José Fuerte Guillen
2do d Licenciatura en Educación secundaria con especialidad en química
Del modelo cinético- corpuscular a los modelos atómicos reflexiones didácticas
Autora: Banarroch Alicia
Concepciones espontaneas:
Modelo corpuscular del alumno esta denominado fundamentalmente por lo perceptivo.
1. Supera lo que percibe y pasar a usar un modelo abstracto en el que la mayoría de los postulados son imperceptibles e incluso increíbles
2. Un proceso largo y difícil de construir.
Concepciones inducidas a través del lenguaje: el termino partícula tiene distintos significados según este modelo de referencia tenemos que identificar partícula por átomo.
2 La teoría cinético molecular y corpuscular como introducción al alumno al mundo conceptual de la química
Existen afirmaciones que la teoría corpuscular es uno de los núcleos conceptuales fundamental para la comprensión de la naturaleza química. Existen personas quienes piensan que la enseñanza de la Química no requiere la teoría cinético-corpuscular en una primera aproximación. Piensan que el punto de partida es una "teoría ingenua de la materia" es una teoría tecnología y no científico
Piensan que la teoría no es útil para la vida real de los alumnos, para la toma de decisiones etc.
La teoría atómica de Dalton es heredera de una tradición o visión de la materia que se ha llamado corpuscularismo químico cuyo desarrollo histórico se muestra independiente e incluso competitivo con el desarrollo del mecanicismo corpuscular.
El mecanicismo corpuscular no sería "universalmente" aceptado hasta ya entrado el siglo XIX, después de su desarrollo matemático por Maxwell (1831-1879) y Boltzmann (1844-1906) y después de que Perrin (1870-1942) aplicara en 1908 las ecuaciones del movimiento browniano de Einstein para calcular el tamaño de las partículas.
Podemos apreciar "concepciones alternativas" sobre la naturaleza corpuscular de la materia en químicos tan prestigiosos como Lavoisier y Dalton.
1. Lavoisier distingue entre cuerpos porosos y no porosos. "Los primeros están constituidos por el apilamiento de partículas elementales que se tocan por todas las superficies y los segundos los imaginó como un apilamiento que deja vacíos entre las partículas"
2. Dalton consideró que los átomos de su teoría atómica eran dilatables con el calor, aspecto que contradice la hipótesis primera de la teoría cinético-corpuscular de la materia.
Desde el punto de vista epistemológico también ocurre así:
No es imprescindible una visión mecanicista de la materia (visión física) para interpretar el mundo químico.
· Ejemplo: el átomo físico y el átomo químico incluyen opciones epistemológicas distintas.
· El primero es teórico; el segundo es empírico. estudiando de modo empírico el comportamiento de los gases y las leyes de las reacciones químicas, para llegar al concepto daltoniano de átomo como "la porción de masa más pequeña por unidad de volumen" de cada elemento que interviene en dichas reacciones. Por tanto, se podría desarrollar la química sin necesidad de teoría de partículas.
La teoría de las partículas en el ámbito de la química son fundamentalmente psicológicas y ni epistemológicas. Se tiene que tener en cuenta antes del dominio de los modelos corpusculares qué posibilidades y limitaciones cognoscitivas tienen los alumnos para su aprendizaje.
3. Análisis del dominio de validez de los modelos de materia
El modelo cinético corpuscular es suficiente para explicar y predecir, en una primera aproximación académica:
· Comportamiento de la materia en una variedad muy amplia de fenómenos físicos, como los efectos del calor (dilataciones, cambios de estado y variaciones de temperatura)
· El comportamiento de los gases (compresiones y expansiones), los fenómenos moleculares de los líquidos, la difusión y ósmosis, las disoluciones, etc.
El modelo atómico-molecular y el cinético-corpuscular pueden quedar resumido que "las partículas (o moléculas), antes indivisibles, están ahora formadas por otras más pequeñas llamadas átomos". Por tanto, lo que caracteriza al modelo atómico de Dalton es la distinción entre las intensidades de las fuerzas intermoleculares respecto a las fuerzas intermoleculares.
