Aditividad de volúmenes

Aprendizajes a desarrollar:

Los y las estudiantes:
- Comprenden la propiedad de aditividad del volumen y la aplican adecuadamente a situaciones cotidianas y experimentales.

Unidad de aprendizaje:

“La materia y sus propiedades”, Subunidad “Magnitudes que cuantifican propiedades de la materia”

Nivel de enseñanza al que apunta:
NB4 (Sexto Básico)


1. Contexto científico

El volumen de un cuerpo es el espacio que ocupa en el universo. En ocasiones se asocia la idea de volumen a la de capacidad En el lenguaje cotidiano usamos expresiones como “el estanque tiene una capacidad de 50 litros de combustible”, “El Estadio Nacional, con capacidad para 65.000 personas”, etc. La capacidad, en este sentido, refiere al espacio, mientras mayor capacidad tiene, por ejemplo, una bodega, más cajas podremos guardar en ella. En ocasiones el volumen se confunde con la cantidad, pues en su uso cotidiano son expresiones que pueden llegar a usarse indistintamente, por ejemplo “este vaso tiene más Coca-Cola que el tuyo”. Aunque en lo formal esto refiere al volumen de bebida servida, puede confundirse fácilmente la idea de cantidad con la de masa y con la de volumen, provocando confusión o una relación de igualdad entre ambas, cuestión que debe cautelarse.

El volumen tiene diferentes formas de ser medido, dependiendo de las características de la sustancia a la que se mida su volumen:
- En el caso de los líquidos se requiere de algún recipiente graduado en base a alguna unidad patrón: cm2, litros, ml, etc.
- En el caso de sólidos regulares, normalmente paralelepípedos (una caja por ejemplo) se calcula multiplicando el alto por el ancho por el largo (la elección de cual es cual es más bien caprichosa, pero debe cautelarse de hacer las mediciones con cuidado)
- En el caso de los sólidos irregulares no penetrables (una piedra por ejemplo) la medición del volumen se realiza por desplazamiento de líquido (también conocido como Principio de Arquímedes). Esto es, se sumerge el sólido en el líquido (tradicionalmente agua) y el volumen de líquido desplazado corresponde al volumen del sólido sumergido

En el caso de los sólidos penetrables (una esponja por ejemplo) o los sólidos granulares (arena por ejemplo) la medición por desplazamiento no resulta. Si echamos agua a un balde de arena, el agua ocupará los espacios entre los granos de arena hasta que, luego de ocupar todos los espacios, empiece a ocupar el volumen superior, por lo que no cumplirá con el Principio de Arquímedes. Esto no sólo ocurre con los sólidos penetrables, también ocurre en el caso en que se mezclan dos líquidos. Si dos líquidos se mezclan (por ejemplo si mezclamos alcohol y agua) no necesariamente el volumen de la mezcla es la suma de los volúmenes de los líquidos, puesto que, al igual que la arena y el agua, uno de los líquidos puede ocupar los espacios vacíos entre las moléculas del otro líquido. Estudiaremos estos tres casos a través de las actividades que se detallan.

2. Preparación de la actividad

2.1. Tiempo para realizar estas secuencia de actividades
1 clase (2 horas pedagógicas) para el desarrollo de esta actividad, más una clase (2 horas pedagógicas) para el desarrollo de la actividad preliminar.


2.2. Materiales

Por cada equipo de trabajo:

- 4 vasos plásticos transparentes de 100 o 200 cc.
- 100 g. de sal fina.
- 100 g. de sal de gruesa.
- 50 ml de aceite de cocina
- 50 ml de alcohol
- Agua


