Algo Mas Que Locos Experimentos

“ALGO MÁS QUE LOCOS EXPERIMENTOS PARA HACER EN CLASES” Manual de trabajos de laboratorio

COORDINADORA NANCY FERNÁNDEZ AUTORES NANCY FERNÁNDEZ - MARIELA VICTORIO MARÍA ANTIÑACO - ANDREA AVENDAÑO ILEANA SANTANDER COLABORADORES VANESA COCUMERI MARIANELA MATUSEVISIUS

Algo más que locos experimentos para hacer en clase : manual de trabajos de laboratorio / Nancy Fernández ... [et.al.] ; con colaboración de Vanesa Cocumeri y Marianela Matusevicius ; coordinado por Nancy Fernández. - 1a ed. - Ushuaia : Utopías, 2010. 132 p. : il. ; 15x21 cm. ISBN 978-987-1529-23-0 1. Material Auxiliar para la Enseñanza. 2. Laboratorio. I. Fernández, Nancy II. Cocumeri, Vanesa, colab. III. Matusevicius, Marianela, colab. IV. Fernández, Nancy, coord. CDD 371.33

“Algo más que locos experimentos para hacer en clases” Manual de trabajo de laboratorio. de Nancy Fernández, Mariela Victorio, María Antiñaco, Andrea Avendaño y Ileana Santander © Nancy Fernández, Mariela Victorio, María Antiñaco, Andrea Avendaño y Ileana Santander Colaboración de Vanesa Cocumeri y Marianela Matusevicius 1ra Edición - 300 ejemplares. Diseño, diagramación y Edición: EDITORIAL UTOPIAS de Jorge Navone Te/Fax: 54 2901 424552 Ushuaia - Tierra del Fuego www.editorialutopias.com.ar Diseño de tapa: Jorge Navone Todos los derechos reservados I.S.B.N: 978-987-1529-23-0 Impreso en Argentina - Junio de 2010 Queda hecho el depósito que marca la ley 11.723 Queda estrictamente prohibida, sin la autorización escrita del autor, bajo las sanciones establecidas por las leyes pertinentes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquer medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático.

“Enseñad en pocas palabras los grandes objetos de una ciencia y señalad sus resultados con algunos ejemplos palpables. No os alabéis de enseñar gran número de cosas. Excitad solo la curiosidad. Contentaos con abrir la inteligencia sin cargarla de trabajo. Aplicadle la chispa y ella misma se encenderá por el punto en que es inflamable.”

Manual de trabajo de laboratorio

7

Índice

Parte I Introducción 9 Prólogo 11 Algunas discusiones en torno a los trabajos prácticos de laboratorio 13 Visiones de la ciencia que trasmitimos 17 Algunas definiciones en relacion a los trabajos prácticos. 33 Estructuración de los trabajos prácticos de laboratorio 43 Objetivos de las actividades de laboratorio 46 Un intento de clasificacion de los trabajos prácticos experimentales 49 CONCLUSION

55

Parte II Introducción

61

Trabajos Prácticos Sustancias ácidas y básicas ¿Cómo determinarlas? Los glúcidos. Los alimentos Propiedades de la materia: extensivas e intensivas Influencia de la Temperatura en los organismos Transporte de sustancias a través de membrana semipermeable Componentes de la Sangre Pigmentos de las plantas Composición de los alimentos. Estructura de las hojas Materiales y sus cambios. Propiedades de algunos materiales: Los metales. Flotación. Organismos unicelulares Reacción química exotérmica. Propiedades del gas dióxido de carbono Como trabajamos en la escuela “Juana Manso” Influencia de la temperatura en la levadura Glosario

63 67 70 74 80 83 85 88 91 96 98 101 105 108 110 113 117 119 125

Manual de trabajo de laboratorio

9

Parte I: Introducción

Esperamos que este libro sea de utilidad a quienes desean hacer de sus prácticas de laboratorio una tarea con un profundo sentido didáctico. Esta es nuestra primera experiencia. Como tal, seguramente estará llena de errores y aciertos. Estaremos muy agradecidas que nos hagan saber que aportes fueron útiles y que aportes deberíamos mejorar. Esta publicación es una construcción colectiva, inacabada y en permanente revisión. Agradezco al IPES Florentino Ameghino de Ushuaia que nos permitió “experimentar” (en sentido didáctico) con nuevas estrategias áulicas. Agradezco profundamente a mis alumnas Andrea, Ileana, Mariela y Vicky que se jugaron la aprobación de la materia y me siguieron en esta aventura. Agradezco a Mirta que siempre acompañó con ideas y sugerencias.

10

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Por último agradezco el infinito apoyo que mi familia, Fernando, Camila y Federico me dieron siempre.

Manual de trabajo de laboratorio

11

Prólogo

Esta publicación nació a partir de la experiencia adquirida en el desarrollo de la Cátedra Abierta denominada Diseños Exploratorios y Experimentales en el Ámbito Escolar del Instituto Provincial de Educación Superior Florentino Ameghino de Ushuaia. Durante dos años, estudiantes de cuarto año del Profesorado de Biología compartieron la cátedra con docentes que ejercen en el sistema educativo de nivel primario y secundario. A partir de ese espacio de intercambio, decidimos documentar los análisis de los trabajos prácticos (TP) de laboratorio que realizamos en las clases-taller. Documentar experiencias pedagógicas llevadas a cabo por docentes permite conocer lo que hay detrás de sus decisiones cuando enseñan, sus puntos de vista, supuestos y proyecciones. Habilita la comunicación y circulación de ideas, saberes, innovaciones, proyectos que nos interpelan en la profesionalidad y en el protagonismo como actores centrales de las tareas de enseñanza de la escuela.

12

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Durante el desarrollo de la Cátedra abierta construimos colectivamente un enfoque para abordar la enseñanza de las ciencias en el Laboratorio de Ciencias, resignificando la documentación de las experiencias pedagógicas a la luz de la bibliografía y el análisis teórico de las propias prácticas. Asumiendo la importancia de proporcionar oportunidades de Desarrollo Profesional Docente, a fin de actuar sobre sus prácticas didáctico-pedagógicas, se propuso un itinerario de formación centrado en la utilización del trabajo de laboratorio desde una perspectiva que fomente tanto la construcción de conocimientos científicos como el desarrollo del pensamiento crítico en íntima correlación con el paradigma Ciencia, Tecnología, Sociedad, Ambiente (C-T-S-A). Este cátedra trata de poner énfasis en la formación de maestros y profesores responsables con su propio desarrollo profesional, que asuman un papel participativo y colaborador del proceso a través de actividades que lo comprometen con su propio proceso de reflexión sobre lo que hace, como lo hace y que resultados logra. Debido a que asisten distintos actores del ámbito educativo, Profesores de Biología de EGB 3, Docentes de Enseñanza Primaria y Estudiantes del profesorado del IPES, la variedad de miradas acerca de un mismo tema es muy enriquecedora. Realizamos los TP previamente, adecuándolos al currículo escolar de cada uno de los niveles y buscando la mejor manera de contextualizarlos para que no sean prácticas aisladas, poniendo de manifiesto y fortaleciendo la tan mentada dialéctica entre la teoría y la práctica.

Manual de trabajo de laboratorio

13

Algunas discusiones en

torno a los trabajos prácticos de laboratorio

No caben dudas que el trabajo de laboratorio debe ser un componente fundamental de la enseñanza-aprendizaje de las ciencias. Dicha actividad consiste en el uso de material de laboratorio para reproducir un fenómeno o para analizar una parte del mundo a estudiar, pudiéndose realizar tanto en un laboratorio como en cualquier aula (Leite, 2001). Son numerosos los motivos por los cuales introducir a las y los estudiantes en la realización de trabajos de laboratorio. Éstos poseen una gran potencialidad para abordar objetivos relacionados con: El aprendizaje de contenidos conceptuales y procedimentales. Aspectos relacionados con la metodología científica. La promoción de capacidades de razonamiento como el pensamiento crítico y creativo.

14

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

El desarrollo de actitudes tales como la apertura de mente, objetividad y de desconfianza ante aquellos juicios de valor que carecen de evidencias necesarias. Habitualmente los TP de laboratorio suelen presentarse como montajes ya elaborados para su simple manejo y/u observación, siguiendo guías tipo “receta de cocina”. De este modo, la enseñanza centrada en la simple transmisión de conocimientos ya elaborados favorece y refuerza la concepción sobre la ciencia que sacraliza el trabajo experimental y que presenta al “Método Científico” como un conjunto de etapas correlativas, resaltando un tratamiento cuantitativo, un control riguroso, y olvidando y hasta rechazando todo lo que significa invención, creatividad, duda. Realizar abundantes trabajos prácticos como estrategia para superar la falta de interés por el aprendizaje de las ciencias cuenta con una larga tradición. Ahora bien, nos preguntamos: ¿Hasta qué punto las prácticas que se realizan, en mayor o menor número, contribuyen a dicha la familiarización con la ciencia? Es importante responder a esto, a la luz de las concepciones de ciencias que trasmitimos en la enseñanza, porque cabría sospechar que el problema principal no es el número de TP realizados, sino la naturaleza de los mismos. Obviamente que cuestionamos ante todo el carácter de simple “receta”, o el énfasis en la realización de mediciones y cálculos, con ausencia de aspectos fundamentales en la construcción del conocimiento científico.

Manual de trabajo de laboratorio

15

Discutir la relevancia del trabajo a realizar, el esclarecimiento de la problemática en que se inserta, la participación de las y los estudiantes en la construcción de la hipótesis y el diseño de los experimentos o el análisis de los resultados obtenidos, son cuestiones fundamentales a la hora de trasmitir una adecuada concepción de la actividad científica Es muy evidente la concepción empírica - inductivista, cuando los TP de laboratorio, sólo se realizan con el propósito de observar algún fenómeno y “extraer” de él un concepto o cuando las y los estudiantes realizan una guía previamente preparada, sin tener en cuenta los objetivos a los que se busca dar respuesta, o cuando no se da una previa discusión sobre la relevancia del problema. Todos estos aspectos son fundamentales para que la experimentación tenga sentido.

Manual de trabajo de laboratorio

17

Visiones de la ciencia que trasmitimos

Numerosos estudios han mostrado que la enseñanza de las ciencias en todos los niveles educativos, suele transmitir una imagen de la ciencia que se alejan de la forma como se construyen y evolucionan los conocimientos científicos. Una enseñanza centrada en la mera transmisión de conocimientos es señalada como uno de los principales obstáculos para la renovación de la educación científica. Al respecto, Jiménez Aleixandre y Sanmartí (1997) se preguntan: ¿cuáles deben ser los fines de la educación científica? Entre otras mencionan cinco metas o finalidades: El aprendizaje de conceptos y la construcción de modelos. El desarrollo de destrezas cognitivas y de razonamiento científico. El desarrollo de destrezas experimentales y de resolución de problemas.

18

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

El desarrollo de actitudes y valores. La construcción de una imagen de la ciencia. Es evidente que la construcción de una imagen de la ciencia, es clave para alcanzar las metas de la educación científica. Gil Pérez et al (2005) plantean que es necesario discutir algunas de las maneras en que se trasmite la imagen ingenua de la ciencia y la actividad científica. Sostienen que se halla profundamente alejada de lo que supone la construcción de conocimientos científicos, pero que, a lo largo del tiempo se ha convertido en un estereotipo socialmente aceptado que, aparentemente la propia enseñanza de la ciencia refuerza tanto por acción como por omisión. Para entender a qué nos referimos, los invitamos a que realicen con sus estudiantes este pequeño ejercicio. Puedes dibujar a una PERSONA HACIENDO CIENCIA

Incluso pueden invitarlos a que imaginen un diálogo entre dos de esas personas dibujadas. Aquí algunos ejemplos de imágenes de estudiantes de 7mo año:

19

Manual de trabajo de laboratorio

CINTIA

MARCOS

20

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

ALEJANDRO

El diálogo entre Marcos y Alejandro: L: ¿Qué hacías? E: Un experimento L ¿Para que? E: Para crear oro y ser mas rico L: ¿Te puedo ayudar? E: SÍ L: ¿Qué hago?