Los programas oficiales contemplan los modelos de materia en la educación secundaria obligatoria, en los bloques de contenidos "Diversidad y unidad de estructura de la materia" y "Los Cambios Químicos"
Criterios de evaluación curriculares secuenciados
Primer ciclo
1. Utilizar la teoría cinética para explicar algunos fenómenos
· compresibilidad de los gases
· la dilatación
· los procesos de propagación de calor.
2. Obtener sustancias puras a partir de sus mezclas utilizando procedimientos físicos.
· (destilación, decantación y cristalización) basados en las propiedades características de las sustancias puras
3. Identificar algunos elementos y sustancias puras, muy comunes en el laboratorio y la vida cotidiana.
4. Aplicar el conocimiento de la composición universal de la materia para explicar hechos como la existencia de elementos químicos tanto en:
· Sustancias inertes como en seres vivos
· la diferencia entre elementos y compuestos.
Segundo ciclo
1. Utilizar la teoría cinética en la interpretación cualitativa de la presión y la temperatura
2. Utilizar algunos modelos de la teoría atómica para explicar:
· El comportamiento eléctrico de la materia la conservación de la masa en toda reacción química y la formación de nuevas sustancias a partir de otras.
3. Enumerar ejemplos de utilización de modelos en el estudio de algunos conceptos abstractos de la ciencia.
Aportaciones de una investigación didáctica sobre las explicaciones corpusculares de los alumnos
ü No hay esquemas explicativos directamente relacionados con lo microscópico.
ü Primeras explicaciones microscópicas fundamentadas en elementos percibidos.
ü Explicaciones corpusculares con huecos entre partículas (huecos llenos)
ü Explicaciones corpusculares con vacío entre partículas (huecos vacíos)
ü Explicaciones corpusculares con vacío, movimiento e interacciones entre partículas.
Barreras entre los sucesivos modelos:
A) Barrera entre el nivel 2 y el 3: Es la barrera de mayor magnitud. Tiene una naturaleza operatoria caracterizada por un nivel lógico transicional al formal.
B) Barrera entre el nivel 3 y el 4: Es de naturaleza específica caracterizada por la diferenciación entre materia y no materia para favorecer la construcción de la noción de vacío necesario.
C) Barrera entre el nivel 4 y el 5: Es de naturaleza específica caracterizada por los aspectos dinámicos del modelo (fuerzas y movimiento de partículas).
Educación Secundaria:
ü Se podría hacer la presentación formal del modelo cinético-corpuscular y un uso del mismo en todo su campo de validez (no sólo fenómenos físicos, sino también su diferencia con los químicos y las relaciones entre mezclas y sustancias puras).
ü En este proceso, habría que diferenciar explícitamente entre materia y no materia
5. Conclusiones: propuestas de mejora para la iniciación curricular en el ámbito de los modelos de materia.
Modelo cinético-corpuscular presenta entre sus limitaciones la imposibilidad de distinguir
ü las sustancias puras, entre sustancia simple y sustancia compuesta, así como alcanzar el concepto de cambio químico como reorganización atómica.
ü En este momento, frente a la alternativa de seguir un proceso rigurosamente histórico, optamos por presentar el modelo atómico-molecular como inclusivo del anterior, asociando los conceptos de partícula y molécula, por un lado, y en segundo lugar y más importante, en este nuevo modelo, la molécula es divisible pues está formada por átomos.
ü El átomo pasa a ser la partícula indivisible de la materia.
ü El cambio físico quedaría identificado con la "reorganización molecular" y el químico con la "reorganización atómica", haciendo hincapié en el hecho de que las moléculas (y, por tanto, las sustancias puras) se conservan en los cambios físicos, mientras que en las reacciones químicas se destruyen y tiene lugar una reorganización de sus átomos.
