Sobre el REA

Este REA está dirigido a la materia de Física y Química de 4º de ESO. Su título es “El universo químico de gases y disoluciones” y desarrolla los saberes básicos relacionados con los bloques A. las destrezas científicas básicas y B. la materia.

El estudio de los gases y las disoluciones en 4º de ESO a menudo presenta dificultades para los estudiantes, principalmente debido a la abstracción de los conceptos y la necesidad de comprender modelos a nivel microscópico. Efectivamente, los conceptos relacionados con gases (átomos, moléculas, movimiento, choques) y disoluciones (soluto, disolvente, concentración) son abstractos y difíciles de visualizar directamente.  Además, el alumnado debe comprender los modelos atómico-molecular y relacionarlos con fenómenos macroscópicos como la presión, el volumen y la temperatura, lo cual requiere un nivel de abstracción alto. Debe trabajar además con variables interrelacionadas: los gases se describen mediante variables como presión, volumen, temperatura y cantidad de sustancia, que están interrelacionadas. Por otra parte, se encuentra con la gran diversidad de disoluciones (líquidas, gaseosas, sólidas) y sus propiedades (solubilidad, concentración) que a veces le resulta compleja.

Para hacer frente a estas dificultades y lograr un aprendizaje significativo se utilizan como referencias metodológicas, principalmente, el Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP) y el Aprendizaje Cooperativo, desde una perspectiva basada en el “Inquiry Based Learning (IBL)”, que consiste en impulsar el aprendizaje del estudiante a través de su propio proceso de investigación ante las cuestiones planteadas en el aula. Se fomenta la construcción activa del conocimiento por parte de los estudiantes, a través de la experimentación y la discusión, se emplean modelos atómicos-moleculares y visualizaciones para representar el comportamiento de los gases y las disoluciones, se diseñan  experimentos y actividades prácticas que permitan a los estudiantes observar y manipular variables relevantes, como la presión, el volumen y la temperatura de los gases y se usan analogías con situaciones cotidianas para relacionar conceptos abstractos con experiencias familiares, todo ello planteando preguntas y guiando a los estudiantes en la búsqueda de soluciones a problemas del mundo real.

Este proceso mejora su capacidad de abordar los desafíos de manera lógica y desarrollar estrategias para superarlos. Existen varios tipos de enseñanza y aprendizaje basados ​​en la investigación con diferentes estructuras según el contexto de aprendizaje:

• Actividades en las que se presenta un tema específico y luego se realizan preguntas para guiar a los estudiantes a través de una actividad con el conocimiento adquirido. Este método ayuda a los estudiantes a aprender a seguir procesos y a recopilar y registrar datos con precisión.
• Investigación estructurada donde se plantea la pregunta principal y el procedimiento a seguir. Luego, los estudiantes sacan conclusiones y generan explicaciones para sus descubrimientos mediante el análisis y la evaluación de los datos recopilados.
• Investigación guiada donde se plantea a los estudiantes una pregunta de investigación. Los estudiantes deben diseñar sus propios procedimientos para poner a prueba y comunicar sus hallazgos.

El IBL promueve el trabajo en equipo y la interacción a la hora de resolver problemas. De igual forma, promueve el pensamiento crítico, fomentando habilidades de pensamiento de orden superior esenciales para el éxito en el siglo XXI (como, por ejemplo, argumentación, análisis, solución de problemas, evaluación).

Se tratan, por tanto, de metodologías activas, que desarrollan competencias y cumplen los principios del D.U.A, ya que emplean recursos variados, suponen un estímulo y un desafío para el estudiante, le implican en el trabajo en equipo y en la resolución de situaciones significativas, que se presentan por medio de tareas guiadas y dirigidas a una producción final global.

Recurso adaptado a la LOMLOE

Tal como se indica en el Decreto, la materia de Física y Química en la etapa de E.S.O. ha de partir del planteamiento de cuestiones científicas basadas en la observación directa o indirecta del mundo en situaciones y contextos habituales, en su intento de explicación a partir del conocimiento, de la búsqueda de evidencias y de la indagación y en la correcta interpretación de la información que a diario llega al público en diferentes formatos y a partir de diferentes fuentes. Por eso, el enfoque de esta materia debe ser experimental y práctico que amplíe la experiencia del alumnado más allá de lo académico y le permita hacer conexiones con sus situaciones cotidianas, lo que contribuirá de forma significativa a que desarrolle las destrezas características de la ciencia.

Por lo anterior, en esta situación de aprendizaje las tareas proponen al alumnado retos variados combinando el trabajo de investigación científica, las prácticas de laboratorio para el manejo adecuado de las disoluciones, la investigación en la red, las lecturas, el trabajo con vídeos, las simulaciones y animaciones virtuales para la comprensión de la escala submicroscópia, la elaboración de pósteres, infografías, debates, etc. Por último, se presenta también el estudio de un caso, “la calidad de nuestras aguas y la mortandad de peces” con la aplicación de la metodología de casos donde el estudiante debe enfrentarse a un caso real y dónde se desarrolla el pensamiento crítico. Se trata de que el alumnado construya su aprendizaje a partir del análisis y discusión de experiencias que parten de la vida real, y los conecta con teorías y principios.

Se potencia el trabajo en equipo y en la resolución de situaciones significativas. Se ha procurado que sean variadas: investigaciones experimentales, documentales, vídeos, lecturas, etc. Pero esto no excluye en absoluto el aprendizaje individual, ya que cada alumno y alumna tiene que disponer de un porfolio, donde, además de colocar los resultados comunes del trabajo en equipo, pueda también hacer aportaciones, ampliaciones y reflexiones de modo personal sobre su proceso de aprendizaje.

