológicos y a las habilidades intelectuales buscando siempre el mejoramiento del aprendizaje y el perfeccionamiento del currículo. (Proyecto curricular experimental para la formación de licenciados en química, 2000). La evaluación tiene entre otros los siguientes propósitos, establecer las preconcepciones, dificultades de aprendizaje y orientar el aprendizaje de los alumnos, algunos de los cuales se relacionan directamente con los procesos de enseñanza y aprendizaje y otros con los usuarios de la evaluación. (Ladino, 1998). Al programa de Licenciatura en química se desean incorporar en la evaluación de los alumnos procedimientos que tengan como propósito una formación para su autodesarrollo intelectual y social. El alumno, bajo la dirección de los profesores, es el gestor de su aprendizaje.

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Para evaluar el rendimiento académico en términos del desarrollo de las competencias en los profesores en formación, de acuerdo con lo previsto, se tendrán como criterios los objetivos generales y específicos de las actividades académicas, de los diferentes campos de formación y que se precisan en los núcleos problemáticos correspondientes. En cuanto a las formas y procedimientos de evaluación se hará énfasis en la formación y objetivos propuestos en cada espacio académico y orientados al desarrollo de las competencias previstas. Los profesores constatarán el avance de los alumnos y el logro de los objetivos en términos de la construcción de competencias, a través de pruebas especiales diseñadas para tal fin. Los resultados de tales pruebas serán analizados y discutidos conjuntamente con ellos. Cuadro 2. Ambientes y Espacios Académicos, del Proyecto curricular de Licenciatura en Química.

7. METODOLOGÍA La metodología se desarrolló según el esquema mostrado en la figura 2. Figura 2. Metodología de Trabajo

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METODOLOGÍA

ETAPA DE PLANIFICACIÓN

Revisión teórica

Construcción de las Pruebas

Matriz de Pruebas

Recolección de Ideas Previas

ETAPA DE EJECUCIÓN

Inspección de los

Niveles procedimentales

Inspección de los

Niveles conceptuales

Inspección conceptual

Aplicación de prueba

Validación de Pruebas

Nivel 3. Aplicación

Nivel 2. Comprensión

Nivel 1. Conocimiento

Nivel 4. Análisis

Nivel 3. Tratamiento de datos

Nivel 2. Construcción E interpretación de

gráficas

Nivel 1. Lectura de Símbolos

Nivel 4. Planificar Investigaciones

ETAPA DE ANALISIS

Identificación de los conceptos y niveles en las pruebas

Revisión de programas de los espacios académicos de Teoría Químicas

Caracterización de la Población (Estudiantes de I semestre a VII

semestre

Muestra: I semestre a

IV semestre

Análisis de las pruebas desde el proyecto curricular

7.1 ETAPA DE PLANIFICACIÓN 7.1.1 Revisión Teórica: a. Se consultan las cuatro pruebas a nivel mundial y nacional, las cuales son: PISA, TIMMS, ICFES, LECTURE, para la realización de la matriz.

PROYECTO CURRICULAR DE LICENCIATURA EN QUIMICA

AMBIENTE CICLOS CICLO DE FUNDAMENTACIÓN

SEMESTRES I II III IV

Formación disciplinar

Teorías Química I

Teorías Química II

Teorías Química III

Teorías Química IV

especifica y formación Formación Formación Formación

científica e investigativa Matemática I Matemática II Matemática III

Teorías Físicas I

Teorías Físicas II

Teorías Físicas III

Geociencias

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b. Lectura del proyecto curricular experimental para la formación de Licenciados en Química, de la Universidad Pedagógica Nacional, para establecer las competencias básicas. c. Revisión de textos, artículos relacionados con evaluación. 7.1.2 Matriz de pruebas: a. Este diseño es para analizar cada instrumento de evaluación, para determinar si poseen las características como es validez y fiabilidad (Olivares, 1995): Cuadro 3. Características Fundamentales de Pruebas Escritas

PISA ICFES TIMMS LECTURE

Validez

Fiabilidad

b. Identificar las diversas formas de respuestas que se presentan en las pruebas escritas, desde el área de ciencias. Cuadro 4: Formas de Respuesta Respuestas PISA TIMSS ICFES LECTURE

Respuesta cerrada (selección múltiple, de completar, afirmación - negación, verdadero o falso)

SI NO

SI NO

SI NO

SI NO

Respuesta corta o cuestiones estructurales, elaboración de respuestas aunque las correctas no pueden ser muy variadas.

SI NO

SI NO

SI NO

SI NO

Cuestiones de ensayo y resolución de problemas, estructurar la respuesta, seleccionar las informaciones y el modo de exponerlas.

SI NO

SI NO

SI NO

SI NO

c. Analizar en cada prueba la evaluación de contenidos conceptuales desde el área de ciencias, utilizando la siguiente tabla. Cuadro 5. Niveles de Contenido Conceptual Contenidos PISA TIMSS ICFES LECTURE

Nivel 1 Conocimiento y recuerdo de hechos, hipótesis,

SI NO

SI NO

SI NO

SI NO

30

teorías, terminología y convenciones científicas.

Nivel 2 Comprensión de los conocimientos científicos y sus relaciones manifestada en la capacidad para explicar e interpretar la información presentada y para expresarla en diferentes formas

SI NO

SI NO

SI NO

SI NO

Nivel 3 Aplicación del conocimiento científico a situaciones nuevas que implican la capacidad de seleccionar entre sus conocimientos los adecuados para resolver la nueva situación.

SI NO

SI NO

SI NO

SI NO

Nivel 4 Análisis, síntesis y evaluación de la información científica que implica descubrir sus constituyentes (análisis), reorganizarlos en una nueva estructura (síntesis) y el juzgar acerca de su validez científica.

SI NO

SI NO

SI NO

SI NO

c. Analizar en cada prueba la evaluación de contenidos procedimentales desde el área de ciencias, utilizando la siguiente tabla. Cuadro 6. Niveles de Contenido Procedimental. Contenidos procedímentales

PISA TIMSS ICFES LECTURE

Nivel 1 Lectura de la información

SI NO

SI NO

SI NO

SI NO

31

en diferentes formas simbólicas

Nivel 2 Construcción e interpretación de gráficas

SI NO

SI NO

SI NO

SI NO

Nivel 3 Tratamiento de datos, descubrimiento, interpolación y extrapolación

SI NO

SI NO

SI NO

SI NO

Nivel 4 Planificar investigaciones

SI NO

SI NO

SI NO

SI NO

7.1.3 Recolección de ideas previas: Consultar las evaluaciones de ideas previas realizadas en los espacios académicos de Teorías Químicas I a IV, con el objeto de identificar la relación de los conceptos teóricos con lo experimental. Se realiza el mismo diseño de matriz, empleada en los cuadros 3, 4, 5 y 6, para cada una de las evaluaciones recolectadas de los espacios académicos de Teorías Químicas I a IV. 7.1.4 Caracterización de la población: Estudiantes del Departamento de Química de los semestres I a VIII con el objeto de continuar con los procesos de seguimiento y evaluación del proyecto curricular de Licenciados en Química (Anexo A). La población corresponde a los estudiantes del Departamento de Química de la Universidad Pedagógica Nacional de Colombia. Cuenta con aproximadamente 323 estudiantes, de los cuales el 63.15% son mujeres y el 36.84 % son hombres, se encuentran en edades entre los 17 años y 23 años. El nivel de educación del núcleo familiar se encuentra distribuido de la siguiente manera: madre con formación académica hasta bachillerato del 34.36%, padre con formación académica hasta bachillerato es de 26.93 % y hermanos con formación hasta bachillerato de 27.5%. Para la caracterización de la muestra se diseño una encuesta que esta estructurada en doce preguntas así:

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De las preguntas 1 a la 5, fue determinar y analizar el tipo de población y sus diferentes aspectos personales.

- con la primera pregunta, se pretende conocer si poseen libros de ciencias para adelantar sus estudios universitarios.

- Con la segunda pregunta, permite conocer y averiguar si poseen los suficientes elementos, para determinar un mejor ambiente de estudio y como contribuye este a su aprendizaje.

- Con la tercera pregunta, se indaga acerca del nivel educativo completo de los miembros de la familia.

- La cuarta pregunta, hace referencia a cuales son las aspiraciones educativas en el campo disciplinar, pedagógico o científico del estudiante y justificar por que esta elección, con el fin de categorizar las repuestas en: interés disciplinar, pedagógico, social, económico y personal.

- Con la quinta pregunta, se indaga si existen estudiantes con alguna discapacidad física.

- Con la sexta pregunta, se identifica si es necesario aprender la disciplina, para desenvolverse a nivel profesional y si esta es del agrado.

- De la pregunta siete y ocho, se identifican las metodologías empleadas en las clases de química, tanto del profesor como del estudiante.

- En la pregunta siete, se analiza la frecuencia de metodologías empleadas en la clase por el profesor del área de química.

- En la pregunta octava, se analiza la frecuencia de metodologías empleadas en la clase de química por los estudiantes.

- De las pregunta nueve a la once, se pretende examinar algunos aspectos del proyecto curricular para la Formación de Licenciados en Química.

- La pregunta nueve, se pretende identificar los espacios académicos en los que existan mayor dificultad en los estudiantes.

- En la pregunta numero diez sirve para determinar si los estudiantes han perdido mayor cantidad de espacios académicos disciplinares con respecto a los otros espacios pedagógicos e indicar las razones del por que la perdida de estas.

- En la pregunta numero once se quería observar que asignaturas o áreas les gustaría profundizar en noveno y décimo semestre.

- En la última pregunta se pretende analizar algunos aspectos o comentarios favorables o desfavorables del proyecto curricular de licenciatura en Química.

7.1.4.1 Muestra:

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Se encuentra constituida por estudiantes de primer a cuarto semestre del espacio académico de Teorías químicas, de la Universidad Pedagógica Nacional que son aproximadamente 244 estudiantes. En el primer semestre esta conformado por 69 estudiantes, aproximadamente 33 en la jornada de la mañana y 26 en la jornada de la tarde donde el 59.42 % son mujeres y el 40.57% son hombres, con la mayoría de edad de 17 años; el segundo semestre esta conformado por 56 estudiantes el 73.21% son mujeres y el 26.78% son hombres, la mayoría de edad son 17 años; tercer semestre son 59 estudiantes el 52.54 % son mujeres y 47.45% son hombres en edades entre 18 y 19 años; cuarto semestre son 60 estudiantes y el 61.66% son mujeres y el 38.36 % son hombres y la mayoría de edad es de 19 años. 7.1.5 Construcción de Pruebas: Se diseñan cuatro pruebas escritas que contengan diversas formas de respuestas que se presentan en las pruebas escritas (respuesta cerrada, respuesta corta o cuestiones estructuradas y cuestiones de ensayo y resolución de problemas) y los diversos tipos de contenidos (conceptual y procedimental); para los espacios académicos de Teorías Químicas I, II, III, y IV de acuerdo a los parámetros mencionados en los cuadros 3, 4, 5 y 6 y análogamente con los conceptos involucrados y propuestos en los programas académicos de cada uno de los profesores de los espacios académicos. Una descripción detallada de cada instrumento se presenta a continuación pregunta por pregunta.

La prueba de Teorías Químicas I, consta de 10 clases de preguntas, con una duración de 90 minutos, se aplicó a estudiantes tanto de la jornada de la mañana como de la tarde. (Anexo B)

Pregunta uno: -Respuesta de cuestiones de ensayo y resolución de problemas -Contenido conceptual: nivel 3 -Conceptos involucrados: Examina los conocimientos que el estudiante tiene sobre átomo, elemento, compuesto, masa, volumen, densidad, materia homogénea y heterogénea. Pregunta dos: -Respuesta corta o cuestiones estructuradas -Contenido conceptual: nivel 1

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-Conceptos involucrados: Verifica si los estudiantes clasifican e identifican las situaciones como cambios físicos o químicos. Pregunta tres: -Respuesta de cuestiones de ensayo y resolución de problemas. -Contenido conceptual: nivel 3 -contenido procedimental: nivel 4 -Pretende que el estudiante interprete un texto y a partir de este de solución al interrogante planteado. Teniendo en cuenta los conceptos de calor, energía, temperatura, volumen, cambio de estado, sistema, entorno. Pregunta cuatro: -Respuesta corta o cuestiones estructuradas -Contenido conceptual: nivel 2 -Contenido procedimental: nivel 2 -Conceptos involucrados: Consta de dos literales, con ello se pretende que el estudiante interprete la tendencia de la energía de ionización en una grafica. A partir de los conceptos: átomo, electrón, Ion gaseoso, número atómico, grupo, periodos, metales alcalinotérreos, gases inertes, propiedad periódica de los elementos, energía de ionización Pregunta cinco: -Respuesta cerrada -Contenido conceptual: nivel 1 -Conceptos involucrados: Completar un párrafo utilizando una rejilla de información sobre partículas subatómicas; se involucran los siguientes conceptos: partículas subatómicas, átomos, electrón, protón, núcleo, materia, rayos catódicos,

radioactividad y radiación α (alfa),β (beta) y (gamma). Pregunta seis: - Respuesta de cuestiones de ensayo y resolución de problemas. -Contenido conceptual: nivel 2 -Contenido procedimental: nivel 1 -Conceptos involucrados: consta de dos distractores, con ello se pretende, que el estudiante interprete un diagrama y a partir de este de respuesta al producto que se obtiene en una reacción química sobre la combustión del azufre. Se involucran los siguientes conceptos: elemento, compuesto, mezcla, reactivo, producto, formula química, ley de la conservación de la masa y reacción de combustión Pregunta siete: -Respuesta corta o cuestiones estructuradas. -Contenido conceptual: nivel 1

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-Conceptos involucrados: consta de tres literales, con ello interprete la estequiometría de una reacción química, y determinar el reactivo limite y en exceso. Se involucran los siguientes conceptos: elemento, compuesto mol, masa atómica u.m.a, reacción química, balanceo de ecuación, ley de la conservación de la masa, estequiometría, reactivo límite y reactivo en exceso. Pregunta ocho: -Respuesta cerrada. -Contenido conceptual: nivel 1 -Conceptos involucrados: A partir de un texto se identifique la configuración electrónica de un elemento de transición. Se involucran los siguientes conceptos: electrones de valencia, elemento, metal de transición, periodo, grupo, nivel de energía y configuración electrónica. Pregunta nueve: - Respuesta de cuestiones de ensayo y resolución de problemas. -Contenido conceptual: nivel 2 -Contenido procedimental: nivel 3 -Conceptos involucrados: Tratamiento de datos de electronegatividad del grupo 4B comparándolo con el grupo 1B, para interpretar su tendencia. Se implican los siguientes conceptos: electrón, átomo, molécula, elemento, grupo, periodo, propiedad periódica de los elementos y electronegatividad Pregunta diez: - Respuesta corta o cuestiones estructuradas -Contenido conceptual: nivel 4 -Conceptos involucrados: Síntesis, análisis, validez y evaluación de la lectura del texto “Numero de avogadro”. En la numeral a, se pretende que el estudiante realice el listado de conceptos involucrados en la lectura, para identificar si tiene la capacidad de extraer conceptos químicos como: átomo, Ion molécula, mol, número de avogrado, volumen, unidades de medida, masa, notación científica y magnitud, evaporación, En el numeral b, el objetivo es que el estudiante relacione las teorías con los fenómenos que se mencionan en la lectura o sino mencionar los acontecimientos o sucesos que tienen lugar en ella. El numeral c, d y e examina si el estudiante asume una posición critica hacia al texto por medio de argumentos, además si este logra enriquecer o modificar el texto por medio de su conocimiento científico.

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La prueba de Teorías Químicas II, consta de 10 clases de preguntas, con una duración de 90 minutos, se aplicó a estudiantes tanto de la jornada de la mañana como de la tarde. (Anexo C).

Pregunta uno: -Respuesta corta o cuestiones estructuradas -Contenido conceptual: nivel 2 -Contenido procedimental: nivel 1 -Conceptos involucrados: consta de dos distractores, con ello se pretende, que el estudiante interprete un diagrama y a partir de este de respuesta al producto que se obtiene en una reacción química. Se implican los siguientes conceptos: elemento, molécula, mol, fórmula química, reacción química, balanceo de ecuación y ley de la conservación de la masa. Pregunta dos: -Respuesta cerrada -Contenido conceptual: nivel 2 -Contenido procedimental: nivel 1 -Conceptos involucrados: Interpretar un diagrama que simula la reacción entre dos elementos y a partir de este encontrar la reacción que la describe. Se implican los siguientes conceptos: átomo, elemento, molécula, compuesto, mol, reacción química y la ley de la conservación de la masa Pregunta tres: -Respuesta cerrada -Contenido conceptual: nivel 2 -contenido procedimental: nivel 2 -Conceptos involucrados: análisis e interpretación de gráficas para la formación de SO3 (g). Se implican los siguientes conceptos: masa, reacciones químicas, balanceo de ecuación reacción de combustión y ley de la conservación de la masa. Pregunta cuatro: -Respuesta de cuestiones de ensayo y resolución de problemas. -Contenido conceptual: nivel 2 -Contenido procedimental: nivel 1 -Conceptos involucrados: Tiene cinco literales y se pretende que el estudiante equilibre una serie de balanzas, a partir de un diagrama. Se implican los siguientes conceptos: átomos, elemento, molécula, reactivo, producto, ley de la conservación de la masa, reacción química.

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Pregunta cinco: -Respuesta corta o cuestiones estructuradas -Contenido conceptual: nivel 1 -Conceptos involucrados: Completar una tabla a partir de la lectura de un párrafo sobre el sulfato cuproso. Se implican los siguientes conceptos: átomo, elemento, compuesto, formula química, electronegatividad, enlace químico, estructura de Lewis, geometría molecular Pregunta seis: - Respuesta de cuestiones de ensayo y resolución de problemas. -Contenido conceptual: nivel 3 -Contenido procedimental: nivel 4 -Conceptos involucrados: Consta de tres literales; en la cual se pretende que el estudiante interprete un texto (proceso) del cual se desarrolla una interpretación realizada por tres estudiantes, para así explicar las razones por las que se identifica con la explicación de los tres, con uno o con ninguno. Se implican los siguientes conceptos en el proceso: gas, formula química, gas butano, combustión. Conceptos implicados en la conversación: enlace sigma, densidad, solubilidad, hidrocarburo, gas butano. Pregunta siete: -Respuesta cerrada. -Contenido conceptual: nivel 3 -Conceptos involucrados: De acuerdo con el enunciado determinar la misión de la gallina al incubar los huevos involucrando los conceptos de termoquímica: materia, reacción química, energía, calor, exotérmico, endotérmico, sistema cerrado, sistema abierto, entorno, entropía, transformación isoterma. Pregunta ocho: - Respuesta de cuestiones de ensayo y resolución de problemas. -Contenido conceptual: nivel 2 -Contenido procedimental: nivel 3 -Conceptos involucrados: Esta cuesta de dos literales, en donde se interpreta la tabla de datos para preparar disoluciones. Se implican los siguientes conceptos: volumen, compuesto, solución, concentración, dilución, disolvente. Pregunta nueve: - Respuesta corta o cuestiones estructuradas -Contenido conceptual: nivel 4 -Conceptos involucrados: Síntesis, análisis, validez y evaluación de la lectura del texto “Química de la visión”

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En la numeral a, se pretende que el estudiante realice el listado de conceptos involucrados en la lectura, para identificar si tiene la capacidad de extraer conceptos químicos sin involucrar los biológicos como: fotones, molécula, enlace sencillo, enlace doble, orbital, reacción química, entalpías de enlace, geometría molecular En el numeral b, el objetivo es que el estudiante relacione las teorías con los fenómenos que se mencionan en la lectura o sino mencionar los acontecimientos o sucesos que tienen lugar en ella. El numeral c, d y e examina si el estudiante asume una posición critica hacia al texto por medio de argumentos, además si este logra enriquecer o modificar el texto por medio de su conocimiento científico.

La prueba de Teorías Químicas III, consta de 8 clases de preguntas, con una duración de 90 minutos, se aplicó a estudiantes tanto de la jornada de la mañana como de la tarde.

Pregunta uno: -Respuesta corta o cuestiones estructuradas -Contenido conceptual: nivel 2 -Contenido procedimental: nivel 1 -Conceptos involucrados: consta de un distractor, con ello se pretende, que el estudiante interprete un diagrama y a partir de este escriba la formula química correspondiente a las moléculas representadas en este. Se implican los siguientes conceptos: molécula, compuesto, formula química, reactivo, producto, reacción química. Pregunta dos: -Respuesta de cuestiones de ensayo y resolución de problemas -Contenido conceptual: nivel 3 -Contenido procedimental: nivel 1 -Conceptos involucrados: El estudiante sea capaz de diseñar un diagrama diferente con la ayuda de uno guía construido con los postulados de John Daltón. Se implican los siguientes conceptos átomo, elemento, compuesto, materia, teoría atómica, masa, reacción química. Pregunta tres: -Respuesta cerrada -Contenido conceptual: nivel 2 -Conceptos involucrados: El estudiante debe ser capaz de dar solución a un problema de la oxidación del azúcar a partir de los datos de entalpía de formación estándar. Se implican los siguientes conceptos: compuesto, oxidación, reacción

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química, ley de la conservación de la masa, energía, entalpías de formación estándar, calor de reacción y calor de formación. Pregunta cuatro: -Respuesta corta o cuestiones estructuradas -Contenido conceptual: nivel 1 -Conceptos involucrados: Consta de 10 literales y que con las ecuaciones propuestas el estudiante debe indicar el tipo de reacción que tiene lugar. Se implican los siguientes conceptos: mol, reacción química, tipos de reacciones (precipitación, ácido-base, oxido-reducción, desplazamiento, combustión, síntesis, descomposición, metátesis, neutralización). Pregunta cinco: -Respuesta de cuestiones de ensayo y resolución de problemas -Contenido conceptual: nivel 2 -Contenido procedimental: nivel 3 -Conceptos involucrados: Contiene dos distractores y busca que el estudiante realice un tratamiento de datos para realizar posteriormente, dos graficas para establecer el orden de reacción de la descomposición del dióxido de Nitrógeno en fase gaseosa. Se implican los siguientes conceptos: elemento, compuesto, fase gaseosa, concentración, reactivo, producto, reacción química, velocidad de reacción, orden de reacción. Pregunta seis: -Respuesta cerrada. -Contenido conceptual: nivel 3 -Contenido procedimental: nivel 4 -Conceptos involucrados: Examina si el estudiante puede seleccionar cual de los biólogos tiene la razón a partir de los argumentos que cada uno de ellos formula, involucrando conceptos como temperatura y su influencia en la velocidad de reacción. Se implican los siguientes conceptos: temperatura, velocidad de reacción, ecuación de Arrhenius Pregunta siete: -Respuesta corta o cuestiones estructuradas -Contenido conceptual: nivel 1 -Conceptos involucrados: Al presentar una párrafo se verifica si el estudiante identifica a un sistema en equilibrio; constando de dos literales. Se implican los siguientes conceptos: temperatura, gases, mezcla homogénea, mezcla heterogénea, reacción química, solución, disolución, velocidad de reacción, sistema, equilibrio químico. Pregunta ocho:

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- Respuesta corta o cuestiones estructuradas -Contenido conceptual: nivel 4 -Conceptos involucrados: Síntesis, análisis, validez y evaluación de la lectura del texto “Diversión con carbonatos” En la numeral a, se pretende que el estudiante realice el listado de conceptos involucrados en la lectura, para identificar si tiene la capacidad de extraer conceptos químicos como: átomo, ión, elemento, compuesto, ácido, carbonato, reacción química, solución, disolución, dilución. En el numeral b, el objetivo es que el estudiante relacione las teorías con los fenómenos que se mencionan en la lectura o sino mencionar los acontecimientos o sucesos que tienen lugar en ella. El numeral c, d y e examina si el estudiante asume una posición critica hacia al texto por medio de argumentos, además si este logra enriquecer o modificar el texto por medio de su conocimiento científico.