2do d Licenciatura en Educación secundaria con especialidad en química
Del modelo cinético- corpuscular a los modelos atómicos reflexiones didácticas
Autora: Banarroch Alicia
Concepciones espontaneas:
Modelo corpuscular del alumno esta denominado fundamentalmente por lo perceptivo.
1. Supera lo que percibe y pasar a usar un modelo abstracto en el que la mayoría de los postulados son imperceptibles e incluso increíbles
2. Un proceso largo y difícil de construir.
Concepciones inducidas a través del lenguaje: el termino partícula tiene distintos significados según este modelo de referencia tenemos que identificar partícula por átomo.
2 La teoría cinético molecular y corpuscular como introducción al alumno al mundo conceptual de la química
Existen afirmaciones que la teoría corpuscular es uno de los núcleos conceptuales fundamental para la comprensión de la naturaleza química. Existen personas quienes piensan que la enseñanza de la Química no requiere la teoría cinético-corpuscular en una primera aproximación. Piensan que el punto de partida es una "teoría ingenua de la materia" es una teoría tecnología y no científico
Piensan que la teoría no es útil para la vida real de los alumnos, para la toma de decisiones etc.
La teoría atómica de Dalton es heredera de una tradición o visión de la materia que se ha llamado corpuscularismo químico cuyo desarrollo histórico se muestra independiente e incluso competitivo con el desarrollo del mecanicismo corpuscular.
El mecanicismo corpuscular no sería "universalmente" aceptado hasta ya entrado el siglo XIX, después de su desarrollo matemático por Maxwell (1831-1879) y Boltzmann (1844-1906) y después de que Perrin (1870-1942) aplicara en 1908 las ecuaciones del movimiento browniano de Einstein para calcular el tamaño de las partículas.
Podemos apreciar "concepciones alternativas" sobre la naturaleza corpuscular de la materia en químicos tan prestigiosos como Lavoisier y Dalton.
1. Lavoisier distingue entre cuerpos porosos y no porosos. "Los primeros están constituidos por el apilamiento de partículas elementales que se tocan por todas las superficies y los segundos los imaginó como un apilamiento que deja vacíos entre las partículas"
2. Dalton consideró que los átomos de su teoría atómica eran dilatables con el calor, aspecto que contradice la hipótesis primera de la teoría cinético-corpuscular de la materia.
Desde el punto de vista epistemológico también ocurre así:
No es imprescindible una visión mecanicista de la materia (visión física) para interpretar el mundo químico.
· Ejemplo: el átomo físico y el átomo químico incluyen opciones epistemológicas distintas.
· El primero es teórico; el segundo es empírico. estudiando de modo empírico el comportamiento de los gases y las leyes de las reacciones químicas, para llegar al concepto daltoniano de átomo como "la porción de masa más pequeña por unidad de volumen" de cada elemento que interviene en dichas reacciones. Por tanto, se podría desarrollar la química sin necesidad de teoría de partículas.
La teoría de las partículas en el ámbito de la química son fundamentalmente psicológicas y ni epistemológicas. Se tiene que tener en cuenta antes del dominio de los modelos corpusculares qué posibilidades y limitaciones cognoscitivas tienen los alumnos para su aprendizaje.
3. Análisis del dominio de validez de los modelos de materia
El modelo cinético corpuscular es suficiente para explicar y predecir, en una primera aproximación académica:
· Comportamiento de la materia en una variedad muy amplia de fenómenos físicos, como los efectos del calor (dilataciones, cambios de estado y variaciones de temperatura)
· El comportamiento de los gases (compresiones y expansiones), los fenómenos moleculares de los líquidos, la difusión y ósmosis, las disoluciones, etc.
El modelo atómico-molecular y el cinético-corpuscular pueden quedar resumido que "las partículas (o moléculas), antes indivisibles, están ahora formadas por otras más pequeñas llamadas átomos". Por tanto, lo que caracteriza al modelo atómico de Dalton es la distinción entre las intensidades de las fuerzas intermoleculares respecto a las fuerzas intermoleculares.
