Presentación: curso aportaciones de la MADEMS a la práctica docente en el CCH

1. 1
UNAM
NOMBRE: Q. JORGE MEINGUER LEDESMA
ESCUELA NACIONAL COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES
PLANTEL SUR
EN EL MARCO DEL CURSO: APORTACIONES DE LA MADEMS A LA PRÁCTICA
DOCENTE DEL CCH.
Presentada el 1 de diciembre del 2015
PONENCIA: “LA DOCENCIA DE LA ESTRUCTURA DE LA MATERIA EN EL
BACHILLERATO UNIVERSITARIO A TRAVÉS DE UN ENFOQUE HISTÓRICO”.

2. I. OBJETIVO :
Demócrito, 400 a.C. Aristóteles, 300 a.C.
Dalton, Siglo XIX
Bohr- Schrödinger, Siglo XXA. Avogadro, Siglo XIX
Elaborar una propuesta docente dirigida al profesorado que
contribuya a mejorar la enseñanza de la estructura de la materia en
el nivel medio superior.
Dicha propuesta es el resultado de una investigación que
comprendió el análisis histórico-didáctico sobre el tema, y el uso del
CPC (conocimiento pedagógico del contenido) como herramienta
educativa para situar y dimensionar la docencia de estos contenidos
en el bachillerato de la UNAM.
2

3. 3
II. JUSTIFICACIÓN
“ El grafeno reemplazará completamente el uso de silicio y cambiará el futuro de las
computadoras y otros dispositivos para siempre”
Fuente: El país, Mayo- 2014
“Desarrollan mexicanos hidrogeles (nanopolimeros) que atacan células cancerígenas”
Fuente: La jornada, 7/febrero/2015
“Durango busca ser la capital de la energía renovable en México”
Fuente: El Universal 29/nov/2015
“Investigación molecular sobre la ruta de la sal en el organismo”
Fuente: Portada gaceta-unam, 1 dic/2015

4. II. JUSTIFICACIÓN
I. El estudio de la estructura de la materia constituye un
eje toral en la enseñanza de la química en el nivel medio
superior. Prueba de ello, es la cantidad de contenidos
sobre el tema presentes en los Programas de Química en el
Bachillerato de la UNAM:
• Composición de la materia: átomos y moléculas
•Teoría cinético- molecular de los gases ideales.
• Espectro del átomo de hidrógeno y teoría atómica
de Bohr.
•Configuración electrónica de los elementos.
•Enlace Químico
•Propiedades periódicas
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5. II. JUSTIFICACIÓN
 Los modelos y conceptos referente a los nanosistemas (sistemas
atómico-moleculares) han sufrido en el aula toda clase de aberraciones,
omisiones , contradicciones e inexactitudes (Bombal, 1999).
Representaciones de los modelo de Dalton y Bohr de estudiantes de primeros
semestres de licenciatura de la facultad de Quimica UNAM (Sem. 2009-2)
 Los profesores de química en este nivel educativo escasamente dan un
tratamiento formal a modelos o conceptos vigentes sobre el tema.
II. Problemas en la Enseñanza:
5

6. II. JUSTIFICACIÓN
III. Problemas en el aprendizaje:
En cuanto al aprendizaje es bien conocido que una cantidad alta de
estudiantes no consigue una comprensión adecuada sobre el tema en general.
« La principal dificultad que tienen los alumnos al respecto es de
naturaleza ontológica, no son capaces de advertir que los
electrones, fotones, etc., no son ni ondas, ni partículas clásicas, sino
objetos nuevos con un comportamiento nuevo, el cuántico que no
tiene similitud alguna con lo que puede ser percibido o medido
directamente».
J. Solbes, 2009
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7. El presente trabajo pretende ser una herramienta de consulta que fomente
la reflexión docente, estableciendo criterios que favorezcan la selección,
secuenciación y tratamiento de contenidos disciplinares sobre el tema .
II. JUSTIFICACIÓN
Para hacer frente a esta problemática la teoría en didáctica sugiere:
 Presentar los contenidos de forma secuenciada.
 Reforzar el estudio de temas clásicos .
 Adecuar contenidos cuánticos para posibilitar su
tratamiento en el nivel requerido.
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8. II. JUSTIFICACIÓN
 Dimensión histórica. El estudio sobre la historia y la
filosofía de la ciencia dan luces de cómo organizar los
contenidos en la programación curricular, la formación
docente y el aprendizaje.
 Dimensión Didáctica. La didáctica es la ciencia o arte de
enseñar, uno de sus fundamentos teóricos es la reflexión ; en
nuestro caso concreto esta reflexión esta guiada por el CPC
(análisis objetivo de contenidos disciplinares, estrategias
docentes e identificación de ideas previas).
 Dimensión Lingüística. Se pretende fomentar el uso
del discurso analógico en aula ya que permite una
mediación simbólica entre el lenguaje común y el
científico. Proporcionando un soporte afectivo y
motivacional para el aprendizaje.
“El mol es como la
docena del Químico”
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9. SINTESIS :
¿Una Revolución Química o Tres? (Jensen, 1998)
Primera Revolución
(1770-1790)
Segunda Revolución
(1855-1875)
Tercera Revolución
(1904-1924)
Composición
Molar
Composición
Molecular
Composición
Eléctrica
Modelo de Dalton Modelo Cinético
Molecular (MCM)
Modelo Cuántico
Ondulatorio
(Schrödinger)
Jensen, W., “One Chemical Revolutión of Three?”, Journal of Chemical
Education, vol. 75 (8), 961-969, 1998. 9