Este portafolio puede ser un cuaderno en papel o digital, dependiendo de las posibilidades del centro educativo, pero es mucho más interesante que sea lo segundo, ya que se proponen muchas actividades digitales y, además, es de más fácil acceso al profesor o profesora para poder hacer sugerencias de mejora y asignar las puntuaciones tanto a los trabajos de equipo como a los individuales. Si se opta por el formato cuaderno, en aquellas tareas que proponen investigar en la Web, o trabajar con un vídeo interactivo, se puede trabajar con un equipo web por cada grupo, bien un portátil o una Tablet.

La estructura de la propuesta didáctica debe exponerse al alumnado al principio, así como darle unas instrucciones precisas que se incluyen en el apartado «Itinerario de aprendizaje». Del mismo modo se informará sobre cómo se va a realizar la evaluación, que se explica con más detalle en el siguiente apartado de esta guía.

Por ello, las dinámicas y estrategias educativas que se emplean tienen como referencias metodológicas aquellas que promueven el aprendizaje activo, desarrollan competencias, emplean recursos variados y cumplen los principios del D.U.A.

Itinerario

Los gases y las disoluciones son componentes esenciales de nuestro entorno y de nuestra vida diaria. Desde el aire que respiramos hasta las disoluciones que encontramos en bebidas, alimentos y productos de limpieza, los gases y las disoluciones son fundamentales para entender cómo funciona el mundo que nos rodea.

Los gases desempeñan un papel crucial en procesos naturales como la fotosíntesis y la respiración. Por otro lado, las disoluciones son la base de muchas reacciones químicas y son esenciales en la industria, la medicina y la biología.

En este proyecto se exploran las propiedades generales de los gases y las disoluciones, cómo se comportan en diferentes condiciones, cómo afectan nuestra vida diaria, y por qué son tan importantes para la salud del planeta y de los seres vivos.

Estructura del REA

• Itinerario. El objetivo de esta tarea preliminar es la presentación del itinerario de aprendizaje que se va a seguir durante todo el proyecto. El o la docente explicará las tareas a realizar y cómo se valorarán, poniendo a disposición del alumnado los instrumentos de evaluación. También se formarán en esta etapa los equipos cooperativos base con sus normas de funcionamiento.
• En el estudio de los Gases tenemos dos grandes apartados.
  • Leyes de los gases: Bajo este epígrafe se presentan diferentes tareas con sus respectivas actividades.
    • «Leyes fundamentales de los gases» «, se comienza con una detección de conocimientos previos sobre el tema para adentrarse en el estudio y experimentación de las leyes de los gases. Se experimentan mediante el uso de simulaciones las leyes fundamentales de los gases y como tarea final se elabora un vídeo que muestre la creación de un experimento científico en el que se manifieste alguna de las leyes de los gases. En este punto también se hace una evaluación formativa
    • En «Ley combinada de los gases» se aplica la ley a la resolución de varias situaciones-problema.
    • Ley de Avogadro: se aplica la ley a la resolución de varias situaciones-problema.
    • Ley de los gases ideales: Diferencia gases ideales y gases reales, y se aplica la ley a la resolución de varias situaciones-problema.
  • ¡Gases en acción!: En el laboratorio y por medio de la técnica de las estaciones se realizan diversos experimentos que reflejan las propiedades y leyes de los gases. Se presenta un informe científico.
• En el Estudio de las Disoluciones se hallan los siguientes apartados
  • ¿Qué entendemos por disolución?  Se comienza con ¿Cuánto sabemos? para detectar los conocimientos previos sobre el tema y adentrarse en el estudio y experimentación de las disoluciones. Se trabaja un vídeo interactivo y se completa una tabla para analizar todos los tipos posibles de disoluciones. Resolvemos cuestiones relacionadas con nuestra vida cotidiana. A continuación, se analiza cómo se produce el proceso de disolución mediante una animación. Finalmente se dibuja el proceso a nivel molecular.
  • Solubilidad: Se realizamos un experimento de solubilidad de una sustancia común en casa. Se analizamos la variación de la solubilidad con la temperatura a partir de la interpretación de distintas gráficas. Se resuelven situaciones muy cercanas a nuestra vida cotidiana y finalmente se elabora un mapa conceptual sobre solubilidad.
  • Concentración de las disoluciones: Se diferencian conceptos como saturada, insaturada, sobresaturada, diluida, concentrada, etc. y se expresa la concentración de forma cuantitativa de distintas formas. Con la ayuda de una simulación se aprende a preparar disoluciones de una concentración dada. Se resuelven varios retos químicos y se aplica todo lo aprendido para resolver situaciones problema relacionadas con la concentración de una disolución.
  • Dominando las disoluciones en el laboratorio:  Se trata de preparar en el laboratorio distintas disoluciones con diferentes concentraciones. Se aplica todo lo aprendido sobre disoluciones al estudio de una pseudociencia muy extendida, la homeopatía, para llegar a conclusiones sobre la misma basándose en la evidencia. Se hace evaluación formativa.
• Estudio de caso: La calidad de nuestra agua: Se utiliza la metodología de estudio de casos para abordar un problema real o casi real. En este caso la aparición de peces muertos. Como investigadores se trata de encontrar la causa de esta mortandad de peces, analizando diferentes posibilidades. Se elabora un informe científico con nuestras conclusiones basadas en datos.

Además, se realiza la evaluación final del portfolio, la coevaluación, autoevalución, etc.

Hay material para 21 sesiones de clase, pero es importante mencionar que, como en todos los REA del proyecto EDIA, este itinerario didáctico responde a una estructuración tal que permite al docente reorganizar las tareas, usarlas como fuentes de inspiración o combinarlas con otras actividades que se adecúen mejor a su aula, a su programación o su tiempo lectivo. De este modo, el profesorado pueda utilizar los REA más fácilmente.

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