La prueba de Teorías Químicas IV, consta de 10 clases de preguntas, con una duración de 90 minutos, se aplicó a estudiantes tanto de la jornada de la mañana como de la tarde.

Pregunta uno: -Respuesta corta o cuestiones estructuradas -Contenido conceptual: nivel 2 -Contenido procedimental: nivel 1 -Conceptos involucrados: consta de dos distractores, con ello se pretende, que el estudiante interprete un diagrama y a partir de este clasifique los diagramas en orden de reacción creciente. Se implican los siguientes conceptos: elemento, compuesto mezcla, reactivo, producto, reacción química, concentración, orden de reacción, velocidad de reacción, constante de velocidad. Pregunta dos: -Respuesta de cuestiones de ensayo y resolución de problemas. -Contenido conceptual: nivel 3 -Conceptos involucrados: Consta de dos literales, en donde el estudiante debe expresar las razones por las cuales escoge alguna afirmación, teniendo en cuenta los conceptos: estados de la materia (líquido, sólido, gaseoso), presión, volumen, mezcla, reacción química, combustión, hidrocarburo, gasolina, combustible, comburente, velocidad de reacción, energía, trabajo. Pregunta tres:

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-Respuesta corta o cuestiones estructuradas -Contenido conceptual: nivel 2 -contenido procedimental: nivel 3 -Conceptos involucrados: Consta de dos distractores. El diagrama y con ayuda de la tabla el estudiante resolverá los cuestionamientos a cerca de la concentración de Potasio y Cloro. Se implican los siguientes conceptos: ión, sólido, volumen, reacción química, soluto, concentración, solución homogénea, disolución, disolución saturada, disolución insaturada, solubilidad, producto de solubilidad, precipitación, .equilibrio químico, principio de Le´Chatelier, efecto del ión común. Pregunta cuatro: -Respuesta corta o cuestiones estructuradas -Contenido conceptual: nivel 2 -Contenido procedimental: nivel 2 -Conceptos involucrados: Con el la ayuda de una grafica el estudiante podrá dar respuesta a la velocidad de la reacción en el equilibrio. Se implican los siguientes conceptos: elemento, compuesto, reactivo, producto, reacción química, energía, cinética química, equilibrio químico. Pregunta cinco: -Respuesta cerrada -Contenido conceptual: nivel 2 -Contenido procedimental: nivel 2 -Conceptos involucrados: Con el la ayuda de una grafica el estudiante podrá dar respuesta a la velocidad de la reacción cuando esta presente un catalizador. Se implican los siguientes conceptos: elemento, compuesto, reactivo, producto, reacción química, cinética química, catalizador, constante de velocidad, energía de activación. Pregunta seis: - Respuesta corta o cuestiones estructuradas. -Contenido conceptual: nivel 2 -Contenido procedimental: nivel 2 -Conceptos involucrados: Con el la ayuda de una grafica el estudiante podrá dar respuesta a la formación reactivos o productos en el equilibrio. Se implican los siguientes conceptos: elemento, compuesto, reactivo, producto, reacción química, cinética química, equilibrio químico. Pregunta siete: -Respuesta corta o cuestiones estructuradas -Contenido conceptual: nivel 3 -Conceptos involucrados: consta de dos literales. El estudiante puede representar la ecuación final ajustada, teniendo en cuenta las semireacciones. Se implican los

42

siguientes conceptos: elemento, compuesto, reacción química, oxidación, reducción, potencial estándar de reducción. Pregunta ocho: -Respuesta corta o cuestiones estructuradas. -Contenido conceptual: nivel 2 -Contenido procedimental: nivel 1 -Conceptos involucrados: El estudiante debe ser capaz de completar los recuadros vacíos del diagrama de una celda de Daniells, utilizando los conceptos involucrados en celdas voltaicas. Se implican los siguientes conceptos: electrón, elemento, compuesto, reactivo, producto, reacción química, solución, celda voltaica, circuito, corriente eléctrica, ánodo, cátodo, puente salino, oxidación, reducción. Pregunta nueve: - Respuesta cerrada. -Contenido conceptual: nivel 1 -Conceptos involucrados: De acuerdo a la situación presentada en el laboratorio el estudiante debe hallar la concentración de Hidróxido de Sodio titulado. Se implican los siguientes conceptos: volumen, titulación, base fuerte, ácido fuerte, concentración, solución, indicador ácido-base, punto de equivalencia. Pregunta diez: - Respuesta corta o cuestiones estructuradas -Contenido conceptual: nivel 4 -Conceptos involucrados: Síntesis, análisis, validez y evaluación de la lectura del texto “Caries dental y Fluoruración” En la numeral a, se pretende que el estudiante realice el listado de conceptos involucrados en la lectura, para identificar si tiene la capacidad de extraer conceptos químicos, sin involucrar los biológicos como: ión, sustancia, elemento, compuesto, mineral, ácido, difusión, producto, reactivo, reacción química, base de Bronsted-Lowry, concentración. En el numeral b, el objetivo es que el estudiante relacione las teorías con los fenómenos que se mencionan en la lectura o sino mencionar los acontecimientos o sucesos que tienen lugar en ella. El numeral c, d y e examina si el estudiante asume una posición critica hacia al texto por medio de argumentos, además si este logra enriquecer o modificar el texto por medio de su conocimiento científico.

43

7.1.5.1 Validación de Pruebas: Todas las pruebas empleadas en esta investigación fueron validadas por profesores, tanto a nivel conceptual como procedimental.

7.1.5.2 Revisión de los programas de los espacios académicos Se realizó una lectura de los programas de los espacios académicos de Teorías Químicas I a IV, con el objeto de establecer las áreas temáticas trabajadas en cada Núcleo Problemáticos, para así establecer los temas a trabajar en la construcción de pruebas.

7.2 ETAPA DE EJECUCIÓN 7.2.1 Aplicación de pruebas: Como se mencionó anteriormente esta investigación se desarrollo en la Universidad Pedagógica Nacional, con los semestres de primero a cuarto, durante la clase de teorías químicas respectivamente, las pruebas se desarrollaron en aproximadamente 90 minutos. 7.2.2 Inspección conceptual: Para cada semestre en sus dos jornadas mañana y tarde, se identificarón los conceptos relacionados por los estudiantes en comparación con los conceptos involucrados en el proceso, a si mismo los conceptos no relacionados con el proceso, con el objeto de indagar los conceptos fundamentales involucrados en cada pregunta. 7.2.3 Inspección de los Niveles de contenidos conceptuales: Se analizarón los niveles de contenido conceptual de los estudiantes en cada prueba, a partir de que este tuviera correcta o no la respuesta a cada pregunta, teniendo en cuenta que fue previamente elaborada cumpliendo con todos los niveles de contenido conceptual, para luego ser analizado con los parámetros anteriormente dichos. 7.2.4 Inspección de los Niveles de contenidos procedimentales: Se analizarón los niveles de contenido procedimental de los estudiantes en cada prueba, a partir de que este tuviera correcta o no la respuesta a cada pregunta, teniendo en cuenta que fue previamente elaborada cumpliendo con todos los niveles de contenido procedimental, para luego ser analizado con los parámetros anteriormente dichos.

44

8. RESULTADOS Y ANÁLISIS 8.1 ANÁLISIS DE MATRIZ DE PRUEBAS La matriz se realizó para evaluar cada una de las pruebas, las cuales fuerón: PISA (Programme for International Student Assessment), ICFES (Pruebas de Estado), TIMMS (Tercer Estudio Mundial de Ciencias y Matemáticas) y LECTURE (Integrated Lecture and Laboratory Chemistry).

Primero con respecto a las características que presentan las pruebas como instrumentos de evaluación, segundo las formas de respuesta de la pruebas escritas, tercero los cuatro niveles de contenidos conceptuales y cuarto los cuatro niveles de contenidos procedimentales

1. Características de las Pruebas

Cuadro 7. Resultados de Características Fundamentales de Pruebas Escritas

PISA ICFES TIMMS LECTURE

Validez X X X X

Fiabilidad X X X X

2. Formas de respuesta de pruebas escritas

Cuadro 8. Resultados de las Formas de Respuesta

Respuestas PISA TIMSS ICFES LECTURE

Respuesta cerrada (selección múltiple, de completar, afirmación - negación, verdadero o falso)

SI NO X

SI NO -

SI NO X

SI NO X

Respuesta corta o cuestiones estructurales, elaboración de respuestas aunque las correctas no pueden ser muy variadas.

SI NO X

SI NO X

SI NO X

SI NO X

Cuestiones de ensayo y resolución de problemas, estructurar la respuesta, seleccionar las informaciones y el modo de exponerlas.

SI NO X

SI NO X

SI NO X

SI NO X

45

3. Niveles de contenidos conceptuales Cuadro 9. Resultados de los Niveles de Contenido Conceptual

Contenidos PISA TIMSS ICFES LECTURE

Nivel 1.Conocimiento y recuerdo de hechos, hipótesis, teorías, terminología y convenciones científicas

SI NO X

SI NO X

SI NO X

SI NO X

Nivel 2. Comprensión de los conocimientos científicos y sus relaciones manifestada en la capacidad para explicar e interpretar la información presentada y para expresarla en diferentes formas

SI NO X

SI NO X

SI NO X

SI NO X

Nivel 3. Aplicación del conocimiento científico a situaciones nuevas que implican la capacidad de seleccionar entre sus conocimientos los adecuados para resolver la nueva situación.

SI NO X

SI NO X

SI NO X

SI NO X

Nivel 4. Análisis, síntesis y evaluación de la información científica que implica descubrir sus constituyentes (análisis), reorganizarlos en una nueva estructura (síntesis) y el juzgar acerca de su validez científica.

SI NO X

SI NO X

SI NO X

SI NO X

46

4. Niveles de contenidos procedimentales Cuadro 10. Resultados de los Niveles de Contenido Procedimental

Contenidos procedímentales

PISA TIMSS ICFES LECTURE

Nivel 1. Lectura de la información en diferentes formas simbólicas

SI NO X

SI NO X

SI NO X

SI NO X

Nivel 2. Construcción e interpretación de gráficas

SI NO X

SI NO X

SI NO X

SI NO X

Nivel 3. Tratamiento de datos, descubrimiento, interpolación y extrapolación

SI NO X

SI NO X

SI NO X

SI NO X

Nivel 4. Planificar investigaciones

SI NO X

SI NO X

SI NO X

SI NO X

Como se puede observar en él se efectuó como primera medida el análisis de las dos características fundamentales de las pruebas como lo es validez y fiabilidad. Por lo que se pudo observar que todos los instrumentos las poseen, esto indica que las pruebas miden realmente el aprendizaje que desean comprobar o medir. Cabe señalar también, que estas utilizan un juicio valorativo estable para los niveles de aprendizaje de los estudiantes, sin que exista interferencia de factores ajenos. En segunda instancia, se efectuó el análisis de las tres formas de respuesta en que se presentan las pruebas escritas, en donde se observo que PISA posee los tres tipos de respuesta, TIMMS posee solo dos, ICFES posee solo dos y LECTURE posee solo dos. Lo que indica que la prueba PISA, es la más completa en cuanto a que incluye los tres tipos de respuesta. En tercera instancia, se llevó a cabo el análisis de los niveles de contenidos conceptuales y se observo que PISA contiene tres niveles, TIMMS contiene dos niveles, ICFES contiene dos niveles y LECTURE contiene tres niveles. Por lo que, las prueba PISA y LECTURE son las que pueden evaluar de una forma más integral los conceptos científicos.

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En cuarta instancia, se llevó a cabo el análisis de los niveles de contenidos procedimentales y se observo que PISA contiene tres niveles, TIMMS contiene un nivel, ICFES contiene tres niveles y LECTURE contiene dos niveles. Por lo que, las prueba PISA y LECTURE son las que pueden evaluar de una forma superior los contenidos procedimentales relacionados con el trabajo científico como observación, descripción de fenómenos, obtención e interpretación de datos, conocimiento de técnicas de trabajo; hay que tener en cuenta que las anteriores pruebas no hacen referencia a la manipulación de aparatos ni al diseño de investigaciones con control de variables para resolver problemas, las cuales permiten desarrollar el aprendizaje autónomo. Al respecto conviene decir que las pruebas analizadas contienen la mayoría de las características de un instrumento de evaluación, como son la evaluación de múltiples contenidos; ahora bien, dentro de los parámetros analizados y planteados en las tablas anteriores no todas las pruebas cumplen con las características mencionadas, pero conviene distinguir la prueba de PISA, la cual proporciona dentro de la misma las características fundamentales, formas de las respuestas, contenidos conceptuales y contenidos procedimentales las cuales proporcionan una evaluación mas integral y una mejor relación entre estos contenidos para fortalecer los procesos de aprendizaje. 8.2 ENCUESTA DE CARACTERIZACIÓN DE LA POBLACIÓN La población del departamento de Química de la Universidad Pedagógica Nacional del primer semestre al octavo semestre, corresponde a 323 estudiantes. Las respuestas a las preguntas de la cantidad de libros del área de ciencias, elementos de escritorio, niveles de estudio completo del núcleo familiar, aspiraciones educativas, gusto por la disciplina, metodología del profesor, metodología del estudiante, espacios académicos con dificultad, asignaturas no aprobadas, y temas de profundización, se presenta en el cuadro 11. Cuadro 11. Encuesta de Caracterización de la Población

semestre I

mujeres = 41

hombres = 28

edad de la mayoría = 17 años

N° de encuesta = 69

Respuesta Cantidad mayoritaria

0-10 libros 57

calculadora 55 / SI

48

computador 45 / SI

escritorio/mesa de trabajo 59 / SI

diccionario de la lengua española 62 /SI

diccionario de español - inglés 66 /SI

libros de consulta 50 / SI

madre bachillerato / 10

padre bachillerato / 28

hermanos bachillerato / 30

doctorado / Ph D 27

postdoctorado

sordomuda no hay

pienso que aprender química me ayuda en la vida diaria escala 4 = 33

necesito la química para aprender otras áreas escala 3= 35 me gustaría trabajar en algo donde se involucrara la química escala 4 = 58 necesito aprender muchos conceptos en clase de química, escala 3= 22

para conseguir un trabajo escala 3= 22

realiza demostraciones experimentales escala 3= 28

formula hipótesis o predicciones escala 3= 29

conduce experimentos o investigaciones escala 3= 29

conforma grupos de trabajo en clase escala 1 = 37

conforma grupos de trabajo en el laboratorio escala 1= 47

realiza guías o talleres en clase escala 1= 23 utiliza aparte del tablero, otros medios(videos, salidas, tc) escala 3= 28

realiza quiz o exámenes en clase escala 3= 24

toma nota en su cuaderno de las explicaciones escala 1= 56

relaciona lo que aprende en química con su vida diaria escala 2= 27

presenta sus trabajos en la clase escala 1= 50

repasa sus tareas y sus trabajos escala 1= 31

escucha al profesor cuando explica escala 1= 61

aborda las situaciones problema solo escala 2= 32

realiza sus trabajos después de terminar la clase escala 2= 24

espacios académicos con dificultad matemática I / 23

asignaturas perdidas ninguna

temas de profundización bioquímica / 22

49

semestre II semestre III semestre IV mujeres = 41 mujeres = 31 mujeres = 37 hombres =15 hombres = 28 hombres = 23 edad de la mayoría = 17

edad de la mayoría =18-19

edad de la mayoría = 19

N° de encuestas = 56 N° de encuestas =59 N° de encuestas = 60

cantidad mayoritaria cantidad mayoritaria cantidad mayoritaria

50 52 50

47 / SI 55 / SI 53 / SI 44 / SI 40 / SI 28 / SI 51 / SI 44 / SI 50 / SI 51 / SI 52 / SI 55 / SI 54 / SI 57 / SI 58 / SI 48 /SI 41 /SI 49 /SI

bachillerato / 24 bachillerato / 21 bachillerato / 26 técnico / 15 bachillerato / 15 bachillerato / 18

universidad / 17 bachillerato / 20 bachillerato / 22

28 25 30

1 no hay no hay

escala 4 = 39 escala 4 = 33 escala 4 = 42 escala 3 = 25 escala 3 = 26 escala 3 = 25 escala 4 =51 escala 4 =48 escala 4 =52 escala 3 = 21 escala 3 = 19 escala 3 = 19 escala 3 = 20 escala 3 = 18 escala 3 = 22

escala 3 = 29 escala 3 = 31 escala 3 = 28 escala 1 = 25 escala 1 = 23 escala 2 = 21 escala 1 =22 escala 1 =19 escala 1 =20 escala 1 = 37 escala 3 = 28 escala 3 = 31 escala 1 = 18 escala 1 = 44 escala 1 = 46 escala 1 =36 escala 1 =27 escala 1y 2 = 22 escala 1 = 22 escala 3 = 29 escala 3 = 22 escala 3 = 20 escala 3 = 24 escala 1 = 25

escala 1 = 43 escala 1 = 47 escala 1 = 51 escala 2 = 23 escala 2 = 30 escala 2 = 28 escala 1= 36 escala 1= 37 escala 1= 38 escala 1 = 22 escala 1 = 22 escala 2 = 24 escala 1 = 50 escala 1 = 49 escala 1 = 48 escala 3 = 21 escala 2 = 26 escala 2 = 25 escala 3= 20 escala 3 = 26 escala 3 = 23

matemáticas I / 14 matemáticas I / 19 teorías física I / 24

50

matemáticas I / 4 matemáticas II / 4 matemáticas III / 10

bioquímica / 25 bioquímica / 20 bioquímica / 24

semestre V semestre VI semestre VII semestre VIII mujeres = 9 mujeres = 20 mujeres = 13 mujeres = 12 hombres = 3 hombres = 10 hombres = 11 hombres = 1 edad de la mayoría = 19

edad de la mayoría = 20

edad de la mayoría = 20

edad de la mayoría = 22-23

N° de encuestas = 12

N° de encuestas = 30

N° de encuestas = 24

N° de encuestas = 13

cantidad mayoritaria

cantidad mayoritaria

cantidad mayoritaria

cantidad mayoritaria

11 27 22 11

12 / SI 27/ SI 22/SI 13/ SI 6 / SI 19 / SI 14/SI 10 / SI 9 / SI 21 / SI 20/SI 12 / SI

12 / SI 25 / SI 21/SI 13 / SI 11 / SI 26 / SI 23/SI 13 / SI 7 / SI 20 / SI 17/SI 12/ SI

bachillerato / 5 bachillerato / 11 bachillerato / 9 bachillerato / 5 primaria / 5 bachillerato / 10 bachillerato / 12 bachillerato / 4

bachillerato / 4 universidada / 16 bachillerato / 9 bachillerato / 4

17 10 13 10

no hay no hay no hay no hay

escala 4 = 8 escala 4 = 19 escala 4 = 19 escala 4 = 10 escala 3 y 4 = 5 escala 3 = 15 escala 3 y 4 = 8 escala 3 = 6 escala 4 = 11 escala 4 = 26 escala 4 = 23 escala 4 = 12 escala 1 = 51 escala 3 = 10 escala 3 y 4 = 9 escala 3 = 6 escala 1 = 51 escala 3 = 10 escala 3 = 9 escala 3 = 6

escala 3 = 6 escala 2 y 3 = 11 escala 2 = 11 escala 4 = 8 escala 3 =4 escala 3 = 10 escala 2 = 7 escala 3 = 6 escala 2 =4 escala 1 = 9 escala 3 = 17 escala 4 = 7 escala 1 = 5 escala 1 = 9 escala 2 = 9 escala 2 = 5

escala 1 = 10 escala 1 = 24 escala 1 = 12 escala 4 = 11 escala 2 = 7 escala 1 y 2 = 11 escala 3 = 10 escala 2 = 5 escala 3 = 22 escala 2 = 10 escala 3 = 12 escala 4 = 4 escala 1 = 5 escala 3 = 12 escala 3 = 8 escala 1 = 4

escala 1 = 11 escala 1 = 23 escala 1 = 22 escala 1 = 11 escala 2 = 6 escala 2 = 17 escala 2 = 12 escala 1 = 6

51

escala 1= 8 escala 1 y 2 = 8 escala 1 = 14 escala 1 = 6 escala 2 = 7 escala 2 = 17 escala 2 = 12 escala 2 = 6 escala 1 = 10 escala 1 = 8 escala 1 = 16 escala 1 = 10 escala 2 = 6 escala 3 = 12 escala 2 = 17 escala 1 y 2 = 5 escala 2 = 7 escala 3 = 15 escala 3 = 12 escala 1 y 3 = 5

inglés I / 3 matemáticas III /

13 Teorías Físicas / 9 teorías químicas

IV/ 4

matemáticas I / 3 orgánica I / 11 Teorías Químicas

IV / 5 matemáticas / 3

bioquímica / 4 bioquímica / 9 Química Analítica

/ 14 bioquímica / 7

El 86.68% de los estudiantes poseen en sus casas de 0-10 libros del área de ciencias, calculadora el 87.92%, computador 63.77%, escritorio 82.33%, diccionario de la lengua española 90%, diccionario de español – inglés el 95.35% y libros de consulta el 75.50%. El 39.31% de los estudiantes desean realizar estudios de Doctorado/PhD y el 10.21% Postdoctorado; dando como justificación a esta elección la categoría de interés personal, como se observa en el cuadro12. Cuadro 12. Categorías de los Niveles Educativos al cual Aspiran los Estudiantes