2.3. Antes de comenzar:

Las actividades que se detallan a continuación requieren de manera previa que el estudiante tenga el concepto general de volumen como “el espacio que ocupa un cuerpo o sustancia”. Puesto que el enfoque en que basamos estas actividades parte de la base que este concepto no puede imponerse sino que debe ser construido por el estudiante, se requiere un trabajo previo para formar este concepto. Necesitaremos además que el estudiante maneje las unidades de medida, las técnicas para medir volumen y que cuente con instrumental para realizar dichas mediciones.
En el anexo de estas actividades se adjunta una actividad para que el estudiante:
- Aprenda a calcular el volumen de sólidos regulares
- Identifique las unidades de medida para la medición de volumen y sus equivalencias
- Construya instrumentos para medir volúmenes de líquidos.
Aconsejamos desarrollar estas actividades recomendadas en la clase anterior a trabajar las actividades propuestas en esta guía. Adecue las actividades a la realidad propia de su colegio o liceo. Si usted cuenta con instrumental de medición (probetas, vasos de precipitado) la actividad puede ser usada para que el alumno conozca el fundamento de la construcción de esos materiales, para que posteriormente construya los propios, aunque use el instrumental “oficial” para las mediciones de volumen.


3. Desarrollo de la actividad

3.1. Focalización
- Inicie la clase recordando junto a los estudiantes lo estudiado la clase o clases anteriores respecto al volumen. Rescate la idea de que el volumen es el espacio que ocupa un cuerpo o sustancia. Pregunte las unidades con que se puede medir el volumen (ml., cm3 o cc, lt., etc)
- Para iniciar el estudio del tema plantee la siguiente pregunta a los estudiantes:
o Si mezclamos en un frasco, por ejemplo, 150 ml de una sustancia y 150 ml. De otra sustancia ¿Qué puede usted decir respecto al volumen de la mezcla resultante?
- Pida que respondan esta pregunta de manera individual en sus guías, justificando su respuesta. Luego, recoja las respuestas de algunos estudiantes en la pizarra o en un papelógrafo. Incentive la explicación de sus afirmaciones.

3.2. Exploración
- Para analizar este punto se realizarán experiencias con sólidos entre sí, líquidos entre sí y solidos y líquidos entre sí. Es recomendable que los estudiantes conozcan este plan de trabajo para ayudar a orientar su trabajo.

- Los estudiantes ya cuentan con material graduado para sus mediciones. Requerirán de un material graduado en intervalos de 5 ml al menos para los líquidos. En los otros casos puede utilizarse sin problemas material graduado cada 10 ml. Recuerde a los estudiantes que 1 ml. es equivalente a 1 cm3 (también indicado como cc.)


- Primera parte: Sólidos con Sólidos

- Parta esta parte de la exploración con la pregunta ¿Qué volumen de sal crees que tendremos si mezclamos 30 ml de sal gruesa y 30 ml. de sal fina?
- Recuerde a los estudiantes que esta es una predicción, lo que significa que ellos no necesitan saber la respuesta “correcta” de antemano, sino que deben decir que es lo que creen que ocurrirá, y que lo más importante es que expliquen su respuesta.
- Una vez que registren sus predicciones en sus guías, pida a algunos estudiantes que las lean en voz alta (trate de hacer participar a todos los alumnos durante las diferentes actividades). No sancione las predicciones, pida que el resto las escuche y regístrelas en la pizarra o en un papelógrafo
- Con dos recipientes graduados los estudiantes deben medir 30 ml. de sal gruesa y 30 ml. de sal fina. Deben agitar los envases para nivelar la sal, de modo que la medición sea lo más precisa posible.
- Los estudiantes deben verter la sal gruesa sobre la fina y anotar sus observaciones. Opcionalmente si cuentan con lupas pueden ver usando la lupa lo que ocurre. Luego, agitan el envase y observan lo que ocurre.
- Pida que dos o tres estudiantes comenten lo que ocurre (la sal fina se acomoda en los espacios que deja la sal gruesa)

