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Taller de Enseñanza de Química

•

Colegio Unad

Darnel Gomez

18/3/2024

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Taller de Enseñanza de Química

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PROYECTO DE AULA PARA LA ENSEÑANZA DE LOS
CONCEPTOS BÁSICOS DE QUÍMICA MEDIANTE LAS
PRACTICAS DE LABORATORIO EN EL GRADO DECIMO
DE LA I. E. SAN JUAN BAUTISTA DE LA SALLE

ALFREDO MUÑOZ RANGEL

Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Ciencias
Medellín, Colombia
2016

PROYECTO DE AULA PARA LA ENSEÑANZA DE LOS
CONCEPTOS BÁSICOS DE QUÍMICA MEDIANTE LAS
PRACTICAS DE LABORATORIO EN EL GRADO DECIMO
DE LA I. E. SAN JUAN BAUTISTA DE LA SALLE

ALFREDO MUÑOZ RANGEL
Trabajo final de maestría presentado como requisito parcial para optar al título de:
Magister en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales

Director:

DANIEL BARRAGÁN , Doctor en Ciencias – Química
Escuela de Química

Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Ciencias
Medellín, Colombia
2016

Dedicatoria o Lema
A mi esposa Dora Elsy y mis hijos Alejandro y Santiago por su apoyo
incondicional, paciencia y colaboración para el estudio de esta maestría.
A mi padre Juan José y mis hermanos Reinaldo Alberto y Luis Hernán que
desde el cielo me acompañan para cumplir con mis metas. A mi madre Olinda,
mis hermanas, hermanos y sobrinos por su apoyo y comprensión durante el
desarrollo de esta maestría

AGRADECIMIENTOS

Al Doctor Daniel Alberto Barragán Ramírez, profesor asociado de la Escuela
de Química de la Universidad Nacional de Colombia, por su paciencia e
importantes aportes desde lo pedagógico y científico que aportaron a mi
formación académica y personal.

A los docentes de la Maestría en Enseñanza de las ciencias Exactas y
Naturales de la Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín, por sus
valiosos aportes.

A los estudiantes de décimo grado de la Institución Educativa SAN JUAN
BAUTISTA DE LA SALLE, por su buena disposición, participación e interés en el
desarrollo de las actividades experimentales propuestas para desarrollo de este
trabajo final.

A mis cuñadas Luz Eugenia, Martha Nelly y María Isabel por sus valiosos
aportes y colaboración durante el desarrollo de la Maestría.

Resumen
Para mejorar la formación integral y los resultados de las pruebas Saber 11 se realizó la
intervención de las prácticas experimentales que los estudiantes llevan a cabo durante
su programa académico con el objetivo de alcanzar las competencias científicas, que
se fortalecen por medio de una estrategia didáctica de resolución de problemas.

Para escoger los conceptos químicos a intervenir por medio del proyecto de aula se
contó con la información brindada por una encuesta realizada a 30 estudiantes del
grado decimo, de un total de 86 lo que equivale al 34,88%, acerca del trabajo
experimental realizado por ellos.

La encuesta realizada a los estudiantes permite concluir que la mayoría de ellos
piensan que el trabajo en el laboratorio es mejor que la clase magistral, que ir al
laboratorio es más motivador que la observación de los videos e incluso que la
aplicación de software. Los estudiantes afirman que el aprendizaje mejora cuando se
realiza la parte experimental, además opinan que por medio de las prácticas de
laboratorio comprenden mejor los fenómenos de la vida cotidiana y señalan que
encuentran una relación entre la teoría vista en clase y las actividades experimentales.

El consolidado de los resultados en química de la Institución Educativa San Juan
Bautista de la Salle en las pruebas Saber 11 entre los años 2000 -2013, muestra que
la Institución ha permanecido en categoría medio y bajo, con un puntaje promedio de
42, lo que equivale a una baja adquisición en las competencias en química, por lo que
se hace necesario, teniendo en cuenta los resultados de las encuestas, trabajar en los
conceptos básicos de química en el grado decimo para lo cual se diseñaron cuatro
módulos de laboratorio:

Módulo 1: separación de mezclas, donde se aprovechan las propiedades de las
sustancias para separar estas.
Módulo 2: soluciones. Se abordan temas como las clases de soluciones y preparación
de soluciones a diferentes concentraciones.
Módulo 3: reacciones químicas, que incluye los conceptos de cambios químicos y
físicos, mol, ecuación química y balanceo.
Módulo 4: estequiometria, se estudian los temas de mol, pureza de reactivos, reactivo
limite y cálculos estequiométricos.

PALABRAS CLAVE: desarrollo de competencias científicas, enseñanza de la química,
resolución de problemas y trabajo experimental.