CATEGORIAS Cantidad de encuestas

Interés Disciplinar 5

Interés Pedagógico 4

Interés Económico 2

Interés Social 6

Interés Personal 7

De los enunciados propuestos en la pregunta numero seis el 86.99% de los encuestados les gustaría trabajar en algo donde se involucrara la química; las metodologías empleadas por el profesor en las clases de química demuestran que la más empleada con un 62.22% es conformar grupos de trabajo en el laboratorio; la metodología empleada por los estudiantes en las clases de química siempre o casi siempre es tomar nota en el cuaderno de las explicaciones dadas en clase con un 80.80%. El espacio académico donde se presenta mayor dificultad es matemáticas con un 15.47%; la asignatura que la mayoría de los estudiantes no ha aprobado durante

52

la carrera es matemáticas con un 7.43%, seguido de química orgánica con un 3.40% y por ultimo teorías química IV con 1.54%. Los espacios académicos en los que les gustaría profundizar en el semestre noveno y décimo es bioquímica con un 34.36%, seguida de química analítica con un 4.33%. Los estudiantes poseen las herramientas necesarias para adelantar sus estudios y fortalecer su aprendizaje, se puede deducir además que a pesar de que en el núcleo familiar de la mayoría de los estudiantes, no poseen un nivel de educación superior desean continuar con su formación educativa. Los comentarios elaborados por los estudiantes hacia el proyecto curricular de Licenciatura en química se pudieron distribuir de la siguiente manera: -Aspectos favorables: desarrollo de habilidades orales y escritas, integración de las ciencias con lo social y lo humano, enseñabilidad y aprendizaje de las ciencias. Posee un currículo flexible y una buena organización interna. -Aspectos desfavorables: poco énfasis en el inglés, confusión con respecto a las electivas que se debe tomar durante la carrera, espacios físicos reducidos, poca utilización de los equipos de laboratorio. -Sugerencias: implementación de actividades pedagógicas, realización de proyectos de investigación, implementación de espacios académicos como genética y fármacos, profesores iguales para las dos jornadas. 8.3 ANALISIS DE LA PRUEBA DE IDEAS PREVIAS Se analizaron las pruebas de ideas previas proporcionadas por los profesores de los espacios académicos de teorías químicas I, III, y IV, se utilizó el mismo formato de análisis para las pruebas a nivel internacional y nacional. A continuación se muestran los resultados en la TABLA Cuadro 13. Resultados de Ideas Previas

53

Teorías Químicas I Teorías Químicas I preguntas 15

SI NO Cantidad

Pruebas de respuesta cerrada X 15 TIPOS DE PRUEBAS Pruebas de respuesta corta X 0

Pruebas de cuestiones de ensayo

y resolución de problema X 5

Conocimiento y recuerdo de hechos 5

Comprensión de los conocimientos cientifícos 7

CONTENIDOS CONCEPTUALES

La aplicación del conocimiento cientifico X 0

Análisis y síntesis X 0

Lectura de la información X 6 CONTENIDOS PROCEDIMENTALES

Construcción e interpretación de gráficas X 6

Tratamiento de datos X 4 Planificar investigaciones X 0

Pregunta 1 a 4: mezclas, métodos de separación

de mezclas,propiedades físicas CONCEPTOS GENERALES y químicas de la materia

Pregunta 5 a 6: gases ideales, temperatura,

presión, volumen, número de moles y R cte.

de gases ideales.

Pregunta 7: ley de la conservación de la materia,

Procesos endotérmicos y exotérmicos

54

Pregunta 8 a 11: mezcla,compuesto, separación

de mezclas por destilación, temperatura,propie-

dades físicas, cambios de estado, configuaración

electrónica, enlace iónico y tipos de reacción.

Pregunta 12 a 13: solubilidad, soluciones,

molalidad, compuesto, elemento, mezclas,por-

centaje de pureaza y reacciones químicas.

Pregunta 14: gases, volumen, temperatura,

presión.

Pregunta 15: iones, propiedades periodicas

de los elementos, afinidad electronica,

energia de ionización

Teorías Químicas III Teorías Químicas IV preguntas: 6 Preguntas: 12

SI NO Cantidad SI NO Cantidad

X 6 X 12 X 0 X 0 X 3 X 0

55

X 3 X 12 X 3 X 0 X 1 X 0 X 0 X 0

X 0 X 12 X 0 X 3 X 2 X 6 X 0 X 0

Pregunta 1: Teoría cinética Pregunta 1: sustancia, masa, volumen Pregunta 2: Primera ley de Termodinámica, procesos densidad

endotérmicos y exotérmicos Pregunta 2: temperatura, propiedades físicas

Pregunta 3: Acido base, neutralización de alcanos e isomería

Pregunta 4: Equilibrio químico pregunta 3: temperatura, gases, presión, ley

Pregunta 5: calorimetría, capacidad calorífica de Boyle

calor especifico Pregunta 4 y 5: Propiedades físicas de compuestos

Pregunta 6: entalpía de formación, energía libre, ley de orgánicos

Hess, temoquimica Pregunta 6: soluciones, porcentaje peso a peso

Pregunta 7: propiedades físicas, cambios de estado,

presión y solubilidad

Pregunta 8: pH, concentración de hidronios [H+],

reacción de neutralización

56

Pregunta 9: acido, base, acido debil, acido fuerte

base debil, base fuerte

Pregunta 10: pH, escala de pH.

Pregunta 11: cantidad de sustancia, mléculas.

Pregunta 12: Molaridad, concentracion de soluciones concentración de hidronios e hidroxilos

La prueba de ideas previas correspondiente al espacio académico de teorías químicas I, tuvo como tipos de respuesta, la cerrada y la de cuestiones de ensayo y resolución de problemas. A nivel de contenidos conceptuales la prueba presento nivel 1 y nivel 2, en los contenidos procedimentales posee el nivel 1, 2 y 3, teniendo en cuenta también los conceptos involucrados en la prueba, se observa que esta maneja conceptos generales de química para saber como se encuentran los estudiantes al entrar a la universidad, cabe decir que no tienen en cuenta el programa propuesto para el diseño de esta prueba. La prueba de ideas previas correspondiente al espacio académico de tercer semestre tuvo como tipos de respuesta, solamente la del tipo de respuesta cerrada, dentro del nivel de contenido conceptual tiene el nivel 1, 2 y 3, y en niveles de contenidos procedimentales contiene el nivel 3, los conceptos empleados en la pruebas fueron los conceptos de termodinámica, teoría cinética y equilibrio químico, los conceptos involucrados en las pruebas si son los que se trabajan en el espacio de teorías químicas III. La prueba de ideas correspondiente al espacio académico de cuarto semestre tuvo como tipos de respuesta, solamente la del tipo de respuesta cerrada, dentro del nivel de contenido conceptual tiene el nivel 1 y en el nivel de contenidos procedimentales contiene el nivel 1, 2 y 3. Los conceptos involucrados en la prueba corresponden a gases, soluciones, cambios de estado y propiedades de compuestos orgánicos, conceptos que no corresponden al programa propuesto en donde se incluyen núcleos problemáticos en donde se desarrollan áreas temáticas de equilibrio químico, electroquímica y análisis químico, al relacionarlo con el programa propuesto se ve un notoria diferencia entre la prueba y el programa.

57

8.4 ANÁLISIS DE PRUEBAS Como se mencionó en la metodología, se procedió a la construcción de cuatro pruebas escritas para los espacios académicos de Teorías Químicas I a IV, respectivamente, con estas pruebas se buscaba inferir los conceptos de los estudiantes, basándose en las situaciones problema que se proporciona en cada prueba, además se examinaba la relación de los contenidos conceptuales y su relación con la dimensión experimental de la química; para esto se estableció el número de estudiantes que se encuentran en cada nivel de los contenidos conceptúales y el nivel de los contenidos procedimentales. 8.4.1 Prueba de primer semestre Jornada Mañana. La prueba consta de diez preguntas, aplicada a 33 estudiantes; para cada pregunta se indica el listado de conceptos involucrados en el cuadro 14, en la situación, en contraste con los conceptos identificados por los estudiantes. De la misma manera, se menciona los conceptos que no tiene ninguna relación dentro del desarrollo de la situación; Cuadro 14. Listado de Conceptos de Primer Semestre J.M. PREGUNTA CONCEPTOS PROPUESTOS CONCEPTOS PRESENTADOS POR

ESTUDIANTES

CONCEPTOS IDENTIFICADOS

NO RELACIONADOS

1 Átomo Elemento Compuesto Masa Volumen Densidad Materia homogénea Materia heterogénea

Masa Volumen Densidad Materia homogénea

Espacio Material Objeto

2 Cambios Físicos Cambios Químicos

Cambios Físicos Cambios Químicos

-------

3 Temperatura Calor Energía Volumen Cambio de estado Sistema Entorno

Temperatura Volumen Cambio de estado

Agua Sólido Liquido Contacto Punto de fusión Propiedad física Hielo

58

4 Átomo Electrón Ion gaseoso Numero atómico Grupo Periodos Metales alcalinotérreos Gases inertes Propiedad periódica de los elementos Energía de ionización elemento

Numero atómico Energía de ionización Elemento Electrón Gases nobles

5 Partículas subatómicas Átomos Electrón Núcleo Rayos catódicos Radioactividad

Radiación α, β y .

Átomos Electrón Núcleo Rayos catódicos Radioactividad

Radiación α, β y .

6 Elemento Compuesto Mezcla Reactivo Producto Formula química Reacción de combustión

Elemento Reactivo Producto Formula química Reacción de combustión Ley de conservación de la masa

----

7 Elemento Compuesto Mol Mesa atómica u.m.a. Reacción química Balanceo de ecuación Ley de la conservación de la masa Estequiometría Reactivo limite Reactivo en exceso.

Mol Reacción química Reactivo limite Reactivo en exceso

Rendimiento Pureza Gaseoso Factor de conversión

8 Electrones de valencia Elemento Metal de transición Periodo Grupo Nivel de energía Configuración electrónica

Electrones de valencia Elemento Grupo Nivel de energía Configuración electrónica

---

9 Electrón Molécula Elemento Grupo

Grupo Electronegatividad

Configuración electrónica

59

Periodo Propiedad periódica de los elementos Electronegatividad

10 Átomo Ion Molécula Mol Numero de avogadro Volumen Unidades de medida Masa Notación científica Magnitud

Molécula Numero de avogadro Volumen Masa Magnitud

Velocidad Tiempo Gramo Universo Cambio de estado

Se analizó el listado de los conceptos realizados por los estudiantes en la pregunta 1, se encuentra que 27 de ellos relacionan el concepto de masa, esto representa un porcentaje de 81,81%, 27 estudiantes identifican el concepto de volumen, con un porcentaje de 81,81%, 17 estudiantes involucran el concepto de objeto homogéneo, con un 51,51% y tan solo 5 estudiantes relacionaron el concepto de densidad, con un porcentaje del 15,15%. Teniendo en cuenta estos resultados los estudiantes si tienen claridad de los conceptos, pero no relacionan estas variables para dar una solución a la situación problema. A su vez, utilizan de forma incorrecta la ecuación matemática de densidad, como también basan la solución aplicando reglas de tres. En la pregunta 2, se encontró que a partir de situaciones experimentales planteadas, 16 estudiantes identifican cambio físico, representado en un 48.48% y 24 estudiantes identifican cambio químico, representado en un 72,72%; por lo anterior se observa, que los estudiantes tienen mayor dificultad en la claridad y diferenciación del concepto de cambio físico con respecto al concepto de cambio químico. Además se encontraron dificultades para relacionar la situación experimental con los conceptos, más específicamente de la cuarta situación (vaso con una sustancia líquida de color azul). En la pregunta tres, 17 estudiantes identifican el concepto de temperatura, con un 51,51%, 16 estudiantes identifican volumen, con un 48,48% y 13 estudiantes identifican cambio de estado, con un 39,39%, por lo anterior, se observo que los estudiantes relacionan los conceptos involucrados en el proceso, con los conceptos presentes en la conversación. Los estudiantes todavía no relacionan con claridad el concepto de calor, como herramienta para dar razones validas a la argumentación de los dos estudiantes.

60

En la pregunta cuatro los estudiantes relacionan casi en su totalidad los conceptos propuestos; 22 estudiantes identifican el concepto de energía de ionización, representado en un 66,66%, 16 estudiantes concepto de número atómico, representado en un 46,48%, 13 estudiantes concepto de gases nobles, representado en un 39%, 10 estudiantes concepto de electrón, representado en un 30,30%. Se analizó que con la ayuda de la gráfica de energía de ionización, los estudiantes relacionan más fácilmente los conceptos anteriormente mencionados, además que proporcionan un mejor aprendizaje de las tendencias de la energía de ionización , cabe notar que la mayoría de los estudiantes presentan dificultades en la relación de los conceptos de grupo y periodo con el concepto de energía de ionización. En la pregunta cinco, los estudiantes relacionan casi en su totalidad los conceptos propuestos, de esta manera: 33 estudiantes identifican el concepto de radiación α,

β y , concepto de átomo y concepto de radioactividad, representados en un 100%, 32 estudiantes concepto de núcleo, el 96,96%, 29 estudiantes concepto de rayos catódicos, el 87,87%,, 23 estudiantes concepto de electrón , el 69,69%. Teniendo en cuenta el alto índice de estudiantes que relacionaron los conceptos, se puede analizar que el párrafo a completar puedes ser desarrollado completamente por medio de una herramienta de apoyo como lo es la rejilla, donde se encuentra alguno de los conceptos a involucrar. En la pregunta seis, se involucraron los conceptos así: 23 estudiantes identifican el concepto de producto, con un 69,6%, 22 estudiantes relacionan el concepto de elemento, reactivo, reacción química, con un 66,66%, 21 estudiantes el concepto de Ley de la conservación de la masa, con un 63,63%, 20 estudiantes el concepto de formula química, con un 60%. y 19 estudiantes relacionan el concepto de compuesto con un 57%. Con el diagrama proporcionado de los reactivos de la reacción de combustión, los estudiantes tienen mayor compresión y claridad con respecto a los productos que se van a formar a partir de los reactivos, esto se vio reflejado en el alto porcentaje de la mayoría de los conceptos. Asimismo, es una herramienta útil para observar la concepción geometría del estudiante al dibujar una molécula, esta última no tan desarrollada en los estudiantes. En la pregunta siete, los estudiantes presentan dificultad al involucrar los conceptos con el desarrollo estequiométrico del problema, sin embargo en el listado realizado, 25 de los estudiantes menciona el concepto de mol, con un 75%, 24 estudiantes mencionan el concepto de reactivo limite, con un 72% y 20 estudiantes involucran el concepto de reacción química con un 60%. Se puede

61

decir, que los estudiantes no comprenden el concepto de estequiometría y sus relaciones con la ecuación química y su cantidad de materia mol. En la pregunta ocho, 18 estudiantes reconocen el concepto de electrón de valencia y nivel de energía, con un 54% y 17 estudiantes reconocen el concepto de elemento, grupo y configuración electrónica, con un 51%.se puede deducir que los estudiantes no presentan casi dificultad al relacionar los niveles de energía con la configuración electrónica de un elemento de transición de la tabla periódica. Se presenta confusión al comparar la configuración de electrónica en la tabla periódica, con los distractores planteados en la pregunta. La pregunta nueve, 12 de los estudiantes mencionan el concepto de electronegatividad, con un 36%, 9 estudiantes mencionan el concepto grupo, con un 27%. En las respuesta dadas por los estudiantes se refleja que no tienen aún en claro el concepto de electronegatividad dentro de las propiedades periódicas; no presentan argumentos lógicos la discontinuidad de esta propiedad en algunos elementos químicos. La pregunta diez, 23 estudiantes reconocen el concepto de molécula, con un 69%, 21 estudiantes reconocen el concepto de número de avogadro, con un 63% y 16 estudiantes reconocen el concepto de volumen con un 48%, con respecto a los conceptos del texto, se puede analizar que los estudiantes identifican los conceptos principales de la lectura, pero también tienden a reconocer conceptos que no son del todo químicos, a su vez el 33% de los estudiantes describieron los hechos, opinaron acerca del texto y dieron sugerencias para enriquecer el texto, como incluir la bibliografía utilizada por el autor, y una práctica donde se determine el número de avogadro. NIVELES PRIMER SEMESTRE JORNADA MAÑANA Cuadro 15. Niveles Generales Primer Semestre J.M. PREGUNTA NIVEL

CONCEPTUAL N°

ESTUDIANTES NIVEL

PROCEDIMENTAL N°

ESTUDIANTES

1 3 5 - -

2 1 16 - -

3 3 9 4 5

4 2 23 2 14

5 1 24 - -

6 2 24 1 15

7 1 2 - -

62

8 1 18 - -

9 2 16 3 3

10 4 11 - -

Según los niveles presentados en el cuadro 15, se analizó el promedio de estudiantes que se encuentran ubicados en los niveles de contenidos conceptuales, como también en los contenidos procedimentales. A continuación, se muestra la figura 3, para los niveles conceptuales y la gráfica xxx para los contenidos procedimentales. Figura 3. Grafica de Niveles de contenido conceptual Primer Semestre J.M.

A partir de la gráficas de los niveles de contenidos conceptuales y procedimentales, se puede analizar que 21 estudiantes de los 33 están ubicados en el nivel 2 de contenidos conceptuales, es decir comprenden los conocimientos científicos y tienen la capacidad para interpretar y explicar la información presentada; dentro del contenido procedimental se observa que 15 estudiantes de los 33 están localizados dentro del nivel 1, lo que significa que tienen la capacidad de leer e interpretar la información en diferentes formas simbólicas. Figura 4. Grafica de Niveles de Contenido Procedimental Primer Semestre J.M.

16

21

7 11

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4

NIVELES

NIVELES DE CONTENDO

CONCEPTUAL Primer semestre JM

63

Continuando con el análisis, se observa que los estudiantes de primer semestre no poseen niveles muy altos, debido a su corta formación en el ambiente disciplinar, también es valido afirmar que todavía presentan confusiones a nivel conceptual y procedimental, sin embargo con la aplicación de la prueba se observó que los estudiantes relacionan los parámetros conceptuales con los procedimentales de una forma directa debido a las representaciones simbólicas o diagramas presentados en la prueba. 8.4.2 Análisis de la prueba de primer semestre grupo Jornada Tarde. La prueba consta de diez preguntas, aplicado a 26 estudiantes; para cada pregunta se indica el listado de conceptos involucrados en el cuadro 16, en la situación, en contraste con los conceptos identificados por los estudiantes. De la misma manera, se menciona los conceptos que no tiene ninguna relación dentro del desarrollo de la situación; Cuadro 16. Listado de Conceptos Primer Semestre J.T. PREGUNTA CONCEPTOS PROPUESTOS CONCEPTOS PRESENTADOS POR

ESTUDIANTES

CONCEPTOS IDENTIFICADOS

NO RELACIONADOS

1 Átomo Elemento Compuesto Masa Volumen

Masa Volumen Densidad Materia homogénea

Material Objeto Sistemas de unidades Materia

15 14

3 5

0

5

10

15

1 2 3 4

NIVELES

NIVELES DE CONTENIDO

PROCEDIMENTAL

primer semestre J.M.

64

Densidad Materia homogénea Materia heterogénea

Peso

2 Cambios Físicos Cambios Químicos

Cambios Físicos Cambios Químicos

-------

3 Temperatura Calor Energía Volumen Cambio de estado Sistema Entorno

Temperatura Cambio de estado

Agua Templado Frío Sólido Liquido Contacto Punto de fusión Propiedad física Hielo

4 Átomo Electrón Ion gaseoso Numero atómico Grupo Periodos Metales alcalinotérreos Gases inertes Propiedad periódica de los elementos Energía de ionización Elemento

Energía de ionización Elemento Gases nobles Grupo

Energía Partículas

5 Partículas subatómicas Átomos Electrón Núcleo Rayos catódicos Radioactividad

Radiación α, β, .

Partículas subatómicas Átomos Electrón Núcleo Rayos catódicos Radioactividad

Radiación α, β, .

6 Elemento Compuesto Mezcla Reactivo Producto Formula química Ley de conservación de la masa Reacción de combustión

Elemento Compuesto Reactivo Producto Formula química Reacción de combustión

----

7 Elemento Compuesto

Mol Reacción química

Gaseoso Estados de la

65

Mol Mesa atómica U.M.A. Reacción química Balanceo de ecuación Ley de la conservación de la masa Estequiometría Reactivo limite Reactivo en exceso.