- Segunda parte: Sólidos y líquidos

- Los estudiantes contestan la pregunta ¿Qué volumen de sal crees que tendremos si mezclamos 50 ml de arena (como la de construcción) y 50 ml. de agua?
- Pida a los estudiantes que registren sus predicciones. Una vez que registren sus predicciones en sus guías, pida a algunos estudiantes que las lean en voz alta. Pregunte si creen que ocurrirá algo similar a lo ocurrido con la sal fina y la sal gruesa. Permita que los estudiantes opinen libremente al respecto.
- Mida en dos recipientes 50 ml. de arena de construcción y 50 ml de agua. Los estudiantes pueden vaciar el agua sobre la arena o viceversa. Una vez realizada la experiencia los estudiantes registran lo observado y el volumen final de la mezcla.
- Ahora, miden 50 ml de sal y 50 ml. de agua. Pídales que predigan que volumen se ocupará si vaciamos el agua sobre la sal.
- Pídales que dejen caer suavemente el agua sobre la sal, para que no se mezclen mucho. Deben verificar el nivel que alcanza el agua y luego revolver la sal y el agua con un lápiz o palo de helado. Al disolverse la sal ocupa menos espacio, con lo que el volumen de la mezcla disminuye. Los estudiantes deben registrar el volumen final de la mezcla revuelta.
- Algunos estudiantes pueden creer que la sal desaparece al revolverla, que sólo queda su sabor, etc. En las actividades de aplicación se discutirá ese punto, que puede usarse para avanzar en el modelo corpuscular de la materia.

- Tercera parte: Líquidos con líquidos





- Conceptualmente este es el paso más complejo. Los estudiantes es probable que los estudiantes visualicen un líquido como una entidad totalmente continua, sin espacios en su interior, dado que visualmente no los tiene. Esto no implica que no existan, sino que son espacios “microscópicos”, razón por la cual esta actividad avanza en establecer que esos espacios existen no solo cuando se ven, sino también a nivel microscópico e “invisible”. Como comentario de contexto, los electrones de un átomo cualquiera se encuentran a una considerable distancia del núcleo. A escala, es equivalente decir que el núcleo de un átomo es como una pelota de fútbol en el centro del estadio Nacional, y los electrones orbitarían a la altura de la última galería del Estadio. Por lo mismo, la mayoría del espacio es un enorme vacío (el 99% del espacio, ya sea en la Tierra o en el espacio exterior esta vacío)

- Pida a los estudiantes que inicien esta parte prediciendo que ocurrirá si mezclamos 50 ml de agua con 50 ml de alcohol.

- Incentive a los estudiantes a que lean sus predicciones. Pregúnteles si puede ocurrir algo similar a lo ocurrido en los casos que ya analizaron. Esto es clave para que usted visualice cómo imaginan los estudiantes que esta constituida y ordenada la materia.

- Los estudiantes miden 50 ml. de cada líquido y vacían con suavidad uno sobre el otro, y observan el nivel que alcanza la mezcla (es probable que ronde los 100 ml.).

- Ahora, con un palito de helado, agitan fuertemente la mezcla, y verifican nuevamente el nivel alcanzado (el nivel disminuye respecto de los 100 ml.). Es importante que usted sepa que el alcohol y el agua no son miscibles (mezclables) en realidad, sólo se mezclan temporalmente y luego se separan. Si de deja reposar la mezcla por un tiempo largo (1 hora) el alcohol se separa del agua, alcanzado nuevamente los 100 ml. aproximadamente.

- Mida a los estudiantes que junten en algún envase grande las mezclas de alcohol y agua que realizaron. NO ECHE LA MEZCLA AL ALCANTARILLADO. La mezcla de agua y alcohol es muy contaminante para el agua. Es mejor tirarla al patio de la escuela para que se evapore (el alcohol es muy volátil por lo que se evaporará con facilidad). El resto de las mezclas pueden botarse a la basura sin problemas. Guarde una parte de la mezcla de agua con sal para la actividad de extensión.