Abstract
To improve the integral development and the Saber 11 tests results it intervened the
experimental practices students developed during their training syllabus with the purpose
of reaching the scientific competences, which strength through teaching strategies of
solving problems.
To choose the chemical concepts to intervene by means of the class project it counted on
the information provided for a survey made to 30 students of tenth grade, from a total of
86 which corresponds to 34.88%, about the experimental work made by them.
The survey made to the students enables to conclude that most of them thought the
laboratory work is better than a master class, go to the laboratory is more motivating than
watching videos or even using a software. They declare their learning process improve
when they make the experimental part. Besides they comment the laboratory practices
help them to better understand the phenomena of daily life and they note how they find a
connection between the theories seen in class and the experimental activities.
The consolidated results in chemistry of San Juan Bautista de La Salle school in the
Saber tests from 2000 to 2013, shows the school has stayed in middle and low rank, with
an average score of 42, which indicates a low acquisition in competences of chemistry,
for that reason it is necessary, based on the survey results, to work on the basic concepts
of chemistry in tenth grade through 4 units
Unit 1: Separation of mixtures, where it takes advantage of properties substances to
separate them.
Unit 2: Solutions. It addresses to kind of solutions and preparation of solutions to different
concentrations.
Unit 3: Chemical reactions, which include chemical and physical changes, mole and
chemical equation concepts.
Unit 4: stoichiometry, it studies mole, purity of reagents, limit reagent and stoichiometry
calculation.
Key words: Development of scientific competences, teaching of chemistry, solving
problems and experimental work.

Tabla de contenido

INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 10
1. ASPECTOS PRELIMINARES ....................................................................................... 11
1.1. Tema ........................................................................................................................... 11
1.2. Problema de Investigación ........................................................................................... 11
1.2.1. Antecedentes ............................................................................................................................... 11
1.2.2. Formulación de la pregunta ........................................................................................................ 13
1.2.3. Descripción del problema ............................................................................................................ 14
1.3. Justificación ................................................................................................................ 15
1.4. Objetivos ....................................................................................................................16
1.4.1. Objetivo General .......................................................................................................................... 16
1.4.2. Objetivos Específicos ................................................................................................................... 16
2. MARCO REFERENCIAL ............................................................................................. 18
2.1. Marco Teórico ............................................................................................................. 18
2.2. Marco Disciplinar ........................................................................................................ 24
2.3. Marco Legal................................................................................................................. 29
2.3.1. Contexto Internacional ................................................................................................................ 29
2.3.2. Contexto Nacional ........................................................................................................................ 31
2.3.3. Contexto Regional ....................................................................................................................... 35
2.3.4. Contexto Institucional .................................................................................................................. 37
2.4. Marco Espacial ............................................................................................................ 37
3. DISEÑO METODOLÓGICO ........................................................................................ 39
3.1. Tipo de Investigación: profundización de corte monográfico ......................................... 39
3.2. Método ....................................................................................................................... 39
3.3. Enfoque: Cualitativo de corte etnográfico .................................................................... 40

3.4. Instrumentos de recolección de información ................................................................ 40
3.5. Cronograma ................................................................................................................ 41
4. TRABAJO FINAL ....................................................................................................... 44
4.1. Desarrollo y sistematización de la propuesta ................................................................ 44
4.2 Resultados .................................................................................................................. 72
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................... 86
5.1. Conclusiones ............................................................................................................... 86
5.2. Recomendaciones ....................................................................................................... 87
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................... 88
ANEXOS ...................................................................................................................... 96
ANEXO 1: Encuesta acerca del trabajo experimental realizado por los estudiantes ........... 96
ANEXO 2: Gráfica estadística sobre los resultados de la prueba saber 11 de química
desde el año 2000 hasta el 2013 ..................................................................................... 99
ANEXO 3: Análisis de la encuesta acerca del trabajo experimental realizado por los
estudiantes ...................................................................................................................... 100
ANEXO 4: Experimento el reloj de yodo .......................................................................... 119

Lista de tablas
Tabla 2-1 Resumen de los estilos de enseñanza del laboratorio de
ciencias……………………………………………………………………………. 20
Tabla 2-2 Procedimientos en ciencias………………………………………. 23
Tabla 2-3 Nivel exploratorio de las ciencias según el nivel………………… 25
Tabla 2.4 Estándares básicos de competencias para química de los
grados decimo y undécimo…………………………………………………… 26
Tabla 2-5 las capacidades y dimensiones de la capacidad científica……..28
Tabla 2-6 Marco jurídico del área de las ciencias naturales y educación
ambiental Colombia…………………………………………………………. ... 32
Tabla 2-7 .Componentes de química- Examen del Estado…………………. 33
Tabla 3-1 Planificación de actividades……………………………………….. … 36
Tabla 3-2 Cronograma de actividades…………………………………………... 37
Tabla 4.1 Tipo de solución de acuerdo a su estado de agregación……….. 54