Manual de trabajo de laboratorio

21

E: Mezcla dos componentes azules y uno violeta L: listo E: ¿Qué mezclaste? L: Dos componentes violetas y uno azul! E: ¡no! Era al revés!! BUUMMMMM Para analizar estos dibujos o el diálogo, necesitamos conocer cuáles son las visiones que la literatura en enseñanza de las ciencias ha recopilado (Gil Pérez et al, 2005). Estas posibles visiones son: Una concepción individualista y elitista. Una concepción empírica, inductivista y ateórica. Una visión rígida, algorítmica, infalible. Una visión descontextualizada, aproblemática y ahistórica, acabada y dogmática. Una visión acumulativa, de crecimiento lineal. Pasemos a detallar cada una de estas visiones.

22

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Una concepción

individualista y elitista

Es una de las visiones más frecuente. Los conocimientos científicos aparecen como obra de genios aislados, ignorándose el papel del trabajo colectivo y de los intercambios entre equipos. Pareciera que el trabajo científico es un dominio reservado a minorías especialmente dotadas, con claras discriminaciones de naturaleza social y de género: la ciencia es presentada como una actividad eminentemente “masculina”. Esta imagen se traduce en dibujos que representan al hombre de bata blanca en su laboratorio, lleno de extraños instrumentos. Otras veces se muestra a la actividad científica como algo sencillo, próximo al sentido común, olvidando que la construcción científica parte, del cuestionamiento sistemático de lo obvio. Se omite que el trabajo científico-tecnológico necesita de la participación de diferentes disciplinas y actores, se olvida mencionar el aporte de los técnicos, becarios, pasantes, ayudantes adhonorem, quienes muchas veces han tenido un rol esencial en el desarrollo científico-tecnológico. Para ejemplificar esta dinámica sugerimos ver el film “Lo que hizo el Señor”. En esta historia, un carpintero negro, que trabajaba haciendo la limpieza de un laboratorio en el Hospital John Hopkins de los Estados Unidos, es la clave fundamental para el desarrollo de una técnica quirúrgica revolucionaria.

Manual de trabajo de laboratorio

23

Una concepción empírica, inductivista y ateórica

Esta concepción sostiene que la observación y la experimentación son “neutras”, olvida el papel clave de las hipótesis como guías en la investigación y de las teorías disponibles como orientadoras del proceso. El empirismo sostiene que el conocimiento es el resultado de la inferencia inductiva a partir de “datos puros”. Sin embargo, los datos no tienen sentido en sí mismos, sino que es necesario interpretarlos a la luz de un sistema teórico. Por ejemplo, cuando se utiliza un termómetro dentro de un recipiente con agua que se está calentando sobre un mechero, no se observa el punto de ebullición del agua, sino la simple elevación de una columna de mercurio en un tubo de vidrio graduado. Por ello se insiste que la investigación y la búsqueda de datos, son guiadas por paradigmas teóricos, que orientan la investigación.

Una visión rígida, algorítmica, infalible. En investigación científica se razona, en términos hipótesis, que se apoyan en conocimientos adquiridos, y que son enuncia-

24

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

das como “posibles respuesta” que han de ser puestas a prueba lo más rigurosamente posible. Si bien la obtención de datos experimentales en condiciones definidas y controladas (en las que la dimensión tecnológica juega un papel esencial) ocupa un lugar central en la investigación científica, es preciso relativizar dicho papel, que sólo cobra sentido con relación a las hipótesis a contrastar y a los diseños concebidos a tal efecto. La concepción algorítmica, puede mantenerse en la medida en que el conocimiento científico se transmite en forma acabada para su simple recepción, sin que ni los y las estudiantes, ni las y los profesores tengan ocasión de constatar prácticamente las limitaciones de ese supuesto “método científico”.

Una visión

descontextualizada, aproblemática, ahistórica, acabada y dogmática

La transmisión de una visión descontextualizada, socialmente neutra, olvida las dimensiones esenciales de la actividad científica y tecnológica, tales como su impacto en el medio natural y social o los intereses e influencias de la sociedad en su desarrollo (Hodson, 1994). Se ignoran, las complejas relaciones Ciencia, Tecnología, Sociedad y Ambiente (CTSA).

Manual de trabajo de laboratorio

25

Cuando se presentan unos conocimientos ya elaborados, sin referirse a los problemas que dieron su origen, se pierde de vista que, como afirma Bachelard (1938), “todo conocimiento es la respuesta a una cuestión”, a un problema. Por otra parte, al no tener en cuenta el desarrollo histórico del conocimiento científico, no se conoce cuáles fueron las dificultades, los obstáculos epistemológicos y el contexto socio político que fue necesario superar par alcanzar dicho conocimiento. Esta visión aproblemática y ahistórica, hace posible las concepciones simplistas acerca de las relaciones ciencia-tecnología. Si toda investigación responde a problemas, por lo general, esos problemas tienen una vinculación directa con necesidades humanas y, por lo tanto, con la búsqueda de soluciones a problemas sociales o naturales.

Visión acumulativa, de crecimiento lineal

Esta visión es una interpretación simplista de la evolución de los conocimientos científicos a la que la enseñanza de las ciencias suele contribuir al presentar las teorías hoy aceptadas sin mostrar el proceso de su construcción, ni referirse a las “frecuentes confrontaciones entre teorías rivales, ni a los complejos procesos de cambio, que pueden incluir auténticas revoluciones científicas” (Kuhn, 1971)

26

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Volviendo al dibujo del “científico”, aquí un ejemplo de análisis. Sugerimos hacer este mismo análisis con los dibujos solicitados a los propios estudiantes No resulta difícil reconocer que este dibujo extraído de Gil Perez et al (2005 p.44), “típico” devela claramente algunas de las visiones analizadas anteriormente:

Manual de trabajo de laboratorio

27

Es individualista y elitista: representa un único investigador, varón. Es descontextualizada: no se dice nada acerca del posible interés y relevancia de la investigación. Es Aproblemática: no se indica que se esté investigando algún problema. Además podríamos analizar algunas ausencias en los dibujos, las cuales por omisión, reflejan otras visiones descriptas.

¿Como salir de estas visiones no deseadas? Podría agregarse algún investigador más. Podría incluirse algunas mujeres y jóvenes investigadores en formación. Se puede cuestionar la visión rígida con algún comentario acerca de las numerosas revisiones, dibujando un cesto en la hayan papeles arrugados. Se puede salir de la visión acumulativa con una exclamación del tipo “¡Si se confirman estos resultados será necesario revisar la teoría vigente!”. Sugerimos hacer el ejercicio propuesto en la bibliografía citada, con los propios estudiantes. Podemos, por ejemplo, plantear otra actividad (Gil Pérez et al 2005):

28

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Analizar qué posibles visiones deformadas de las ciencias transmite el diagrama Nº 1

Belmonte Nieto, M., 1987. AKAL

Manual de trabajo de laboratorio

29

Es fácil reconocer algunas distorsiones típicas en este diagrama: carácter rígido, algorítmico, de etapas a seguir ordenadamente. visión descontextualizada. En el diagrama Nº 2, en cambio es posible constatar cómo los autores han evitado, por acción u omisión, los reduccionismos y distorsiones típicos. Por ejemplo tratan de evitar: las visiones individualistas y elitistas al decir “equipos de científicos y científicas”, la “comunicación del trabajo realizado: artículos, encuentros e intercambios con otros equipos, congresos”.

Nuevas hipótesis

Replantear problemas

Equipos de científicos y científicas: Estudian la bibliografía, debaten y toman decisiones

Construcción de hipótesis susceptibles de ser contrastadas

Planteamiento preciso del problema

Situación problemática abierta y, a menudo, confusa que puede tener su origen en otras investigaciones, necesidades tecnológicas, observaciones, azar...

Verificar o falsar las hipótesis y a construir nuevos conocimientos

Que mediante ampliaciones, retoques o (muy raramente) replanteamientos globales se integran en

Más creencias, actitudes e intereses (personales y colectivos), necesidades socioeconómicas, situación política...

Cuerpos de conocimientos científicos y tecnológicos de que se parte

UN DIAGRAMA DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Representación esquemática de un proceso abierto sin reglas ni etapas rígidas

Diagrama Nº 2

30 Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Que pueden demandar

Que pueden demandar

Nuevos diseños

Este trabajo puede contribuir a

Forma investigadores e investigadoras

Generar nuevos problemas

Establecer “puentes” con otros campos de la ciencia, favorecer los procesos de unificación entre dominios inicialmente autónomos

Interpretación de los resultados a la luz de las hipótesis, de los conocimientos teóricos y de los resultados de otras investigaciones

Comunicación del trabajo realizado: artículos, encuentros e intercambios con otros equipos, congresos

Modificar creencias y actitudes (personales o sociales) así como las concepciones sobre la ciencia

Elaboración de estrategias diversas de contrastación incluyendo, en su caso, el diseño y realización de experimentos

Manual de trabajo de laboratorio 31

Manual de trabajo de laboratorio

33

Algunas definiciones en relacion a los trabajos prácticos.

En este apartado vamos a abocarnos a definir y acordar algunos conceptos y términos en relación a los trabajos prácticos. Hodson (1994) ha analizado hasta qué punto se cumplen los objetivos que se plantean con las prácticas de laboratorio, sobre todo “aumentar lo que se refiere a la motivación, enseñar técnicas de laboratorio, desarrollar una visión aceptable de la naturaleza de la actividad científica, mejorar el aprendizaje de los conocimientos científicos y promover determinadas actitudes científicas”. Este autor se ha abocado a describir los diferentes significados que posee el concepto “actividad de laboratorio”.

34

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

El concepto de actividad de laboratorio

Hodson (1988) sostiene que: trabajos prácticos, trabajos de laboratorio y experimentos en la enseñanza de las ciencias se han utilizado como sinónimos aunque no todos los trabajos prácticos se llevan a cabo en un laboratorio, y no todos los trabajos de laboratorio son experimentos. Un trabajo práctico no siempre incluye actividades de laboratorio. Otras alternativas de trabajos prácticos pueden ser: demostración del profesor, videos, películas, estudios de casos, juegos de rol, láminas, etc. Es importante reconocer que el trabajo práctico de laboratorio es un subconjunto de la categoría más amplia de trabajos prácticos, por lo que es importante reconocer que “hacer experimentos” es un subconjunto de trabajo práctico de laboratorio. El trabajo de laboratorio puede ser realizado con una variedad de objetivos y en una variedad de estilos. La Figura 1 adaptada de Hodson (1988) ilustra lo anteriormente descrito. Otros autores, (Leite y Figueroa, 2004) diferencian los conceptos y sostienen que actividad práctica (AP), actividad de laboratorio (TL), actividad experimental (TE) e investigación (I) son conceptos que tienen que ver con el trabajo práctico (TP), pero que corresponden, a diferentes actividades.

35

Manual de trabajo de laboratorio

FIGURA 1

Método de Enseñanza

Trabajo Práctico

Trabajo de Laboratorio

Experimento No todos los trabajos prácticos son trabajos de laboratorio y no todos los trabajos de laboratorio se pueden clasificar como experimentos.

Una actividad práctica (AP) es cualquier actividad en la que el alumno esté activamente implicado (Hodson, 1988). Las actividades de laboratorio (TL), son uno de los tipos más frecuentes de actividades prácticas. “Son actividades que implican la utilización de material de laboratorio, para reproducir un hecho o fenómeno o para analizar una parte del mundo natural a estudiar, pero cuya ejecución puede darse en un laboratorio o en una clase normal” (Leite, 2001). O sea, una actividad de laboratorio puede darse en un laboratorio o en una clase normal (aula, campo, etc).

36

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Ahora bien, las actividades de laboratorio (TL) son distintas de las investigaciones (I). Las investigaciones (I) son actividades de resolución de problemas que pueden llevarse a cabo mediante: INVESTIGACIONES (I) De tipo experimental (IE)

De tipo no experimental (InE)

equipamientos de laboratorio (investigaciones de laboratorio - IL) de campo (investigaciones de campo - IC) con otros recursos (ordenador, biblioteca.)