3.3. Reflexión

- Centre el análisis de las actividades en lo ocurrido en los tres casos, y en las explicaciones de los estudiantes. Pida a ellos que indiquen en que casos se puede decir que los volúmenes se suman (aditividad del volumen) y en que casos no. En los casos en que los volúmenes no se suman, pida que expliquen por qué.
- Registre las ideas que los estudiantes entreguen en la pizarra. Genere algún esquema o tabla para ordenar la información en la pizarra. Le sugerimos que los estudiantes no anoten la tabla misma, para que centren su atención en el análisis
- Muestre un frasco con 30 ml de aceite y otro con 30 ml de alcohol. Los estudiantes deben predecir que ocurrirá si se los echa en un mismo frasco.
- Una vez que ellos indican libremente sus predicciones, vierta el contenido de un frasco en otro. Pase a los estudiantes el frasco para que vean que el volumen es de 60 ml. Pídale algún estudiantes que tape el frasco y lo agite con fuerza. Después de un momento, la mezcla se separará y el volumen volverá a ser 60 ml. Explique a los estudiantes que cuando dos líquidos no se mezclan se les llama líquidos “no miscibles”, y que cuando dos líquidos se pueden mezclar se les llama líquidos “miscibles”. Pídales que den ejemplos de ambos tipos de líquidos (agua-aceite, agua-alcohol, miel-agua, vinagre-agua, vinagre-alcohol, etc.). El comportamiento de estos líquidos y la flotación de uno respecto del otro se trata en la guía indagatoria de “densidad” que usted puede encontrar en la página de Profísica (http://www.profisica.cl/)

- Para cerrar la actividad los estudiantes deben registrar sus aprendizajes de manera autónoma en sus cuadernos. Pídales que:
- No copien tal cual los datos de la pizarra, pero que lean lo que esta escrito ahí y lo usen para anotar lo que aprendieron
- Puede plantearles la pregunta ¿Qué aprendí? Y que ellos la contesten en sus cuadernos.

3.4. Aplicación
- Pregunte a los estudiantes qué ocurrió con la sal al mezclarla en el agua. Algunos estudiantes pueden creer que el agua desapareció, que se fue pero su sabor quedo en el agua, que sigue en el agua pero no se ve, etc. Pida que todos opinen al respecto.
- No importando la postura que tengan respecto del problema pida que den ideas de cómo probar si la sal sigue o no sigue en el agua. Si existen dificultades para plantear un procedimiento, pregunte a los estudiantes que ocurriría si se deja la mezcla varios días cerca del sol o de una estufa, o que pasaría si se calienta sobre un mechero. Algunos dirán que no ocurre nada, que se evapora toda el agua, que vuelve a aparecer la sal, etc.
- Pídale a algunos alumnos que diseñen un procedimiento para ver en sus casas si la sal ha desaparecido o no de la mezcla. Recomiéndeles que diseñen un procedimiento seguro y que usen poca agua (si se deja al sol demora bastante en evaporarse el agua)
- La semana siguiente, analice con los estudiantes lo ocurrido. Es una buena ocasión para avanzar en ideas asociadas al modelo corpuscular de la materia, centrándose(en base a esta experiencia) que toda la materia esta formada por pequeñas partículas, y que la sal, al disolverse, sólo se dividió en partículas pequeñas, que no pueden verse a simple vista ni con una lupa


Anexos:

- El primer anexo corresponde a la guía del estudiante asociada a la actividad recién descrita.
- El segundo anexo es una propuesta de actividad previa, en que los estudiantes se familiarizan con el concepto de volumen y sus unidades de medida, y en que construyen instrumentos que pueden ser usados en otras actividades.

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Anexo Nº1

Anexo Nº2

Fabricación de una hoja de papel (3 y 4º Año Basico)

Fabricación de una hoja de papel

Materiales:

- La materia prima: el papel que vamos a reciclar
- Un pulper, en nuestro experimento usaremos para tal efecto una juguera
- Una tela donde formar la hoja de papel. Usaremos un bastidor con una tela de fibra. El bastidor - puede ser rectangular, o se podría usar uno de los que existen en el comercio para bordados
- Papel filtro para secar la hoja formada
- Un uslero del tamaño del bastidor

Método

¿Qué vamos a hacer?

Vamos a fabricar una hoja de papel, partiendo de papel de deshecho. Se trata de reciclar papel.

¿Cómo lo vamos a hacer?

Para confeccionar la hoja de papel reciclado seguiremos los siguientes pasos:

1.- Picar manualmente en trozos pequeños el papel a reciclar (aproximadamente 6 gramos)

2.- Remojar en agua el papel picado (en más o menos un litro de agua)

3.- Disgregar en juguera la mezcla de agua y papel. Obtendremos una suspención de fibras en agua.

4.- Tomar una muestra homogénea de suspensión (aproximadamente 400 ml) y agregarla al bastidor, sobre la tela.