10. III. METODOLOGÍA
Capítulo I. Se sitúa el proceso de enseñanza aprendizaje sobre el tema en
el bachillerato universitario a través del Conocimiento Pedagógico del
Contenido (CPC)
Con base a las tendencias docentes encontradas se presenta una
propuesta docente secuenciada en tres períodos históricos:
Capítulo I. Concepciones clásicas de la materia
Capítulo II. Las nuevas luces del atomismo: la
materia en el siglo XIX
Capítulo III. La estructura de la materia en el siglo XX
Modelo de Bohr.
Modelo de Nube Electrónica.
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11. CAPÍTULO I: EL CPC EN LA ENSEÑANZA DE LOS NANOSISTEMAS
 El conocimiento pedagógico del contenido (CPC). Es el conocimiento que va
más allá de la materia per se y que llega a la dimensión del conocimiento del
tema de la materia para la enseñanza (Shulman, 1987).
 El CPC como herramienta educativa permite identificar como los profesores
conciben un tema o contenido disciplinar y que tipos de estrategias ponen
en marcha para hacerlo enseñable.
 El reconocimiento del CPC en el profesorado es un recurso muy valioso, ya
que pugna por la reorientación critica del trabajo educativo. Un hecho que
favorece el proceso de enseñanza-aprendizaje (EA).
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12. CAPÍTULO I: EL CPC EN LA ENSEÑANZA DE LOS NANOSISTEMAS
Carlsen (1999) y el dominio del conocimiento del profesor
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13. CAPÍTULO I: EL CPC EN LA ENSEÑANZA DE LOS NANOSISTEMAS
¿ Cómo extraer el CPC del profesorado?
 Reconocer y articular el CPC es un proceso complejo de emprender.
 Loughran, Mulhall y Berry (2004) presentan dos herramientas para
recopilar el CPC:
* CoRe (Content Representation)
*PaP-eRs (Professional and Pedagogical experience Repertoires)
El uso de la Representación del Contenido (CoRe) permite
conocer de forma general, cómo es qué los profesores
conceptualizan y desarrollan un contenido particular de una
unidad temática
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14. CAPÍTULO I: EL CPC EN LA ENSEÑANZA DE LOS NANOSISTEMAS
La CoRe es un instrumento en forma de matriz en cuyas columnas
aparecen las ideas centrales seleccionadas para identificar la enseñanza
de un contenido o eje temático y, en las filas, cada una de las preguntas
sugeridas para explorar el CPC. Este instrumento permite documentar
las reflexiones del profesorado sobre su práctica docente.
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15. CAPÍTULO I: EL CPC EN LA ENSEÑANZA DE LOS NANOSISTEMAS
Durante las prácticas docentes del programa actual de MADEMS-
Química, se logró identificar a través de entrevistas, recomendaciones ,
observaciones de clases y consulta del plan de estudios tres ejes temáticos
para documentar el CPC de los docentes sobre el tema:
 El modelo atómico de Dalton y su relación con la estequiometria.
 El modelo cinético molecular en el estudio de los gases.
 El modelo atómico de Bohr al abordar la relación materia-energía.
A estos ejes temáticos se decidió anexar dos más, dada la problemática
que reviste la enseñanza del tema y la utilidad docente en su tratamiento
 Ideas referentes al estudio de la materia antes de Dalton
 Conceptos fundamentales del modelo atómico actual
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16. CAPÍTULO I: EL CPC EN LA ENSEÑANZA DE LOS NANOSISTEMAS
Se entrevistaron tres profesores, todos ellos cuentan con estudios de posgrado
y pertenecen a una misma institución (ENP No.1 “Gabino Barreda”).
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17. CAPÍTULO I: EL CPC EN LA ENSEÑANZA DE LOS NANOSISTEMAS
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18. CAPÍTULO I: EL CPC EN LA ENSEÑANZA DE LOS NANOSISTEMAS
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19. CAPÍTULO I: EL CPC EN LA ENSEÑANZA DE LOS NANOSISTEMAS
Tendencias docentes encontradas:
i. Uso de la historia de la química como recurso educativo. Los docentes
entrevistados coinciden que la historia es una herramienta útil e importante en la
enseñanza de la química, sin embargo, advierten de ciertos peligros en su uso: escasa
formación del profesorado al respecto y potenciar una enseñanza enciclopédica.
ii. Contenidos centrales en la enseñanza de los nanosistemas. En lo referente a
ideas antes de Dalton los docentes coinciden que su inclusión a través de pequeñas
lecturas reforzarían la enseñanza del tema. Existe consenso en aseverar que los
temas relevantes en los cursos de química son el modelo de Dalton y el MCM en el
estudio de los gases. Los contenidos de naturaleza cuántica como el modelo atómico
de Bohr y Schrödinger deben mencionarse o referenciarse pero no abordarse con
formalidad.
iii. Estrategias didácticas. Se capturaron una gamma de estrategias en el
tratamiento de la temática explorada . Por mencionar algunos, la elaboración de
analogías en la explicación de los temas, el trabajo en pequeños grupos, promover la
discusión en clase, diseñar experimentos plausibles, el correcto uso de modelos,
vincular contenidos con el entorno tecnológico y contar con instrumentos
diversificados de evaluación.
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20. Capítulo I: El CPC en la enseñanza de los nanosistemas
Conclusiones:
1. Se pudo constatar que el tratamiento del tema en el bachillerato está
inscrito dentro de lo que se denominan la química macroscópica
cuantitativa, la química de composición molar/molecular según la
categorización histórica hecha por Jensen (1998).
2. Este posicionamiento tiene su origen en las severas dificultades que
representa para los estudiantes conectar el mundo macroscópico con la
modelación química nanoscópica .
3. Es fundamental reforzar el estudio de temas clásicos y presentarlos de
forma secuenciada para facilitar la comprensión de modelos y
conceptos vigentes.
4. El tratamiento de temas cuánticos plantean serios problemas de
traducción de conocimientos. Nuestra posicionamiento al respecto es
abordarlos de forma adecuada, es decir, no rebasando el nivel
cualitativo o gráfico.
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21. Dimensión Histórica. Su finalidad es secuenciar los contenidos, así como
dimensionar la enseñanza de estos temas y de la química en general como una
actividad humana creativa y con visión de futuro. Considerando dos aspectos
importantes:
La comprensión adecuada del “porqué” de
muchos contenidos y el entendimiento general de
la ciencia puede auxiliarse de un buen trabajo
hermenéutico del contexto histórico que marcó su
evolución, potenciando una comprensión más
profunda de la actividad científica, generando
con ello, criterio y opinión en la enseñanza. Linus Pauling , 1969
ESTRUCTURACIÓN DE LA PROPUESTA DOCENTE:
 Partimos del hecho de que la teoría
atómica tiene que ver con el desarrollo y
diferenciación de las ideas propias de la
historia de la química.
Geber , s. VII d.C.