El trabajo experimental (TE) incluye cualquier actividad en la que se da control y manipulación de variables (Hodson, 1988), lo que puede tener lugar en contextos de laboratorio, de campo, o en ambientes multimedia. De este modo, solamente una parte de las actividades de laboratorio (TL) serán de tipo experimental (TLE) y sólo algunas de éstas serán investigaciones experimentales (ILE). La Figura 2, esquematiza las posibles combinaciones entre Trabajo de Laboratorio (TL), Trabajo Experimental (TE), Trabajo de Campo (TC) e Investigaciones (I).

Manual de trabajo de laboratorio

37

Figura 2: Relación entre Investigación, Trabajo de laboratorio, de campo y experimental (Leite y Figueroa, 2004)

La distinción entre los conceptos de investigación, actividad experimental y actividad de laboratorio es pertinente en la medida en que contribuye a que el docente utilice más concientemente y productivamente las actividades de laboratorio ya que los distintos tipos de actividades desarrollan en los y las estudiantes diversas competencias relacionadas con la educación científica que mencionamos anteriormente. (Jiménez Aleixandre y Sanmartí 1997) Ahora bien, ¿como decidir qué tipo de diseño debemos elegir de acuerdo a qué tipo de competencia buscamos desarrollar en nuestros estudiantes?

38

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Para ello, podemos analizar algunas de las finalidades que persiguen las actividades de laboratorio y como se relacionan con lo que queremos enseñar.

Diversas concepciones en la

enseñanza de procedimientos

El aprendizaje de determinados procedimientos y técnicas de laboratorio constituye uno de los objetivos principales de las actividades prácticas de laboratorio (Caamaño 2004). En cambio, el objetivo principal de las investigaciones es ayudar a la comprensión procedimental de la ciencia, aprendiendo los procedimientos de la ciencia en el transcurso de la resolución de problemas.

Cuadro Nº 1 Relación entre investigación y ejercicios prácticos (Caamaño 2004)

39

Manual de trabajo de laboratorio

El cuadro Nº 1 muestra la relación entre los dos tipos de ejercicios prácticos y de investigaciones según dos ejes: cerradoabierto y conceptos-procedimientos. Al comparar estos dos tipos de actividades prácticas, se plantea el siguiente interrogante: ¿es necesario el aprendizaje previo de procedimientos más simples para alcanzar con éxito la realización de investigaciones? La respuesta a esta pregunta permite diferenciar dos concepciones en las actividades prácticas en relación con el aprendizaje de los procedimientos: Adaptado de Caamaño 2004 atomística o analítica holística o integrada Sostiene la necesidad de realizar trabajos prácticos (ejercicios prácticos orientados) especialmente diseñados para el aprendizaje de los procedimientos básicos, antes de abordar los procedimientos más complejos.

Considera que los estudiantes deben realizar, desde el principio investigaciones, durante las cuales aprenderán los procedimientos y las técnicas de investigación.

En general, la perspectiva atomística es más frecuente en el aprendizaje de los procedimientos en los primeros estadios de la enseñanza, aunque el enfoque procedimental de la ciencia se aprende mejor cuando se plantea desde la perspectiva holística que es más motivadora.

40

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Ambas concepciones se complementan y acompañan dado que cada docente buscará en cada uno de sus contextos, cual es la más adecuada a la hora de enseñar un procedimiento o un concepto

Enseñar ciencias basado en el modelo de resolución de problemas

En este modelo, las investigaciones juegan un rol principal. Éstas pueden poseer diferentes grados de apertura y factores que condicionan su dificultad. ¿Cómo determinar el grado de apertura de una investigación? Puede ser por: Grado de apertura de una investigación 1. La forma en que se plantea el problema. 2. La diversidad de estrategias posibles para su solución. 3. El nivel de ayuda dada por el profesor o profesora en la planificación y realización. 4. La diversidad de soluciones. Estas variables pueden representarse de la siguiente manera

41

Manual de trabajo de laboratorio

Definición del problema

Diversidad de Métodos Elección del Método Obtención de la Solución

Descriptivo: las variables son especificadas y operacionalizadas

CERRADO

Exploratorio: las variables no son especificadas, pero sí el área de investigación.

ABIERTO

Un solo método posible

CERRADO

Varios métodos posibles

ABIERTO

El docente pauta el método o proporciona determinados aparatos

CERRADO

Hay libre elección del método

ABIERTO

Una solución posible

CERRADO

Varias soluciones aceptables

ABIERTO

Cuadro N° 2: Grado de apertura de las investigaciones (adaptado de Caamaño 2004)

La dificultad de las investigaciones y los factores que inciden sobre ella

Saber cuáles son los factores que hacen más difícil o más fácil una investigación permite seleccionar y darle cierta progresión a las actividades de acuerdo al nivel de nuestros estudiantes Numerosos autores han descrito elementos que permiten establecer una progresión en la dificultad de las investigaciones. Una de las posibles es la siguiente:

42

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Elementos de progresión Definición Apertura del problema Carga Conceptual Variable dependiente

Progresión en el nivel de dificultad

Cerrado Baja

Puede ser juzgada sin Naturaleza medidas (flota/se hunde)

Variable Número indepenTipo diente Variables que hay que controlar

Una Categórica Pocas

Aparatos

Sencillos

Contexto

Contexto Familiar (la casa)

Abierto Alta Medidas cuantitativas (longitud, peso)

Varias Continua Muchas Complejos Contexto no familiar (en el laboratorio)

Cuadro N° 3: Esquema de progresión de nivel de dificultad de una investigación. Adaptado de Caamaño 2004

Manual de trabajo de laboratorio

43

Estructuración de los trabajos prácticos de laboratorio

Las actividades de laboratorio bien estructuradas tienen el potencial de lograr un cambio efectivo en la estructura de conocimiento de nuestros estudiantes, porque al identificar las ideas previas y utilizar diversas estrategias de aprendizaje que permiten modificar las concepciones alternativas logran aprendizajes más significativos. (Nieto et al 2005). Si buscamos que nuestros estudiantes se interesen por la naturaleza de la ciencia, necesitamos considerar algunos aspectos de la estructuración de las actividades de laboratorio. Hodson (1994) al respecto plantea las siguientes fases: FASES

CARACTERIZACIÓN

Diseño y planificación

Se hacen preguntas, se formulan hipótesis, se idean procedimientos experimentales y se seleccionan las técnicas.

Realización

Se ponen en práctica varias operaciones y se recogen datos.

Reflexión

Se examinan e interpretan los hallazgos experimentales desde distintas perspectivas teóricas.

Registro y elaboración de informe,

Se registran el procedimiento y su razón fundamental, así como los distintos hallazgos conseguidos, las interpretaciones y las conclusiones extraídas para uso personal o para comunicarlas a otros.

44

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Nieto et al, (2005) han ampliado estas fases anteriormente descriptas para transformar las actividades de laboratorio en trabajos prácticos de laboratorio que den respuesta a los objetivos que nos proponemos lograr: Un cambio efectivo en las concepciones de nuestros alumnos en torno a la ciencia. En el Cuadro N° 4, se sugieren algunos aspectos a considerar a la hora de pensar un trabajo práctico de laboratorio. FASE

CARACTERIZACION Plantear situaciones problemáticas con diferente grado de indagación. Fijar objetivos de aprendizaje. Que es lo que se quiere que los estudiantes aprendan (el por qué y para qué de lo que van a realizar). Despertar el interés de las y los estudiantes en las situaciones propuestas para darle un sentido a su

Diseño y planificación

estudio, que puedan expresar sus ideas, plantearse sus propias preguntas, buscar las posibles respuestas, confrontarlas con sus compañeros y con la realidad, de tal forma que cada estudiante construya sus propios conocimientos. Incluir actividades experimentales que además de motivar al estudiante, la y lo familiaricen con hechos y fenómenos del entorno cotidiano y que tengan implicación CTSA, vinculando lo aprendido a una dimensión social y sus aplicaciones tecnológicas.

Manual de trabajo de laboratorio

45

Plantear estrategias experimentales en las que se ponga atención en las dificultades prácticas y su posible solución. Propiciar la emisión de hipótesis, fundamentadas en los conocimientos disponibles y la detección de ideas previas. Realización

Adquirir destreza en el manejo del instrumental y en la realización de procedimientos básicos en el laboratorio, utilizar los instrumentos básicos adecuadamente. Fomentar el trabajo cooperativo, basado en equipos, en el que la colaboración y la responsabilidad compartida son características de una participación activa que favorece la construcción del aprendizaje actual. Hacer énfasis en el análisis de resultados (interpretación y reproducibilidad).

Reflexión

Favorecer la autorregulación en el trabajo de los y las estudiantes (metacognición). Regular el aprendizaje de los y las estudiantes en todo momento.

Elaboración de un informe

Estimular la comunicación de los resultados por medio de informes de trabajo, mapas conceptuales, láminas, uso de Tics.

Cuadro N° 4: Fases de un TPL (adaptado de Nieto et al, 2005)

46

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Objetivos de las actividades de laboratorio

Leite y Figueroa, (2004) plantean que uno de los objetivos de la realización de actividades de laboratorio es “facilitar el aprendizaje de explicaciones científicas sobre los fenómenos naturales que se estudian en la escuela”. En el cuadro 5 (página siguiente) se presentan cuatro tipos de explicaciones “asociados a actividades de laboratorio” adaptadas por Leite y Figueroa, (2004). Es evidente que hay un grado de complejidad entre los tipos de explicaciones: La descriptiva es menos compleja y puede surgir directamente de los datos recogidos. La causal exige control y manipulación de variables para que pueda surgir la relación causal entre los datos recogidos. Las predictiva e interpretativa implican la utilización de modelos. En base a nuestros objetivos es que podremos elegir qué tipo de explicación científica queremos enseñar, en consonancia con el contexto del aula, el nivel madurativo de los y las estudiantes y los contenidos disciplinares que estemos abordando.

DESCRIPTIVA

CAUSAL

Cuadro 5: Tipología de las explicaciones Continúa en la página siguiente

El o la estudiante El oxígeno aviva las compara el compor- combustiones (es un gas tamiento de una me- comburente). cha incandescente en el aire y en oxígeno (manipulación de la concentración de 02).

¿Por qué el fenómeno se comporta de determinada forma? ¿Cuál es la causa del fenómeno?

El agua de cal se enturbia en presencia de C02.

EXPLICACION

Presenta un mecanismo basado en relaciones del tipo causa-efecto, a través del cual las entidades implicadas en el fenómeno provocan el comportamiento observado.

EJEMPLOS El o la estudiante pone agua de cal en un ambiente rico en C02. Observa que el agua de cal se enturbia.

CUESTION SUBYACENTE

Consiste en un relato ¿Cómo se comdel comportamiento porta el fenómedel fenómeno. no? ¿Qué ocurre con el fenómeno?

TIPO DE CARACTERISTICAS DE EXPLICACION LAS EXPLICACIONES

Manual de trabajo de laboratorio 47

PREDICTIVA

INTERPRETATIVA

Cuadro 5: Tipología de las explicaciones

Anticipa el comportamiento de un fenómeno, cuando se somete a determinadas condiciones, sobre la base de conocimientos previos relacionados con este. El comportamiento previsto podrá luego evaluarse. Consiste en la identificación de las entidades implicadas en el fenómeno, así como de sus comportamientos espaciales y temporales, a fin de hacer posible una comprensión del fenómeno.

TIPO DE CARACTERISTICAS DE EXPLICACION LAS EXPLICACIONES

Dado que sabemos que la combustión necesita oxígeno, que en el aire hay oxígeno y que la cantidad de oxígeno disponible era limitada, eso significa que dejo de haber oxígeno suficiente para la combustión.

¿Cómo se comportara el fenómeno bajo la condición X?