INTRODUCCIÓN
La química como parte de las ciencias naturales es un área teórico –
práctica, donde la experimentación en el laboratorio es esencial en el proceso
enseñanza – aprendizaje.
Dicha experimentación, cuando se hace, se ha caracterizado por la utilización de
manuales donde el estudiante al seguir una serie de pasos diseñados, en los
cuales se enfatiza en memorizar y repetir los conocimientos conceptuales, no
tiene la posibilidad de aprender de los errores, o de inferir nuevos conceptos, “El
paso mecanizado de los hechos a las ideas limita los efectos de la
experimentación y no se ponen en conflicto las ideas previas. Se limitan las
habilidades para explicar, interpretar y sistematizar información” (García y Ramos,
2005).
Por lo anterior se propone diseñar un proyecto de aula con énfasis en las
prácticas de laboratorio para la enseñanza de los conceptos de química del
grado decimo a partir de la resolución de problemas utilizando el método
inductivo que permite establecer ciertas relaciones por medio de las cuales es
posible reconstruir los procesos observados y experimentados, a la vez que se
puede explicar hipotéticamente otros procesos de la misma clase.
Se desarrolla una metodología de profundización de corte monográfico
(estudio de casos), el método empleado es el inductivo y el enfoque es el
cualitativo de corte etnográfico.
Para finalmente presentar las conclusiones y recomendaciones.

1. ASPECTOS PRELIMINARES

1.1. Tema

El tema del trabajo final de la maestría en enseñanza de las ciencias exactas y
naturales es: la enseñanza de los conceptos básicos de química mediante las
prácticas de laboratorio en el grado decimo a partir de la metodología de la
resolución de problemas en la Institución Educativa San Juan Bautista de la
Salle.

1.2. Problema de Investigación
1.2.1. Antecedentes

La química como parte de las ciencias naturales es un área teórico –
práctica, donde la experimentación es esencial en el proceso enseñanza –
aprendizaje y en donde generalmente en su enseñanza los maestros han
hecho más énfasis en la parte teórica de los conceptos que en el aspecto
experimental generando así una separación entre la teoría y la experimentación;
(Marín, 2014).
La práctica experimental se ha caracterizado por realizarse de forma conductista
(paso a paso) en la cual su producto es conocido previamente, no permitiendo
que el estudiante confronte sus saberes previos, interprete nuevas situaciones,
formule nuevas hipótesis, promueva estrategias de solución a las situaciones
planteadas, analice los resultados obtenidos y valore los resultados
experimentales; (García & Ramos, 2005).

Más aún muchos estudiantes conciben que el objetivo del laboratorio es
seguir instrucciones para dar con la respuesta correcta, por lo que este se
vuelve más un espacio para manipular los instrumentos y no una oportunidad
para confrontar los conceptos; (Hofstein & Lunetta,2004).
En oposición con lo anteriormente expuesto la esencia de la enseñanza de la
química por medio del uso del laboratorio es potenciar los objetivos relacionados
con los conceptos y procedimientos, mejorar los aspectos de la metodología
científica, promover el pensamiento crítico y creativo y el desarrollo de
actitudes de apertura mental; (Hodson, 2000; Wellington, 2000).
Además el trabajo experimental permite estimular el aprendizaje de las
ciencias naturales, debido a que cuestiona los saberes aprendidos y los
confronta con la realidad, no siendo solo una herramienta de adquisición de
conocimiento sino también que permite que el estudiante desarrolle los
contenidos procedimentales y actitudinales; (Osorio, 2004).
Una actividad experimental bien realizada debe llevar a que el estudiante
despierte su curiosidad, permitiéndole resolver problemas de la vida cotidiana e
interpretar fenómenos naturales. Es así como la teoría con una adecuada
experimentación pueden desarrollar en el estudiante algunas habilidades que
permitan la construcción del conocimiento científico. (López, 2012).
En los ochenta Woolnough & Allsop, citados por Flórez, Caballero & Moreira
(2009), comentan que el laboratorio tiene tres objetivos que son: desarrollar
por medio de ejercicios prácticos técnicas y destrezas, reconocer los fenómenos
naturales a través de experiencias y resolver problemas de la ciencia a través
de una investigación.
En los años noventa Barbera & Valdés (1996) citados por Flores, Caballero &
Moreira, (2009) propusieron cuatro objetivos de las prácticas de laboratorio los
cuales son: realizar experiencias sobre fenómenos naturales, permitir que el
educando compruebe la validez de las teorías científicas, desarrollar por