Reactivo limite

materia Molécula

8 Electrones de valencia Elemento Metal de transición Periodo Grupo Nivel de energía Configuración electrónica

Electrones de valencia Elemento Metal de transición Periodo Grupo Nivel de energía Configuración electrónica

---

9 Electrón Molécula Elemento Grupo Periodo Propiedad periódica de los elementos Electronegatividad Átomo

Electrón Elemento Electronegatividad

Configuración electrónica

10 Átomo Ion Molécula Mol Numero de avogadro Volumen Unidades de medida Masa Notación científica Magnitud

Molécula Átomo Ion Numero de avogadro Volumen Masa Mol

Velocidad Tiempo Gramo Mililitros Energía Agua

Se analizó el listado de los conceptos realizados por los estudiantes en la pregunta 1, se encuentra que 16 de ellos relacionan el concepto de masa y el concepto de volumen, esto representa un porcentaje de 61%, 10 estudiantes involucran el concepto de objeto homogéneo, con un 38% y tan solo 6 estudiantes relacionaron el concepto de densidad, con un porcentaje del 26%. Teniendo en cuenta estos resultados los estudiantes no tienen claridad de los conceptos, de

66

densidad y materia homogénea es decir no relacionan que los dos objetos homogéneos tienen la misma densidad por lo cual manejan de forma incorrecta la ecuación matemática de densidad, como también basan la solución aplicando reglas de tres. En la pregunta 2, se encontró que a partir de situaciones experimentales planteadas, 21 estudiantes, identificaron el concepto de cambio físico, representado en un 80% y 18 estudiantes identificaron el concepto de cambio químico, representado en un 69%; por lo anterior se observa, que los estudiantes tuvieron mayor claridad y diferenciación del concepto de cambio físico con respecto al concepto de cambio químico. Además se encontraron dificultades al definir cambio físico como un cambio químico, más específicamente en la sexta situación (olor a vainilla proveniente de una esencia) en donde justificaron la elección como una reacción química del cuerpo o del aire, para poder percibir el olor. En la pregunta tres, 21 estudiantes identificaron el concepto de temperatura, con un 80%, 12 estudiantes identificaron el concepto de cambio de estado, con un 46%, por lo anterior, se observo que los estudiantes relacionan los conceptos involucrados en el proceso, con los conceptos presentes en la conversación. Algunos de los estudiantes relacionan el concepto de temperatura con claridad y lo toman como herramienta para dar razones validas a la argumentación de los dos estudiantes, aunque no tienen bien la diferenciación entre temperatura y calor. En la pregunta cuatro los estudiantes relacionan casi en su totalidad los conceptos propuestos; 18 estudiantes identifican el concepto de energía de ionización, representado en un 69.23%, 16 estudiantes concepto de elemento, representado en un 61%, 9 estudiantes concepto de gases nobles, representado en un 36%, 8 estudiantes concepto de grupo, representado en un 30% Se analizó que con la ayuda de la gráfica de energía de ionización, los estudiantes relacionan más fácilmente los conceptos anteriormente mencionados, además que proporcionan un mejor aprendizaje de las tendencias de la energía de ionización, cabe notar que la mayoría de los estudiantes presentaron dificultades en la relación de los conceptos de número atómico y electrón con el concepto de energía de ionización En la pregunta cinco, los estudiantes relacionan casi en su totalidad los conceptos propuestos, de esta manera: 26 estudiantes identifican el concepto de radiación α,

β, , con un porcentaje de 100%, 25 estudiantes concepto de átomo, concepto de radioactividad y partículas subatómicas, representados en un 96%, 23 estudiantes concepto de rayos catoditos, el 88%, 18 estudiantes concepto de núcleo el 69%, 16 estudiantes concepto de electrón , el 61%. Teniendo en cuenta el alto índice de estudiantes que relacionaron los conceptos, se puede analizar que el párrafo a

67

completar pudo ser desarrollado completamente por medio de una herramienta de apoyo como lo es la rejilla, donde se encuentra alguno de los conceptos a involucrar. En la pregunta seis, se involucraron los conceptos así: 23 estudiantes identifican el concepto de formula química y compuesto, con un 88%, 22 estudiantes relacionan el concepto de ley de la conservación de la masa, con un 84%, 21 estudiantes el concepto de reactivo y elemento, con un 80% y 20 estudiantes el concepto de reacción de combustión, 18 estudiantes el concepto de producto con un 69%. Con el diagrama proporcionado de los reactivos de la reacción de combustión, los estudiantes tienen mayor compresión y claridad con respecto a los productos que se van a formar a partir de los reactivos, esto se vio reflejado en el alto porcentaje de la mayoría de los conceptos involucrados en la situación. Así mismo, es una herramienta útil para observar la concepción geometría del estudiante al dibujar una molécula, esta última no tan desarrollada en los estudiantes. En la pregunta siete, los estudiantes presentan demasiada dificultad al involucrar los conceptos con el desarrollo estequiometrico del problema, así como en el listado realizado, solo 11 de los estudiantes menciona el concepto de reactivo limite, con un 42%, 9 estudiantes mencionan el concepto de mol, con un 36% y 8 estudiantes involucran el concepto de reacción química con un 30%. Se puede decir, que los estudiantes no comprenden el concepto de estequiometría y sus relaciones con la ecuación química y su cantidad de materia mol. En la pregunta ocho, la mayoría de los estudiantes presento dificultad al relacionar los conceptos con la situación problema, esto se vio reflejado en el poca cantidad de estudiantes que involucraron los conceptos, solo ocho estudiantes reconocieron el concepto de electrón de valencia, elemento, metal de transición, periodo, grupo, nivel de energía y configuración electrónica, esto representa un 30% se pudo deducir que los estudiantes presentaron dificultad al relacionar los niveles de energía con la configuración electrónica de un elemento de transición de la tabla periódica. Se presenta confusión al comparar la configuración de electrónica en la tabla periódica, con los distractores planteados en la pregunta. La pregunta nueve, tienen dificultad la mayoría de los estudiantes al relacionar los conceptos con la propiedad periódica de los elementos, como lo es la electronegatividad, solo 6 estudiantes mencionaron el concepto de electrón, con un 26%, 5 estudiantes mencionaron el concepto de electronegatividad, con un 19%. En las respuesta dadas por los estudiantes se reflejó que no tienen aún en claro el concepto de electronegatividad dentro de las propiedades periódicas de los elementos; no presentaron argumentos lógicos, para la discontinuidad de esta propiedad en algunos elementos químicos.

68

La pregunta diez, 20 estudiantes reconocieron el concepto de molécula, con un 96%, 18 estudiantes reconocieron el concepto de mol, con un 69%, 17 estudiantes reconocieron el concepto de número de Avogadro, con un 65% y 15 estudiantes reconocieron el concepto de volumen y átomo con un 59% y 13 estudiantes reconocieron el concepto de masa, con un 50%, con respecto a los conceptos del texto, se pudo analizar que los estudiantes identificaron los conceptos principales de la lectura, pero también tienden a reconocer conceptos que no son del todo químicos, a su vez los estudiantes describieron los hechos, opinaron acerca del texto y dieron sugerencias para enriquecer el texto, como incluir la bibliografía utilizada por el autor y para dar mayor fiabilidad mencionar el grupo de investigación a la que pertenece el autor. - Niveles primer semestre jornada tarde Cuadro 17. Niveles Generales Primer Semestre J.T. PREGUNTA NIVEL

+CONCEPTUAL

N° ESTUDIANTES

NIVEL PROCEDIMENTAL

N° ESTUDIANTES

1 3 7 - -

2 1 19 - -

3 3 16 4 6

4 2 17 2 7

5 1 25 - -

6 2 22 1 17

7 1 1 - -

8 1 8 - -

9 2 7 3 3

10 4 14 - -

Según los niveles presentados en el cuadro 17, se analizo el promedio de estudiantes que se encontraban ubicados en los niveles de contenidos conceptuales, como también en los contenidos procedimentales. a continuación, se muestra la figura 5, para los niveles conceptuales y la figura 6, para los contenidos procedimentales. Figura 5. Gráfica de Niveles de Contenido Conceptual Primer Semestre J.T.

69

A partir de la gráficas de los niveles de contenidos conceptuales y procedimentales, se pudo analizar que 15 estudiantes de los 26 están ubicados en el nivel 2 de contenidos conceptuales, es decir comprenden los conocimientos científicos y tienen la capacidad para interpretar y explicar la información presentada; de igual manera se observo que los estudiantes poseen buenos contenidos conceptuales desde el punto de vista de conocimiento, comprensión, aplicación y análisis de situaciones problema, reflejado en la cantidad de estudiantes que se encontraron ubicados en todos los niveles presentados anteriormente. Figura 6. Grafica de Niveles de Contenido Procedimental Primer Semestre J.T.

13 15 11

14

0

5

10

15

1 2 3 4

NIVELES

NIVELES DE CONTENIDO

CONCEPTUAL primer semestre J.T.

70

Dentro del contenido procedimental se observó que 17 estudiantes de los 26 están localizados dentro del nivel 1, lo que significa que tienen la capacidad de leer e interpretar la información en diferentes formas simbólicas. No obstante se analizó que la mitad de los estudiantes de primer semestre están nivelados con respecto a la formación en el ambiente disciplinar, también es valido afirmar que todavía presentan confusiones a nivel procedimental, sin embargo con la aplicación de la prueba se observó que los estudiantes relacionan los parámetros conceptuales con los procedimentales de una forma directa debido a las representaciones simbólicas o diagramas presentados en la prueba. 8.4.3 Resultados comparativos entre J.M y J.T., primer semestre.

Conceptos involucrados por los estudiantes A partir de los análisis realizados a las dos jornadas se encontró que los estudiantes de la mañana como los de la tarde presentaron confusión alrededor del concepto de cambio físico, y su diferenciación con el concepto de cambio químico, de acuerdo a las situaciones experimentales propuestas. También ambos grupos de estudiantes presentaron problema al dibujar de forma geométrica las moléculas de los productos obtenidos en una reacción química. Los dos grupos analizados no poseen de forma clara y concisa el concepto de estequiometría, mas precisamente si este esta involucrado como parte de la solución de un problema de reactivo limite. El grupo de la mañana relaciona de una forma adecuada el concepto de densidad con las variables masa y volumen; también el concepto de configuración

17

7 3 6

0

5

10

15

20

1 2 3 4

NIVELES

NIVELES DE CONTENIDO

PROCEDIMENTAL primer semestre

J.T.

71

electrónica y propiedades periódicas de los elementos, análogamente cabe mencionar que el grupo de la tarde posee gran habilidad de análisis, síntesis y justificación de textos además de los problemas presentados en la prueba.

Niveles conceptual y procedimental: Los niveles de contenido conceptual evidenciaron que el grupo de la mañana posee una mayor relación conceptual, es decir comprenden y aplican su conocimiento a situaciones planteadas. En contraste con los estudiantes de la tarde que aunque posee el mismo nivel presentan mayor dificultad en aplicación del conocimiento. En el nivel de contenido procedimental se observo que la mayoría de los estudiantes de la tarde identifican la información en diferentes formas simbólicas, mientras que los de la jornada de la mañana interpretan mejor graficas. Hay que tener en cuenta que los dos grupos fallaron en los contenidos procedimentales con respecto al tratamiento de datos en forma de tablas es decir no relacionan estos datos para darle solución al problema. Al lado de ello se les dificulta argumentar con fundamentos teóricos las razones por las cuales, esta o no de acuerdo con las respuestas a dicho problema. 8.4.4. Pruebas de segundo semestre jornada mañana La prueba consta de nueve preguntas, aplicado a 32 estudiantes; para cada pregunta se indica el listado de conceptos involucrados en el cuadro 18, en la situación, en contraste con los conceptos identificados por los estudiantes. De la misma manera, se menciona los conceptos que no tiene ninguna relación dentro del desarrollo de la situación; Cuadro 18. Listado de Conceptos Segundo Semestre J.M. PREGUNTA CONCEPTOS PROPUESTOS CONCEPTOS PRESENTADOS POR

ESTUDIANTES

CONCEPTOS IDENTIFICADOS

NO RELACIONADOS

1 Elemento Molécula Mol Formula química Reacción química Balanceo de ecuación Ley de la conservación de la

Formula química Balanceo de ecuaciones Estequiometría

Reactivo limite Reacción redox Reacción de síntesis Enlaces p/p, p/v, M,N.

72

masa Estequiometría

2 Átomo Elemento Molécula Compuesto Mol Reacción química Ley de la conservación de la masa

Reacción química

Balanceo de ecuaciones Valencias Estequiometría

3 Masa Reacción química Reacción de combustión estequiometría

Reacción de combustión Balanceo de ecuaciones

4 Átomo Elemento Molécula Reactivo Producto Reacción química Ley de la conservación de la masa Balanceo de ecuaciones

Ley de la conservación de la masa Balanceo de ecuaciones

5 Átomo Elemento Compuesto Formula química Electronegatividad Enlace químico Estructura de lewis Geometría molecular

Compuesto Formula Estructura de lewis Enlace Electronegatividad Geometría

---

6 Gas Formula química Gas butano Combustión Densidad Solubilidad Enlaces Sigma Hidrocarburo Miscibilidad

Densidad Solubilidad Enlace químico Butano

Aire Pictograma Configuración electrónica Combustible Fenómeno Atmósfera Exotérmico Endotérmico Presión Helio

73

7 Materia Reacción química Energía temperatura Calor Exotérmico Endotérmico Sistema cerrado Sistema abierto Entorno Entropía Transformación isoterma

Transformación isoterma Entropía Temperatura

Calorías

8 Volumen Compuesto Solución Concentración Dilución Disolvente

Despeje de ecuaciones

9 Fotones Molécula Enlace sencillo Enlace doble Orbital Reacción química Energía Entalpías de enlace Geometría molecular

Orbital Enlaces Geometría molecular Energía

Visión Retina Bastones Fotorreceptoras Energía Conos Retinal

En la pregunta 1, los conceptos involucrados en la solución fueron: 24 estudiantes mencionaron el concepto de formula química y reacción balanceada, con un 75%, 21 estudiantes mencionaron el concepto de estequiometría, con un 65%, de los anterior se puede deducir que los estudiantes tienen claro los conceptos anteriormente mencionados, también saben interpretar de forma adecuada el diagrama presentado. En la pregunta 2, 17 estudiantes identificaron el concepto de reacciones químicas, con un 53%, 16 estudiantes identificaron el concepto de balanceo de ecuaciones, con un 50%. Cabe señalar que los estudiantes tomaron como apoyo el diagrama de reacción y pudieron dar solución a lo que se les preguntaba, aunque al justificar la respuesta, tuvieron problemas al confundir conceptos como: mol, átomo, elemento, molécula, es decir no relacionaron que el elemento X y Y representados en el diagrama son átomos de un elemento. La pregunta 3, se relaciona los conceptos de reacción de combustión y balanceo de ecuaciones con 12 estudiantes, que representa el 37%, como se vio, los

74

estudiantes no interpretaron que la cantidad de materia, mol, en el reactivo y en el producto son proporcionales, por lo cual no manejan la estequiometría de la reacción. La pregunta 4, para la solución del juego de equilibrar las balanzas, los estudiantes involucraron los conceptos de: ley de la conservación de la masa y balanceo de ecuaciones identificada por 29 estudiantes, representado en un 90%. Basándonos en esto, se pudo decir que los diagramas sirvieron como herramienta para relacionar y aplicar el concepto de la ley de la conservación de la masa, esto se vio reflejado en los resultados obtenidos. En la pregunta 5, 31 estudiantes relacionaron el concepto de compuesto, con el 96%, 28 estudiantes el concepto de fórmula química, con un 87%, 25 estudiantes tipo de enlace químico, con un 78%, 22 estudiante estructura de Lewis, con un 68% y 18 estudiantes el concepto de diferencia de electronegatividad, con un 56% y 17 estudiantes el concepto de geometría molecular, con un 53%. En relación con lo anterior, se pudo deducir que al presentarles a los estudiantes cualquier tipo de compuesto, pudieron efectuar una correcta solución al completar el cuadro presentado, no obstante cabe mencionar que al realizar la geometría molecular del compuesto, presenta algunos problemas de representación espacial. Analizando la pregunta seis, se pudo obtener que la mayoría de los estudiantes tuvieron claro el concepto de densidad y lo pudieron relacionar con los conceptos involucrados en el proceso y la conversación y 20 estudiantes tienen en claro el concepto de solubilidad con 62%, 18 estudiantes el concepto de butano, con un 56 y 17 estudiantes el concepto de enlace químico, con un 53%. Esto llevó a afirmar que los estudiante manejan muy bien el concepto de densidad de un compuesto, vale también la pena resaltar que el texto utilizado, le proporciono mejores explicaciones a la hora de seleccionar la respuesta correcta. La pregunta 7, solo 10 estudiantes pudieron relacionar los conceptos de: entropía, transformación isoterma, temperatura. Se halló que los estudiantes no tienen bien definido algunos conceptos de termodinámica, por esta razón no llegan a respuesta acertada conforme a la situación planteada. La pregunta ocho, presenta serías dificultades ya que solo el 3%, representado en una solo persona, pudo dar respuesta a la situación problema de acuerdo con la ecuación proporcionada. Estos resultados indicaban que los estudiantes no han enfatizado al respecto del tema de disoluciones; a pesar de que en el problema se les proporcionaba los datos y la ecuación para darle solución. Dado los análisis con respecto a la lectura del texto, se puede decir que los estudiantes presentaron interés en la lectura e identificaron los conceptos de:

75

enlace químico 29 estudiantes con un 90%, 14 estudiantes concepto de geometría molecular, 43% 11 estudiantes concepto de energía y orbital, 34%, también los estudiantes identificaron conceptos biológicos presentes en la lectura. No cabe duda que a los estudiantes interpretan, analizan, argumentan y hacen criticas hacía el texto, con respecto a este último sugirieron presentar en el texto más ilustraciones. - Niveles segundo semestre jornada mañana. Cuadro 19. Niveles Generales Segundo Semestre J.M. PREGUNTA NIVEL

CONCEPTUAL N°

ESTUDIANTES NIVEL

PROCEDIMENTAL N°

ESTUDIANTES

1 2 29 1 28

2 2 10 1 29

3 2 12 2 12

4 2 29 1 29

5 2 25 - -

6 3 20 4 20

7 1 10 - -

8 2 1 3 1

9 4 27 - -

Según los niveles presentados en el cuadro 19, se analizó el promedio de estudiantes que se encontraban ubicados en los niveles de contenidos conceptuales, como también en los contenidos procedimentales. A continuación, se muestra en la Figura 7, para los niveles conceptuales y la figura 8, para los contenidos procedimentales. Figura 7. Gráfica de Niveles de Contenido Conceptual Segundo Semestre J.M.

76

De acuerdo con la figura 7 de contenido conceptual, 27 estudiantes se encuentran en el nivel 4, es decir analizan, sintetizan y evalúan la información científica presentada en un texto, el cual nos permite evidenciar que los estudiantes poseen buenas bases conceptuales, en lo conforme con el semestre en el que se encuentran. Se esperaba que los estudiantes se situaran en el nivel 2, debido al gran contenido dentro de la prueba de diagramas y formas simbólicas, ya que estas proporcionan bases para el desarrollo de las preguntas; sin embargo, se notó que no fue de su interés el interpretar estos diagramas. En el nivel procedimental se observo de acuerdo a la figura 8, que los estudiantes se encuentran en el nivel 1, en la cuál tienen la capacidad de leer la información en diferentes formas simbólicas, pero a la hora de relacionar estas con las justificaciones o razones teóricas no se evidencia esta relación. Paralelamente, solo un estudiante de los 32 restantes está en el nivel 3, esto quiere decir que los estudiantes no manejan tratamiento de datos. Habría que decir también que al compara el nivel de contenido conceptual, con el nivel del contenido procedimental, se observa que los estudiantes no relaciona de forma directa sus conocimientos con lo relacionado con el trabajo científico, es decir con el contenido procedimental.

Figura 8. Gráfica de Niveles de Contenido Procedimental Segundo Semestre J.M.

10

17 20

27

0 5

10

15 20

25 30

1 2 3 4

NIVELES

NIVEL DE CONTENIDO CONCEPTUAL

segundo semestre J.M

77

8.4.5 Pruebas de segundo semestre Jornada Tarde. La prueba consta de nueve preguntas, aplicada a 21 estudiantes y uno de ellos posee una discapacidad auditiva (sordomuda); para cada pregunta se indica el listado de conceptos involucrados cuadro 20, en la situación, en contraste con los conceptos identificados por los estudiantes. De la misma manera, se menciona los conceptos que no tiene ninguna relación dentro del desarrollo de la situación; Cuadro 20, Listado de Conceptos Segundo Semestre J.T. PREGUNTA CONCEPTOS

PROPUESTOS CONCEPTOS PRESENTADOS POR

ESTUDIANTES

CONCEPTOS IDENTIFICADOS

NO RELACIONADOS

1 Elemento Molécula Mol Formula química Reacción química Balanceo de ecuación Ley de la conservación de la masa Estequiometría

Formula química Balanceo de ecuaciones Estequiometría

Peso molecular Molaridad

28

12 1

20

0 5

10 15 20 25 30

1 2 3 4

NIVELES

NIVELES DE CONTENIDO

PROCEDIMENTAL segundo semestre

J.M

78

2 Átomo Elemento Molécula Compuesto Mol Reacciona química Ley de la conservación de la masa

Reacción química Balanceo de ecuaciones

3 Masa Reacción química Reacción de combustión estequiometría

Reacción de combustión Balanceo de ecuaciones

4 Átomo Elemento Molécula Reactivo Producto Reacción quimica Ley de la conservación de la masa

Ley de la conservación de la masa

5 Átomo Elemento Compuesto Formula química Electronegatividad Enlace químico Estructura de lewis Geometría molecular

Compuesto Estructura de lewis Enlace

6 Gas Formula química Gas butano Combustión Densidad Solubilidad Enlaces Sigma Hidrocarburo Miscibilidad

Densidad Solubilidad Butano Hidrocarburo Miscibilidad Enlace

Aire Equilibrio Cinética Fenómeno Explosión desplazamiento Presión Calor

7 Materia Reacción química Energía Calor Exotérmico Endotérmico Sistema cerrado

Transformación isoterma Entropía Temperatura

Calorías

79

Sistema abierto Entorno Entropía Transformación isoterma

8 Volumen Compuesto Solución Concentración Dilución Disolvente

Despeje de ecuaciones

9 Fotones Molécula Enlace sencillo Enlace doble Orbital Reacción química Energía Entalpías de enlace Geometría molecular

Enlace químico Energía

Visión Retina Bastones Fotorreceptoras Conos Retinal Proteína Rotación

En la pregunta 1, los conceptos involucrados en la solución fueron: 17 estudiantes mencionaron el concepto de formula química, con un 80%, concepto de reacción balanceada 14 estudiantes, con un 66% y el concepto de estequiometría 9 estudiantes, con un 42%, de lo anterior se puede deducir que los estudiantes por medio de diagramas si relacionan el concepto de formula química y también pueden proponer una ecuación balanceada, sin embargo a la hora de dar una información estequiométrica no relacionan los conceptos anteriormente mencionados ni tampoco tienen claridad en este tema. En la pregunta 2, 20 estudiantes identificaron el concepto de reacciones químicas y balanceo de ecuaciones, con un 95%. Cabe señalar que los estudiantes tomaron como apoyo el diagrama de reacción y pudieron dar solución a lo que se les preguntaba, al justificar la respuesta, tuvieron concordancia con la relación del diagrama como átomos de un elemento, además involucraron los conceptos como: mol y molécula. La pregunta 3, se relaciona los conceptos de reacción de combustión y balanceo de ecuaciones con 13 estudiantes, que representa el 61%, como se vio, los estudiantes interpretaron en su mayoría que la cantidad de materia, mol, en el reactivo y en el producto son proporcionales, lo cual indica que manejan la estequiometría de la reacción. La pregunta 4, para la solución del juego de equilibrar las balanzas, los estudiantes involucraron los conceptos de: ley de la conservación de la masa

80

identificada por 14 estudiantes, representado en un 66%. Basándonos en esto, se pudo decir que los estudiantes presentaron dificultad al relacionar los diagramas con el concepto de la ley de la conservación de la masa, esto se vio reflejado en que no se dibujaban las moléculas necesarias para equilibrar la balanza. En la pregunta 5, 20 estudiantes relacionaron el concepto de compuesto, con el 95%, 11 estudiantes el concepto de estructura de Lewis y enlace químico, con un 52%. En relación con lo anterior, se pudo deducir que al presentarles a los estudiantes cualquier tipo de compuesto escrito más no representado en forma gráfica, no pueden efectuar una correcta solución al completar el cuadro presentado, cabe notar que no hay relación conceptual entre ninguno de los conceptos involucrados en la situación. Analizando la pregunta seis, se pudo obtener que los estudiante tuvieron claro el concepto de densidad y dificultad al relacionar los conceptos involucrados en el proceso y la conversación y 17 estudiantes tienen en claro el concepto de solubilidad y el concepto de butano, con un 80% y 15 estudiantes el concepto de miscibilidad, con un 71% y 11 estudiantes el concepto de hidrocarburo y enlace con un 52%. Esto llevó a afirmar que los estudiantes manejan el concepto de densidad de un compuesto, más no lo relacionan con los demás conceptos involucrados en la situación, esto se vio reflejado en la mitad del grupo que selecciono la respuesta correcta. La pregunta 7, solo 5 estudiantes pudieron relacionar los conceptos de: entropía, transformación isoterma y temperatura. Se halló que los estudiantes no tienen bien definido algunos conceptos de termodinámica, por esta razón no llegan a dar una respuesta acertada conforme a la situación planteada. La pregunta ocho, presenta serías dificultades ya que solo el 9%, representado en dos estudiantes, pudo dar respuesta a la situación problema de acuerdo con la ecuación proporcionada. Estos resultados indicaban que los estudiantes no han enfatizado al respecto del tema de disoluciones; a pesar de que en el problema se les proporcionaba los datos y la ecuación para darle solución. Dado los análisis con respecto a la lectura del texto, se puede decir que los estudiantes no presentaron mayor interés hacia la lectura del texto, identificaron los conceptos de: enlace químico 18 estudiantes con un 85%, 7 estudiantes concepto de energía con un 34%, también los estudiantes identificaron conceptos biológicos presentes en la lectura. Mencionaron teorías y hechos, además de enriquecer el texto con sugerencias como: más gráficos e incluir un glosario. - Niveles segundo semestre jornada tarde

81

Cuadro 21. Niveles Generales Segundo Semestre J.T. PREGUNTA NIVEL

CONCEPTUAL N°

ESTUDIANTES NIVEL

PROCEDIMENTAL N°

ESTUDIANTES

1 2 17 1 16

2 2 12 1 11

3 2 14 2 13

4 2 16 1 15

5 2 12 - -

6 3 12 4 12

7 1 5 - -

8 2 3 3 2

9 4 8 - -

Según los niveles presentados en el cuadro 21, se analizo el promedio de estudiantes que se encontraban ubicados en los niveles de contenidos conceptuales, como también en los contenidos procedimentales. A continuación, se muestra la figura 9, para los niveles conceptuales y la figura 10, para los contenidos procedimentales. Figura 9. Gráfica de Niveles de Contenido Conceptual Segundo Semestre J.T.