¿En que consiste el El o la estudiante fenómeno? sabe que el aire contiene oxígeno y que ¿Qué entidades las combustiones neimplica? cesitan oxígeno. Pone una vela encendida dentro de una campana de vidrio en la que hay aire y constata que al cabo de un rato, la vela se apaga.

EXPLICACION Si una mecha incandescente se coloca en un medio con oxígeno, esta deberá avivarse, puesto que el oxígeno es un gas comburente. Se puede comprobar si tal cosa ocurre o no.

EJEMPLOS Sabemos que una combustión necesita un combustible y un comburente. Sabemos que el oxígeno es un comburente.

CUESTION SUBYACENTE

48 Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Manual de trabajo de laboratorio

49

Un intento de clasificacion de los trabajos prácticos experimentales.

En función de los objetivos perseguidos, se han propuesto diversas clasificaciones para los trabajos prácticos experimentales. En una de las clasificaciones recientes, Caamaño, (2004) propone cuatro tipos de trabajos prácticos, según se muestra en el Cuadro 6 (página siguiente). Otro tipo de clasificación de los trabajos prácticos es la propuesta por Leite y Figueroa (2004) en la cual, diferencian entre: Trabajo práctico: realizado por los y las estudiantes manipulando recursos y materiales diversos, no necesariamente experimentales. Trabajo laboratorial: trabajo práctico realizado en el laboratorio o con equipamientos específicos de laboratorio. Trabajo experimental: trabajo práctico que implica la manipulación de variables, sea en forma de una experiencia guiada o como investigación. Según plantean las autoras antes mencionadas, las actividades de laboratorio pueden agruparse en seis tipos (Cuadro 7), cada uno de los cuales permite “alcanzar diferentes objetivos y

TIPO

Experiencias

En el caso de ser realizadas únicamente por el profesor o profesora se acostumbran a denominar “demostraciones”.

Son actividades destinadas a interpretar un fenómeno, ilustrar un principio o mostrar una relación entre variables. Pueden constituir una aproximación cualitativa o cuantitativa al fenómeno.

Son actividades prácticas destinadas a obtener una familiarización perceptiva con los fenómenos.

CARACTERISTICAS

Interpretar un fenómeno, ilustrar un principio o mostrar una relación entre variables.

Adquirir un potencial de conocimiento tácito que pueda ser utilizado en la resolución de problemas.

Adquirir experiencia de “primera mano” sobre fenómenos del mundo físico, químico, biológico o geológico, imprescindible para plantear una comprensión teórica.

OBJETIVOS

La observación de la combustión de una vela en el interior de un vaso, la visualización cuantitativa de la relación entre el aumento de la concentración de sales en una solución y el aumento de la temperatura de ebullición del agua.

Sentir la fuerza de una goma elástica al estirarla, observar las imágenes que forman diferentes lentes, oler un gas, observar los cambios perceptibles en las reacciones químicas (cambio de color, desprendimientos de un gas, formación de un precipitado, etc.).

EJEMPLOS

50 Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Experimentos ilustrativos

Ejercicios prácticos

Investigaciones

Cuadro 6

Para resolver problemas prácticos.

Para resolver problemas teóricos.

Para ilustrar la teoría.

Para aprender destrezas.

Es una actividad encaminada a resolver un problema teórico o práctico mediante el diseño y la realización de un experimento y la evaluación del resultado.

Son actividades diseñadas para aprender determinados procedimientos o destrezas, o para realizar experimentos cuantitativos que ilustren o corroboren la teoría. Ilustrar o corroborar una teoría. Son actividades centradas en la determinación de propiedades o relaciones entre variables, diseñadas para corroborar o ilustrar aspectos teóricos presentados previamente, en cuya realización se aprenden también destrezas prácticas, intelectuales y de comunicación. Contrastar hipótesis o determinar determinadas propiedades o relaciones entre variables en el marco de teorías. El problema teórico puede consistir en encontrar respuesta a una pregunta, o corroborar una hipótesis o predicción realizada en el desarrollo de un modelo teórico. Comprensión procedimental de la ciencia a través de la planificación y realización de investigaciones para resolver problemas, generalmente planteados en el contexto de la vida cotidiana.

Aprender procedimientos o destrezas, prácticas (de laboratorio), intelectuales o de comunicación.

¿Qué detergente es el más eficaz?, ¿qué cantidad de hierro (II) contiene una pastilla de Fero-gradumet?

¿Cómo varia el volumen de un gas con la temperatura?, ¿cuál es el valor de la constante de Avogadro?

Determinar la relación volumentemperatura de un gas o la relación entre el voltaje y la intensidad en un conductor metálico, en ambos casos siguiendo un guión pautado.

La determinación de la temperatura de fusión; la clasificación de sustancias según sus propiedades; la determinación del porcentaje de ácido acético en una muestra de vinagre mediante una volumetría.

Manual de trabajo de laboratorio 51

B. Aprendizaje de conocimiento conceptual

2. Construcción de conocimiento conceptual

1. Refuerzo de conocimiento conceptual

1) Ejercicios

A. Aprendizaje de Conocimiento procedimental

5) Investigaciones

4) Actividades orientadas hacia la determinación de lo que ocurre

3) Actividades ilustrativas

2) Actividades para familiarizarse con los fenómenos

TIPOS DE ACTIVIDADES

OBJETIVO PRIMORDIAL Apuntan al desarrollo de destrezas (observación, medición, manipulación) y permite el aprendizaje de técnicas de laboratorio. Requiere una descripción detallada del procedimiento y las más complejas pueden exigir una demostración. Además, la práctica es fundamental para alcanzar un buen dominio. Se basan en los sentidos y dan al alumno la oportunidad de oler, sentir, oír. No introduce ningún concepto nuevo pero dan una noción del concepto o principio en cuestión. Confirman que el conocimiento previamente presentado es verdadero. Se basa en la ejecución de un protocolo tipo receta, estructurado con el fin de conducir el resultado previamente conocido por los alumnos. Conduce la construcción de conocimientos nuevos mediante la implementación de una actividad detalladamente descrita en un protocolo que lleva a los alumnos a la obtención del resultado que se pretende y que ellos desconocían inicialmente. Conduce a la construcción de nuevos conocimientos conceptuales gracias a un procedimiento de resolución de problemas. Los alumnos tienen que encontrar una estrategia para resolver el problema, ponerla en práctica y además evaluarla y reformularla en caso necesario.

CARACTERIZACION DE CADA TIPO DE ACTIVIDAD

52 Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Cuadro 7

C. Aprendizaje de Metodología científica

3. Reconstrucción de conocimiento conceptual

8) Investigaciones

7) Prevé – Observa – Explica – Reflexiona (procedimiento por definir)

6) Prevé – Observa – Explica – Reflexiona (procedimiento presentado)

Promueve la reconstrucción de conocimiento de los alumnos empezando por confrontarlos con una cuestión que permite hacerles conscientes de sus ideas previas para luego confrontarlas con los datos empíricos que permitan apoyarlas o debilitarlas. Existe un protocolo cuya implementación permite obtener los datos necesarios. Promueve la reconstrucción de conocimiento de los alumnos empezando por confrontarlos con una cuestión que permite hacerles conscientes de sus ideas previas para luego confrontarlas con los datos empíricos que permitan apoyarlas o debilitarlas. Los alumnos tienen que encontrar una estrategia para poner a prueba sus ideas. Dado que no están apoyadas por protocolos, las investigaciones permiten a los alumnos además de la construcción de conocimientos conceptuales nuevos, el desarrollo de competencias de resolución de problemas y de la comprensión de los procesos de la ciencia y de la naturaleza.

Manual de trabajo de laboratorio 53

54

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

desarrollar en los y la estudiantes varias competencias, especialmente relacionadas con procedimientos o destrezas y técnicas de laboratorio, conocimiento conceptual y metodología científica” (Leite y Figueroa, 2004). Determinados tipos de actividades de laboratorio contribuyen, especialmente a diversos tipos de conocimientos, y por ende, al aprendizaje de la explicación científica de hechos y fenómenos naturales.

Manual de trabajo de laboratorio

55

CONCLUSION

Estos aportes teóricos, elaborados a partir de numerosas citas y autores, tiene como objetivo darle un marco teórico a los trabajos prácticos de laboratorio. Consideramos fundamental tener bien claro cuáles son los objetivos que tenemos en mente a la hora de realizar un TP de laboratorio con nuestros estudiantes. Ésto permitirá darle sentido a las actividades que nos propongamos realizar y de esta manera guardar vigilancia epistemológica y disciplinar. Estas clasificaciones y definiciones desarrolladas en esta parte del libro, nos permitirán encuadrar nuestra tarea áulica, dándole sentido y orientación teniendo bien en claro qué nos proponemos enseñar y en consecuencia, qué actividad vamos a planificar.

Manual de trabajo de laboratorio

57

Bibliografia utilizada y sugerida

BACHELARD, G. (1938). La Formation de L´esprit scientifique. Paris: Vrin. BELMONTE NIETO, M., 1987, Curso práctico de Física y Química (3º BUP), Akal, Madrid. CAAMAÑO, A. (2004). Experiencias, experimentos ilustrativos, ejercicios prácticos e investigaciones: ¿una clasificación útil de los trabajos prácticos? Revista Alambique 39 GIL PEREZ, D; MACEDO, B; MARTÍNEZ TORREGROSA, J; SIFREDO, C;VALDÉS, P; VILCHES, A (comp) (2005) ¿Cómo promover el interés por la cultura científica? Una propuesta didáctica fundamentada para la educación científica de jóvenes de 15 a 18 años. Oficina Regional de Educación de la UNESCO para América Latina y el Caribe OREALC/UNESCO Santiago de Chile. Cap 2 GIL-PÉREZ, D., CARRASCOSA, J. FURIÓ, C.; MARTÍNEZ TORREGROSA, J. (1991). La enseñanza de las ciencias en la educación secundaria. ICE/universidad de Barcelona. Barcelona: Horsori. GIL-PÉREZ,D; CARRASCOSA,J; FURIÓ,C; MARTÍNEZ-TORREGROSA,J.

58

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

(1991). La enseñanza de las ciencias en la educación secundaria .Barcelona: Horsori. HODSON, D. (1988) Experiments in science and science teaching. Educational Philosophy and Theory (20) 2. Department of Education, University of Auckland. HODSON, D. (1994) Hacia un enfoque más crítico del trabajo de laboratorio, Enseñanza de las Ciencias, Vol.12 (3) pp. 299-313 IZQUIERDO, M., SANMARTÍ, N. y ESPINET, M. (1999). Fundamentación y diseño de las prácticas escolares de ciencias experimentales. Enseñanza de las Ciencias, 17(1), 45-59. JIMÉNEZ ALEIXANDRE, M.P.; SANMARTÍ, N. (1997): ¿Qué ciencia enseñar?: Objetivos y contenidos en la educación secundaria en DEL CARMEN, E (Editor): La enseñanza y el aprendizaje de las ciencias de la Naturaleza en la Educación Secundaria. Barcelona. ICE de la Universidad de Barcelona- Horsori. KUHN, T. S. (1971). La estructura de las revoluciones científicas. México: Fondo de Cultura Económica. LEITE, L. (2001). Contributos para uma utilização mais fundamentada do trabalho laboratorial no ensino das ciências. En Cuadernos Didácticos de Ciências, Volume 1. Lisboa: Ministério da Educação, Departamento do Ensino Secundário. LEITE, L.; FIGUEIROA, A. (2004). Las actividades de laboratorio y la explicación científica en los manuales escolares de ciencias. Alambique. Didáctica de las Ciencias Experimentales, 39, pp. 20-30. NIETO CALLEJA, E; CARRILLO CHÁVEZ, M; GONZÁLEZ MUADÁS, R; MONTAGUT BOSQUE, P y SANSÓN ORTEGA, C. (2005) Nuevos contenidos, nuevos enfoques. Trabajos prácticos en microes-