medio del trabajo experimental las competencias técnicas y buscar acrecentar
en el educando su razonamiento practico ( competencia procedimental).
Mientras que Caamaño (2005) presenta cinco funciones del trabajo practico :
“función ilustrativa de los conceptos, función interpretativa de las experiencias,
función de aprendizajes de métodos y técnicas de laboratorio, función
investigativa teórica relacionada con la resolución de problemas teóricos y
construcción de modelos y función investigativa práctica relacionada con la
resolución de problemas prácticos”.
Kinscher (1992) citado por Flores, Caballero & Moreira, (2009) dice que el
laboratorio se debe utilizar para desarrollar por medio de ejercicios destrezas
específicas, permitir al estudiante involucrarse en la investigación, como lo
hacen los científicos al tratar de resolver un problema al nivel del laboratorio y
permitir ilustrar los fenómenos por medio de experiencias.
Las actividades de laboratorio tienen seis (6) niveles de estructuración (Leite
2001) y (Leite y Figueroa 2004) citado en Tenreiro & Vieira (2006) teniendo
como máximo el nivel investigativo el cual permite obtener nuevos conocimientos
conceptuales que desarrollan en los estudiantes las capacidades de resolución
de problemas por medio de una metodología científica.

1.2.2. Formulación de la pregunta

¿Cómo diseñar un proyecto de aula con énfasis en el trabajo experimental
aplicando la resolución de problemas para que los estudiantes adquieran las
competencias científicas del grado decimo?

1.2.3. Descripción del problema

Los lineamientos curriculares de ciencias naturales y educación ambiental del
Ministerio de Educación Nacional, tiene como una de sus metas que los
estudiantes se acerquen a los conocimientos propios de las ciencias naturales
al manifestar: “ Los alumnos y el profesor, al igual que los científicos, van al
laboratorio para interrogar a la naturaleza con el fin de confirmar o rechazar sus
hipótesis”; MEN, (1998).
En las instituciones educativas de la básica y media, se observa que este ideal
de acercar al estudiante a las ciencias naturales tiene, entre otras, las siguientes
dificultades.
El trabajo experimental en el aula de clase no se realiza o en su efecto se
hacen pocas prácticas de acuerdo a lo planteado por Durango Usuga, P.A
(2015)
 La ausencia de laboratorios en las instituciones educativas o la falta de
instrumentos y materiales para realizar el trabajo experimental.
 El docente tiene una carga académica por la cual debe responder
además de la realización de informes, desarrollo de contenidos exigidos
desde el currículo y otras funciones administrativas correspondientes a su
cargo que no permiten que se le dedique el tiempo necesario para la
planeación y ejecución de las prácticas de laboratorio.
Cuando se realizan las prácticas de laboratorio estas se hacen con una
metodología conductista donde el educando sigue una guía al pie de la letra y
entrega unos resultados para comprobar una ley o principio científico. De esta
forma los educandos no adquieren un aprendizaje significativo de los conceptos
químicos trabajados, ni las competencias científicas ya que estas no se logran
solamente con conocimientos en ciencias sino que es necesario llevarlos a la

práctica. Los estudiantes adquieren competencias a nivel conceptual, pero no
las competencias procedimentales y actitudinales; Andrade, E. A. A. (2011).

1.3. Justificación

La actividad científica se inicia desde el proceso de búsqueda de solución a
problemas planteados por el científico al observar un fenómeno y al darle
respuesta a este surgen las leyes o principios científicos. En su similitud el
docente quiere, que el estudiante observe, plantee hipótesis, las compruebe e
infiera conclusiones.
Aplicando la estrategia didáctica de resolución de problemas a las prácticas
experimentales los estudiantes se acercan al quehacer científico en oposición a
los laboratorios tradicionales los cuales se han caracterizado por realizarse como
un recetario al pie de la letra para comprobar las leyes o principios.
El trabajo experimental es fundamental para la adquisición de las competencias
científicas, por ello es importante retomar las finalidades del trabajo de
laboratorio según Neus y Espinnet (1999) citado por Marín (2010):
 Proporcionar experiencia directa sobre los fenómenos naturales de
estudio. El estudiante debe saber las causas que origina los fenómenos
naturales como puede ser la lluvia.
 Permitir contrastar la abstracción científica ya establecida con la
realidad que esta pretende describir. El estudiante debe adquirir la
capacidad de comparar los resultados obtenidos en el laboratorio con los
resultados existentes en los textos.
 Posibilitar la familiarización de los estudiantes con instrumentos
tecnológicos, desarrollando así su competencia técnica. Con las

prácticas de laboratorio los estudiantes adquieren la habilidad del manejo
de los instrumentos utilizados.
 Desarrollar en el educando el razonamiento práctico. Al buscar resolver
una situación problema el estudiante propone algunas estrategias prácticas
de las cuales una es la que resuelve mejor el problema.
Por todo lo anterior se concluye que la resolución de problemas, aplicado al
trabajo experimental es una de las estrategias didácticas que se pueden utilizar
para la adquisición de los conceptos y competencias de la química, permitiendo
que el estudiante identifique, interprete y diseñe propuestas de solución a un
determinado problema; (Vinchira M.2012). Además la resolución de problemas
permite interactuar la teoría con el contexto cotidiano, Cruzat (2008), de aquí
se tiene la relación con la teoría constructivista de las ciencias.

