Orientaciones didácticas para cada uno de los retos abordados en los diferentes apartados.
Sistemas materiales
En este apartado hemos abordado el estudio de los sistemas materiales con dos retos diferentes. Presentamos a continuación las orientaciones de cada uno de los retos:
Química en la cocina
Se propone un contexto habitual y personal para el alumnado, como es la cocina de su casa. El alumnado debe identificar y clasificar sistemas materiales en su casa, fotografiarlos y trabajarlos en grupo. Cada grupo expondrá sus fotografías, junto con las de otros grupos, en una zona del aula o del centro. Si se desea, la producción puede ser totalmente digital, en forma de presentación o subiendo las fotografías a una cuenta de la clase. Por supuesto, antes de exponer las imágenes, hay que corregirlas. Un grupo puede corregir las de otro. Esta actividad es complementaria a los ejercicios que puedan hacerse en clase y pone en contacto al alumnado con sistemas materiales reales de uso habitual.
EVALUACIÓN: se calificará el cuaderno y la presentación de grupo. La tarea se evalúa con la siguiente escala de valoración para exposición de fotografías científicas (descargar en formato editable odt y en pdf).
Coloides
Se trata de usar las clásicas “Flip Cards” para reforzar y repasar la clasificación de coloides, ya que es un apartado del tema sobre la materia que requiere memorización y sobre el que, normalmente, no se hace ninguna experiencia.
Se puede jugar individualmente o en parejas. En una cara se hace la pregunta, y en la otra está la respuesta. Tanto si se acierta como si no, se van pasando las tarjetas. Al final del juego, se hace un recuento de los aciertos. Otra posibilidad consiste en hacerlo en el aula por equipos, a través de proyector o pizarra digital. Incluso puede emplearse como actividad para casa.
Dirección web: Coloides
El juego se puede encapsular en una página Web.
La tarea se evalúa con la siguiente escala de coevaluación para actividades lúdicas (descargar en formato editable, odt, y en pdf).
Técnicas de separación
En este apartado hemos abordado las técnicas de separación de mezclas con tres retos de tipo detectivesco. Presentamos a continuación las orientaciones de cada una de los retos:
El pastel robado
Se adopta un contexto detectivesco para aplicar algunos métodos sencillos de separación de mezclas en el laboratorio..
El alumnado adopta el papel de un detective que debe analizar algunas muestras de un caso policial. Para ello deberá poner en juego lo aprendido de métodos de separación de mezclas. Cada alumno/a dispondrá los resultados de su investigación en un cuaderno- informe. A cada grupo se le facilitará un sospechoso y expondrá su culpabilidad o inocencia oralmente en un juicio simulado.
El profesor/a puede presentar la investigación por medio de unas diapositivas y facilitar a cada alumno/a un sobre cerrado con la información sobre lo que debe analizar y el cuaderno de investigación para anotar los resultados.
Este reto constituye una adaptación de El caso del profesor Julius
EVALUACIÓN: se calificará el cuaderno y la presentación de grupo.
La tarea se evalúa con las siguientes escalas:
Detectives del suelo
Se propone un contexto habitual y personal para el alumnado, como es su centro escolar además de acercarles al contexto de un ámbito laboral como es el trabajo de los ingenieros e ingenieras.
El alumnado debe realizar un trabajo experimental sencillo y con los datos obtenidos escribir un informe para una compañía de construcción.Por tanto el producto final de este reto es el informe, que debe incluir:
- si el suelo estaba altamente contaminado,
- qué porcentaje de contaminantes se encontró en el suelo,
- por qué deberían eliminarse estos contaminantes
- una recomendación sobre cómo eliminar los contaminantes del suelo
- gráfico
Esta actividad es complementaria a los ejercicios que puedan hacerse en clase y pone en contacto al alumnado con sistemas materiales reales muy comunes en su vida diaria.
EVALUACIÓN: se calificará la calidad del informe. Se utilizarán las siguientes esalas de valoración:
Un delito de extorsión
Se propone un contexto cercano para el alumnado, además de acercarles al de un ámbito laboral como es el trabajo en un laboratorio forense.