5

14 12

8

0 2 4 6 8

10 12 14

1 2 3 4

NIVELES

NIVELES DE CONTENIDO

CONCEPTUAL segundo semestre JT

82

En relación con las figura 9, dentro del contenido conceptual, los estudiantes se encuentran en el nivel 2, en donde comprenden los conocimientos científicos y sus relaciones manifestada en la capacidad para explicar e interpretar la información presentada y para expresarla en diferentes formas, esto es, pues, lo que significa que los estudiantes poseen la capacidad de interpretar mejor los diagramas y formas simbólicas y así de esta forma dar solución a situaciones planteadas. Figura 10. Gráfica de Niveles de Contenido Procedimental Segundo Semestre J.T.

Al analizar la figura 10, se observó que los estudiantes se encuentran situados en el nivel 1, del contenido procedimental, lo cual indica que los estudiantes efectúan una lectura de la información en diferentes formas simbólicas y la relacionan con los conceptos para dar solución a una situación. Partiendo de lo anteriormente dicho, se pude ver que los estudiantes se sitúan en el nivel 2 conceptual y el nivel 1 procedimental, lo cual nos indica que los estudiantes si relacionan sus conocimientos conceptuales con el trabajo científico de observación y descripción de fenómenos, entre otros. 8.4.6 Resultados comparativos entre J.M y J.T, Segundo semestre.

Conceptos involucrados por los estudiantes

14 13

2 12

0

5

10

15

1 2 3 4

NIVELES

NIVELES DE CONTENIDO

PROCEDIMENTLA segundo semestre

J.T

83

A partir de los análisis realizados a las dos jornadas se encontró que los estudiantes de la mañana como los de la tarde presentaron confusión alrededor de los conceptos de termodinámica como: entropía, transformación isoterma y temperatura, aplicados a una situación cotidiana como lo fue la incubación de un huevo por parte de la gallina. De igual manera presentan deficiencias con respecto a la preparación de disoluciones a partir de una práctica hipotética, de la cual se debían sustraer volúmenes para la preparación de esta. Los dos grupos analizados relacionan las balanzas con el concepto de Ley de la conservación de la masa, destacándose un poco más el grupo de la jornada de la mañana al situar en las balanzas las moléculas completas y no átomos sueltos. El grupo de la mañana involucra mejor los conceptos de reacción balanceada y estequiometría; también se ve reflejado el gusto por la lecturas científicas donde se encuentran aplicados conceptos químicos; así mismo tiene buenas bases para el desarrollo de: estructura de Lewis, tipo de enlace y geometría molecular aplicado a cualquier compuesto, análogamente cabe mencionar que el grupo de la tarde posee gran habilidad de interpretación de diagramas y su relación con los conceptos.

Niveles conceptual y procedimental: Los niveles de contenido conceptual evidenciaron que el grupo de la mañana posee un mayor análisis y síntesis de los conocimientos científicos reflejado en la lectura del texto. En contraste con los estudiantes de la tarde que manejan los contenidos desde una interpretación simbólica, que les permite relacionar y comprender los conocimientos. En el nivel de contenido procedimental se observo que en los dos grupos, los estudiantes leen la información de diferentes formas simbólicas; esto se vio reflejado en la pregunta 4 de la prueba, el juego de las balanzas en donde estos dibujaron las moléculas necesarias para balancear la ecuación química. Los dos grupos presentan muy poca o casi nula la capacidad de tratar datos, es decir el nivel 3, esto se observó en el problema de disoluciones, el cual presentaba una tabla de datos necesarios para dar solución a la cuestión planteada. 8.4.7 Análisis de la prueba de tercer semestre grupo Jornada Mañana. La prueba consta de ocho preguntas, aplicado a 35 estudiantes; para cada pregunta se indica el listado de conceptos involucrados en el cuadro 22, en la situación, en contraste con los conceptos identificados por los estudiantes. De la

84

misma manera, se menciona los conceptos que no tiene ninguna relación dentro del desarrollo de la situación; Cuadro 22. Listado de Conceptos Tercer Semestre J.M. PREGUNTA CONCEPTOS PROPUESTOS CONCEPTOS PRESENTADOS POR

ESTUDIANTES

CONCEPTOS IDENTIFICADOS

NO RELACIONADOS

1 Molécula Compuesto Formula química Reactivo Producto Reacción química

Molécula Formula química Reacción química

2 Átomo Elemento Compuesto Materia Teoría atómica Masa Reacción química

Átomo Materia Teoría atómica

-------

3 Compuesto Oxidación Reacción química Ley de la conservación de la masa Entalpías de formación Calor de reaccion Calor de formación

4 Mol Reacción química Tipos de reacciones

Reacción química Tipos de reacciones

5 Elemento Compuesto Fase gaseosa Concentración Reactivo Productos Reacción química Velocidad de reacción Orden de reacción

Concentración Velocidad de reaccion Orden de reaccion

Tiempo Potencia

85

6 Temperatura Velocidad de reacción Ecuación de Arrhenius

Temperatura Velocidad de reacción

Calor Sangre fría

7 Temperatura Gases Mezcla homogénea Mezcla heterogénea Reacción química Solución disolución Velocidad de reacción Sistema Equilibrio químico

Disolución Mezcla homogénea Equilibrio químico Sustancia

Energía libre Cinética Bases de Arrhenius Bases de Bronsted - lowry Molaridad Reactivo limite Sal

8 Átomo Ion Elemento Compuesto Acido Carbonato Reacción química Solución Disolución Dilución Propiedades físicas Propiedades químicas

Acido Carbonatos Reacciones químicas

Calor Colorantes Condimentos Energía activación Concentración

En la pregunta 1, los conceptos relacionados con la solución son: molécula, formula química y reacciones químicas, en donde 32 estudiantes relacionaron estos, con un porcentaje del 91%. Se evidencia que los diagramas propuestos si proporcionaron una mayor comprensión hacia los conceptos de formula química y ecuación balanceada, la gran mayoría de los estudiantes dieron una respuesta acertada en los productos y los reactivos que tenia participación en la reacción química. En la pregunta 2, el 80% de los estudiantes, es decir 28 de ellos, a partir de un diagrama propuesto donde se involucraban los postulados de la teoría atómica, construyeron un diagrama similar involucrando de manera lógica los postulados de la teoría, respetando como eje central el átomo. Se evidenció que los estudiantes tienen la capacidad de construir un diagrama con ayuda de uno guía. En la pregunta 3, se esperó que los estudiantes relacionaran conceptos básicos como: Entalpías de formación, Compuesto y Reacción química. Sin embargo, 15 estudiantes plantearon la ecuación de oxidación de la sacarosa, pero no plantearon una forma de hallar los gramos de sacarosa, a partir de esta, a pesar de que se les proporciono las entalpías de formación de cada uno de los

86

compuestos involucrados en la ecuación. Algunos de estos estudiantes, plantearon la ecuación de entalpía de formación pero no la relacionaron con el calor de reacción. En la cuarta pregunta, 20 estudiantes, que representan el 57%, poseen un nivel bueno con respecto a la identificación de los tipos de reacción, cabe notar que pueden relacionar una sola reacción química con varios tipos. Al analizar los conceptos involucrados en la quinta pregunta sobre la construcción de una gráfica para determinar el orden de reacción del reactivo involucrado en la ecuación química, 20 estudiantes relacionaron los conceptos de: concentración, velocidad de reacción y orden de reacción, representados en un 57%, 19 estudiantes pudieron identificar el orden de reacción, es decir un 54%, así como las variables dependiente e independiente para la respectiva construcción de las gráficas. En la sexta pregunta, 21 estudiantes representado en un 60% identificaron los conceptos de temperatura y velocidad de reacción. De acuerdo con lo anterior, los estudiantes si relacionan los conceptos con el crecimiento de un renacuajo, teniendo en cuenta que la velocidad y la temperatura no se comportan de forma lineal. Los conceptos involucrados en la pregunta siete, 25 estudiantes mencionaron el concepto de mezcla homogénea, con un 71%, 18 estudiantes el concepto de disolución y equilibrio químico, con un 51%, 11 sustancias mencionaron el concepto de sustancia, con un 31%. La mayoría de los estudiantes tienen en claro el concepto de equilibrio cuando se tienen dos mezclas de sustancias diferentes y se tien que identificar cual de ellas se encontraba en equilibrio. En la pregunta ocho, con la respecto a los conceptos relacionados con el texto, 32 estudiantes relacionan el concepto de reacción química, representado en un 91%, 27 estudiantes el concepto de ácido, representado en un 87%, 16 estudiantes el concepto de carbonatos, representado en un 45%. La mitad del grupo tiene gusto por la lectura pueden analizar y sintetizar con respecto a esta, le resto del grupo no presentaron un gusto hacia la lectura, por lo cual no realizaron ningún análisis coherente ni mucho menos una sugerencia para enriquecerlo. -Niveles tercer semestre jornada mañana Según los niveles presentados en el cuadro 23, se analizo el promedio de estudiantes que se encontraban ubicados en los niveles de contenidos conceptuales, como también en los contenidos procedimentales. A continuación,

87

se muestra la figura 11, para los niveles conceptuales y la figura 12 para los contenidos procedimentales. Cuadro 23. Niveles Generales Tercer Semestre, J.M. PREGUNTA NIVEL

CONCEPTUAL N°

ESTUDIANTES NIVEL

PROCEDIMENTAL N°

ESTUDIANTES

1 2 32 1 32

2 3 28 1 28

3 2 0 - -

4 1 20 - -

5 2 20 3 y 2 19

6 3 21 4 21

7 1 22 - -

8 4 16 - -

Figura 11. Gráfica de Niveles de Contenido Conceptual Tercer Semestre J-M.

2126 24

16

0

5

10

15

20

25

30

1 2 3 4

NIVELES

NIVELES DE CONTENIDO

CONCEPTUAL tercer semestre J.M

Se deduce a partir de la figura 11, de contenido conceptual que los estudiantes se ubican en nivel 2, por lo cual comprenden los conocimientos científicos y sus relaciones manifestadas en la capacidad para explicar e interpretar la información presentada y para expresarla en diferentes formas, cabe notar que se encuentra casi el mismo numero de estudiantes en los niveles 1 y 3, lo cual indica que tiene conocimiento y pueden aplicarlo a situaciones nuevas.

88

Figura 12. Gráfica Niveles de Contenido Procedimental Tercer Semestre J.M.

Por otro lado el contenido procedimental mostrado en la figura 12, se demuestra que los estudiantes se encuentran en el nivel 1, que pueden leer la información en diferentes formas simbólicas como lo son los diagramas de moléculas para establecer una formula química y el diagrama correspondiente a los postulados de Dalton. Los cuales arrojan los mejores resultados en cuanto a la relación de conceptos. Además es de notar, que los niveles 2, 3 y 4 se encuentran muy parejos, de esto se puede deducir que más de la mitad del grupo construyen e interpretan gráficas, pueden tratar datos y por ultimo planificar investigaciones. 8.4.8 Análisis de la prueba de tercer semestre grupo Jornada tarde. La prueba consta de ocho preguntas, aplicado a 18 estudiantes; para cada pregunta se indica el listado de conceptos involucrados el cuadro 24, en la situación, en contraste con los conceptos identificados por los estudiantes. De la misma manera, se menciona los conceptos que no tiene ninguna relación dentro del desarrollo de la situación; Cuadro 24. Listado de Conceptos Tercer Semestre J.T. PREGUNTA CONCEPTOS

PROPUESTOS CONCEPTOS PRESENTADOS POR

ESTUDIANTES

CONCEPTOS IDENTIFICADOS

NO RELACIONADOS

30 19 19 21

0 5

10

15 20

25 30

1 2 3 4

NIVELES

NIVELES DE CONTENIDO

PROCEDIMENTAL tercer semestre J.M

89

1 Molécula Compuesto Formula química Reactivo Producto Reacción química

Molécula

2 Átomo Elemento Compuesto Materia Teoría atómica Masa Reacción química

Átomo Materia Teoría atómica Reacción química

-------

3 Compuesto Oxidación Reacción química Ley de la conservación de la masa Entalpías de formación Calor de reacción Calor de formación

Reacción química

4 Mol Reacción química Tipos de reacciones

Reacción química Tipos de reacciones

5 Elemento Compuesto Fase gaseosa Concentración Reactivo Productos Reacción química Velocidad de reacción Orden de reacción

Concentración Velocidad de reacción

Tiempo Potencia

6 Temperatura Velocidad de reacción Ecuación de Arrhenius

Temperatura Velocidad de reacción

Calor Sangre fría

7 Temperatura Gases Mezcla homogénea Mezcla heterogénea Reacción química Solución disolución Velocidad de reacción

Disolución Mezcla homogénea Equilibrio químico Sistema abierto Sistema cerrado Sustancia

Volumen Destapar Homogéneo Energía libre termodinámica Sal

90

Sistema Equilibrio químico

Homogeneidad Reacciones químicas

8 Átomo Ion Elemento Compuesto Acido Carbonato Reacción química Solución Disolución Dilución Propiedades físicas Propiedades químicas

Acido Carbonatos Reacciones químicas Soluciones Disolución Iones

Espuma Enzimas Óxidos Rayos X extintor

En la pregunta 1, los conceptos involucrados en la respuesta de los estudiantes fueron: 15 estudiantes identificaron el concepto de formula química, con 83% y 5 estudiantes identificaron el concepto de balanceo de ecuaciones, con el 27%. De acuerdo a los resultados obtenidos los estudiantes manejan y aplican el concepto de fórmula química, por el contrario no construyeron una reacción química ni a su vez la balancearon de forma correcta, teniendo en cuenta que no relacionaron los diagramas propuestos, para dar solución a la formula química y como está reacciona para producir un compuesto químico. En la pregunta 2, el 66% de los estudiantes, es decir 12 de ellos, a partir de un diagrama propuesto donde se involucraban los postulados de la teoría atómica, construyeron un diagrama similar involucrando de manera lógica los postulados de la teoría, respetando como eje central el átomo. Se evidenció que los estudiantes tienen la capacidad de construir un diagrama con ayuda de uno guía. En la pregunta 3, se esperó que los estudiantes relacionaran conceptos básicos como: Entalpías de formación, Compuesto y Reacción química. Sin embargo, 8 estudiantes plantearon la ecuación de oxidación de la sacarosa, pero no plantearon una forma de hallar los gramos de sacarosa, a partir de esta, a pesar de que se les proporciono las entalpías de formación de cada uno de los compuestos involucrados en la ecuación. Ninguno planteó la ecuación de entalpía de formación para resolver el problema. En la cuarta pregunta, 10 estudiantes, que representan el 55%, identifican algunos de los tipos de reacción, no interpretan que una ecuación puede ser de más de un solo tipo.

91

Al analizar los conceptos involucrados en la quinta pregunta sobre la construcción de una gráfica para determinar el orden de reacción del reactivo involucrado en la ecuación química, tan solo 5 estudiantes relacionaron los conceptos de: concentración, velocidad de reacción y orden de reacción, representados en un 27%, también esos 5 estudiantes pudieron identificar el orden de reacción, así como las variables dependiente e independiente para la respectiva construcción de las gráficas. No obstante cabe mencionar que los conceptos que mencionan en el texto, referente al tipo de orden de reacción cuando son elevadas ya sea a la primera o segunda potencia, según el orden de reacción, escriben así: [NO2]1 y no ln [NO2]. En la sexta pregunta, 9 estudiantes representado en un 50% pudieron identificar los conceptos de temperatura y velocidad de reacción. De acuerdo con lo anterior, los estudiantes relacionan muy poco los conceptos con el crecimiento del renacuajo, esto se ve reflejado por que seleccionan las respuestas como lo es la influencia de la sangre fría en el desarrollo del renacuajo, Los conceptos involucrados en la pregunta siete, 13 estudiantes mencionaron el concepto de mezcla, con un 72%, 9 estudiantes el concepto de homogéneo con un 50%, 8 estudiantes mencionaron el concepto de equilibrio y disolución, representado en un 44%. La mayoría de los estudiantes tienen dificultad en relacionar y unir el concepto de mezcla y de homogéneo, no obstante comprenden la relación del concepto de equilibrio con los dos sistemas planteados. En la pregunta ocho, con respecto a los conceptos relacionados con el texto, 15 estudiantes relacionan el concepto de ácidos y carbonatos representado en un 83%, 12 estudiantes el concepto de reacción química representado en un 66%, De aquí que la mayoría de los estudiantes presentan un buen desempeño al analizar, sintetizar y concluir acerca del texto propuesto. -Niveles tercer semestre jornada tarde Cuadro 25. Niveles Generales Tercer Semestre J.T. PREGUNTA NIVEL

CONCEPTUAL N°

ESTUDIANTES NIVEL

PROCEDIMENTAL N°

ESTUDIANTES

1 2 5 1 5

2 3 12 1 12

3 2 1 - -

4 1 10 - -

5 2 5 3 y 2 9

6 3 9 4 9

7 1 11 - -

92

8 4 17 - -

Según los niveles presentados en el cuadro 25, se analizo el promedio de estudiantes que se encontraban ubicados en los niveles de contenidos conceptuales, como también en los contenidos procedimentales. A continuación, se muestra en la figura 13, para los niveles conceptuales y la figura 14, para los contenidos procedimentales. Figura 13. Gráfica de Niveles de Contenido Conceptual Tercer Semestre J.T.

104

10

17

0

5

10

15

20

1 2 3 4

NIVELES

NIVELES CONCEPTUALES Tercer

semestre J.T

Según lo presentado en la figura 13, se evidencia el nivel de contenido conceptual que poseen los estudiantes de tercer semestre, están en el nivel 4, con un 94% se afinidad con el análisis, la síntesis de la información científica, por esta razón se ve reflejado en mayor porcentaje en la prueba realizada, vale la pena decir también que pueden relacionar los conceptos involucrados en la lectura. También hay que mencionar que tienen muchísimas falencias en la parte de reacciones químicas y su posible balanceo. Según el análisis del nivel de contenido procedimental, figura 14, los estudiantes no muestran gran afinidad y no es representativo los valores de estudiantes de cada nivel lo cual representa la mitad de todo el grupo, es decir que solo el 50% construye e interpreta graficas, planifica investigaciones y maneja tratamiento de datos.

93

Figura 14. Gráfica de Niveles de Contenido Procedimental Tercer Semestre J.T.

8

9 9 9

7,5

8

8,5

9

1 2 3 4

NIVELES

NIVELES DE CONTENIDO

PROCEDIMENTAL tercer semestre J.T

El 50% restante no posee dichos contenidos procedimentales, por lo tanto este curso no es muy notorio de la relación que existe entre los contenidos conceptuales con los contenidos procedimentales.

Conceptos involucrados por los estudiantes A partir de los análisis realizados a las dos jornadas se encontró que los estudiantes de la mañana como los de la tarde presentaron dificultad en la pregunta tres, por lo cual no tienen una relación entre los conceptos de entalpía de formación de la sacarosa como medio para dar respuesta a los gramos ingeridos por un ciclista, así mismo no poseen el concepto de calor de formación. La interpretación de la variable independiente y dependiente con respecto a la construcción de una gráfica para identificar el orden de reacción frente a la reactivo, presenta dificultades al incluir potenciación a la concentración del reactivo como variable dependiente, por lo cual produce que la construcción de dicha gráfica no presente correspondencia con ningún orden de reacción. El concepto de velocidad y su influencia con la temperatura manejado desde la perspectiva del crecimiento de un renacuajo, los estudiantes del grupo de la mañana tiene mayor claridad en la relación entre estos dos conceptos, mientras que los de la tarde presentan dificultades con estos conceptos.