1.4. Objetivos
1.4.1.Objetivo General

Diseñar un proyecto de aula con énfasis en las prácticas de laboratorio para
la enseñanza de los conceptos de química del grado decimo a partir de la
resolución de problemas, para la Institución Educativa San Juan Bautista de la
Salle.
1.4.2. Objetivos Específicos

 Realizar un análisis de los resultados de las pruebas saber 11 en el área
de química desde el año 2000 hasta el 2013, que permita la
identificación de aquellos conceptos químicos que los estudiantes del

grado decimo tienen mayor dificultad para asimilar y por lo tanto no
alcanzan las competencias científicas.
 Analizar los problemas a resolver que cumplen primero con los
conceptos que se van a enseñar y segundo que el grado de complejidad
sea acorde con la estructura cognitiva de los estudiantes de grado
decimo, para así poder desarrollar el proyecto de aula
 Intervenir las prácticas de laboratorio del Grado Décimo mediante la
metodología de la resolución de problemas, promoviendo un aprendizaje
significativo para desarrollar competencias procedimentales y
actitudinales.
 Evaluar las competencias científicas adquiridas por los estudiantes por
medio del proyecto de aula.

2. MARCO REFERENCIAL
2.1. Marco Teórico

En la enseñanza de la química se debe buscar desarrollar actividades que
despierten la curiosidad, estimulen la formulación de preguntas y busquen el
entusiasmo o deseo colectivo por aprender.
El aprendizaje de las ciencias y en particular de la química no puede ser
solamente el hecho de recopilar información o saberes descontextualizados e
inoperantes, sino muy por el contrario debe llegar a hacer parte del
esquema general de conocimiento del individuo donde entran a
interrelacionarse los conceptos y la funcionalidad de los mismos; Insausti, M., &
Merino, M. (2000).
De acuerdo al curriculum de ciencias naturales del Ministerio de Educación
Nacional su objeto de formación implica una aproximación del estudiante al
conocimiento científico, siendo su conocimiento natural del mundo el punto
de partida. Al ir acercando al educando a eventos o situaciones de la vida
cotidiana (situación problema), le permite participar en la búsqueda de
soluciones o explicaciones al problema, tomando así posturas críticas que
respondan a un proceso de análisis y reflexión, permitiéndole construir sus
propios conceptos. De esta forma el estudiante ha de “aprender ciencia” y
“aprender a hacer ciencia“, buscando así emular a los grandes científicos .
En los estándares de la educación colombiana se deben tener en cuenta
los contenidos conceptuales, los procedimentales y actitudinales para que los
estudiantes adquieran así sus competencias científicas. Este proyecto de aula
busca enseñar los conceptos de química que se deben impartir en el grado

décimo por medio del trabajo experimental en el laboratorio utilizando la
metodología de la resolución de problemas.

Para Caamaño (2004) el trabajo experimental presenta la siguiente
clasificación:
 Las experiencias tienen un papel importante en el conocimiento
perceptivo de los fenómenos, con finalidades exploratorias sobre las
ideas de los estudiantes. Estas se constituyen en actividades prácticas
que permitirán la adquisición del conocimiento de “primera mano”.
 Los experimentos ilustrativos dan evidencia experimental en la
formación de algunos conceptos, estimula curiosidad y permite
interpretar además dan una aproximación cualitativa o cuantitativa del
fenómeno, cuando es realizada por el docente se llama demostraciones.
 Los ejercicios prácticos permiten aprender determinadas habilidades
prácticas y procesos, o para comprobar alguna relación entre variables,
pueden ser: para el aprendizaje de procedimientos o destrezas y para
ilustrar o corroborar la teoría.
 Las investigaciones sirven para aprender a desarrollar pequeños
procesos de indagación a partir de resolución de problemas teóricos o
prácticos mediante el diseño y la realización de un experimento y la
evaluación del resultado.
Al existir una variedad de estilos de enseñanza de laboratorio, por parte de los
docentes, se ha producido una problemática concerniente a lo que es aprender
el cuerpo teórico de las ciencias, aprender sus métodos y aprender a practicarla ,
según Hodson (1994) citado en Flores & Moreira (2009).
A continuación se presenta la tabla 2-1 que resume los estilos de enseñanza
del laboratorio de ciencias, tomada de Flores, Caballero & Moreira, (2009).