Manual de trabajo de laboratorio

59

cala. Enseñanza de las Ciencias, Número Extra. VII Congreso REIGOSA CASTRO, C y JIMÉNEZ ALEIXANDRE, M. (2000) La cultura científica en la resolución de problemas en el laboratorio. Enseñanza de las Ciencias, 2000, 18 (2), 275-284 TENREIRO-VIEIRA, C y MARQUES VIEIRA, R (2006) Diseño y validación de actividades de laboratorio para promover el pensamiento crítico de los alumnos. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias 3(3), pp. 452-466

Manual de trabajo de laboratorio

61

Parte II: Introducción

El nombre del libro surgió en una clase, casi espontáneamente cuando analizábamos qué enfoque de la enseñanza de las ciencias trasmiten algunos libros, TV y portales educativos. Pareciera ser que si la ciencia no es “loca”, no “explota” o no “divierte” no se enseña ciencias. Tal como afirma Wolovelsky en El Siglo Ausente1, “la ligereza pedagógica, epistemológica e incluso ética, es hermana gemela de la promoción de la injusticia, la crueldad” Por ello, porque partimos de una mirada social de la enseñanza de las ciencias es que pusimos a prueba cada uno de estos experimentos, dudamos, ensayamos, nos equivocamos, pero una vez escritos vimos que todos son realizables en clases de ciencias y posibles de concretar con los materiales que disponemos en los laboratorios o con materiales reemplazables fácilmente. Estos TP de laboratorio no son para los estudiantes, son para los y las docentes de ciencias. Están redactados de forma tal que el o la docente sepa qué hacer a cada paso. 1

El siglo ausente. Eduardo Wolovelsky. Libros del Zorzal

62

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Hay sugerencias, acotaciones, opiniones, preguntas. Tienen objetivos y temas amplios y aplicables a diversos enfoques. Tienen además al inicio de cada TP una clasificación que al compararla con el cuadro de clasificaciones de los TP de laboratorio de la página 52, permitirán analizar cuáles son los objetivos que podemos pretender en cada uno de los TP. Como dije al inicio del libro, estos TP están en constante revisión y reconstrucción. Cada año, un nuevo grupo de estudiantes harán sus aportes para mejorar y construir colectivamente esta aventura de “locos (no tanto) experimentos”.

Manual de trabajo de laboratorio

63

Tema: Sustancias ácidas y básicas ¿Cómo determinarlas?

Objetivo: Fabricar un indicador de pH casero. Reconocer el pH en distintas sustancias. Tipología: A1 Introducción: La curcumina o extracto de cúrcuma es un colorante de color amarillo que se extrae de las raíces y los tallos de una planta llamada cúrcuma. Esta sustancia da el color amarillo al polvo de curry y es utilizado por ejemplo para teñir la salsa de mostaza. También se puede utilizar para elaborar un indicador de pH, ya que la solución de curcumina en presencia de sustancias ácidas o básicas cambia de color.

64

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Los colores cambian de la siguiente manera: Color

amarillo

Naranja

Rojo

pH

Menor a 6

De 6 a 9

Mayor a 9

La cúrcuma en polvo puede encontrarse en la sección de especias en el supermercado y si no se encuentra también puede utilizarse curry.

Experimento: Materiales: Tubos de ensayo, Pipetas, Gradilla, Embudo, Papel de filtro, Varilla, Vasos de precipitados, Ácido clorhídrico diluido, Bicarbonato de sodio, Vinagre, Curry, Jabones, Aspirineta, Agua destilada, yogurt, Hidróxido de Sodio diluido. Procedimiento: Preparación del indicador casero: Se toma una cucharadita de curry y se agrega 50 ml de alcohol etílico, se agita vigorosamente, se deja reposar un par de minutos. Se repite dicha operación con el fin de extraer la mayor cantidad extracto, se emplea un embudo con el papel filtro para separar el líquido obtenido del sólido.

65

Manual de trabajo de laboratorio

Rotular tubos de ensayo y colocar las diferentes sustancias, luego a cada uno de los tubos incorporar con una pipeta el indicador natural, cúrcuma. NOTA Preparar una solución con las sustancias sólidas agregando un poquito de agua destilada. Resultados: En el siguiente cuadro registrar observando los tubos: Nº DE TUBOS

COLOR

1- Testigo (agua destilada) 2- Ácido clorhídrico diluido 3-Hidróxido de Sodio diluido 4-Jabón blanco 5-Jabón en polvo 6-Vinagre 7-Bicarbonato de sodio 8-Aspirineta 9- Yogurt

Teniendo en cuenta que la muestra 2 y 3 son pH conocidos, ya que sabemos que el hidróxido de sodio es una sustancia básica y el ácido clorhídrico es una sustancia ácida. Al analizar los resultados registrados en la tabla: ¿Qué otras sustancias son básicas, cuáles son ácidas y cuáles neutras?

66

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

RESULTADOS: 1- ¿Por qué ocurren diferentes cambios en la coloración de la solución de cúrcuma? 2 - ¿En alguno de los tubos no se pudo determinar el PH? 3 - En relación a la muestra 2 y 3 ¿crees que es un buen indicador?

Manual de trabajo de laboratorio

67

Tema: Los glúcidos.

Tipología: B-1-3 Objetivo: Determinar la presencia de glúcidos reductores en diferentes alimentos. Introducción: La reacción de Fehling se basa en el carácter reductor de los monosacáridos y de la mayoría de los disacáridos (excepto la sacarosa). Si el glúcido que se investiga es reductor se oxidará dando lugar a la reducción del sulfato de cobre (que es de color azul) a óxido de cobre de color rojo ladrillo.

68

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Problema: Juana fue al médico, éste le indicó que se realizara un estudio para determinar la concentración de glucosa en sangre. Una vez obtenido el resultado, el médico le diagnosticó diabetes. A raíz de esto tendrá que modificar su dieta: no podrá consumir glúcidos. ¿Cuáles son los alimentos que no podrá consumir Juana? Hipótesis: Marcar con una cruz aquellos alimentos que supones contienen glúcidos. Alimentos 1-leche en polvo 2-azúcar 3-glucosa 4-lactosa 5-almidón 6-manzana Procedimiento: Materiales: Rotulador, Tubos de ensayo, Pipetas, Gradilla, Mechero, Mortero, pinza de madera, reactivo Fehling A y B, leche en polvo, glucosa, lactosa, almidón, manzana, azúcar común, agua destilada.

69

Manual de trabajo de laboratorio

Desarrollo: Rotular los tubos de ensayo (1-6). Colocar en cada tubo de ensayo las muestras de alimento diluidos en agua destilada. Luego agregar 1ml de reactivo de Fehling A, en primer lugar y luego 1ml de Fehling B a cada uno de los tubos. Calentar el tubo, observar y describir qué pasa con el color obtenido en cada tubo.

Resultados: Alimentos:

Color obtenido

1-leche en polvo 2-azúcar 3-glucosa 4-lactosa 5-almidón 6-manzana

Conclusión: En base a los resultados obtenidos: ¿cuáles son los alimentos que poseen glúcidos reductores y cuáles no? Fundamenta tu respuesta.

70

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Tema: Los alimentos

Objetivo:

Determinar la presencia del almidón en los alimentos.

Tipología: B-1-4 Situación problemática:

Manual de trabajo de laboratorio

71

Lisa fue al médico porque se sentía muy cansada (a pesar de que dormía lo suficiente), ella manifestaba que se cansaba rápido ante cualquier actividad física y que le costaba prestar atención en el colegio. El médico ordenó varios exámenes para determinar si le faltaba algún nutriente esencial (hidratos de carbono, proteínas o lípidos). Una semana después vuelve a consultar a su doctor con los resultados del examen. El doctor le indicó que su nivel de hidratos de carbono (HDC) era menor (5%) al necesario (50% de calorías necesarias para la óptima función del organismo). Por lo tanto, el doctor le recetó una dieta rica en hidratos de carbono. El almidón es uno de los hidratos de carbono recomendados. Hipótesis ¿Podrías determinar qué alimentos Lisa debería incorporar en su dieta? Haz una lista de al menos 10 alimentos.

Los alimentos enumerados por los estudiantes pueden ser utilizados para el experimento.

72

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Experimento:

Incorporar algunos de los alimentos enumerados por los estudiantes.

Materiales:

Fécula de maíz, papa, arroz, leche en polvo, salchicha, harina, pan. Tubos de ensayo, mortero, agua destilada, pipetas, lugol. Procedimiento: Alimento

N° de muestra

Fécula de maíz

0 (testigo)

Papa

1

Arroz

2

Leche en polvo

3

Salchicha

4

Harina

5

Pan

6

Rotular los tubos de ensayo. Morterear los materiales sólidos que no son fáciles de disolver (papa, arroz, salchicha y pan), agregando un poco de agua destilada. Colocar cada una de las muestras de alimentos en sus respectivos tubos de ensayo y rotular. Colocar unas gotas de Lugol (reactivo) en cada muestra. Registrar qué ocurre.

73

Manual de trabajo de laboratorio

Recuerda! El lugol vira a color violeta en presencia de almidón. Te recomendamos utilizar el lugol muy diluido, esto facilitará la lectura de los colores. En un tubo de ensayo con agua, agregar 3 o 4 gotas de lugol concentrado.

Conclusión: Completa la siguiente tabla. Muestra N°

Color

(violeta o color caramelo)

1 2 3 4 5 6

¿Cuáles de los alimentos utilizados podría incorporar Lisa a su dieta? ¿Cómo te diste cuenta? ¿Por qué?

74

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Tema: Propiedades de la materia: extensivas e intensivas

Tipología: B-2-4 Objetivos:

Identificar las propiedades intensivas y extensivas. Diferenciar las propiedades intensivas y extensivas. Relacionar entre sí dos propiedades extensivas.

Marco teórico: Recordando: La materia es todo aquello que tiene volumen, posee masa propia y muchas veces puede ser captada por nuestros sentidos. Puede medirse y expresarse en unidades de volumen (por ejemplo litro) o en unidades de masa (por ejemplo el gramo).

75

Manual de trabajo de laboratorio

Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de materia. La masa y el volumen son propiedades extensivas. Las propiedades intensivas no dependen de la cantidad de materia. Son ciertas características que la materia posee y que permite diferenciarlas de otros tipos de materia. Estas características o propiedades pueden ser, entre otras, químicas o físicas. Por ejemplo la densidad. Problema: Joaquín se quedó solo en casa y tenía que cocinar algo para él y para su hermano antes de ir al colegio. Cuando abrió la alacena encontró cuatro frascos con líquido sin etiqueta. ¿Cómo podría Joaquín determinar qué contiene cada frasco? ¡animate a ayudarlo!

Materiales: Cantidades iguales de: Agua, vinagre, alcohol y aceite; 4 vasos de precipitado, 4 probetas o recipientes graduados, balanza de cocina. Experimento 1: Observa y describe detalladamente las siguientes muestras:

76

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Muestra A: Vaso con agua Muestra B: Vaso con aceite Muestra C: Vaso con vinagre Muestra D: Vaso con alcohol Es posible realizar el experimento, y no decirle a los estudiantes qué líquido hay en cada vaso.

Utilizando nuestros sentidos, ¿qué podemos decir de cada una de las muestras? Tal vez el siguiente cuadro, te puede ayudar a ordenar los datos: A

B

C

D

Color Sabor Olor Aspecto

A partir de las observaciones que realizaste ¿Podrías decir que sustancia es cada muestra? ¿Por qué? Experimento 2: ¡Bien hecho! Pero los científicos aun necesitan que reúnas más información.