5.- Dejar que drene, moviendo manualmente.

6.- Cuando ya se vea formada una hoja húmeda de papel poner sobre ella el papel secante y pasar uslero. Retirar la hoja formada y dejar secar.

Variaciones:

a.- Teñir con algún colorante vegetal las fibras al formar la suspensión. Obtendremos papel de color.b.- Tapar algún sector de la tela con esperma de vela (podemos dibujar un logo por ejemplo) y este dibujo quedará en el papel.


Datos Importantes

Qué es el papel: Es una estructura obtenida en base a fibras vegetales de celulosa, las cuales se entrecruzan formando una hoja resistente y flexible. Estas fibras provienen del árbol.

Cómo se fabrica el papel: Las fibras necesarias para fabricar un papel se mezclan, en las proporciones requeridas, en una gran cuba llamada pulper, que actúa como juguera, formando una pasta acuosa que contiene las fibras. Esta pasta cae luego sobre una tela móvil o foudrinier donde se produce el entrelazamiento de las fibras. Se filtra hasta formar una película de fibras húmedas que constituyen una hoja de papel. El peso o gramaje del papel puede aumentar agregando mayor cantidad de fibras a la pasta.

Sabías que: En Chile se consumen aproximadamente 14.000 toneladas de papel al año.
El consumo diario de papel en Chile requiere cortar 25 Ha de bosques, equivalente a 35 canchas de fútbol y el ahorro de árboles, producto de reciclaje, equivale a 10 Ha o 14 canchas.



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Experimentacion en el Aula

Ejemplo de Experimentacion en el Aula


Actividad: La ducha del globo (bomba)
"Transformaciones del agua"

Cuando frotamos un globo (bomba), él comienza a atraer cosas, como pequeños trocitos de papel, migas, polvo, cabellos. ¿Se deja atraer el agua?






Introduccion

El agua está presente en todo lo que nos rodea, en el aire, en las tuberías de las casas, en los ríos, en el mar. También está presente en todos los seres vivientes: ¡un humano de 70 Kg. posee cerca de 45 litros de agua!. El agua es un producto químico, el más fácil de recoger. Estos experimentos permiten comprender algunas reacciones químicas que se desarrollan con el agua, así como principios que han permitido su utilización por el hombre, por ejemplo, para viajar.

¿Es realmente transparente el agua?, ¿qué respiran los peces?, ¿cómo funciona la cubeta del inodoro (W.C)?. No hay que olvidar que, aún si se tiene la impresión de que el agua es inagotable, es frágil y fácil de contaminar, ¡es muy importante no malgastarla!

Ficha Historica

El agua ha sido siempre un elemento importante para las sociedades humanas, porque es indispensable para vida, porque la encontramos en la tierra y en el aire, porque puede ser poderosa, porque apaga el fuego.

Los griegos fueron los primeros en describir el agua de manera científica. Hace más o menos 2.350 años, el filósofo Aristóteles (384-322 a.C.), resumía sus propias reflexiones y las de sus ancestros y planteó que todas las cosas estaban constituídas a partir de cuatro elementos: agua, aire, tierra y fuego. Poco a poco, los filósofos y los alquimistas (ancestros de los químicos), comenzaron a describir los componentes de la tierra y del aire. Se sabía que el aire contenía muchos gases y, en particular, vapor de agua; sin embargo, ignoraban qué constituía el agua. En 1781, el químico inglés Joseph Priestley (1733–1804), logró fabricar agua quemando hidrógeno. Algunos años más tarde, el francés Antoine Laurent de Lavoiser (1743–1794) y el inglés Henry Cavendish (1731-1810), mostraron que el agua estaba compuesta de dos cuerpos simples: hidrógeno y oxígeno. Hubo que esperar hasta 1.800, con la invención de la pila por el italiano Alessandro Volta (1745–1827), para llegar a descomponer el agua haciendo circular corriente eléctrica por su interior. Entonces, los químicos descubrieron que para fabricar un volumen de agua son necesarios un volumen de oxígeno y dos de hidrógeno, desde entonces se escribe a la molécula de agua con la fórmula H2O (H2, por dos moléculas de hidrógeno; O, por una molécula de oxígeno).