El reto consiste en realizar un trabajo experimental para determinar quién es el culpable de un delito de extorsión. Como producción final el alumnado debe tomar una decisión basándose en evidencias científicas.
Esta actividad es complementaria a los ejercicios que puedan hacerse en clase y pone en contacto al alumnado con sistemas materiales reales muy comunes en su vida diaria. Puede ampliarse conla separación de los diferentes pigmentos presentes en una planta. Se pueden utilizar hojas de espinacas y hojas de lombarda.
EVALUACIÓN: se califica la justificación de las decisiones en base a pruebas. Se utilizarán las siguientes escalas de valoración:
Disoluciones y concentración
En este apartado se abordan las disoluciones y el cálculo de la concentración con tres retos diferentes, que abarcan, desde el contexto cotidiano a temas de pseudociencia. Presentamos a continuación la s orientaciones para cada una de los retos.
El mejor cacao
Se personaliza el concepto de disolución y concentración con una de las bebidas más consumidas por el alumnado, el cacao en polvo. Prepararán distintas disoluciones y harán una cata.
El alumnado investiga y decide cuál es el mejor cacao, analizando y preparando químicamente varias concentraciones del mismo. cada grupo presentará su informe de laboratorio de forma escrita y de forma oral.
Esta tarea se puede completar de muchas maneras, trabajando con café o té, comparando distintas marcas de cacao o de refrescos en polvo.
Se puede completar, posteriormente, comparando la solubilidad frente al calor de diferentes marcas de cacao en polvo.
EVALUACIÓN: se calificará el cuaderno y la presentación de grupo. Se utilizarán las siguientes escalas de valoración:
El misterio del Mediterráneo
El contexto elegido es una aplicación de lo estudiado sobre disoluciones y concentración en un problema real, como es la relación de la variación de la salinidad de mares y océanos con las corrientes marinas y el cambio climático.
El alumnado investiga por qué el Mediterráneo, aparentemente sin salida y solo recibiendo aportes de ríos y Atlántico, no sube de nivel. Parte del conocimiento no científico de los marineros antiguos. Debido a la diferente concentración salina, el agua fluye en una corriente por el fondo de este mar hasta el Atlántico. Por lo tanto, estos marineros no tenían forma de saberlo.
Cada grupo presentará su informe de laboratorio escrito. Se pide también un informe escrito individual donde cada alumno/a debe poner en juego sus conocimientos sobre densidad, concentración y diseño de experiencias científicas. Este último puede realizarlo en casa. En este curso es todavía difícil para los estudiantes saber argumentar, por lo que se les facilita un esquema. En este enlace de Leer.es, podemos encontrar más actividades para trabajar la argumentación en Ciencias: Argumentar y usar pruebas
Se puede completar, posteriormente, con otro experimento, comparando la solubilidad frente a la temperatura. Se debe tener en cuenta que evidentemente, el flujo de agua por el estrecho es bastante más complicado que lo que se intenta estudiar en este curso, que es solo una aproximación y está enfocado a la concentración de disoluciones. En el Mar Mediterráneo los vientos y la insolación producen una gran evaporación dando lugar a un déficit hídrico crónico, ya que los aportes de agua de ríos y lluvias en ningún caso llegan a compensar las pérdidas que se producen por evaporación. Estudios recientes muestran que el Mediterráneo tiene un saldo neto diario negativo de 1734 Km3 al año. Este déficit hídrico es compensado con la entrada de agua desde el exterior, sobre todo desde el Océano Atlántico a través del estrecho de Gibraltar, aunque también en menor medida desde el mar Negro por los estrechos del Bósforo y de los Dardanelos y desde el mar Rojo por el canal de Suez.
Por otro lado la evaporación hace aumentar la salinidad de las aguas mediterráneas, un aumento que tampoco es compensado por el agua dulce procedente de los ríos y de las precipitaciones.