Tabla 2-1 Resumen de los estilos de enseñanza del laboratorio de ciencias
AUTORES ESTILO INSTRUCCIONAL
O TIPO DE LABORATORIO
BREVE DESCRIPCION

Down
(1999)
Estilo expositivo

Estilo por descubrimiento
Estilo indagativo

Estilo de resolución de
problemas
Modelo tradicional o verificativo: se usa un
manual u hojas sueltas con un procedimiento
tipo “receta de cocina” y resultados
predeterminados

El procedimiento es dado al estudiante y
el resultado es predeterminado
Permite el estudiante generar el
procedimiento y encontrar un resultado
indeterminado

El estudiante genera el procedimiento y el
resultado del trabajo es predeterminado

Moreira y
Levandowski
(1983)
El laboratorio programado

E l laboratorio con énfasis
en la estructura del
experimento

El laboratorio con enfoque
epistemológico
Es altamente estructurado

Se centra en el diseño de experimentos

Se basa en el uso heurístico de la V de
Gowin para la resolución de problemas

Kirschner
(1992)
El laboratorio formal o
académico

El laboratorio Experimental

El laboratorio divergente
Es el laboratorio tradicional estructurado,
convergente o tipo “receta de cocina”,
verificativo.

Es abierto, inductivo, orientado al
descubrimiento, con proyecto no
estructurado, se aborda un problema que
rete al estudiante y que se pueda resolver
dentro de las posibilidades materiales del
laboratorio

Es una fusión entre el laboratorio
académico y el experimental, se maneja una
información básica general para todos los

estudiantes y el resto se deja de manera
abierta con varias posibilidades de solución.
Fuente. Flores, Caballero & Moreira, (2009).

Académicos de la didáctica de la ciencia como John Dewey, José Joaquín
García, Javier Perales, Daniel Gil, Ana Oñorbe, entre otros , han realizado
investigaciones cuyo objetivo es favorecer el aprendizaje de las ciencias,
buscando reemplazar modelos memorísticos por modelos argumentativos,
como es el caso de la resolución de problemas, como una herramienta para
enriquecer la conceptualización y la comprensión de los elementos que
integran la química, Vinchira, M. A., Coconubo, L. C., & Suarez Botello, B.
(2013).
Se entiende por problema “cualquier situación prevista o espontanea que
produce por un lado, un cierto grado de incertidumbre y por el otro, una conducta
tendiente a la búsqueda de su solución” según Perales Palacios (1993) citado en
Jessup (1998). También se puede decir que un problema es “toda situación que
presenta dificultades para las cuales no existen soluciones evidentes, pues una
vez conocidas estas, dejan de constituir problemas”; Gil y colaboradores (1998)
citado en Jessup M (1998) . El problema se considera científico cuando para
su resolución se utilizan teorías o conceptos de la ciencia y se estudia
mediante métodos científicos buscandoaumentar los conocimientos; De Torre,
A. M. O., & Vázquez, R. M. G. (2006).
Como indica Wheatley (1991), citado por Cordón Aranda, R. (2009), los
problemas seleccionados deben estar en el nivel de que puedan ser abordados
por la mayoría de los estudiantes del grupo, los cuales permitan para su
solución la discusión y la comunicación entre ellos, la promoción de la
formulación de interrogantes y la proposición de posibles soluciones y su
contrastación. Es fundamental seleccionar situaciones y problemas que le
interesen a los estudiantes, esto se logra si la enseñanza de la química se
organiza con temáticas vinculadas con la vida cotidiana.

La resolución de problemas puede contribuir a desarrollar en el estudiante las
siguientes capacidades relacionadas con la educación científica: aprender y
aplicar conceptos, diagnosticar los conocimientos previos, desarrollar actitudes
de trabajo en equipo, fomentar las actitudes positivas hacia la ciencia; aplicar
determinadas técnicas, destrezas y algoritmos básicos; acercar el conocimiento
científico y el conocimiento cotidiano dando elementos a los estudiantes para
resolver situaciones problemáticas relacionadas con este último; aprender y
practicar la forma de trabajo de los científicos; otorgar una visión de la ciencia
como resultado de una construcción social; fomentar la creatividad, la
curiosidad; evaluar el aprendizaje y el propio currículo; Cordón Aranda, (2009).
La enseñanza y el aprendizaje de la química por medio de la resolución de
problemas en las prácticas experimentales, tiene como objetivo el incremento
de la comprensión conceptual y procedimental de las ciencias, permitiendo
conjugar la teoría y la experimentación a través de la búsqueda de la
solución de una situación problema en contexto; Marín Quintero, M. (2010).
Por medio de esta metodología aplicada a la práctica experimental en el
laboratorio, el estudiante adquiere y desarrolla las competencias
conceptuales, procedimentales y actitudinales, cuya adquisición es el fin de los
estándares de ciencia naturales de la educación colombiana.
En el trabajo experimental se desarrollan los tres tipos de contenidos:
conceptuales, procedimentales y actitudinales, pero se pueden observar y
evaluar más los contenidos procedimentales debido a que en la estrategia de
solución del problema el estudiante debe manipular instrumentos, hacer cálculos
y hacer la práctica. Un contenido procedimental es un conjunto de acciones
ordenadas, orientadas a la consecución de una meta, es la destreza que
muestra el alumno para la construcción de su conocimiento; Insausti & Merino,
(2000).