94

El grupo de estudiantes de la mañana poseen conceptos más estructurados con lo referente a formula química, estructuración de una ecuación y el balanceo de la misma, por el contrario el grupo de la tarde su análisis y síntesis de un texto es mucho más elevado. Ambos grupos resaltan la importancia de los postulados de la teoría atómica de Dalton por medio de un esquema, sin dejar como eje principal el átomo.

Niveles conceptual y procedimental: Los niveles de contenido conceptual evidenciaron que el grupo de la mañana posee una mayor interpretación de formas simbólicas, es decir que relacionan los conceptos para interpretar la información, es el caso de los diagramas de las moléculas que forman un compuesto, al contrario de los estudiantes de la tarde que como ya se mencionó tiene la capacidad de analizar y sintetizar un texto, esto los ubica en el nivel 4. En el nivel de contenido procedimental se observo que el grupo de la mañana lee la información de diferentes formas simbólicas; esto se vio reflejado en la pregunta 1 y 2 de la prueba, en el grupo de la tarde existe el mismo numero de estudiantes para los niveles 2, 3 y 4, aunque estos no son muy representativo, pues solo lo poseen la mitad de los estudiantes. En conclusión los dos grupos si relaciona los contenidos conceptuales con los contenidos procedimentales, esto se evidencio en las gráficas, puesto que la mayoría de los estudiantes se encuentran situados en los niveles procedimentales, sin presentar una notoria desigualdad en estos. 8.4.10 Análisis de la prueba de cuarto semestre grupo Jornada Mañana. La prueba consta de diez preguntas, aplicado a 26 estudiantes; para cada pregunta se indica el listado de conceptos involucrados en el cuadro 26, en la situación, en contraste con los conceptos identificados por los estudiantes. De la misma manera, se menciona los conceptos que no tiene ninguna relación dentro del desarrollo de la situación; Cuadro 26. Listado de Conceptos Cuarto Semestre J.M. PREGUNTA CONCEPTOS PROPUESTOS CONCEPTOS PRESENTADOS POR

ESTUDIANTES

CONCEPTOS IDENTIFICADOS

NO RELACIONADOS

1 Compuesto Elemento

Velocidad de reacción

Molaridad Concentración

95

Compuesto Mezcla Reactivo Producto Reacción química Concentración Orden de reacción Velocidad de reacción Constante de velocidad

Estequiometría Estado de oxidación Equilibrio

2 Estados de la materia Presión Volumen Mezcla Reacción química Combustión Hidrocarburo Gasolina Combustible Comburente Velocidad de reacción Energía Trabajo

Reacción química Combustión Trabajo

Concentración Chispa de ignición Orden de reacción Exotérmica y endotérmica

3 Ion Reacción química Concentración Solución homogénea Disolución Disolución satura Disolución insaturada Solubilidad Producto de solubilidad Precipitación Equilibrio químico Principio de Le Chatelier Efecto del Ion común

Efecto del Ion común

4 Elemento Compuesto Reactivo Producto Reacción química Energía Cinética química Equilibrio químico

Equilibrio Cinética química

Energía de activación Exotérmica Endotérmica

5 Elemento Compuesto Reacción química

Catalizador Cinética

96

Cinética química Catalizador Constante de velocidad Energía de activación

6 Elemento Compuesto Reactivo Producto Reacción química Cinética química Equilibrio químico

Producto Reactivo

7 Elemento Compuesto Reacción química Oxidación Potencial estándar de reducción

Potencial estándar

8 Electrón Elemento Compuesto Reacción química Celda voltaica Circuito Corriente eléctrica Ánodo Cátodo Puente salino Oxidación Reducción

Ánodo Cátodo Electrones

9 Volumen Titulación Base fuerte Acido fuerte Concentración Solución Indicador acido base

Titulación Base fuerte Acido fuerte Concentración

10 Ion Sustancia Elemento Compuesto Mineral Acido Difusión Producto Reactivo

Ion Acido Reacción Base de Bronted – lowry Concentración

Disolución Carbohidratos Titulación

97

Reacción química Base de Bronted – lowry Concentración

En la pregunta uno, los conceptos listados por los estudiantes fueron: concentración y velocidad de reacción, 26 estudiantes los involucraron esto representa el 100%, también el concepto de orden química y orden de reacción, 17 estudiantes esto representa el 65%. Los estudiantes identificaron los conceptos pero no lo relacionaron con la ecuación de la velocidad, y por lo tanto no pudieron clasificar los gráficos o cajas por orden de velocidad creciente, ni tampoco teniendo la cantidad de esferas presentes en las cajas pudieron clasificar los órdenes de reacción por orden creciente. En la pregunta numero dos, 21 estudiantes identificaron el concepto de combustión y trabajo con un 80%, 17 estudiantes el concepto de reacción química, con un 46%, la mitad de los estudiantes relacionaron los conceptos para explicar las razones por las cuales elegía la afirmación, de cualquiera de los dos, de ninguno o de ambas personas involucradas en la situación. En la pregunta numero tres, 11 estudiantes resaltaron el concepto de Ion común, representado en un 42%, aunque ninguno dio respuesta a las preguntas relacionadas con la concentración de dos iones, no esta muy claro las relaciones entre los conceptos de precipitado, equilibrio químico y sus variantes al inicio, al cambio y al equilibrio. En la pregunta numero cuatro, 16 estudiantes relacionaron el concepto de equilibrio químico y cinética, con un 61%, la Mayoría de los estudiantes encuentran la relación grafica de un perfil de energía de reacción con los conceptos de equilibrio y cinética, (velocidad de reacción). La pregunta numero cinco, 12 estudiantes relacionan el concepto de catalizador y cinética esto representa un 46%. Los estudiantes no relacionan el concepto de catalizador con la constante de velocidad; ni tampoco los efectos que tendría un catalizador frente a la energía de activación de una reacción química. La pregunta numero seis, los estudiantes tienen dificultad, solo el 30% identifican el concepto de equilibrio químico en una grafica, pues no entienden la intervención de este en el favorecimiento de los reactivos o de los productos. La pregunta numero siete, solo 6 estudiantes interpretan las reacciones, con un porcentaje del 23% y cambian su sentido de acuerdo al enunciado y a los compuestos que se nombran como reactivos, y muy pocos realizan la sumatoria del potencial estándar de cada reacción, para así obtener el de la reacción total.

98

En la pregunta ocho, 12 estudiantes identificaron todos los componentes de una celda daniell, y 23 estudiantes no identificaron en su totalidad estos componentes confundiendo cátodo con ánodo, así como la solución presente en cada compartimiento, debido a que no leían el texto de explicación de una celda de Daniells. Asimismo, no tienen claridad en el lugar de los electrones cuando tiene lugar una oxidación o una reducción. La pregunta numero nueve los estudiantes, tienen conocimiento de una valoración volumétrica base fuerte -acido fuerte, por lo cual dan respuesta a la concentración de la base al ser titulada con acido clorhídrico. La pregunta diez, 21 estudiantes involucran los conceptos de reacción química, el 80%, 20 estudiantes el concepto de acido, y un 76%, 14 estudiantes manejan el concepto de Brownted lawry., y 11 estudiantes el concepto de Ion y acido con un 42%, los estudiantes tienden a involucrar conceptos como carbohidratos. Los estudiantes no presentan mucha habilidad con respecto al análisis, síntesis y enriquecimiento de la lectura - Niveles cuarto semestre jornada mañana Cuadro 28. Niveles Generales Cuarto semestre JM. PREGUNTA NIVEL

CONCEPTUAL N°

ESTUDIANTES NIVEL

PROCEDIMENTAL N°

ESTUDIANTES

1 2 8 1 14

2 3 14 4 6

3 2 0 3 0

4 2 16 2 16

5 2 10 2 9

6 2 8 2 8

7 3 6 - -

8 2 12 1 12

9 1 23 - -

10 4 15 - -

Según los niveles presentados en el cuadro 27, se analizo el promedio de estudiantes que se encontraban ubicados en los niveles de contenidos conceptuales, como también en los contenidos procedimentales. A continuación, se muestra la figura 15, para los niveles conceptuales y la figura 16, para los contenidos procedimentales.

99

Figura 15. Gráfica de Niveles de Contenido Conceptual Cuarto Semestre J.M.

Respecto a la figura 15 de nivel de contenido conceptual se observo que 22 de los 26 estudiantes se sitúan en el nivel 1, que tienen el conocimiento y recuerdan hechos e hipótesis, y con estos dan respuesta a las cuestiones planteadas, como la pregunta de la situación problema del montaje de la titulación de un acido fuerte con base fuerte, los estudiantes tienen en los conceptos involucrados en el desarrollo de la valoración volumétrica, también conviene decir que los niveles 2, 3 y 4 hacen referencia a la comprensión, aplicación y análisis del conocimiento se encuentran en un nivel muy bajo, menos de la mitad de los estudiantes, así que ellos no interpretan muy bien los diagramas propuestos en al prueba. Análogamente con el análisis de la figura 16, de nivel de contenido procedimental, se puede deducir que los estudiantes se encuentran en el nivel 1, es decir de lectura de la información en diferentes formas simbólicas, esto tiene sentido si se compara con el nivel de contenido conceptual, en el que no existe la interpretación de los conceptos, así que en el nivel de contenido procedimental solo leen mas no interpretan los problemas propuestos en la prueba, vale la pena resaltar que este grupo de estudiantes, no poseen el nivel 3 que es el tratamiento de datos, dado como evidencia con la pregunta de equilibrio químico.

22

10 10 15

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4

NIVELES

NIVELES DE CONTENIDO

CONCEPTUAL cuarto semestre J.M

100

Figura 16. Gráfica de Niveles de Contenido Procedimental Cuarto Semestre J.M.

Al respecto de lo anterior se puede decir que los estudiantes no vinculan el conocimiento con la interpretación de una forma simbólica, los problemas planteados en la prueba.

8.4.11 Análisis de la prueba de cuarto semestre grupo Jornada tarde. Cuadro 29. Listado de Conceptos Cuarto Semestre J.T. PREGUNTA CONCEPTOS

PROPUESTOS CONCEPTOS PRESENTADOS POR

ESTUDIANTES

CONCEPTOS IDENTIFICADOS

NO RELACIONADOS

1 Compuesto Elemento Compuesto Mezcla Reactivo Producto Reacción química Concentración Orden de reacción Velocidad de reacción Constante de velocidad

catalizador Equilibrio enlace temperatura

13 11

0 6

0

5

10

15

1 2 3 4

NIVELES

NIVELES DE CONTENIDO

PROCEDIMENTAL cuarto semestre

J.M

101

2 Estados de la materia Presión Volumen Mezcla Reacción química Combustión Hidrocarburo Gasolina Combustible Comburente Velocidad de reacción Energía Trabajo

Combustión Energia Trabajo

Catalizador Gases Maquina de Carnott

3 Ion Reacción química Concentración Solución homogénea Disolución Disolución satura Disolución insaturada Solubilidad Producto de solubilidad Precipitación Equilibrio químico Principio de Le Chatelier Efecto del Ion común

Efecto del Ion común

4 Elemento Compuesto Reactivo Producto Reacción química Energía Cinética química Equilibrio químico

Equilibrio Cinética química

5 Elemento Compuesto Reacción química Cinética química Catalizador Constante de velocidad Energía de activación

Reacción química Catalizador Cinética

6 Elemento Compuesto Reactivo Producto Reacción química

Cinética Producto Reactivo Equilibrio

102

Cinética química Equilibrio químico

7 Elemento Compuesto Reacción química Oxidación Potencial estándar de reducción

Punto de ebullición Numero de oxidación Carga Solución

8 Electrón Elemento Compuesto Reacción química Celda voltaica Circuito Corriente eléctrica Ánodo Cátodo Puente salino Oxidación reducción

Ánodo Cátodo Puente salino Electrones

9 Volumen Titulación Base fuerte Acido fuerte Concentración Solución Indicador acido base

Titulación Base fuerte Acido fuerte Concentración

10 Ion Sustancia Elemento Compuesto Mineral Acido Difusión Producto Reactivo Reacción química Base de Bronted – lowry Concentración

Ion Reacción Base de Bronted – lowry Concentración

Soluciones Carbohidratos Disolución

Al, al analizar la prueba efectuada a Los estudiantes de cuarto semestre de esta jornada, dio resultados que las preguntas 1, 3, 7 y 10, son muy bajos los resultados para poder realizar un análisis, detallado y conciso para cada pregunta, pues los estudiantes no dieron respuestas adecuadas a los cuestionamientos

103

planteados en ellas, los porcentajes alrededor de las respuestas son aproximadamente de 10%, con este resultado se puede evidenciar que los estudiantes no relacionan los conceptos o que simplemente no hicieron el mayor esfuerzo para responder la prueba de forma adecuada. Las preguntas relacionadas con la grafica, es decir de la pregunta cuatro a la seis, los estudiantes relacionan los conceptos de equilibrio. Velocidad de reacción cinética química, catalizador. En la pregunta numero cinco, 13 estudiantes, representados en 41% relacionan el concepto de catalizador, como aumento de la energía de activación de una reacción. En la pregunta seis el 35% favorece el equilibrio de los productos, con este porcentaje de estudiantes se observa que existe dificultad en relacionar la grafica con el concepto del equilibrio químico y como este favorecería a los productos o a los reactivos. En la pregunta numero ocho, el 51% de los estudiantes sitúan en la celda de Daniells todos los elementos que la componen, es decir el otro 50% restante confunden los conceptos de ánodo con el catado así como las semireacciones que tienen lugar en el cátodo y el ánodo. En la pregunta numero nueve, 25 estudiante, el 80% tienen conocimiento de una valoración volumétrica base fuerte -acido fuerte, por lo cual dan respuesta a la concentración de la base al ser titulada con acido clorhídrico, y todos los conceptos involucrados en la una titulación. - Niveles cuarto semestre jornada tarde Cuadro 30. Niveles Generales Cuarto semestre JT PREGUNTA NIVEL

CONCEPTUAL N°

ESTUDIANTES NIVEL

PROCEDIMENTAL N°

ESTUDIANTES

1 2 3 1 4

2 3 9 4 2

3 2 0 3 0

4 2 8 2 8

5 2 13 2 13

6 2 11 2 11

7 3 4 - -

8 2 16 1 16

9 1 25 - -

104

10 4 7 - -

Figura 17. Gráfica de Niveles de ContenIdo Conceptual Cuarto Semestre J.T.

25

8 6 7

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4

NIVELES

NIVELES DE CONTENIDO

CONCEPTUAL cuarto semestre J.T.

Figura 18. Gráfica de Niveles de ContenIdo Procedimental Cuarto Semestre J.T.

10 10

0 20

2

4

6

8

10

1 2 3 4

NIVELES

NIVELES DE CONTENIDO

PROCEDIMENTAL cuarto semestre

J.T.

Podemos distinguir en la figura 17, de nivel de contenido conceptual se observo que 25 de los 31 estudiantes se sitúan en el nivel 1, que tienen el conocimiento y recuerdan hechos e hipótesis, y este se ve reflejado con la respuesta a la cuestión planteada, de montaje de la titulación de un acido fuerte con base fuerte,

105

los estudiantes tienen los conceptos involucrados en el desarrollo de la valoración volumétrica, también conviene decir que los niveles 2, 3 y 4 son muy bajos ya que solamente 8, 6 y 7 estudiantes son los que poseen esta comprensión, aplicación y análisis del conocimiento. El restante de los estudiantes no posee las características mencionadas anteriormente en cada nivel. Análogamente con el análisis de la figura 18, de nivel de contenido procedimental, se puede deducir que los estudiantes se encuentran en el nivel 1, pero también tienen el nivel 2, esto quiere decir que los estudiantes pueden interpretar graficas y lectura de la información en diferentes formas simbólicas, esto tiene sentido si se compara con el nivel de contenido conceptual, en el que no existe la interpretación de los conceptos, así que en el nivel de contenido procedimental solo leen mas no interpretan los problemas propuestos en la prueba, vale la pena resaltar que este grupo de estudiantes, no poseen el nivel 3 que es el tratamiento de datos, solo el 32% de los estudiantes se encuentra en un nivel procedimental , ante esto son muy aceptables los niveles de observación, descripción e interpretación de conocimiento.

Conceptos involucrados por los estudiantes A partir de los análisis realizados a las dos jornadas se encontró que los estudiantes de la mañana como los de la tarde presentaron dificultad en la pregunta uno. Los estudiantes no relacionan las esferas como la concentración de cada reactivo y como esté influye en la velocidad de reacción, por lo cual los estudiantes no clasifican de forma creciente la velocidad de reacción, también con la pregunta tres, los estudiantes no tienen una relación entre los conceptos de equilibrio químico, producto de solubilidad, como parte de la solución de la pregunta planteada en la situación, además no utilizan de forma adecuada el cuadro proporcionado para las condiciones iniciales al cambio y al equilibrio, sin embargo hay que notar que son muy pocos los que identifican el Ion común en la disolución. En la pregunta siete ambos grupos tienen dificultad al formular una reacción total a partir de dos semireacciones ya que no leen los reactivos que se están utilizando para limpiar el lavabo, por esta razón los estudiantes no escriben una ecuación lógica. También ambos grupos tienen fallas en la solución de la pregunta ocho, confundiendo algunas veces el concepto de cátodo con el concepto de ánodo, involucrado en la celda Daniell y las semirreacciones que tienen lugar en cada uno de estos sitios.

106

Los dos grupos relacionan el concepto de valoración volumétrica como método para obtener la concentración de una base fuerte, a partir del volumen desplazado de acido, esto corrobora que tienen el concepto de titulación como un método volumétrico para obtener la concentración tanto de una base como de un acido El grupo de la tarde relaciona mejor la grafica del perfil de energía, de la reacción con los conceptos de equilibrio, catalizador, energía de activación y velocidad de reacción, al contrario del grupo de la mañana presenta mayor dificultad al relacionar los conceptos con una grafica presentada.

Niveles conceptual y procedimental: Los niveles de contenido conceptual evidenciaron que tanto el gripo de la mañana como el de la tarde están ubicados en el mismo nivel conceptual, nivel 1, ese nivel corresponde al conocimiento y recuerdo de hechos e hipótesis, de lo anterior indica que los estudiantes no relacionan su conocimiento para interpretar formas simbólicas, como es el caso de la pregunta 1,3,4,5,6,8, en la interpretación de formas simbólicas existe una mayor comprensión en la pregunta ocho, aunque persisten en los dos grupo la confusión entre el cátodo y el ánodo y sus respectivas semireacciones. Análogamente el grupo de la mañana posee un mejor nivel con respecto al análisis de síntesis de textos. En el nivel de contenido procedimental se observo que los dos grupos están ubicados en el nivel 1, este nivel representa la lectura de la información en diferentes formas simbólicas, esto tiene lógica si nos remontamos a los conocimientos conceptuarles los cuales indican que los estudiantes tan solo leen las formas simbólicas, pero no llegan a una interpretación de ellas. El grupo de la tarde también se ubico en el nivel 2 debido ha que tuvieron un mejor desempeño al interpretar una grafica la cual indicaba el perfil de energía para una reacción hipotética, sin embargo este valor no es muy representativo ya que solo 10 estudiantes de los 21 restantes pueden interpretar la grafica y a partir de ella dar respuesta a las preguntas planteadas. Para finalizar se noto que los estudiantes de cuarto semestre presentan dificultades con respecto a los temas de cinética química y equilibrio químico, pues no relacionan estos temas con situaciones planteadas donde se involucra estos, para darles solución, así mismo no presentaron demasiado interés en darle respuesta a la prueba como parte de su proceso de aprendizaje.

107

8.5 ANALISIS DE LAS PRUEBAS DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL PROYECTO CURRICULAR EXPERIMENTAL PARA LA FORMACIÓN DE LICENCIADOS EN QUIMICA Se analizo las pruebas desde el punto de vista de otro componente del currículo como son los contenidos de la enseñanza de las ciencias en las dos siguientes dimensiones:

- La dimensión de los contenidos fácticos y conceptúales: Desde esta dimensión los estudiantes comprenden un amplio espectro de hechos, conceptos, principios y teorías científicas; con lo anterior se identifico que esto corresponde en la prueba aplicada en los espacios académicos de teorías químicas al nivel 1 de los contenidos conceptuales, por lo anterior se construyó una gráfica de la dimensión de los contenidos facticos conceptuales donde se muestra el promedio de estudiantes por semestre de los espacios académicos de teorías químicas, que se encuentran en este nivel. Figura 19. Grafica dimensión de los contenidos facticos conceptuales (Nivel 1)

14

7

15

23

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4

SEMESTRE

DIMENSIÓN DE LOS CONTENIDOS

FACTICOS CONCEPTUALES

Nivel 1

De acuerdo con la grafica xxx, se puede evidenciar el aumento de estudiantes de esta dimensión al transcurrir en cada semestre, vale la pena analizar que observando el promedio de estudiantes en segundo semestre, es muy bajo este contenido, en comparación con los de primer semestre que hasta ahora empiezan su formación disciplinar. Además se evidencia que hay un progreso en cuanto a la evolución de los conocimientos, hechos y teorías científicas, lo que indica que el proyecto curricular del Departamento de Química enfoca bien sus contenidos para

108

que estos vayan contribuyendo a la formación del licenciado en química. En contraposición con lo anterior la gráfica xxx, demuestra que los estudiantes si poseen el conocimiento, pero como se observa los estudiantes de cuarto semestre presentan dificultad al aplicar el conocimiento científico a situaciones nuevas, al contrario del tercer semestre que si aplican los conocimientos adquiridos a situaciones problema. Figura 20 Gráfica Nivel 3. Aplicación del conocimiento

Aparte de la comprensión de conceptos planteados dentro del currículo se tiene dentro de la prueba aplicada la comprensión de los conocimientos científicos y sus relaciones manifestada en la capacidad para explicar e interpretar la información presentada y expresarla en diferentes formas.

1815 15

9

0

5

10

15

20

1 2 3 4

SEMESTRES

NIVEL 2 CONTENIDO CONCEPTUAL

GENERAL

9

16 17

3

0

5

10

15

20

1 2 3 4

SEMESTRE

APLICACIÓN DEL

CONOCIMIENTO NIVEL 3.