77

Manual de trabajo de laboratorio

Necesitan saber: ¿Cuánta muestra hay? ¿Cómo podrías medirla? En tu casa o en la tele ¿Cómo miden los ingredientes para realizar alguna receta? ¡Excelente idea! Calculemos el volumen. Lo hacemos colocando a cada uno de los líquidos en un recipiente graduado: Luego registra los valores en la siguiente tabla. A

B

C

D

Volumen (cm3)

Pero aun nos falta un dato más. Una de las propiedades intensivas utiliza dos datos: el volumen y la masa. El volumen ya lo tenemos. Nos falta la…….. ¡¡Si!! la masa. ¿Cómo podemos calcularla? Una forma muy sencilla es utilizando una balanza. No nos dirá la masa, pero nos indicará el peso que es una propiedad muy similar a la masa. (Seguramente tu profe te lo explicará detalladamente luego….) ¡¡A pesar!! No olvides colocar los valores en la siguiente tabla:

78

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

A

B

C

D

Peso (g)

¡Atención con las unidades! Recuerda utilizar siempre la misma unidad para poder comparar y no equivocarte. Experimento 4: Ahora, deberemos hacer cuentas. Tendremos que averiguar la relación entre la masa y el volumen, lo podemos hacer de la siguiente manera: Dividimos la masa por el volumen.

Esta relación se denomina DENSIDAD δ = m/v

δ=g/dm3 ¡No te olvides de colocar las unidades!

Averigua la densidad para cada una de las muestras, completando el siguiente cuadro. Realiza las cuentas de dividir. A Densidad (g/cm3)

B

C

D

Manual de trabajo de laboratorio

79

Experimento 5: Ahora bien, ¿Qué pasará con la densidad si cambiamos algunos valores? Elige uno de los vasos con su líquido correspondiente y reduce su volumen a la mitad. Luego pésalo. Realiza las cuentas de dividir nuevamente con esos dos datos. ¿Qué sucedió? Puedes explicarlos con tus palabras: Conclusión: De todas las medidas que realizaste ¿cuál o cuáles de ellas fueron diferentes? ¿Al cambiar la cantidad de materia, que otra medida cambia? ¿Qué sucede con la densidad? ¿Se modificó sustancialmente? ¿Por qué?

80

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Tema: Influencia de la Temperatura en los organismos

Tipología: B-2-4 Objetivo: Reconocer como influye la variable temperatura en el proceso de fermentación anaeróbica de levaduras Anticipaciones ¿Qué es la levadura? ¿Está viva? ¿Qué alimentos se pueden fabricar usando levadura? ¿Para qué se utiliza? Experimento Diseñamos un experimento para poder ver en qué condiciones trabajan las levaduras. Vamos a modificarle la temperatura para ver que pasa…

Manual de trabajo de laboratorio

81

Materiales: 3 vasos de precipitados de 500 ml, 3 cápsulas de petri grandes, 3 cucharas espátulas, 30 gr de levadura (en tres porciones de 10 gr c/u), 3 sobrecitos de azúcar para café, agua de la canilla, mechero, trípode y tela de amianto, 3 vasos de precipitados de 200 ml, 3 matraces de base plana, 3 globos, 3 embudos, 1 repasador de tela. Procedimiento 1

2

3

4 5 6 7 8

Ponemos 200 ml de agua a hervir; la misma cantidad en la heladera y llenamos otro vasito con agua tibia de la canilla. Colocamos cada porción de 10gr de levadura en las cápsulas de Petri; agregamos un sobrecito de azúcar a cada una. Mezclamos con la cuchara. Volcamos en los vasos de precipitados grandes, cada una de las aguas que preparamos anteriormente: agua fría, a temperatura ambiente y hervida. (Rotulamos :AB-C) Seguidamente le agregamos a cada uno el preparado de levadura y azúcar. Mezclamos suavemente con la cuchara. Con la ayuda de un embudo, pasamos este preparado a tres matraces de base plana. A cada uno le colocamos un globo. Puede ser tambien una Esperar unos 15 minutos. botellita plástica o recipiente similar.

82

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Formulación de hipótesis a partir de preguntas orientadoras

(mientras esperamos) ¿Qué pasará con la levadura al modificar la temperatura? ¿Por qué?. Resultados ¿Qué sucedió? ¿Que liberó la levadura? ¿Cuál cambió? ¿Cuál fue el factor que influyó en los resultados? ¿Es lo que habías pensado al principio? ¿Qué pasó con tu hipótesis?

Manual de trabajo de laboratorio

83

Tema: Transporte de sustancias a través de membrana semipermeable.

Tipología: B 3. 6 Objetivo:

Interpretar el mecanismo de transporte de membrana a través de un modelo.

Materiales: 3 frascos, 3 huevos, sal fina, vinagre, agua destilada. Metodología: En primer lugar coloca un huevo en cada frasco, cubierto completamente de vinagre, durante 7 días. Rotular los frascos (Frasco A, B y C)

84

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Transcurrido este tiempo:

Quitar el vinagre del frasco B y llenar el frasco con sal fina hasta tapar el huevo. Sellarlo con papel film .

Puede colocarse en vaso de cumpleaños para utilizar menos sal. Sellarlo con papel film para evitar el contacto con el exterior.



Quitar el vinagre del frasco C y llenar el frasco con agua destilada hasta tapar el huevo. El frasco A, permanecerá en vinagre, lo utilizaremos como testigo. Dejar en estas condiciones nuevamente 7 días.

Resultados y análisis de datos: ¿Qué cambios pudiste observar en cada uno de los huevos? ¿A qué crees que se debieron dichos cambios?

Manual de trabajo de laboratorio

85

Tema: Componentes de la Sangre

Tipología: A-1 Situación problemática: En el hospital un médico se encuentra observando en el microscopio tu preparado de células sanguíneas. ¿Qué tipo de células podrá encontrar? ¿Qué contiene una gota de sangre? A continuación te presentamos una técnica que te ayudará a responder la pregunta. Objetivo:

Observar células sanguíneas

86

Algo más que locos experimentos para hacer en clases



Manipular adecuadamente instrumentos de laboratorio



Utilizar correctamente el microscopio Aprender una técnica de tinción

Materiales: Microscopio óptico, portaobjetos, aguja estéril, cubeta de tinción (puede ser una caja de Petri), alcohol, hematoxilina, eosina Procedimiento: 1 Con la aguja estéril realizar una punción en el pulgar. 2 Depositar una gota de sangre en la parte central de un portaobjeto. 3 Colocar un portaobjeto como indica el dibujo y deslizarlo sobre toda la superficie de manera que se pueda obtener una fina película de sangre. El porta objeto extiende la gota y la arrastra, pero sin pasar nunca por encima para no dañar los glóbulos rojos. 4 Colocar el frotis de sangre sobre una cubeta y añadir una gota de alcohol. 5 Colocar sobre calor o sobre una superficie tibia (calefactor), y dejar que el alcohol se evapore, de esta forma se fija la preparación.

Manual de trabajo de laboratorio

87

6 Cubrir con una gota de hematoxilina y deja actuar durante 15 minutos. 7 Lavar la preparación en agua de la canilla y añadir una gota de eosina, dejándola actuar un minuto. 8 Volver a lavar con agua de la canilla hasta que no quede colorante. 9 Dejar secar el calor o sobre una superficie tibia (calefactor). Por último, observar en el microscopio. Observación al microscopio Se verán predominantemente los glóbulos rojos teñidos de color rojo por la eosina. Además se observaran los glóbulos blancos que se identifican por la presencia de núcleos, teñidos de morado por la hematoxilina; las plaquetas no son visibles ya que precisan una técnica especial de tinción. Es conveniente realizar 2 o 3 extensiones, con el fin de seleccionar la mejor tinción lograda.

88

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Tema: Pigmentos de las plantas

Tipo B 1.3 Objetivo:

Demostrar que las plantas poseen más de un pigmento.

Problema: ¿De que color es el pigmento que poseen las plantas? ¿Tienen uno o varios pigmentos? ¿De que colores son? Hipótesis: (las respuestas de los estudiantes)

Manual de trabajo de laboratorio

89

Materiales: Licuadora de mano (tipo minipimer), embudo, alcohol, hojas de espinaca, hoja de Remolacha, gradillas, tubos de ensayo, pipetas, tapones, bencina (puede utilizarse la que venden para recargar los encendedores) Metodología: Licuar en forma separada las hojas de espinaca y las de remolacha con alcohol. Reservar en frascos separados. Se sugiere hacer alguna pregunta cómo: ¿Por qué alcohol y no agua? Esta pregunta conduce a reconocer la propiedad del alcohol como solvente orgánico, ya que los pigmentos clorofílicos son insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos (en este caso, el alcohol).

Luego, filtrar, descartar la parte sólida ya que utilizaremos el líquido. Con la pipeta, colocar 1 ml de la solución de clorofila en 2 tubos de ensayo. Rotular Tubo A y Tubo B

90

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Tubo A

Tubo B

Clorofila de la espinaca

Clorofila de la remolacha

Colocar 1 ml de bencina en cada tubo. Tapar con el tapón de goma y mezclar suavemente. Dejar reposar 10 minutos Resultados y Análisis de datos: Describir y dibujar lo que observas ¿Qué colores podes reconocer? ¿Qué representa cada uno de esos colores? ¿Cuántos pigmentos puedes reconocer? ¿Podrías buscar como se llaman?

Manual de trabajo de laboratorio

91

Tema: Composición de los alimentos.

Tipología: C-3-6 Marco teórico: Como sabrás, las personas para mantenerse sanas necesitan ingerir en su dieta, ciertas cantidades de proteínas, hidratos de carbono y lípidos; pero además también requieren de otras sustancias como las vitaminas y los minerales. Las vitaminas son muy importantes para conservar la salud. Aunque no se requieren en grandes cantidades, su deficiencia puede causar graves desordenes nutricionales y enfermedades como el raquitismo. También habrás escuchado que sobretodo en invierno es necesario incorporar mucha vitamina C. Nosotros analizaremos las propiedades de la vitamina C o ácido ascórbico.

92

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Objetivos:

Reconocer la presencia de vitamina C en ciertos alimentos. Demostrar la acción antioxidante de la vitamina C.

Problema: Se podría comenzar problematizando de la siguiente manera: ¿En qué alimentos hay vitamina C?

Cortar una manzana por la mitad y dejarla expuesta al aire sobre la mesa. Después de unos minutos observar y preguntar ¿Qué le sucede a la manzana?

¿Qué sucederá si la cubrimos con una solución de vitamina C?

Hipótesis: (las respuestas de los estudiantes) Experimento:

Manual de trabajo de laboratorio

93

Materiales: Agua destilada, lugol, almidón, kiwi, naranja, limón, manzana, (también puedes usar tomate, zanahoria, zapallo), pastillas de vitamina C (Redoxón ), tubos de ensayo (seis), gradilla, cucharas, bisturí o cuchillo, mortero, pipeta, vidrios de reloj (cinco). Procedimiento: ¡Atención! En primer lugar tenés que preparar la solución testigo. TESTIGO= Almidón (1g) + agua (10ml) + lugol. Mezclar almidón con agua y luego agregar unas gotas de lugol hasta que la solución tome un color violáceo oscuro. Luego reservar para utilizar más adelante.

Experimento: Primera parte. 1 Moler los materiales sólidos hasta obtener algo de jugo. Reservar en recipientes separados. 2 Por otra parte, disolver el la pastilla de vitamina C (redoxón) en agua destilada, colocarla en un tubo de ensayo y agregar la muestra TESTIGO (Este será el testigo positivo).

94

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

3 Colocar en el resto de los tubos 1 mililitro de solución TESTIGO. 4 Colocar los jugos de los materiales en cada tubos de ensayo. 5 Anotar qué sucede. Si cambia de color o no y cómo es el cambio. Recordar que en presencia de vitamina C, el lugol vira al transparente.

Vira

No vira

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Muestra 4 Muestra 5

Segunda parte. 1 Cortar cinco pequeños trozos de manzana y colocarlos sobre el vidrio de reloj. 2 A uno de los pedazos, agregarle algunas gotitas de limón, a otro gotitas de vitamina C, a otro gotitas de kiwi, otro gotitas de naranja y por último uno sin gotitas. 3 Dejar actuar unos 10 minutos. 4 Registrar. La siguiente tabla te puede ayudar. Escribir lo que sucede.