22. Dimensión Didáctica: Tiene la finalidad de propiciar conocimientos
significativos sobre el tema. Este apartado está estructurado por un agudo
análisis disciplinar y discursivo de los contenidos en cuestión, la identificación
(teórica en su mayoría) de las ideas alternativas de los estudiantes y la
propuestas de acciones docentes concretas en su tratamiento.
Los electrones están
en los orbitales.
ESTRUCTURACIÓN DE LA PROPUESTA DOCENTE:
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23. Capitulo II : CONCEPCIONES CLÁSICAS DE LA MATERIA
Consideramos que abordar las concepciones precientíficas de la materia permite
mostrar a los estudiantes el carácter evolutivo , utópico y crucial que ha tenido este
tema no solamente para la ciencia sino para la humanidad en general.
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24. Capitulo II : CONCEPCIONES CLÁSICAS DE LA MATERIA
Es muy importante considerar que si lo fundamental en las ciencias son las
teorías y estas se obtienen mediante un modelo teórico conectado con un dominio
de fenómenos, para poder enseñar teorías y modelos científicos es fundamental
disponer de un discurso que guarde relación con el mundo cotidiano de los
estudiantes, para dotarle de significado.
Analogía. Se entiende por analogía
aquellos aspectos del discurso
explicativo del profesor en las que se
usa una situación familiar para
explicar un fenómeno poco familiar.
Metáfora. Es una figura del lenguaje
por la cual se transporta el sentido de
una palabra o idea mediante una
comparación mental.
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25. Capitulo II : CONCEPCIONES CLÁSICAS DE LA MATERIA
Discurso Analógico
Analogía:
El modelo atómico de Bohr es
como el sistema planetario
Metáfora:
“Los espectros son las
huellas digitales de los
átomos”
Alegoría:
Se usó el texto de la
caverna de platón para
explicar la realidad y
utilidad de los
nanosistemas
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26. CAPITULO III : LAS NUEVAS LUCES DEL ATOMISMO, LA MATERIA EN EL SIGLO XIX
Mapa conceptual de las principales figuras históricas que
contribuyeron al desarrollo del Modelo Cinético-Corpuscular
(Harrison, Treagust, 2002)
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27. Capitulo III : Las NUEVAS luces del atomismo, la materia en el siglo XIX
Dimensión Didáctica
El modelo atómico de
Dalton y su relación con la
estequiometria
Balocchi, E., Modak , B., , M., Padilla, K., y Garritz, A., “Aprendizaje
cooperativo del concepto ‘cantidad de sustancia' con base en la teoría
atómica de Dalton y la reacción química”, PARTE I. Educación Química,
vol. 16 (3), 469-485, 2005
El modelo cinético
molecular de los gases
(MCM)
Gómez, M., Pozo, J. y Gutiérrez, S., “ Enseñando a comprender la
naturaleza de la materia: el diálogo entre la química y nuestros
sentidos", Educación Química, vol. 15 (3), pp.198-209, 2004
27