Todo ello, genera, por un lado una formación de masas de agua de características diversas y por otro una circulación de estas en el seno del Mar Mediterráneo:
El agua superficial de origen Atlántico, que presenta características atlánticas de temperatura, salinidad y densidad, entra al Mar Mediterráneo por el Estrecho de Gibraltar y al tener menor densidad que el agua mediterránea se sitúa por encima de esta, más salina y en definitiva más densa. Esta agua mediterránea genera a su vez una corriente de salida de agua mediterránea hacia el Atlántico en capas situadas por debajo de las aguas superficiales de entrada.
La tarea se evalúa con las siguientes escalas:
Homeopatía
El alumnado investiga cómo se hacen las diluciones homeopáticas y resuelve cuestiones sobre la concentración de las mismas, aplicando los conceptos y la notación científica. Cada grupo presentará su informe de laboratorio escrito.
COMPLEMENTAR: La Homeopatía es actualmente considerada como pseudociencia. Tiene muchos adeptos y provoca muchísimos debates y discusiones por la falta de relevancia científica. Las personas que creen ciegamente en la homeopatía apelan a la llamada “memoria del agua”, una supuesta propiedad, no demostrada, según la cual las moléculas del agua, aunque ya no exista nada de principio activo, almacenan sus propiedades curativas. De esta forma, se neutraliza cualquier acercamiento científico desde la perspectiva de las concentraciones químicas. El inmunólogo Jacques Benveniste, en 1988, trató de probar esta hipótesis en condiciones de experimentación científica y publicó resultados positivos en la revista Lancelot. Sin embargo, todos los intentos de reproducir los resultados de Benveniste han fallado y la comunidad científica rechaza este concepto.
EVALUACIÓN: se calificará el informe individual de laboratorio.
SOLUCIONES:
Soluciones disolución:
- ¿Cuál es el % en masa de esta disolución? %= 1.100/1+99, %= 100/100, 1% / ¿Cuánto volumen de agua necesitamos? 1 g de azúcar en 99 ml de agua , 5 g de azúcar en ? de agua. Como es una disolución al 1%, 1= 5.100/ 5+X, X= 500-5= 495 g de agua, 495 ml de agua.
-
Soluciones cálculos:
- Por simple regla de tres, si en 500 ml de disolución tenemos 5 g de azúcar, en 1 ml tendremos 5/500, 0,01, 10-2 g.
- Quedarían 10-4 g.
- Quedarían 10-60 g de azúcar
- Está claro que en un 30 C, químicamente, no queda nada del principio activo inicial
- 32 veces la tierra
Los problemas planteados se basan en datos de Wikipedia
La tarea de laboratorio se evalúa con las siguientes escalas:
Cambios físicos y químicos
En este apartado se trabajan los conceptos de cambio físico y químico de forma cuantitativa. Presentamos a continuación las orientaciones para el reto:
Química sin lupa
Conveniente explicar claramente las diferencias entre cambios físicos y químicos y que en este curso todavía no se van a estudiar las reacciones químicas en profundidad, por lo que solo realizamos una aproximación por algunas propiedades externas que, en algún caso, también presentan los cambios físicos.
Se presenta un contexto académico que aprovecha la experimentación de laboratorio, pero no presenta investigación. Ni siquiera hace falta realizar medidas exactas, sino intuitivas. El reto consiste en distinguir entre cambios físicos y químicos observando los cambios de aspecto, color, temperatura etc. de varias reacciones químicas sencillas muy cotidianas, incluyendo algunos físicos para poder debatir posteriormente.
Cada grupo rellenará y presentará su hoja de checking, una vez completada toda la actividad.
COMPLEMENTAR: si la actividad se considera muy larga, pueden elegirse algunas reacciones representativas
EVALUACIÓN: se calificará la hoja como una actividad más del cuaderno o portfolio de aula.
Lista de checking. SOLUCIONES.
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Estación
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Sustancias
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¿Cambio físico o químico?