Las actividades que se hacen en los laboratorios tradicionales que implican
observar y medir son demasiadas simples a nivel de contenidos
procedimentales en comparación a las actividades desarrolladas en los
laboratorios donde se aplica la resolución de problemas donde existen un
conjunto de habilidades a nivel investigativo, comunicativo, de trabajo en equipo,
de estrategias cognitivas entre otros que permiten la generación de nuevos
aprendizajes; Insausti, & Merino (2000).
Una de las formas de clasificar los procedimientos en ciencias, es la
presentada por Pozo, Postigo, & Gómez, (2000) la cual presenta un orden
creciente de complejidad entre técnicas, las destrezas y las estrategias, tal y
como se observa en la Tabla 2-2.
Tabla 2-2 procedimientos en ciencias

Técnicas
● Medir con instrumentos
● Manejar instrumental
● Realizar montajes
Destrezas
Adquirir información
● Observar
● Seleccionar información
● Registrar datos
Interpretar información
● Clasificar
● Seriar
● Transformar datos
Estrategias
Investigar
● Identificar problemas
● Emitir hipótesis
● controlar variables
Razonar ● Compartir teorías

Organizar conceptos
● Comprometer discurso
Mayor ● Organizar conceptos
Complejidad
Comunicar
● Expresar
● Representar con símbolos
● Interpretar gráficos, mapas
Fuente. Soubirón, (2005).
Como puede observarse las situaciones problemáticas experimentales se sitúan
en la categoría de las estrategias ya que estas requieren habilidades como la
investigación, el razonamiento, la organización de conceptos y la comunicación, a

lo anterior se le puede adicionar los contenidos procedimentales tales como:
destrezas en la manipulación de instrumentos a nivel de laboratorio para poder
realizar la propuesta de solución de problema.
La resolución de problemas aplicado al trabajo experimental supone distinguir tres
momentos; Marín, (2010).
 Primer momento: el pre-trabajo experimental se toma el campo teórico
especifico de estudio, se presenta el problema común el cual se convierte
en problema escolar, se enuncian las preguntas problemas y se
plantean las situaciones problemas.
 Segundo momento: es el desarrollo del trabajo experimental, en el cual
se realizan las actividades teórico- prácticas que resuelven las situaciones
problemáticas.
 Tercer momento: el post-trabajo experimental; donde se da solución al
problema escolar y se analiza el aprendizaje de los estudiantes.
Realizar la práctica de laboratorio con una metodología de resolución de
problemas le permite al estudiante abordar el problema como una pequeña
investigación donde enuncia una hipótesis, hace un diseño experimental,
realiza tratamiento de datos y análisis de resultados y por ultimo formula
conclusiones; Caamaño, (2004).
2.2. Marco Disciplinar

Para la enseñanza de la química en décimo y undécimo grado, se tienen
varios referentes en cuanto a artículos, manuales , decretos, convenios, entre
otros, sobre cuáles contenidos y cómo se deben enseñar conforme a lo
establecido por el Ministerio de Educación Nacional (2004).

En el siguiente referente disciplinar se tienen en cuenta los lineamientos
curriculares y estándares establecidos por el Ministerio de Educación Nacional
(2004).Los estándares básicos de competencias en ciencias naturales nos dan
el referente de los contenidos mínimos que los estudiantes deben adquirir
independiente de la región en la que se encuentren. Los estándares se
articulan en una secuencia de complejidad creciente. La tabla 2-3 muestra el
nivel exploratorio de las ciencias según el nivel.
Tabla 2-3 Nivel exploratorio de las ciencias según el nivel
NIVEL EXPLORATORIO
Básica primaria
NIVEL DIFERENCIAL
Básica secundaria
NIVEL DISCIPLINAR
Educación media
Procesos biológicos ¿Cómo son los seres
vivos que nos rodean?
Diversidad de los
sistemas biológicos,
células, organismos y
ecosistemas
Biología como Ciencia
Procesos
químicos
¿Cómo son Las cosas
que nos rodean?
Cambio y
conservación de los
materiales cuando
interactúan
La Química como
ciencia
Procesos
físicos
¿Cómo se mueven y
como se oyen las
cosas?
Relaciones de fuerza–
movimiento
Espacio- tiempo
Interacción-
conservación
La Física como
ciencia
Fuente: Ministerio de Educación Nacional
En la siguiente tabla se observan los estándares básicos de competencias que
está diseñada de tal manera que permite que las competencias sean logradas de
manera gradual por los estudiantes y no necesariamente en un tiempo
determinado. Los estándares básicos de competencia se presentan por
conjuntos de grados: de primero a tercero, de cuarto a quinto, de sexto a séptimo,
de octavo a noveno y de decimo a undécimo.