28. CAPITULO IV : LA ESTRUCTURA DE LA MATERIA EN EL SIGLO XX
Mapa conceptual: contribuciones teóricas y experimentales en el
desarrollo de paradigma atómico actual (Leary , Kippeny, 1999)
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29. CAPITULO IV : LA ESTRUCTURA DE LA MATERIA EN EL SIGLO XX
Dimensión Didáctica
¿De que están hechas las cosas?
Sosa, P., Conceptos Base de la Química,
CCH-UNAM, 2007
El modelo de Bohr a
través de un experimento
Izquierdo, M., San martí, “Fundamentación
y diseño de las prácticas escolares de
ciencias experimentales”, enseñanza de las
ciencias, vol. 17 (1), 2000.
El modelo atómico actual
y el concepto de orbital
En general, los
electrones de
valencia están
descritos por
los orbitales de
la última capa.
Gillespie,, Spencer., “Demystifyng
Introductory Chemistry”, Journal of
chemical education, vol. 74 (7), 2008.
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30. CAPITULO IV : LA ESTRUCTURA DE LA MATERIA EN EL SIGLO XX
Ventajas Didácticas del tratamiento adecuado del modelo de Bohr:
 Interacción materia-energía
 Estabilidad de los sistemas atómicos
 Caracterización atómica espectral
 Es el puente conceptual para abordar el
modelo de capas (Gillespie, 1996) en la
explicación de la distribución electrónica en
los átomos de los elementos.
“Energía de
emisión”
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Spencer, J., y Bodner. J. 2000.
Química, Estructura y Dinámica, ed. Patria, 2000.

31. CAPITULO IV : LA ESTRUCTURA DE LA MATERIA EN EL SIGLO XX
Ventajas Didácticas de aspectos esenciales del concepto de orbital atómico :
 Facilita la explicar de forma cualitativa de los
aspectos sustanciales del modelo atómico actual.
 Centra la didáctica de los nanosistemas en el
comportamiento--electrónico.
(interacciónes nucleoelectronicas)
 Su representación gráfica favorece la explicación
cualitativa de la geometría molecular.
 Posibilita la enseñanza de una visión unitaria del
enlace químico.
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32. CAPITULO IV : LA ESTRUCTURA DE LA MATERIA EN EL SIGLO XX
32
MODELO DE NUBE ELECTRÓNICA

33. 33
CAPITULO IV : LA ESTRUCTURA DE LA MATERIA EN EL SIGLO XX
MODELACIÓN DE ORBITALES ATÓMICOS: Configuración electrónica del Sc21

34. 34
ANIMACIÓN: “Modelos de Capas”
Enlace Iónico: Formación del Cloruro de Sodio (NaCl)

35. 35
ANIMACIÓN: “ALOTROPIA DEL
CARBONO”