109

- La dimensión de los procedimientos o habilidades:

Desde esta dimensión los estudiantes desarrollan tres habilidades que se han constituido como objetivo de la educación científica. Estas habilidades pueden ser: habilidades practicas, intelectuales y de comunicación. -Habilidades prácticas, comparándolas con los contenidos procedimentales de la prueba aplicada se determino que esta habilidad corresponde al nivel 1, por lo anterior se construyo una Figura 21 grafica Habilidades prácticas, donde se muestra el promedio de estudiantes por semestre, de los espacios académicos de química, que se encuentran en este nivel. Grafica . Habilidades prácticas

De acuerdo con los promedios por semestre de las habilidades practicas mostradas en la grafica, se observa que los estudiantes de segundo semestre, son mejores en cuanto a la capacidad de realizar observaciones precisas y sistemáticas, esto se observo en las respuestas presentadas por ellos en la prueba aplicada y analizada, en las preguntas donde se encontraban formas simbólicas, en donde se requería una buena observación para dar una respuesta correcta. En contraste, con el promedio de estudiantes de cuarto semestre se esperaría una mejor habilidad práctica y desarrollo de las capacidades de observación, mas sin embargo, presentan dificultades en la prueba en donde se involucran formas simbólicas, en donde se requiere observación para dar una solución correcta.

16

21 19

11

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4

SEMESTRE

HABILIDADES PRACTICAS Nivel 1

110

-Habilidades intelectuales comparándolas con los contenidos procedimentales de la prueba aplicada se determino que esta habilidad corresponde al nivel 4, por lo anterior se construyó una Figura 22 grafica Habilidades intelectuales, donde se muestra el promedio de estudiantes por semestre, de los espacios académicos de química, que se encuentran en este nivel. Figura 22 Grafica, Habilidades intelectuales

De acuerdo con los promedios por semestre de las habilidades intelectuales plasmadas en la Figura 22, se observó que los estudiantes de segundo semestre tienen la capacidad de explicar fenómenos a partir de teorías, así como planificar investigaciones o pruebas para resolver problemas, en el caso particular de la prueba aplicada y analizada, los estudiantes responden con mayor facilidad las preguntas relacionadas con la justificación y elección de afirmaciones presentadas a partir de hechos o problemas planteados. A su vez cabe mencionar que los estudiantes de cuarto semestre la dimensión procedimental y por ende la habilidad intelectual, no manifiestan tener la habilidad de explicación de fenómenos y emisión de hipótesis como parte de esta. La baja habilidad de los estudiantes de primer semestre es lógica, desde la perspectiva del poco contacto que han tenido con el diseño experimental y así mismo, la explicación de fenómenos a partir de teorías y la emisión de hipótesis. -Habilidades de comunicación: Al comparar esta habilidad de la dimensión procedimental del currículo del proyecto de química, se puede decir que esta

5

16 15

5

0 2 4 6 8

10 12 14 16

1 2 3 4

SEMESTRES

HABILIDADES INTELECTUALES

NIVEL 4

111

habilidad corresponde al nivel 4 del contenido conceptual, de la prueba aplicada, ya que esta concuerda con los parámetros de comunicar oralmente y por escrito observaciones, investigaciones y conclusiones propias. Al respecto se construyo la Figura 23 grafica., donde se observo que los estudiantes de segundo semestre manifiestan una habilidad comunicativa escrita, donde se evidencia su capacidad de análisis, síntesis y sentido critico al respecto de una información científica mas específicamente plasmada en un texto.

Aparte de la comprensión de conceptos planteados dentro del currículo se tiene dentro de la prueba aplicada la construcción e interpretación y el tratamiento de datos: descubrimiento de tendencias, interpolación, extrapolación, etc.

12

17 16

11

0

5

10

15

20

1 2 3 4

SEMESTRES

HABILIDADES DE COMUNICACIÓN Nivel 4 conceptual

112

ANALISIS DE LAS PRUEBAS DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL AMBIENTE DE FORMACIÓN DISCIPLINAR, CIENTIFICO E INVESTIGATIVO EN EL CICLO DE FUNDAMENTACIÓN. Los logros alcanzados por los estudiantes en lo conceptual son propuestos desde el ambiente de formación disciplinar especifica y formación científico, FDECI pero para alcanzar esto es necesario la evaluación de las competencias básicas de interpretación y aplicación de conceptos básicos, argumentar y analizar diferentes tipos de información en forma oral o escrita. A partir de los resultados y análisis del informe de actividades docentes (FIADS) (Ladino, Lopez, 2004), los cuales describen que las competencias son mas frecuentes en el ambiente FDECI, que en los otros ambientes, quizás por la naturaleza misma de los espacios académicos. Justo es decir que las pruebas aplicadas tienen las competencias básicas desarrolladas en el ambiente FDECI, ya que sus niveles corresponden a estas, para tal fin es necesario analizar los logros conceptuales alcanzados por los estudiantes desde las tres competencias básicas, en el caso de la interpretación y

10 12 14

10

0 2 4 6 8

10 12 14

1 2 3 4 SEMESTRES

NIVEL 2 CONTENIDO PROCEDIMENTAL GENERAL

3 1

14

0 0 2 4 6 8

10 12 14

1 2 3 4

SEMESTRES

NIVEL 3 CONTENIDO PROCEDIMENTAL GENERAL

113

aplicación de conceptos básicos, los estudiantes si muestran un avance conceptual a medida que adelanta su formación disciplinar Examinando brevemente la segunda competencia básica que es la argumentación y el análisis de diferentes tipos de información en forma oral o escrita, se pudo verificar de forma escrita por medio de las pruebas, que los estudiantes de segundo semestre desarrollan mas la argumentación y análisis de situaciones, esta al igual de la anterior competencia debía aumentar según se avanza en el semestre, pero se evidencio con la (habil comunicativa) disminuyen su argumentación y análisis. Observando la tercera competencia básica de proponer, es decir plantear y resolver problemas en diferentes contextos, por lo tanto al observar la grafica (factico 2 ) se pudo deducir que los estudiantes de tercer semestre desarrollan la competencia propositiva, y tienen la capacidad de proponer una solución a una situación nueva, esta habilidad aumenta de primero a tercer semestre, pero al llegar al cuarto semestre disminuye esa competencia propositiva.

114

CONCLUSIONES

Las pruebas analizadas a nivel mundial y nacional como lo son las pruebas, PISA, TIMMS, ICFES Y LECTURE, cumplen con las características fundamentales de validez y fiabilidad. La prueba PISA, contiene las características fundamentales de validez y fiabilidad, las tres formas de respuesta, tres niveles de los cuatro niveles de contenidos conceptuales y dos niveles de los cuatro niveles de los contenidos procedimentales, ubicándola como lamedor prueba entre las analizadas, la cual proporciona una evaluación mas integral y una mejor relación entre estos contenidos para fortalecer los procesos de aprendizaje. El diseño de la matriz proporcionó los parámetros y características de una prueba escrita la cual permitiera evaluar los cuatro niveles de contenido conceptual, como los cuatro niveles de contenido procedimental. Con los conceptos involucrados en las ideas previas se obtuvo una relación mas detallada de los conceptos involucrados en los programas de los espacios académicos de a cada profesor, dando como resultado que los conceptos nombrados en los programas no tienen concordancia con los conceptos involucrados en las pruebas de ideas previas. los conceptos propuestos en las preguntas de cada prueba demuestran que los estudiantes relacionan algunos de los conceptos involucrados en cada cuestionamiento, lo que finalmente permite identificar que, los estudiantes, no establecen en su totalidad las relaciones conceptuales en torno a los áreas temáticas planteadas en cada pregunta. Los resultados de las pruebas aplicadas a cada semestre, presentan que los estudiantes del ciclo de fundamentación se encuentran ubicados y en mayor proporción en el nivel de conocimiento, comprensión, análisis y síntesis del conocimiento científico de los contenidos conceptuales. El grupo de estudiantes de tercer semestre es el que en su mayoría se destaca como el mejor con respecto a los contenidos conceptuales y procedimentales se destaca mayoritariamente en el conocimiento y aplicación del conocimiento científico.

115

Con la implementación de la prueba se demuestra que los estudiantes, en el contenido conceptual, más específicamente en el nivel 3, su desarrollo es deficiente a la hora de aplicar el conocimiento científico a situaciones planteadas, además confunden conceptos e incluyen otros no relacionados en el proceso. Con la implementación de la prueba se identifico que la mayoría de los estudiantes se encuentran ubicados en los niveles 1 y 2 del contenido procedimental, corroborando así que ellos desarrollan la lectura de información de formas simbólicas, está en particular proporciona al estudiante una visión de las dimensiones espaciales, cuando se trabaja con los conceptos de átomo, moléculas, elementos y reacción química, entre otros y así mismo puede mejorar el aprendizaje a la hora de desarrollar e interpretar graficas. Los estudiantes presentan dificultad en los contenidos procedimentales, mas específicamente en el nivel 3, en donde tienen que utilizar datos, descubrir tendencias e involucrarlos como parte de la solución a un problema o a una situación planteada. Esta investigación aporto una visión global del nivel de contenidos conceptuales y procedimentales de los estudiantes del ciclo de fundamentación de licenciatura en química, por ende se pudo demostrar que con estas pruebas la relación entre el contenido conceptual con las habilidades procedimentales el los estudiantes. Se pudo establecer que en la prueba se involucra dos de las dimensiones de los objetivos y contenidos de la enseñanza de las ciencias, como componentes del currículo, estas en la dimensión de contenidos facticos conceptuales y dimensión de los procedimientos o habilidades, dentro de esta circunstancia se podría decir que las pruebas involucran más factores de los que se involucran en los contenidos facticos, además de incluir otras habilidades. Las pruebas si desarrollan las competencias básicas de interpretar, argumentar y proponer, ya que estas son similares a los mencionados en los niveles de contenidos conceptuales.

116

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118

ANEXO A UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA NACIONAL FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA TEORÍAS QUÍMICAS I

NOMBRE____________________________________________________________ CÓDIGO ___________

1. Tom, tiene un objeto homogéneo con una masa de 45 g y un volumen de 15 cm3. Cindy tiene un objeto homogéneo con una masa de 12 g. Si el objeto de Cindy está hecho de la misma clase de material que el objeto de Tom, ¿Cuál es el volumen del objeto de ella?.

- Realice un listado de los conceptos involucrados en la situación. - Indique los pasos o etapas que emplearía para dar respuesta a la situación, NO REALICE LA

SOLUCIÓN. - Explique las razones por las cuales usted considera que esas etapas le permiten llegar a una

solución favorable.

2. Las siguientes situaciones corresponden a cambios químicos y a cambios físicos. Clasifique cada uno de ellos e indique brevemente las razones de su clasificación

119

SITUACIONES TIPO DE CAMBIO JUSTIFICACIÓN

Un cubo de hielo, a temperatura ambiente se convierte en agua líquida

El agua cristal adquiere color rojo cuando se le adiciona frutiño de fresa.

Quemar un trozo de madera

Se tiene un vaso con una sustancia líquida de color azul, se introduce en él un trozo de papel de aluminio y éste cambia a color café. Para quitar el color del papel se adiciona al vaso agua a 50ºC.

Martillar un trozo de papel de aluminio en el piso

Percibir el olor a vainilla, proveniente de una vela.

Dos soluciones transparentes son mezcladas una en la otra, el resultado final es una solución y en ella un sólido blanco.

120

3. Dos estudiantes toman cada uno un vaso con igual volumen de agua, uno de ellos lo introducen en la nevera y el otro lo dejan expuesto al aire. Al día siguiente retiran el vaso de la nevera y lo colocan al lado del que estaba afuera. Para explicar lo ocurrido surge la siguiente conversación: Estudiante 1: El hielo es más frío que el agua. El agua se siente más fría cuando pongo mi mano sobre ella, pero el hielo se siente mucho más frío cuando lo toco, así el agua debe ser más templada que el hielo.

Estudiante 2: Pero el agua y el hielo pueden estar ambos a la misma temperatura, mientras estén en contacto. - ¿Está de acuerdo con el estudiante 1, estudiante 2, con ambos o con ninguno? Explique sus razones: - Realice un listado de los conceptos involucrados en el proceso. - Realice un listado de los conceptos involucrados en la conversación. 4. Una propiedad periódica de los elementos es “La energía de ionización” que consiste en “la energía mínima necesaria para eliminar – remover - un electrón desde el estado basal del átomo o ion gaseoso aislado”. (Brown, 2004). La gráfica representa la Primera energía de ionización (I1) vs el número atómico de los primeros 54 elementos de la tabla periódica. - Con la información de la gráfica, escriba un párrafo de cinco reglones, donde se presente una generalización de la misma. - Observas alguna tendencia importante en la misma, formúlala y justifica la respuesta.

121

5. Con ayuda de las palabras claves, que se indican en la tabla complete el párrafo sobre partículas subatómicas. Los ________________ son los bloques de construcción básicos de la materia; son las unidades más pequeñas de un elemento. Los átomos se componen de partículas todavía más pequeñas, llamadas _______________________; se realizaron diferentes experimentos que condujeron al descubrimiento y caracterizaron de las ________________________. Según los experimentos del científico británico ________________________ muestra el comportamiento de los __________________________ dio pie al descubrimiento del ________________. Con el descubrimiento del _______________. Con el descubrimiento de la ______________________ (es la emisión espontánea de radiación por átomos lograda por Berckerel). El científico británico _____________________ encontró 3 tipos de radiación, _____, ______, ______, posteriormente realizo estudios sobre ángulos con los que las partículas α se dispersaban al pasar a través de una laminilla de _________ y determino que estas se dispersaban, demostrando que el átomo tiene un ___________ denso con __________________.

β núcleo radioactividad átomos oro

Carga positiva α E. Rutherford Rayos catódicos

J. J. Thomson Electrón Partículas subatómicas

protón Neils Bohr

6. La ecuación para la reacción de combustión del azufre es S (s) + O 2 (g) SO3 (g). Teniendo en cuenta las relaciones cuantitativas entre formulas químicas, uno de los conceptos importantes de la estequiometría es la ley de conservación de la masa, “la masa total de los productos de una reacción química es igual a la masa total de los reactivos” (Brown, 2004), según lo anterior: a) balancee la reacción de combustión del Azufre.

122

Considere la mezcla de S y O2 en un recipiente cerrado como se ilustra:

S ( ) O2 ( )

b) Realice un dibujo de los productos de esta reacción en el siguiente recipiente.

7. Una forma de obtención de H2O es a partir de la reacción del hidrógeno y el oxígeno gaseoso, como se representa a continuación 2H2 (g) + O2 (g) 2 H2O (l). Si reaccionan 2 moles H2 (g) con 2 moles O2 (g) para producir agua. - ¿Cuál es el reactivo que limita la producción de agua, es decir el reactivo límite? - Si la reacción se efectúa a las condiciones anteriores, ¿Cuántos moles del reactivo en exceso, pueden permanecer sin reaccionar después de que la reacción se complete? - Realice un listado de los conceptos involucrados en la situación. - Indique los pasos o etapas que emplearía para dar respuesta a la situación. - Una vez haya listado los pasos proceda a realizar la solución. 8. En 1994 surgió una controversia sobre el nombre del elemento 106, científicos estadounidenses recomendaron llamar al elemento químico Seaborgio, en honor de Glenn Seaborg, galardonado con el Premio Nobel de Química en 1951. El Seaborgio es un metal de transición que tiene el mismo número de electrones de valencia que el Tungsteno (W), sólo que este último esta en el periodo 6 y el Seaborgio en el 7º, los dos en el grupo 6 de la tabla periódica. Con la información anterior ¿Cuál sería la configuración electrónica, del último nivel de energía del elemento químico llamado Seagorbio?

A. [Rn] 7s2 5f14 6d4 B. [Rn] 5f14 7s2 6d4 C. [Rn] 5f14 6d4 7s2 D. [Rn] 6d4 7s2 5f14

9. Otra propiedad periódica de los elementos químicos es “La electronegatividad” que es “la capacidad del átomo en una molécula para atraer electrones hacia sì”, (Brown, 2004). Esta normalmente disminuye conforme se desciende en un grupo de la tabla periódica. Con ayuda de una tabla periódica, encuentre un argumento por el cual el Oro (Au) no cumple esta regla.

123

Electronegatividad (según L. Pauling)

Ti 1.5 Cu 1.9

Zr 1.4 Ag 1.9

Hf 1.3 Au 2.4

10. Realice la lectura detenidamente del texto Número de Avogadro, tomado de (Whiten, 1999). y de respuesta a las siguientes cuestiones. a) Realice un listado de los conceptos involucrados en la situación. b) Describa en forma clara y concisa los hechos o teorías científicas en las que se fundamenta el texto. c) Argumente a favor o en contra de las afirmaciones, datos, u opiniones que presenta el texto. d) Considera usted que las referencias que presenta el texto son fiables, pudieron ser otras, Justifique la respuesta. e) Si usted pudiera enriquecer el texto, ¿que cambios le realizaría y por que?

NUMERO DE AVOGADRO Si se piensa que el valor del número de Avogadro, 6 x 1023, es demasiado grande para ser útil a alguien que no sea químico, obsérvese el cielo en una noche clara. Pueden verse unas 3.000 estrellas a simple vista, pero el numero total de moviéndose en torno de nosotros en el universo conocido es aproximadamente igual al número de Avogadro. Piense que el universo conocido contiene aproximadamente un mol de estrellas. No hay que abandonar la Tierra par encontrar números tan grandes. El agua del océano Pacífico tiene un volumen de unos 6 x 1023 mililitros, y una masa de unos 6 x 1023 gramos. El número de Avogadro es casi incomprensiblemente grande. Por ejemplo, si una mol de dólares fuera repartido a una velocidad de un millón de dólares por segundo, empezando cuando la Tierra se formo, hace 4.5 mil millones años ¿quedaría algo hoy? Sorprendentemente quedarían de los tres cuartos de la mol de dólares original; llevaría catorce mil quinientos millones más reparar el resto del dinero a un millón de dólares por segundo. Pueden usarse computadoras para tener otra ilustración de la magnitud del número de Avogadro. Si una computadora puede contar hasta mil millones en un segundo, tardaría unos veinte millones de años en contar hasta 6 x 1023. En contraste , la historia registrada por la Humanidad solo lleva unos pocos miles de años. El impresionantemente gran tamaño del número de Avogadro puede darnos una importante visión del muy pequeño tamaño de las moléculas individuales. Supongamos que una gota de agua se evapora en una hora. En un mililitro de agua hay unas 20 gotas, y pesan un gramo. Así, una gota de agua son aproximadamente 0.05 g de agua. ¿Cuántas moléculas de agua se evaporan por segundo?

segundoOmoléculasH2?

=h

OgH1

05.0 2 x

OgHOmolH

2

2

181 x

OmolH

OmoléculasHx

2

223

1106

124

min601h x

s60min1 = 5 x 10 17 moléculas H2O/segundo

5 x 10 17 moléculas H2O evaporándose por segundo son quinientos mil billones de moléculas de agua evaporándose por segundo, un número que está fuera de nuestra comprensión. Este calculo nos ayuda a reconocer que las moléculas de agua son increíblemente pequeñas. Hay aproximadamente 1,7 x 1021 moléculas de agua en una sola gota de agua. Cuanto más se aprecia la vastedad del número de Avogadro, más se aprecia el extremadamente diminuto volumen que ocupa los átomos, moléculas e iones individuales.

Ronald DeLorenzo Middle Georgia College

Concepto original de Larry Nordell,

J. Chem. Edu., pendiente

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DEPARTAMENTO DE QUIMICA TEORIAS QUIMICAS II

125

NOMBRE__________________________________________________________CODIGO___________ 1 . Escriba en el recuadro la formula química para las moléculas representadas en la siguiente caja:

Formula Química

a) Escriba una reacción balanceada para Nitrógeno (N2) e Hidrógeno (H2) que reaccionan, para producir amoniaco (NH3). b) ¿Qué información estequiometríca puede deducir acerca de los reactivos y los productos que se utilizaron en la reacción anterior? 2. La reacción del elemento X con el elemento Y está representada en el siguiente diagrama:

X ( ) Y ( )

De acuerdo con el diagrama ¿cuál cree usted que es la ecuación que describe esta reacción? Escriba las razones.

a. 3x + 8y x3y8 b. 3x + 6y x3y6 c. x + 2y xy2 d. 3x + 8y 3xy2 + 2y e. x + 4y xy2

3. La reacción de combustión del azufre con el oxigeno se describe en la siguiente ecuación: 2S

(g) + 3O 2(g) 2SO3(g), ¿Cuál de las siguientes gráficas representa mejor la formación de SO3 (g), si de añade una cantidad no determinada de S (g) a una cantidad fija de O2 (g)?.

N

O

126

Mas

a S

O3

Mas

a S

O3

Mas

a S

O3

Mas

a S

O3

Mas

a S

O3

Masa S Masa S

Masa S

Masa S

Masa S

D. E.

A. B. C. 4. En el siguiente dibujo se tienen dos balanzas, una de ellas se encuentra equilibrada con la misma cantidad de átomos en sus reactivos y sus productos cumpliendo así la ley de la conservación de la masa “la masa total de los materiales presentes después de una reacción química es la misma que la masa total antes de la reacción “ (Brown, 2004). A partir de este dibujo y de las reglas del juego equilibre una serie de balanzas dibujando las moléculas que faltan, donde en cada plato de la balanza habrá unos compuestos formados por átomos de distintos elementos químicos.

Reglas del juego 1. Para que las balanzas se mantengan en equilibrio en los dos platos debe haber el mismo número de

átomos de cada elemento. 2. Solo se pueden añadir moléculas completas a ambos platos de la balanza, y no átomos sueltos.