Mucho antes del descubrimiento de la composición del agua, los observadores habían aprendido mucho sobre ella. El sabio griego Arquímedes, quien vivió 2000 años antes de nuestra era, explicó por qué flotan los barcos pesados. La fuerza del agua que impulsa hacia arriba todo lo que ella toca es llamada, desde entonces el Principio de Arquímedes. La fuerza del agua es utilizada desde la antigüedad. Hace 2.600 años, habitantes de Asia utilizaban ruedas accionadas por la energía de las caídas de agua. Este sistema permitía subir el agua de los ríos hacia los baldes. En 1690, el francés Denis Papin (1647–1714), construyó la primera máquina a vapor. Los ingleses mejoraron su sistema, construyendo un motor a vapor que fue utilizado en los barcos y en las locomotoras. El vapor fue una fuente de energía muy importante para los medios de transporte y también para las industrias hasta su remplazo progresivo por los motores de gasolina y los eléctricos. Todavía hoy fábricas perfeccionadas, como las centrales nucleares, utilizan la fuerza de vapor.



Materiales necesarios
1 globo (bomba)
1 fregadero (lavaplatos)



La experiencia


Infla el globo (bomba) y frótalo contra un sweter (jersey), tus cabellos o una pared lisa.
Acércalo suavemente a un chorrito de agua de grifo.
¿Qué le pasa al agua?



La explicación


Cuando el globo (bomba) se acerca, el chorrito de agua es atraído; en vez de continuar cayendo normalmente, se desvía en dirección al globo (bomba). Si lo acercas más, caerán gotitas de agua sobre él.

Al frotar el globo (bomba) lo hemos electrizado, es decir, le hemos dado partículas de materia provenientes de las telas, cabellos o paredes, llamados electrones. El globo (bomba) está cubierto de electrones y ésta acumulación de electrones es lo que atrae las gotas de agua.



La aplicación


Una gota de agua contiene millares de millones de moléculas de agua. Cuando decimos H2O hablamos de la molécula de agua que está formada de dos átomos de hidrógeno (H) y un átomo de oxígeno (O).

En la molécula, los átomos intercambian electrones pero el átomo de oxígeno los atrae más que los átomos de hidrógeno; por eso se dice que la molécula de agua tiene dos polos eléctricos: un polo pobre en electrones del lado del hidrógeno y un polo rico en electrones, del lado del oxígeno.

El polo pobre de una molécula se atrae más hacia el polo rico de otra molécula. Estos polos eléctricos permiten al agua disolver numerosas sustancias como el azúcar, el café, o la sal, en ellas. Las moléculas también se dividen en el agua en partes ricas y partes pobres en electrones.

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Formación científica básica a nivel escolar

Formación científica básica a nivel escolar

Las ciencias naturales pueden desarrollar e incentivar en las personas la capacidad para aprender; la enseñanza de las ciencias puede contribuir a la adquisición de capacidades y destrezas adecuadas y pertinentes para aprender y seguir aprendiendo, de manera de conocer, interpretar y actuar en un mundo donde lo único constante será el cambio. Esto implica considerar, por una parte, que la enseñanza de las ciencias debe permitir la adquisición conocimientos determinados, y, por otra, capacidades, destrezas, actitudes, valores, que les permitan enfrentarse e integrarse de manera crítica y autónoma al medio social y cultural.
Parece importante que los niños tomen conciencia sobre la implicancia e impacto de las ciencias en la vida cotidiana. Por otro lado, la enseñanza de las ciencias favorece en niños y jóvenes el desarrollo de sus capacidades de observación, análisis, razonamiento, comunicación y abstracción; permite que piensen y elaboren su pensamiento de manera autónoma. Además, construyendo su cultura científica, desarrollan su personalidad individual y social. El aporte de las ciencias naturales debería facilitar la aproximación de los alumnos a la realidad natural y contribuir a su mejor integración en el medio social.