36. APORTACIONES A LA PRÁCTICA DOCENTE DE LA QUÍMICA EN LA ENCCH-SUR
El modelo educativo de la ENCCH nos pide propiciar aprendizajes significativos sobre la
Química. La mejor forma de hacerlo es conectando el trabajo conceptual con el análisis del
contexto de los diferentes ejes temáticos.
Aportaciones puntuales:
1. Se cuenta con estrategias didácticas probadas y recursos adecuados para
establecer un núcleo conceptual sólido para el tratamiento del enlace químico:
IÓNICO COVALENTE
 Modelo de en lace de Lewis
 Geometría y enlace de Lewis
Química I Y III
Química II Y IV
 Comportamiento electrónicos
de los elementos.
 Propiedades periódicas
 Fuerza de enlace
 No. de oxidación

37. 37
APORTACIONES A LA PRÁCTICA DOCENTE DE LA QUÍMICA EN LA ENCCH-SUR
2. Fomentar un adecuado aprendizaje conceptual de la estructura atómica
permite “ENTONCES SI” guiar a los estudiantes hacia el análisis del diverso
y complejo contexto que trae aparejado algunos temas químicos curriculares
o de vanguardia (cuestiones socio-científicas-López, 2014).
 Química verde.
 Energías renovables.
 Biotecnología.
 Ciencia de materiales.
 Biotecnología

38. 38
APORTACIONES A LA PRÁCTICA DOCENTE DE LA QUÍMICA EN LA ENCCH-SUR
3. El análisis histórico dota de sentido al proceso de enseñanza de
las ciencias, y hace posible presentar a la química en el aula como
una actividad humana y colectiva, donde hay ganadores y
perdedores, personajes valientes y una comunidad que aporta
valores a la vida social. En síntesis permite mejorar un poco la mala
imagen que permea a nuestra querida disciplina-la química-.
Marie Curie. Premio Nobel
de Química, 1905.
Roald Hoffman. Premio
Nobel de Química, 1981. Harold Kroto. Premio Nobel de
Química, 1996.

39. 39
APORTACIONES A LA PRÁCTICA DOCENTE DE LA QUÍMICA EN LA ENCCH-SUR
ESTUDIAR LA MADEMS REPRESENTA UNA EXCELENTE
OPORTUNIDAD PARA ADQUIRIR UNA SÓLIDA FORMACIÓN
DOCENTE, INICIARSE EN EL ÁMBITO DE LA INVESTIGACIÓN
EDUCATIVA Y, CON ELLO, CONTRIBUIR A QUE LA ENSEÑANZA DE LA
CIENCIA EN EL CCHPARTICULARMENTE DE LA QUÍMICA SEA
VIGENTE , OPORTUNA Y DE CALIDAD.
1er Congreso estudiantil de
Cultura Científica
ENCCH-Sur (Abril, 2015)

40. AGRADECIMIENTOS:
 Agradezco fraternal a la Dra. Ma. del Pilar Rius de la Pola por el apoyo
brindado en la elaboración de este trabajo. También, por su reflexiva y
fraternal formación en importantes aspectos de la vida.
40
 A la Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA), por
la beca otorgada en el programa para la formación de profesores para el
bachillerato universitario PFPBU-MADEMS, en el período comprendido
entre agosto de 2008 a julio de 2010.
Examen de Grado. Junio del 2011,
Facultad de Química, UNAM.

41. 41
Bibliografía:
Bombal, F., Los modelos matemáticos de la mecánica cuántica, Ciencia en el siglo XX: Seminario “
Orotava” de Historia de la Ciencia, Consejería de educación del gobierno de Canarias, pp. 115-146,
1999.
Garritz, A. 2006. “El CPC de la estructura corpuscular de la materia”, Educación Química, pp.114-141.
Jensen, W., “One Chemical Revolution of Three?”, Journal of Chemical Education, vol. 75 (8), 961-
969, 1998.
Loughran, J., Mulhall, P. y Berry, A.,“In Search of Pedagogical Content Knowledge in Science:
Developing Ways of Articulating and Documenting Professional Practice”, Journal of Research in
Science Teaching, vol. 41(4), 370–391, 2004.
March, R., Física para poetas, 12ª edición, siglo XXI , México, 2003.
Solbes, j., Silvestre V. y Furió C., “El desarrollo histórico del enlace químico y sus implicaciones
didácticas”, Didáctica de las ciencias experimentales y sociales, No.24, pp. 83-106, 2010.
Taber, K., “The atom in the chemistry curriculum: Fundamental concept, teaching model or
epistemological obstacle?”, Foundations of Chemistry, vol. 5(1), pp. 43-84, 2003.

42. La Separación del átomo, 1947. Salvador Dalí (1904-1989) 42