95

Manual de trabajo de laboratorio

Muestra

Observaciones

Manzana sin agregados Manzana y vitamina C. Manzana y limón Manzana y kiwi Manzana y naranja

Conclusión. Primera parte. ¿Qué alimentos contienen vitamina C? ¿Cómo te diste cuenta? Segunda parte. Describir qué le sucedió a cada una de las muestras. Redactar un texto explicando qué le sucedió. Explicar a qué se debe lo sucedido.

96

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Tema: Estructura de las hojas

Tipo B-1-3 Objetivo:

Reconocer estomas y tricomas en una hoja de malvón. Aprender una técnica histológica

Materiales: Hoja de malvón o geranio (es el tipo de hoja más fácil de extraer la epidermis), pinza y aguja de disección, bisturí, cubre y porta objetos, agua, microscopio. Procedimiento:

Tomar la hoja de malvón y con una pinza extraer una pequeña lámina trasparente de la parte inferior de la hoja (envés).

97

Manual de trabajo de laboratorio







Colocar la muestra sobre un porta objetos con la aguja de disección. Dejar sólo la lámina transparente, colocar una gota de agua y cubrir con un cubre objetos, apoyándolo a 45° y dejando caer suavemente para quitar el aire De ser necesario presionar suavemente sobre el preparado colocando un trocito de papel absorbente entre el dedo y el cubre objeto Luego colocarlo al microscopio, observar y dibujar. Célula epitelial

Estoma

98

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Tema: Materiales y sus cambios.

Tipología: B-2-4 Problema: ¿Cómo hacer que la plasticola (cola vinílica) cambie algunas de sus propiedades? Materiales: Adhesivo escolar (plasticola), sal de cocina, azúcar, borato de sodio (se compra en farmacias), pipeta, vidrio de reloj, vaso de precipitado, cucharitas. Procedimiento:

El experimento no resulta con “boligoma”, sólo con “plasticola”.

1 Rotular 3 vasos de precipitados de 100ml A, B y C

99

Manual de trabajo de laboratorio

2 Llenar los tres vasos con agua hasta la mitad. Rotular A, B y C. 3 En el vaso A, disolver ¼ de cucharada a de borato de sodio; en el vaso B, ¼ de cucharada de sal de mesa y en el vaso C, ¼ de cucharada de azúcar de mesa. 4 Mezclar con cucharas diferentes en cada vaso. Registros y análisis de datos: Observar las características de cada muestra: vidrio A

vidrio B

vidrio C

Color Consistencia Poder Adherente Olor

1 ¿Qué diferencias encuentras entre los 3 preparados? 2 ¿Qué crees que produjo el cambio? Conclusión: ¿Todos los materiales interactúan de la misma manera? ¿Qué material produjo el cambio en la cola vinílica? ¿Por qué habrán ocurrido esos cambios? Realizar un dibujo de los cambios que observaste.

Manual de trabajo de laboratorio

101

Tema: Propiedades de algunos materiales: Los metales.

Tipo: B-3-1 Objetivos:

Reconocer los factores que inciden en la corrosión de un metal. Reconocer que algunos metales son más resistentes a la oxidación.

Situación problemática: ¿Por qué, aquí en Ushuaia los automóviles se oxidan más que en otras partes del país?

102

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Experimento: Materiales: 6 tubos de ensayo, vaso de precipitados, clavos limpios, otros metales (trozos de cobre, plomo, aluminio), cloruro de calcio, vaselina o aceite, sal, agua destilada.

El cloruro de Ca es un deshidratante (también se puede usar “silica gel” que puede encontrarse en las carteras o en productos utilizados como absorbedores de humedad) Usar tres metales a elección: aluminio, cobre y hierro. Otros metales (no ferrosos) que se pueden utilizar son las chapitas de las latas o las latas mismas de gaseosa, cables de electricidad, envoltura de bombones SIN PAPEL. Para lograr un mejor resultado, los clavos NO DEBEN ESTAR OXIDADOS.

Manual de trabajo de laboratorio

103

Procedimiento: a) Colocar en cada tubo de ensayo un clavo limpio y una muestra de los otros metales. No te olvidés de enumerar los tubos o frascos usando un marcador o lápiz.

b) Preparar una solución de agua y sal para los tubos 5 y 6. (50ml + una cucharadita de sal) c) Los tubos deben quedar armados de la siguiente manera: 1 Control: expuesto al aire, con agua y sin sal. 2 Con silica gel (absorbe la humedad), expuesto al aire y sin sal. 3 Con agua hervida, con una capa de vaselina que cubra hasta la boca del recipiente y sin sal. 4 Con agua con sal hasta la mitad del tubo y expuesto al aire. 5 Sin agua, una cucharadita de sal, dos cucharadita de sílica gel y expuesto al aire. 6 Con agua hervida, sal, cubriendo el clavo y demás metales y una capa de vaselina que lo aisle del aire. El resumen de los 6 tubos se indica en el cuadro siguiente:

104

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

TUBO Nro

Aire

Agua

Sal

1 (control)

Si

Si

No

2 (silica gel)

Si

No

No

3

No

Si

No

4

Si

Si

Si

5

Si

No

Si

6

No

Si

Si

Dejar los tubos durante siete días aproximadamente. Registro y análisis de datos: Describir que observan en cada uno de los tubos. Dibujar con colores o confeccionar una tabla Conclusión: ¿Qué cambios pudiste observar en los distintos tubos? ¿A qué se debieron dichos cambios? ¿Cómo responderías ahora la pregunta inicial? ¿Hay factores en Ushuaia que influyen en la corrosión de algunos metales?

Manual de trabajo de laboratorio

105

Tema: Flotación.

Tipo B, 3, 7. Objetivos:

Reconocer que la flotación no depende del peso, Identificar cuales son los factores que inciden en la flotabilidad

Problema: ¿Cómo puedes hacer para que flote la plastilina? Materiales: Vasos de precipitados, marcador indeleble, agua, plastilina, sal, cucharita.

106

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Recuerda que ambos pedazos de plastilina deben tener el mismo peso.

Desarrollo. 1 2 3 4

Rotular dos vasos de precipitados: A y B. Colocar 500 ml de agua en cada vaso de precipitados. Agregar 5 cucharadas de sal de mesa al vaso A. Modelar la plastilina tantas veces como sea necesario hasta que logres hacerla flotar. 5 Dibujar después de cada intento la forma que obtuviste con la plastilina. Resultados y análisis de datos. Para cada uno de los intentos completa la siguiente tabla: Marca con una X, en el casillero que corresponda. Intento N° 1 2 3 4 5 6

VASO A

B

Flota

No flota

Manual de trabajo de laboratorio

107

Conclusión. De acuerdo con los datos obtenidos, se puede decir que la flotación SI depende de…..……………………………………………. …..……………………………………………. …..…………... …..……………………………………………. …..…………... …..……………………………………………. …..…………... …..……………………………………………. …..…………... …..……………………………………………. …..…………... NO depende de……………………………………………… …..……………………………………………. …..…………... …..……………………………………………. …..…………... …..……………………………………………. …..…………... …..……………………………………………. …..…………... …..……………………………………………. …..…………... …..……………………………………………. …..…………... ¿Por qué? …..……………………………………………. ….... …..……………………………………………. …..…………... …..……………………………………………. …..…………... …..……………………………………………. …..…………... …..……………………………………………. …..…………...

108

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Tema: Organismos unicelulares

Tipo B 1.3 Objetivo: Manipular el microscopio y los elementos de laboratorio. Observar microorganismos. Materiales: Microscopio, cubreobjeto, agua de un florero o pasto que estuvo en agua durante unos 4 o 5 días antes del experimento, gotero, algodón. Procedimiento: a) Colocar hilitos de algodón para que no se escapen los microorganismos (muy pocos hilitos) en el portaobjeto.

Manual de trabajo de laboratorio

109

b) Extraer una muestra de agua con el gotero. c) Colocarla sobre el portaobjeto y cubrirla con el cubreobjeto. d) Observar la muestra en el microscopio. Si no se logra observar algún microorganismo, repetir los procedimientos b y c.

Resultados: Describir lo observado contando qué hace el microorganismo, cómo lo hace. ¿Reconoces alguna parte o característica? Dibujalo.

110

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Tema: Reacción química exotérmica.

Tipo B, 1, 3. Objetivo:

Reconocer un cambio químico. Observar una reacción química exotérmica

Materiales: Aluminio en polvo, cristales de yodo, balanza, vidrio de reloj, bowls transparente (u objeto similar que proteja de la emisión de vapores), cucharilla o espátula, agua de la canilla, gotero, reloj, mortero. Desarrollo: 1 Pesar 2 g de Yodo (sin son cristales grandes conviene

111

Manual de trabajo de laboratorio

triturarlos en un mortero hasta lograr obtener un polvo grisáceo) y colocarlo en un vidrio de reloj. 2 Pesar 0,3g de aluminio en polvo y luego añadirlo al vidrio de reloj. Recuerda tarar la balanza (es decir, llevarla a cero luego de colocarle un recipiente vacío, así evitas errores en las cantidades).

3 Observar el material y completa: MATERIAL

ANTES

Color Temperatura Olor Textura

PRECAUCIÓN El aluminio en polvo se puede dispersar con facilidad en el laboratorio, manejarlo con cuidado.

Mezclar ambos reactivos con precaución, porque podría comenzar la reacción. Añadir 3 gotas de agua, tapar inmediatamente con el bowl y luego esperar 4 minutos.

112

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Resultados y análisis de datos: Completar la siguiente tabla. MATERIAL

ANTES

DESPUÉS

Color Temperatura Olor Textura

¿Qué ocurrió con el material? Conclusión: Escribir un texto donde expliques cuáles fueron los cambios y a qué se debieron los mismos.

Manual de trabajo de laboratorio

113

Tema: Propiedades del gas dióxido de Carbono

Objetivo:

Demostrar que el dióxido de carbono es un gas ácido

Tipología: B-2-4 Situación problemática: Los jugadores de le selección argentina, luego de finalizar el partido contra Bolivia de visitantes, salieron de la cancha con fuerte dolor de cabeza. Consultaron con el médico del equipo. Éste, junto a sus colaboradores, empezó a investigar cuál era la causa del dolor. Les pidió que soplaran una pajita dentro de un recipiente que contenía un líquido verde.

114

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Al realizar lo pedido, el líquido verde cambió a ¡¡¡fucsia!!! Los jugadores se asombraron por este resultado. Piensen y escriban: ¿Por qué la sustancia puede haber cambiado de color? Realizar un experimento simulando lo que el médico realizó con los jugadores. Experimento: Materiales: 2 recipientes transparentes, jugo fabricado con dos o tres hojas de repollo colorado (se puede hervir previamente y dejar enfriar), agua, sorbete (pajita), amoníaco. Obtención del jugo de repollo: Se hierve un trozo de repollo, hasta que el agua tome una coloración violeta oscuro. Dejar enfriar.

El jugo de repollo actúa como indicador de acidez y alcalinidad. Vira al color verde en presencia de una sustancia básica (como el amoníaco o el jabón en polvo); se mantiene violeta frente a una solución neutra (como el agua destilada) y vira al fucsia en presencia de una sustancia ácida (como el vinagre, el dióxido de carbono o el jugo de limón)

Manual de trabajo de laboratorio

115

Procedimientos:



Rotular un recipiente transparente (A), luego colocar 50ml de agua. Añadir jugo de repollo colorado hasta lograr un color apreciable Agregar unas gotas de amoníaco (sustancia básica) a la disolución coloreada con repollo hasta que adquiera una coloración verdosa. Separar en dos esta preparación, colocando la mitad en otro recipiente B (será nuestra referencia) Soplar a través de una pajita en el interior de la solución A durante un minuto.

¿Qué sucede al soplar? ¿Se observa un cambio de color en la solución A al soplar con la pajita? ¿Se observa un cambio de color en la solución B sin soplar? Conclusión: Si la solución verde es una sustancia básica por el agregado de amoníaco ¿Por qué cambia de color al soplar? Entonces ¿qué tipo de sustancia es el dióxido de carbono?