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Anotaciones
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1
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Almidón de la galleta y saliva
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Q
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Se nota un sabor dulce característico y que la galleta se deshace por la saliva. La enzima amilasa reacciona con los hidratos de carbono de la galleta, formando el llamado “bolo alimenticio”
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2
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Pastillas efervescente y agua
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Q
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El bicarbonato sódico y el ácido contenido en las pastillas reacciona con el agua, desprendiéndose dióxido de carbono
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3
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Agua, azúcar blanco y moreno y sacarina
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F
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En el caso del azúcar moreno se aprecia un cambio de color. El proceso de evaporación sirve para separar estas mezclas y tarda varios días.
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4
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Refresco de cola, leche, limón
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Q
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Se produce un precipitado, luego es un cambio químico. El ácido fosfórico de la Coca Cola degrada la caseína de la leche
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5
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Hielo, colonia
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F
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Son procesos físicos. El hielo cambia de estado a temperatura ambiente y se licúa. Si lo colocamos en una ventana observaremos que se forman gotas de condensación. El olor de la colonia es el resultado de la evaporación del alcohol que contiene, mezclado con esencias. Son procesos físicos de cambios de estado
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6
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Iodo
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F
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El yodo se sublima con el calor, pasando directamente de sólido a gas
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7
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Enjuague bucal, lejía
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Q
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Es difícil distinguir qué tipo de cambio es solo por el color, solo por medio del vídeo sabemos que el hipoclorito de sodio que contiene la lejía oxida los colores
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8
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Zumo de limón
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Q
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El zumo de limón, que es translúcido y ligeramente amarillo, contiene ácido cítrico. Este ácido es un sólido blanco, que no se distingue sobre el papel. Pero cuando calentamos el papel, el ácido cítrico se descompone mediante una reacción química y se transforma en otros compuestos, que ya no son blancos (son más bien marrones) y por lo tanto, son visibles sobre el papel.
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9
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Hígado y agua oxigenada
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Q
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En presencia de sangre, el agua oxigenada se descompone en agua y oxígeno que forma la espuma
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10
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Papel aluminio y celofán
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F
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El aluminio se dilata más que el papel y por eso se dobla.
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La tarea se evalúa con:
Pruebas PISA
A continuación ofrecemos las orientaciones didácticas de las dos pruebas PISA que se han incluído en el proyecto:
El pan
“El pan” es un ítem liberado de PISA 2000. En él se resumen los conceptos de cambio físico y químico, aplicados a una situación real. Se incluye en el área de “Conocimiento sobre la Ciencia: sistemas físicos”. Para su evaluación proponemos hacer una reflexión y un pequeño debate en clase.
RESPUESTAS CORRECTAS
1.-C Se hincha porque se produce un gas, el dióxido de carbono.
2.- D. experimentos 3 y 4
3.-Las cuatro respuestas correctas son: Sí, No, No, No, en este orden
4.-B. Sus moléculas se mueven más deprisa.
La tarea se evalúa con la siguiente escala genérica de evaluación de debates sobre ciencias (descargar en formato editable, odt, y en pdf).
Brillo de labios
“Brillo de labios” es un ítem liberado de PISA 2000. Puede servir como actividad para el tema de propiedades de la materia, disoluciones, densidad etc. Se incluye en el área de “Conocimiento sobre la Ciencia: Investigación científica”, “explicar fenómenos científicamente”. Para evaluarla proponemos una reflexión y debate en el aula.
RESPUESTAS CORRECTAS
1.-Respuestas que indican que añadirían menos cera y/o añadirían más aceite, como, por ejemplo, que se puede usar menos cera de abejas y cera de palmera o añadiendo más aceite de ricino.
2.- D. Grumos grasos de la mezcla flotarán sobre el agua.
3.-B. El jabón actúa como un emulsionante y permite que el agua y la barra de labios se mezclen.
La tarea se evalúa con la siguiente escala genérica de evaluación de debates sobre ciencias (descargar en formato editable, odt, y en pdf).