La adquisición de conceptos científicos es sin duda importante, pero no es la única finalidad de esta enseñanza: además, debería ser capaz de brindar a los niños conocimientos y herramientas que posean un carácter social, para que adquieran seguridad en el momento de debatir ciertos temas de actualidad. Asimismo, debiera introducirlos en el valor funcional de la ciencia, capaz de explicar fenómenos naturales cotidianos y dotarlos de las herramientas necesarias para indagar la realidad natural de manera objetiva y rigurosa.



La demanda social de competencias científico – tecnológicas es, probablemente, uno de los argumentos consistentes sobre la necesidad de proporcionar una educación científica de calidad en la escuela básica. Por otra parte, la psicología demuestra que en los primeros años de escolaridad los niños conforman ya su visión del mundo… y que aún sin formación científica, o con una escuela que esté ausente de este proceso formativo, el niño formará un esquema cognitivo que le permita explicar cómo funciona el mundo al que pertenece y con el que interactúa. Estas concepciones intuitivas permanecerá sin alteraciones hasta que surja una contradicción lo suficientemente poderosa que obligue a una revisión. Es responsabilidad de la escuela ofrecer a los niños las ocasiones adecuadas para la construcción de un esquema cognitivo lo más acertado posible para pasar de las preconcepciones – a veces erróneas – a concepciones que tengan sustento científico. La responsabilidad escolar, además, que los niños, una vez que se han formado esquemas mentales, tengan la suficiente flexibilidad para estar abiertos a la incorporación y búsqueda de nueva información que permite acceder, progresivamente, a una mejor explicación de la realidad, y alcanzar, así, a niveles superiores de formación y conocimiento, que hagan posible, por una parte, seguir aprendiendo, y, por otra, insertarse laboralmente con éxito en un entorno que vive acelerados procesos de cambio. Un niño que vivirá en un mundo caracterizado por la vertiginosa producción de información, donde la herramienta básica de inserción será el conocimiento, necesita adquirir competencias que lo habiliten para la búsqueda, análisis y selección de información relevante para analizar un problema determinado. La formación científica escolar, básica, debe proveer dichas competencias.

Si este contexto puede definirse como “alfabetización científica”, que se da en el marco de ocho años de escolaridad, o ahora, en Chile, en 12 años de enseñanza obligatoria, conviene recordar los planteamientos divulgados por la UNESCO, ya en 1993… recomendando la incorporación del proceso de alfabetización científica temprana. El documento de la UNESCO puntualiza que la enseñanza de las ciencias naturales:
• Contribuye a la formación del pensamiento lógico a través de la resolución de problemas concretos.
• Mejora la calidad de vida.
• Forma para la futura inserción en el mundo científico – tecnológico.
• Promueve el desarrollo intelectual.
• Constituye soporte y sustrato de aplicación para las áreas instrumentales (Lenguaje, Matemáticas).
• Permite la exploración lógica y sistemática del ambiente.
• Explica la realidad y ayuda a resolver problemas que tienen que ver con el mundo real.
• Es amena, interesante.

La ciencia y la tecnología en la vida diaria

Vivimos en una sociedad donde la ciencia y la tecnología ocupan un lugar fundamental en el sistema productivo y en la vida cotidiana. Parece claro, entonces, que las personas necesitan de una cultura científica y tecnológica para aproximarse y comprender la complejidad de la realidad, para adquirir habilidades que les permitan desenvolverse en la vida y para relacionarse con su entorno, con el mundo del trabajo, de la producción y del estudio.

Las ciencias naturales se han incorporado a la vida social de tal manera que se han convertido en factor clave para interpretar y comprender la cultura contemporánea. Hoy por hoy, el ciudadano común necesita formación científica para tomar decisiones, para analizar situaciones que influyen en su vida; es decir, la formación científica básica – en términos de conocimientos, habilidades, destrezas, actitudes, valores – es fundamental para la integración plena al medio social y cultural. Es cierto que vivimos en la llamada sociedad de la información y el conocimiento, pero la información y el conocimiento, para ser incorporados, requieren de comprensión, análisis, juicio crítico, contrastación, etc., donde confluye un conjunto de capacidades, destrezas y actitudes que pueden lograrse a través de una eficaz enseñanza de las ciencias a nivel escolar. Para incorporarse a la vida ciudadana y opinar con fundamentos sobre la contaminación ambiental, la calidad de los alimentos, el uso terapéutico de embriones humanos; la explotación de los recursos naturales, el cultivo y producción de semillas transgénicas, la discusión sobre los recursos que se destinan a la educación, vivienda, salud, defensa… se requiere una cultura científica, que trascienda el mero ámbito anecdótico, con frecuencia más emocional que racional. Si así no ocurre, las decisiones las tomarán los sectores de la sociedad que manejan la información y el conocimiento, lo que no siempre puede coincidir con el interés social relevante.