117

Manual de trabajo de laboratorio

Cómo trabajamos en la Escuela Nº 31 “Juana Manso” Ushuaia Tierra del Fuego Vanesa A. Cocumeri Cagliero Marianela Matusevicius La Escuela Nº 31 “Juana Manso”, trabaja desde el año 2005 con un Currículo especial, que tiene como eje la jerarquización de las Ciencias Naturales. El Laboratorio cuenta con un espacio físico especial, montado con todos los instrumentos y materiales que se necesitan para la puesta en práctica de Diseños Experimentales. Tiene además un docente en cada turno que trabaja en pareja pedagógica con el maestro de grado. Todos los años la Institución realiza una Expo-Ciencia en la cual participa toda la comunidad educativa de la Escuela. Este evento tan importante le brinda a los niños y niñas la oportunidad de tener una experiencia única para recordar su paso

118

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

por la escuela primaria; ya que tienen que socializar y mostrar a todos los asistentes de la comunidad lo que aprendieron durante el año lectivo. También es una manera de acercar a profesionales especializados en distintas áreas y docentes universitarios, que ofrecen al público una variedad de “conocimientos científicos”, realmente aprovechables y valorables para toda las personas que visitan el establecimiento en esta “fiesta de la ciencia”. El proyecto: “Expo- Ciencia”, es una propuesta pedagógica distinta y destacada, que sitúa a la escuela de manera diferente en el ámbito educativo. El trabajo que se realiza durante todo el año desde el Laboratorio, a través de la puesta en práctica de los contenidos procedimentales propiamente dichos de las Ciencias Naturales y de la experimentación, estimula en los y las estudiantes el desarrollo del pensamiento científico, dando lugar a que adquieran habilidades para la resolución de problemas, tanto en la escuela como en la vida cotidiana. A modo de ejemplo, compartimos un TP de laboratorio que construimos durante el cursado de la Cátedra abierta Diseños Exploratorios y Experimentales en el ámbito Escolar del IPES Florentino Ameghino de Ushuaia. En esta elaboración participaron especialistas en enseñanza de las ciencias, estudiantes del profesorado de Biología y docentes de biología que enseñan en nivel medio. Luego la aplicamos en cuarto año de la escuela primaria. A continuación la experiencia…..

Manual de trabajo de laboratorio

119

TRABAJO PRÁCTICO DE LABORATORIO “Influencia de la Temperatura en la levadura”

Cuarto Grado EGB 2- Noviembre- Fin del ciclo lectivo Objetivo: “Reconocer como influye la variable temperatura en el proceso de fermentación anaeróbica de levaduras” Contenido Conceptual Funciones vitales a nivel celular. Fermentación de levaduras Contenido Procedimental Observación, registro controlado y análisis de las variables que intervienen en el proceso de fermentación de levaduras.

120

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Contenido Actitudinal Valoración del trabajo cooperativo y solidario en la construcción de conocimiento. Comenzamos la clase a partir de una anécdota … “Las Seños fuimos a comer el otro día a la casa de una amiga, y ella nos dijo que había preparado comida casera. Que había hecho hasta pan casero!!!. Cuando sirvió el pancito caliente… nos miramos todos porque estaba aplastado y con un gusto diferente al que estábamos acostumbrados… ¿Qué habrá sucedido con ese pan? ¿Por qué le salió así?” Conversamos con los alumnos para conocer sus ideas previas …

Anticipaciones ¿Qué es la levadura? ¿Está viva? ¿Qué alimentos se pueden fabricar usando levadura? ¿Para qué se utiliza? Formulamos hipótesis a partir de preguntas orientadoras

¿ Y si modificamos la temperatura para ver que sucede?

Manual de trabajo de laboratorio

121

¿Qué crees que le sucederá a las levaduras en estas condiciones? Unir con flechas Levaduras con agua fría Levaduras con agua hirviendo Levaduras con agua tibia

Se mueren Trabajan más rápido No hacen nada

Experimentamos… Diseñamos un experimento para poder analizar en que condiciones trabajan las levaduras. Vamos a modificarle la temperatura para ver que sucede... Materiales: 3 vasos de precipitados de 500 ml, 3 cápsulas de petri grandes, 3 cucharas espátulas, 3 panes de levadura de 50 grs., 3 sobrecitos de azúcar para café, agua de la canilla, mechero, trípode y tela de amianto, 3 vasos de precipitados de 200 ml, 3 matraces de base plana, 3 globos, 3 embudos, 1 repasador de tela. Procedimiento 1 Ponemos 200 ml de agua a hervir; la misma cantidad en la heladera y llenamos otro vasito con agua tibia de la canilla.

122

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

2 Colocamos los panes de levadura en las cápsulas de petri; agregamos un sobrecito de azúcar a cada una. Mezclamos con la cuchara. 3 Volcamos en los vasos de precipitados grandes, cada una de las aguas que preparamos anteriormente: agua fría, a temperatura ambiente y hervida. (Rotulamos:AB-C) 4 Seguidamente le agregamos a cada uno el preparado de levadura y azúcar. 5 Mezclamos suavemente con la cuchara. 6 Con la ayuda de un embudo, pasamos este preparado a tres matraces de base plana. 7 A cada uno le colocamos un globo Mientras esperamos que pasen los primeros 15 min, los alumnos dibujan en sus carpetas como se fueron desarrollando los pasos. Se sugiere que para agilizar este trabajo, se le entregue a los niños una fotocopia con los dibujos de los elementos utillizados y que ellos sólo tengan que completar.

Preguntas para contrastar con la hipótesis

¿Qué sucedió? ¿Cuál cambió? ¿Es lo que habías pensado al principio? ¿Qué pasó con tu hipótesis?

Manual de trabajo de laboratorio

123

Cada uno responde en su carpeta las preguntas. Se pretende que puedan reflexionar de manera individual.

Conclusiones orales

¿Qué sucedió con la levadura? ¿En qué recipientes hubo más modificaciones? ¿Cuál crees que es el factor que influye en los resultados? ¿Por qué se infló el globo?

Manual de trabajo de laboratorio

125

Glosario

Actividad de laboratorio Actividad practica, actividad de laboratorio, actividad experimental e investigación son términos que tienen que ver con el trabajo práctico (TP), pero son conceptos diferentes. Actividad práctica Cualquier actividad en la que el alumno esté activamente implicado. Actividades de laboratorio (L) Implican la utilización del material de laboratorio, para reproducir un hecho o fenómeno o para analizar una parte del mundo natural a estudiar. Pueden realizarse en un laboratorio o en una clase normal, siempre que no se ponga en cuestión la seguridad de quién la ejecuta o ve ejecutar. Conjunto de actividades con características distintas que permiten desarrollar varios tipos de conocimiento especialmente conceptuales, procedimentales y epistemológicos.

126

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

Pueden desarrollarse antes o después de la introducción de conocimiento conceptual relevante y pueden llevarlas a cabo los alumnos o el profesor. Pueden tener varios niveles de estructuración, según las cuestiones en las que se fundamenten y las orientaciones que ofrecen (o no) a los alumnos. Las actividades de laboratorio pueden agruparse en 6 tipos, cada uno de los cuales permite alcanzar diferentes objetivos y desarrollar en los alumnos varias competencias, especialmente relacionadas con procedimientos o destrezas y técnicas de laboratorio, conocimiento conceptual y metodología científica1. Trabajo de laboratorio (TL) Investigaciones (I): actividades de resolución de problemas. Investigaciones de laboratorio (IL): las que pueden llevarse a cabo mediante equipamientos de laboratorio. Investigaciones de campo (IC). Investigaciones experimentales (IE): pueden llevarse a cabo mediante otros recursos, por ejemplo, biblioteca, PC. Investigaciones No experimentales (InE). Trabajo experimental Incluye cualquier actividad en la que se da el control y manipulación de variables, lo que puede tener lugar en contextos de laboratorio o de campo. También puede darse en ambientes multimedia. 1

Leite y Figueroa (2004) Alambique Nº 39

Manual de trabajo de laboratorio

127

Tipos de trabajos prácticos:







Experiencias: son actividades prácticas destinadas a obtener una familiarización perceptiva con los fenómenos. Experimentos ilustrativos: están destinadas a interpretar un fenómeno, ilustrar un principio o mostrar una relación entre variables. Ejercicios prácticos: son actividades, orientadas por el docente, diseñadas para aprender determinados procedimientos o destrezas, o para realizar experimentos cuantitativos que ilustren o corroboren la teoría. Investigaciones: son actividades destinadas a construir conocimiento a través de la resolución de un problema teórico o práctico mediante el diseño y la realización de un experimento y la evaluación del resultado2.

HIPÓTESIS Proposición cuya veracidad es provisionalmente asumida como solución tentativa para un problema dado. Es una proposición que establece relaciones, entre los hechos, para otros es una posible solución al problema. Otros sustentan que no es más que una relación entre las variables.

2

Aureli Caamaño (2004) Alambique 39.

128

Algo más que locos experimentos para hacer en clases

OBSERVACIÓN Es aplicar atentamente los sentidos a un objeto o fenómeno, es el acto de recopilar información. Pueden relevar:

Datos cualitativos: relacionados con los sentidos. Datos cuantitativos: información numérica.

VARIABLE Es una característica (magnitud, vector o número) que puede ser medida adoptando diferentes valores en cada una de los casos de un estudio. Podemos clasificarlas según la escala de medición: Variables cualitativas: expresan diferentes cualidades, características o modalidad. Variables cuantitativas: expresan valores numéricos: Discreta: presenta separaciones o interrupciones en la escala de valores que puede tomar. Ej: número de hijos(1-2,3-4) Continua: puede adquirir cualquier valor dentro de un intervalo de valores. Ej: peso (2,3 kg-2,4 kg-2,5kg) Podemos clasificarla según su influencia: Variables independientes: son las que el investigador escoge para establecer agrupaciones en el estudio clasificando intrínsecamente a lo coso del mismo. Es aquella característica que supone ser la causa del fenómeno estudiado. Se llama así a la va-

Manual de trabajo de laboratorio

129

riable que el investigador manipula. Variables dependientes: son las variables de respuesta que se observan en el estudio y que podrían estar influenciados por los valores de las variables independientes. Es el factor que es observado y medido para determinar el efecto de las variables independientes. PROBLEMA Un problema es una determinada cuestión o asunto que requiere de una solución. Los mismos pueden ser de muchos tipos, desde los más simples hasta los más complejos. Es recomendable que un problema escolar sea redactado de forma tal que la situación sea familiar para los estudiantes y de fácil identificación. EXPERIMENTACIÓN Realización de un experimento para corroborar o refutar la hipótesis. INFORME Preparar un informe tiene por objetivo establecer una comunicación entre la persona que realizo la investigación y la/las persona/s que pueden estar interesadas sobre el objeto de estudio. Por ello, el informe debe ser escrito de forma clara y precisa de modo que permita a otras personas repetir o realizar nuevas experiencias sobre la base de los resultados que aporte dicho informe. Se incluyen los siguientes aspectos: Introducción: enunciación del problema analizado y de los antecedentes del mismo.

130

Algo más que locos experimentos para hacer en clases



Hipótesis y/u objetivos: enunciación de hipótesis que orienten a la investigación.



Predicción: declaración precisa de lo que ocurrirá en determinadas condiciones especificadas. Materiales y métodos: descripción de técnicas empleadas y material utilizado. Resultados: presentación clara de los resultados obtenidos de la experiencia. Pudiéndose utilizar tablas, gráficos, dibujos, fotografías y, en general, cualquier medio que ayude a mostrar con mayor claridad y precisión los resultados. Análisis y discusión de los resultados: comparar los datos obtenidos de la experimentación con las hipótesis planteadas y con los resultados obtenidos en otras investigaciones. Conclusiones: estas derivan de los resultados obtenidos pero de una manera muy resumida. Es un juicio que se basa en la información obtenida. Tomando esto como base se desarrollan las teorías o leyes científicas. Referencias bibliográficas: consiste en realizar una lista de todo el material consultado, libros, enciclopedias, revistas, artículos de prensa y otras fuentes de información.