127

Equilibra las siguientes balanzas: 5. El sulfato de cobre es un compuesto que se añade a la piscina para evitar la proliferación de plantas microscópicas (criptógamas) en el agua, actuando también como fungicida. Así mismo, es responsable del color azulado del agua. Además es un detector de malas costumbres por que el Cu+2 reacciona con compuestos que van con la orina (urea) y si alguien que se está bañando se orina, alrededor de él aparece un halo azul más intenso que lo identifica como culpable. A partir del compuesto que se añade en la piscina, complete el siguiente cuadro:

Compuesto Fórmula Estructura de Lewis

Tipo de enlace

∆EN (diferencia de electronegatividad)

Geometría

6. Al escaparse de un cilindro el gas butano (CH3CH2CH2CH3) y este llegara al ambiente, el gas se acumularía sobre el suelo; por eso si hubiese una vela encendida sobre una mesa, no se produciría una explosión, hasta que el nivel del gas llegase a la altura de la vela. Este hecho sorprendió a algunos estudiantes que realizaban prácticas en su laboratorio, generando así algunas explicaciones del por que de este fenómeno. Tres de ellos propusieron las siguientes explicaciones: Estudiante 1 Este fenómeno se debe a la densidad del butano que es superior a la del aíre, entonces desciende desplazando al aíre. Estudiante 2. No se debe a la densidad si no a la solubilidad, por que el butano no es miscible con el aíre por eso queda en suelo. Estudiante 3 .Ninguno de los dos tiene la razón, se debe al enlace del butano que es un hidrocarburo que posee 13 enlaces sigmas (σ). - Está de acuerdo con el estudiante 1, estudiante 2 o estudiante 3, con todos o con ninguno? Explique sus razones - Realice un listado de los conceptos involucrados en el proceso - Realice un listado de los conceptos involucrados en la conversación. 7. Ocurre una reacción química dentro del Huevo que es un sistema cerrado “puede intercambiar energía pero no materia con su entorno” (Brown, 2004.) y en este sistema se desprende calor y se considera exotérmico (fluye calor hacia fuera del sistema, hacia el entorno). ¿Cuál es la misión de la gallina al incubarlos?

A. Evitar la perdida de calor, ya que en sistemas cerrados aunque no hay intercambio de materia si puede haberlos de energía.

128

B. Cuando una gallina clueca empolla los huevos no les da calor, sino que les roba calorías C. Como en el huevo esta evolucionando un nuevo ser hay una ordenación, y por tanto, disminución de entropía. Al ser una transformación isoterma (temperatura=constante), la gallina clueca actúa de termostato, impidiendo que se pierda el calor que cede del huevo siendo absorbido por la gallina. D. Todas las anteriores E. Ninguna de las afirmaciones anteriores

8. En la técnica del bulbo de Dumas para determinar la masa molar de un líquido desconocido, se vaporiza una muestra del líquido (el cual debe hervir por debajo de 100°C) en un baño de agua en ebullición y se determina la masa de vapor necesaria para llenar el bulbo.

A partir de los datos siguientes, calcule la masa molar del líquido desconocido:

Masa del vapor de la sustancia desconocida 1.012 g

Volumen del bulbo 354 cm3

Presión 742 Torr

Temperatura 99 °C

Densidad = P * M / R *T 9. En el laboratorio se preparo una solución de HCl con una concentración de 1 N (eq – g / L) en un balón aforado de 100 mL, a partir de esta solución se extrajo 3 volúmenes diferentes para obtener diferentes concentraciones de HCl y se llevaron a 3 balones aforados de 50ml respectivamente. Este proceso se conoce como dilución “proceso de preparar una disolución menos concentrada a partir de una más concentrada, añadiendo disolvente” (Brown, 2004), y se obtuvieron los siguientes datos:

Concentración de HCl (N) Volumen para preparar diluciones (ml)

0.5 25ml

0.25 10ml

0.125 6.25ml

Dilución: C1 * V1 = C2 * V2 ¿Considera que los volúmenes extraídos para preparar las diluciones son los correctos para cada concentración? SI_____NO______ Justifique su respuesta utilizando la ecuación para preparar una dilución. 10. Realice la lectura detenidamente del texto Química de la visión, tomado de (Brown, 2004), y de respuesta a las siguientes cuestiones. a) Realice un listado de los conceptos involucrados en la situación.

129

b) Describa en forma clara y concisa los hechos o teorías científicas en las que se fundamenta el texto. c) Argumente a favor o en contra de las afirmaciones, datos, u opiniones que presenta el texto. d) Considera usted que las referencias que presenta el texto son fiables, pudieron ser otras, Justifique la respuesta. e) Si usted pudiera enriquecer el texto, ¿que cambios le realizaría y por que?

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DEPARTAMENTO DE QUIMICA TEORIAS QUIMICAS III

NOMBRE__________________________________________________CODIGO__________________

130

1 . Escriba en cada recuadro la formula química correspondiente para las moléculas representadas en cada caja:

a) Escriba una reacción balanceada con los compuestos que se encuentran en las cajas. 2. La esencia de la teoría atómica de la materia del profesor Ingles Jonh Dalton se resume en los siguientes postulados (Brown, 2004):

1. Cada elemento se compone de partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos 2. Todos los átomos de un elemento dado son idénticos; los átomos de elementos diferentes son diferentes y tienen propiedades distintas (incluida la masa) 3. Los átomos de un elemento no se transforman en tipos de átomos diferentes mediante reacciones químicas; los asomos no se crean ni se destruyen en las reacciones químicas 4. Se forman compuestos cuando se combinan átomos de más de un elemento; un compuesto dado siempre tiene el mismo número relativo y clase de átomos.

A partir de los postulados de J Dalton se elaboró el siguiente diagrama: - Dibuje un diagrama diferente con los postulados de J. Dalton, utilizando como guía el construido anteriormente:

Átomo

1 2

3 4

Formula Química

Formula Química

+

C

O

H

O

131

3. Un ciclista corre durante 6 horas y gasta 33.5 kJ/min de energía por encima de sus necesidades normales. Calcule los gramos de azúcar (sacarosa= C12H22O11) que ha de consumir y oxidar para compensar las necesidades extras de energía. Recuerde que para darle solución al problema, debe realizar la reacción de oxidación del azúcar Datos: Entalpías de Formación estándar: CO2 (g) = 393.5 kJ /mol H2O (l) = - 285.5 kJ / mol C12H22O11 = - 2.218 kJ / mol

A. 535.6 g B. 738.81 g C. 700.71 g D. 730.71 g

4. Escriba el tipo de reacción que ocurre en el espacio indicado. Tenga en cuenta que son de precipitación, acido-base, oxido reducción, desplazamiento y oxidación. a) H2SO4 (ac) + 2KOH (ac) K2SO4 (ac) + 2H2O (l) ________________________________________ b) PbSO4 (s) + PbS (s) 2Pb (s) + 2 SO2 (g) _________________________________________ ∆ c) 2 KI (ac) + F2 (g) 2KF (ac) + I2 (s) __________________________________________________ d) MgO (s) + H2O (l) Mg(OH)2 (s) ___________________________________________________ e) CaO (s) + SiO2 (s) CaSiO3 (s) ____________________________________________________ ∆ f) N2O5 (s) + H2O (l) 2 HNO3 (ac) ____________________________________________________ g) BaCO3 (s) BaO (s) + CO2 (g) ______________________________________________________

∆ h) CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O (g) _______________________________________________ i) AgNO3 (ac) + HCl (ac) AgCl (s) + HNO3 (ac) __________________________________________ j) 2HI (ac) + H2O2 (ac) I2 (s) +2H2O (l) __________________________________________________ 5.. Los datos siguientes se obtuvieron en el laboratorio de química al realizar la descomposición del Dióxido de Nitrógeno en fase gaseosa a 300°C, reaccionando así: 2NO2 (g) 2NO (g) + O2 (g). Esta reacción tiene una velocidad, esta depende del orden de reacción del NO2, para identificar esta es necesario tener en cuenta que una reacción de primer orden es aquella cuya velocidad depende de la concentración de un solo reactivo elevada a la primera potencia, y la reacción de segundo orden es aquella cuya la velocidad depende de la concentración del reactivo elevada a la segunda potencia. Según los datos de la tabla de respuesta a las siguientes cuestiones:

Tiempo (s) [NO2] (M)

0.0 0.01000

132

50.0 0.00787

100.0 0.00649

200.0 0.00481

300.0 0.00380

a) Escriba las variables en cada uno de los espacios, para así posteriormente realizar la grafica respectiva para cada orden de reacción. - Reacción de primer orden: (Variable dependiente Eje y)________ vs ________(Variable independiente Eje x). - Reacción de segundo orden: (Variable dependiente Eje y)________ vs ________(Variable independiente Eje x). b) Grafique la reacción de primer orden y la reacción de segundo orden e identifique el orden de reacción respecto a NO2. 6. Tres biólogos incuban renacuajos en dos recipientes, el primero contiene un caldo nutritivo acuoso a

10°C, mientras que el segundo recipiente contiene caldo nutritivo acuoso a 20°C, discuten en cuál de los dos recipientes se desarrollara el renacuajo más rápidamente. Para explicar el desarrollo del renacuajo en los dos recipientes surge la siguiente conversación:

Biólogo 1: Se desarrolla el renacuajo más rápidamente en el recipiente con temperatura de 10°C, por que al disminuir la temperatura se aumenta el desarrollo del renacuajo. Biólogo 2: Se desarrolla el renacuajo más rápidamente en el recipiente a temperatura de 20°C, por que al aumentar la temperatura se aumenta dos o tres veces más el desarrollo del renacuajo Biólogo 3: El desarrollo del renacuajo es igual en ambos recipientes, por que la temperatura no tiene nada que

133

ver con el crecimiento de este por ser un animal de sangre fría.

De las afirmaciones de los biólogos se puede concluir que únicamente:

A. La explicación dada por el biólogo 1 es acertada, ya que cuando se disminuye la temperatura se aumenta la velocidad, es decir son proporcionales según la ecuación de Arrhenius.

B. La explicación dada por el biólogo 3 es acertada por que al ser el ranacuajo un animal de sangre fría, no necesita para efectuar sus procesos metabólicos de la temperatura.

C. La explicación dada por el biólogo 2 es acertada ya que el aumento de temperatura aumenta la velocidad, aunque esta no se comporte de forma lineal, como lo dice la ecuación de Arrhenius

D. Ninguno de los biólogos tiene la razón por que lo que importa es el tiempo de incubación de lo renacuajos

7. Se compararon dos disoluciones “que son mezclas de sustancias que tienen composición uniforme; mezcla homogénea,” (Brown, 2004.); una botella de gaseosa sin destapar y un vaso de limonada con bicarbonato de sodio (NaHCO3). -¿Cual de los dos sistemas se encuentra en equilibro, teniendo en cuenta que los dos producen CO2 (g)? -Realice un listado de los conceptos involucrados en el párrafo anterior. 8. Realice la lectura del texto Diversión con Carbonatos, tomado de (Whiten, 1999). Hágalo detenidamente. a) Realice un listado de los conceptos involucrados en la situación. b) Describa en forma clara y concisa los hechos o teorías científicas en las que se fundamenta el texto. c) Argumente a favor o en contra de las afirmaciones, datos, u opiniones que presenta el texto. d) Considera usted que las referencias que presenta el texto son fiables, pudieron ser otras, Justifique la respuesta. e) Si usted pudiera enriquecer el texto, ¿que cambios le realizaría y por que?

DIVERSIÓN CON CARBONATOS

Los carbonatos reaccionan con ácidos para producir dióxido de carbono. Esta propiedad de los carbonatos ha sido explotada de muchas maneras, tanto serias como sencillas. Una de las aplicaciones más frívolas de los carbonatos es el Mag Dawg, un chicle de espuma desarrollado al principio de los años noventa. Si masticas un troza de este chicle, se producen grandes cantidades de espuma de forma que es difícil evitar que la espuma jabonosa coloreada rezume en la boca. La espuma se empieza a formar a medida que los dientes mezclan saliva con los ingredientes del chicle (bicarbonato sódico, ácido cítrico, ácido málico, colorantes alimentarios y condimentos). ¿Cómo se produce esta espuma? Cuando el ácido cítrico y el ácido málico se disuelven en la saliva, producen iones hidrógeno que descomponen el bicarbonato sódico ( levadura de repostería) para producir dióxido de carbono, en gas. Estas burbujas de dióxido de carbono producen la espuma. Se producen grandes cantidades de espuma porque los ácidos cítrico y málico tienen sabor agrio, que estimula la salivación.

134

Una receta médica corriente para una combinación similar se ingredientes se encuentra en las tabletas de Alka-Seltzer; estas contienen bicarbonato sódico, ácido cítrico y aspirina. El ácido y el bicarbonato reaccionan con el agua para producir dióxido de carbono, lo que da el chisporreteo familiar del AlkaSeltzer. Los maquilladores añaden levadura de repostería a los cosméticos para producir maquillaje de piel de monstruo. Cuando el héroe lanza ácido (que es en realidad vinagre, una disolución diluida de ácido acético) a la cara del monstruo, el ácido acético reacciona con el bicarbonato sódico para producir las escenas familiares repugnantes de la”piel disuelta” qu vemos en las películas de terror. La habilita de la levadura de repostería para producir dióxido de carbono deleita a los niños de todas las edades a medida que crea monstruos en las películas. Muchos extintores primitivos utilizaban la reacción del bicarbonato sódico con ácidos. Un cilindro metálico se llenaba de una disolución de bicarbonato sódico y agua; una botella llena de ácido sulfúrico se colocaba encima de la capa de agua. Al invertir el extintor se activaba haciendo que el ácido se derramase sobre la disolución de carbonato. La presión producida por el dióxido de carbono gaseoso empujaba el contenido líquido por una manguera pequeña. Los fuegos de hornos de cocinas se pueden apagar normalmente agregando lavadura de repostería en la llama, cuando se calientan, los carbonatos se descomponen produciendo dióxido de carbono, que ahoga los fuegos privándolos de oxígeno. Los cocineros usan frecuentemente la naturaleza sensible al fuego de los carbonatos para probar la frescura de una caja de levadura de repostería. Echando un poco de agua hirviendo sobre levadura fresca da como resultado un burbujeo activo. Un burbujeo menos activo significa que la levadura es poco probable que funcione bien en una receta de cocina.

Ronald De Lorenzo Middle Georgia College

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DEPARTAMENTO DE QUIMICA TEORIAS QUIMICAS II

NOMBRE_______________________________________________CODIGO_____________________

135

1. Se tienen tres cajas, cada una de ellas representa una mezcla de reacción entre A y B, produciendo la siguiente reacción A + B C, cuya velocidad es igual a: K[A][B]2, donde “la velocidad de reacción es el cambio de la concentración de los reactivos o productos por unidad de tiempo”(Brown,2004). Cada caja contiene 10 esferas. La ecuación de velocidad indica que en este caso la influencia de la concentración de B en la velocidad es mayor que la de la concentración de A, porque su orden de de reacción es más elevada. Con estas mezclas clasifique las cajas en orden de velocidad de reacción creciente.

Caja 1 Caja 2 Caja 3 A B a. Realice un listado de los conceptos involucrados en la situación b. Indique los pasos o etapas que emplearía para dar respuesta a la situación. NO REALICE LA SOLUCIÓN. 2. Felipe llevo su auto a un taller de reparación y mecánica, porque tenía un problema con las bujías del motor, le comento a uno de los mecánicos que la bujía del carro está fallando; el mecánico le explica que la mezcla de aíre y gasolina y el aíre reacciona al saltar una chispa eléctrica producida por la bujía en el motor de explosión. Felipe, a partir d la observación del mecánico le dice que el combustible puede encontrarse en los tres estados, sólido, líquido y gaseoso, en determinadas condiciones, cuando yo tanqueo mi carro se observa que la gasolina es líquida, entonces la bujía del carro transporta la gasolina líquida hasta el motor en una forma rápida y eficaz. A lo que el mecánico responde, Felipe hay que tener en cuenta que la mezcla de gasolina y aíre se quema por la acción de la chispa eléctrica, producida por la bujía; la gasolina se encuentra dispersa en el aíre, es decir pequeñas gotas de gasolina en el aíre; produciendo así una reacción rápida y eficaz con la producción de energía en forma de trabajo. -Esta de acuerdo con la afirmación de Felipe o con la afirmación del mecánico, con ambos o con ninguno. Explique sus razones. 3. Se llenan dos tubos de ensayo con una disolución en la que el soluto no disuelto y el soluto disuelto están en equilibrio (disolución saturada) de cloruro de potasio KCl, sin exceso de sólido. La solubilidad del KCl es 3.7M, o sea que el producto de solubilidad es:

Kps [K+] [Cl-]= (3.7)(3.7)= 13.7

A continuación se añade un volumen igual de HCl 6M a uno de los tubos, y de 12M a otro.Aun cuando se añade en cada caso un mismo ion, Cl-, solo precipita KCl en uno de los tubos.

136

Para comprender lo que se observa, se tabulo las concentraciones inicial y al equilibrio de cada especie participante en esta reacción. Calcule las concentraciones de K+ y Cl- en cada uno de los tubos después de añadir HCl. En esta disolución se presenta una aplicación del principio de Le Chatelier llamada el efecto del ión común.”una sal será menos soluble si existe ya algunos de sus iones constituyentes en la disolución”(Harris,2001), identifique cuál es el ión común en eta disolución.

KCl(ac) K+ (ac) + Cl-(ac)

K= [productos]/[reactivos] CON LA GRÁFICA DE RESPUESTA A LA PREGUNTA 4 Y 6.

La reacción hipotética A+BC se lleva a cabo en el sentido directo (reactivos a productos) en un solo paso. El perfil de energía de la reacción se muestra en la siguiente gráfica.

Inicial

Cambio

Equilibrio

Ene

rgía

Trayectoria de reacción

Añadir un volumen

de HCl (ac) 6M

Añadir un volumen de HCl (ac) 12M

KCl (ac) saturado (sin exceso de sólido)

Solución homogénea

Precipitado de KCl

137

4. ¿Cuál reacción, la directa o la inversa es más rápida en el equilibrio? 5. ¿Cómo influenciaría un catalizador en la razón de las constantes de velocidad de las reacciones directa o inversa?

A. Un catalizador reduce la energía de activación de las reacciones tanto directa como inversa. B. Un catalizador reduce la energía de activación de las reacciones solo directa C. Un catalizador aumenta la energía de activación de las reacciones tanto directa como inversa. D. Un catalizador reduce la energía de activación de las reacciones solo inversa.

6. ¿Esperaría usted que el equilibrio favoreciese a los reactivos, o a los productos? 7. una persona para limpiar el lavabo de su casa quiere utilizar agua fuerte (HCl) y lejía conjuntamente (NaClO) Teniendo en cuenta que los potenciales de reducción de la semiecuaciones son: Reacción 1: Cl2 + 2e- 2Cl- ; E°= 1.36 volt. Reacción 2: 2e- + ClO- +2H+ H2O + Cl- ; E°= 1.84 volt. -¿Qué compuestos creen que se originarían, que pasos llevaría a cabo para comprobarlo? -Escriba la ecuación final ajustada. 8. “las celdas voltaicas son un dispositivo que utiliza una reacción química espontánea para generar electricidad. Para conseguir esto se tiene que oxidar una reactivo y reducir otro. Los dos deben estar separados, de este modo se fuerza a los electrones de un lado a otro a través de un circuito exterior”(Harris,2001). Se construyó una celda Daniell, para observar la generación de corriente electrica (con nitratos) , como se observa en el diagrama.

Flujo e-

?

Ánodo/cátodo Ánodo/cátodo

Zn Zn

Cu

138

Lea detenidamente las instrucciones y complete los recuadros vacíos de la celda Daniell -Escriba el nombre de las soluciones presentes en cada compartimiento. -Indique en el recuadro de la parte superior cuál electrodo es el ánodo y cual electrodo es el cátodo. -Indique el flujo de los electrones en el recuadro correspondiente. -Escriba la semireacción que tiene lugar en el cátodo. -Escriba la semireacción que tiene lugar en el ánodo 9. En el laboratorio se realizo una valoración volumétrica de una base fuerte, NaOH, para determinar su concentración. Para este fin se realizo un montaje con una bureta de 25 ml, la cuál contiene un ácido fuerte, HCl, con una concentración de 0.5M, y un elennmeyer con 10 ml de NaOH con fenolftaleina como indicador. Se sigue este procedimiento: se sitúa el elenmeyer debajo de la bureta y se procede a abrir la llave de esta, procurando que el ácido caiga gota a gota sobre la base a valorar hasta obtener un cambio de coloración de incoloro a rosa, sin dejar de agitar el elenmeyer. A continuación se leyó el volumen desplazado de HCl de la bureta de 15 ml. La concentración de NaOH es:

A. 0.5M B. 0.3M C. 0.75M . D. 0.1M

10. Realice la lectura del texto “CARIES DENTAL Y FLUORURACIÓN, tomado de (Brown, 2004). Hágalo detenidamente a) Realice un listado de los conceptos involucrados en la situación. b) Describa en forma clara y concisa los hechos o teorías científicas en las que se fundamenta el texto. c) Argumente a favor o en contra de las afirmaciones, datos, u opiniones que presenta el texto. d) Considera usted que las referencias que presenta el texto son fiables, pudieron ser otras, Justifique la respuesta. e) Si usted pudiera enriquecer el texto, ¿que cambios le realizaría y por que?

CARIES DENTAL Y FLUORURACIÓN El esmalte dental se compone principalmente de un mineral llamado hidoxiapatita, Ca10(PO4)6(OH)2, que es la sustancia más dura del cuerpo. Las caries dentales se deben a la disolución del esmalte dental por la acción de los ácidos. Los iones Ca+2 y HPO4

-2 resultantes salen del esmalte dental por difusión y son arrastrados por la saliva. Los ácidos que atacan la hidroxiapatita son productos de la acción de bacterias específicas en los ázucares y otros carbohidratos presentes en la placa (sarro) adherida a los dientes. El Ion floruro, presente en el agua potable, la pasta dentrifíca y otras fuentes, reacciona con la hidroxiapatita para formar fluoroapatita, Ca10(PO4)6F2. Este mineral, en le que el F- ha tomado el lugar del OH-, es mucho

139

más resistente al ataque de los ácidos porque el ión floruro es una base de Bronsted-Lowry mucho más débil que el ión hidróxido. Por ser el ión floruro tan eficaz para prevenir las caries, en muchos lugares se agrega al suministro público de agua para dar una concentración de 1 mg/L (1ppm). El compuesto que se agrega puede ser NaF o Na2SiF6. El Na2SiF6 reacciona con el agua y libera floruro de acuerdo con la reacción siguiente: SiF6-2(ac) + 2H2O(l) 6F-(ac) + 4H(ac) + SiO2(s) Alrededor de 80% de todas las pastas dentrifícas que se venden hoy día en Estados Unidos contienen compuestos de floruro, por lo regular a un nivel de 0.1% en mas de floruro. Los compuestos más comunes presentes en las pastas dentrificas son floruro de sodio (NaF), monofluorofosfato de sodio (Na2PO3F) y floruro estañoso (SnF2)