Un país como Chile, en vías de desarrollo, requiere de ciudadanos que no sólo voten en los procesos eleccionarios; requiere de ciudadanos participativos, integrados, que hagan valer sus puntos de vista, y que, aún para cuestiones que los afecten en forma directa, sean capaces de recabar información de personas especializadas para informarse mejor, argumentar y configurar un volumen de opinión, una masa crítica que necesariamente debe ser considerada. En los países desarrollados la opinión pública es altamente valorada: es una opinión informada – lo que implica derechos y obligaciones – pero que es debidamente considerada por las autoridades y quienes toman las grandes decisiones. En este orden de ideas es posible afirmar que la cultura científica y tecnológica básica, debe ser accesible al ciudadano común.

Es importante acceder a los conocimientos científicos por varias razones, en términos de la búsqueda de mejores maneras de explorar el potencial de la naturaleza, sin dañarla y sin ahogar al planeta; en términos de la capacidad de las personas para introducirse en el mundo de la ciencia por el afán de conocer y comprender. Las personas necesitan sentir que tienen algún control sobre la selección y la mantención de la tecnología que utilizan en sus vidas; necesitan saber que son importantes porque la ciencia constituye una parte fundamental y en constante cambio de nuestra cultura. Sin comprender la arquitectura u organización básica de la ciencia, sin comprender sus generalizaciones fundamentales hoy nadie puede considerarse culto.



La adquisición de una metodología basada en el cuestionamiento científico, en el reconocimiento de las propias limitaciones, en el juicio crítico y razonado, debe insertarse en todo proyecto de desarrollo personal para la formación de un ciudadano capaz de tomar sus propias decisiones, con una actitud crítica, argumentada, razonable. La influencia creciente de la ciencia y la tecnología, su contribución a la transformación de nuestras concepciones y formas de vida, obliga a considerar la introducción de una formación científica y tecnológica como un elemento clave de la cultura general de los futuros ciudadanos, que los prepare para la comprensión del mundo en que viven y, aún, para insertarse en un mundo global, para analizar cuestiones de la vida diaria con un criterio racional, y para tomar decisiones que pueden influir en la propia vida. Desde esta perspectiva la ciencia prepara a las personas más allá de los conocimientos o contenidos propiamente científicos.

Estos antecedentes reivindican la importancia de la educación científica en la educación formal. Esta reivindicación debe estar unida a un nuevo enfoque de la enseñanza de las ciencias que permita asegurar una educación científica de calidad con equidad, es decir, no reservada sólo a unos pocos. Una sociedad democrática, de alto nivel de participación ciudadana sólo es posible si las personas acceden a la formación necesaria para alcanzarla efectivamente. Esto demanda el desarrollo intensivo de las capacidades individuales que favorezcan la incorporación a procesos productivos complejos y la flexibilidad mental necesaria para asumir distintos roles en una sociedad dinámica. Además, la educación debe procurar el desarrollo de una capacidad crítica y creativa que permita incidir en la modificación de la realidad social. Las ciencias naturales, en este contexto, juegan un papel determinante.

No es posible conformarse si sólo unos pocos alumnos se sienten atraídos por las clases de ciencias mientras que la mayoría se aburre, les resulta difícil y pierden el entusiasmo: sea cual sea el currículo y su grado de pertinencia, algunos estudiantes lo seguirán mejor que otros. Pero lo fundamental es que al egresar de la enseñanza básica los niños tengan una formación científica verdaderamente útil, capaz de incrementarse y consolidarse más allá de la sala de clases.

Experimento de Física