Los programas oficiales contemplan los modelos de materia en la educación secundaria obligatoria, en los bloques de contenidos "Diversidad y unidad de estructura de la materia" y "Los Cambios Químicos"
Criterios de evaluación curriculares secuenciados
Primer ciclo
1. Utilizar la teoría cinética para explicar algunos fenómenos
· compresibilidad de los gases
· la dilatación
· los procesos de propagación de calor.
2. Obtener sustancias puras a partir de sus mezclas utilizando procedimientos físicos.
· (destilación, decantación y cristalización) basados en las propiedades características de las sustancias puras
3. Identificar algunos elementos y sustancias puras, muy comunes en el laboratorio y la vida cotidiana.
4. Aplicar el conocimiento de la composición universal de la materia para explicar hechos como la existencia de elementos químicos tanto en:
· Sustancias inertes como en seres vivos
· la diferencia entre elementos y compuestos.
Segundo ciclo
1. Utilizar la teoría cinética en la interpretación cualitativa de la presión y la temperatura
2. Utilizar algunos modelos de la teoría atómica para explicar:
· El comportamiento eléctrico de la materia la conservación de la masa en toda reacción química y la formación de nuevas sustancias a partir de otras.
3. Enumerar ejemplos de utilización de modelos en el estudio de algunos conceptos abstractos de la ciencia.
Aportaciones de una investigación didáctica sobre las explicaciones corpusculares de los alumnos
ü No hay esquemas explicativos directamente relacionados con lo microscópico.
ü Primeras explicaciones microscópicas fundamentadas en elementos percibidos.
ü Explicaciones corpusculares con huecos entre partículas (huecos llenos)
ü Explicaciones corpusculares con vacío entre partículas (huecos vacíos)
ü Explicaciones corpusculares con vacío, movimiento e interacciones entre partículas.
Barreras entre los sucesivos modelos:
A) Barrera entre el nivel 2 y el 3: Es la barrera de mayor magnitud. Tiene una naturaleza operatoria caracterizada por un nivel lógico transicional al formal.
B) Barrera entre el nivel 3 y el 4: Es de naturaleza específica caracterizada por la diferenciación entre materia y no materia para favorecer la construcción de la noción de vacío necesario.
C) Barrera entre el nivel 4 y el 5: Es de naturaleza específica caracterizada por los aspectos dinámicos del modelo (fuerzas y movimiento de partículas).
Educación Secundaria:
ü Se podría hacer la presentación formal del modelo cinético-corpuscular y un uso del mismo en todo su campo de validez (no sólo fenómenos físicos, sino también su diferencia con los químicos y las relaciones entre mezclas y sustancias puras).
ü En este proceso, habría que diferenciar explícitamente entre materia y no materia
5. Conclusiones: propuestas de mejora para la iniciación curricular en el ámbito de los modelos de materia.
Modelo cinético-corpuscular presenta entre sus limitaciones la imposibilidad de distinguir
ü las sustancias puras, entre sustancia simple y sustancia compuesta, así como alcanzar el concepto de cambio químico como reorganización atómica.
ü En este momento, frente a la alternativa de seguir un proceso rigurosamente histórico, optamos por presentar el modelo atómico-molecular como inclusivo del anterior, asociando los conceptos de partícula y molécula, por un lado, y en segundo lugar y más importante, en este nuevo modelo, la molécula es divisible pues está formada por átomos.
ü El átomo pasa a ser la partícula indivisible de la materia.
ü El cambio físico quedaría identificado con la "reorganización molecular" y el químico con la "reorganización atómica", haciendo hincapié en el hecho de que las moléculas (y, por tanto, las sustancias puras) se conservan en los cambios físicos, mientras que en las reacciones químicas se destruyen y tiene lugar una reorganización de sus átomos.
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