A su vez las competencias que se trabajan son las siguientes:
Las competencias conceptuales están referidasal manejo conceptual y sus
aplicaciones en ámbitos y contextos particulares. Dichas aplicaciones se
concretan en el contexto natural-ambiental, y los ámbitos se enmarcan en torno
del conocimiento disciplinar. Por tanto estas competencias son necesarias tanto
en el ámbito académico como en el cotidiano, para buscar alternativas y resolver
problemas.
Las competencias procedimentales hacen referencia al manejo de técnicas,
procesos y estrategias operativas, para buscar, seleccionar, organizar y utilizar
información significativa, codificarla y descodificarla. Competencias necesarias
para afrontar de manera eficiente la resolución de problemas en diferentes
contextos y perspectivas.
Las competencias actitudinales están entendidas como la actitud o disposición
de un individuo para interactuar y comunicarse con otros, y ponerse en el lugar de
esos otros. Todo ello para crear una atmosfera social posibilitante para todas y
todos los involucrados en un contexto.

Tabla 2-4 Estándares básicos de competencias para química de los grados
decimos y undécimo
……Me aproximo al conocimiento como
científico-a natural
Manejo de conocimientos- entorno físico-
procesos químicos
-Observo y formulo preguntas específicas sobre
aplicaciones de teorías científicas.
-Formulo hipótesis con base en el conocimiento
cotidiano, teorías y modelos científicos.
- Identifico variables que influyen en los
resultados de un experimento.
-Propongo modelos para predecir los resultados
-Explico la estructura de los átomos a partir de
diferentes teorías.
-Explico la obtención de energía nuclear a partir
de la alteración de la estructura del átomo.
•Identifico cambios químicos en la vida
cotidiana y en el ambiente.
-Explico los cambios químicos desde diferentes

de mis experimentos y simulaciones.
-Realizo mediciones con instrumentos y
equipos adecuados.
-Registro mis observaciones y resultados
utilizando esquemas, gráficos y tablas.
-Registro mis resultados en forma organizada y
sin alteración alguna.
-Establezco diferencias entre modelos, teorías,
leyes e hipótesis.
-Utilizo las matemáticas para modelar, analizar
y presentar datos y modelos en forma de
ecuaciones, funciones y conversiones.
-Busco información en diferentes fuentes,
escojo la pertinente y doy el crédito
correspondiente.
-Establezco relaciones causales y
multicausales entre los datos recopilados.
-Relaciono la información recopilada con los
datos de mis experimentos y simulaciones.
-Interpreto los resultados teniendo en cuenta el
orden de magnitud del error experimental.
-Saco conclusiones de los experimentos que
realizo, aunque no obtenga los resultados
esperados.
-Persisto en la búsqueda de respuestas a mis
preguntas.
-Propongo y sustento respuestas a mis
preguntas y las comparo con las de otros y con
las de teorías científicas.
-Comunico el proceso de indagación y los
resultados, utilizando gráficas, tablas,
ecuaciones aritméticas y algebraicas.
modelos.
-Explico la relación entre la estructura de los
átomos y los enlaces que realiza.
-Verifico el efecto de presión y temperatura en
los cambios químicos.
-Uso la tabla periódica para determinar
propiedades físicas y químicas de los
elementos.
-Realizo cálculos cuantitativos en cambios
químicos.
-Identifico condiciones para controlar la
velocidad de cambios químicos.
-Caracterizo cambios químicos en condiciones
de equilibrio.
-Relaciono la estructura del carbono con la
formación de moléculas orgánicas.
-Relaciono grupos funcionales con las
propiedades físicas y químicas de las
sustancias.
-Explico algunos cambios químicos que
ocurren en el ser humano.

-Relaciono mis conclusiones con las
presentadas por otros autores y formulo nuevas
preguntas.

Fuente: Ministerio de Educación Nacional

Un estándar es un criterio claro y público que permite juzgar si un estudiante, una
institución o el sistema educativo en su conjunto cumplen con unas expectativas
comunes de calidad; expresa una situación deseada en cuanto a lo que se espera
que todos los estudiantes aprendan en cada una de las áreas a lo largo de su
paso por la educación básica y media; Ministerio de Educación Nacional (2004),
por lo que se requiere que las instituciones educativas realicen un trabajo riguroso
de diseño de estrategias y planes que logren articular las competencias con el
contexto de los estudiantes, teniendo en cuenta que se necesita del compromiso
tanto de los profesores como de los estudiantes.
En este trabajo se pretende que el estudiante adquiera las competencias
científicas, entendiendo por estas la capacidad de emplear el conocimiento para
identificar problemas, adquirir nuevos conocimientos, explicar fenómenos
científicos y extraer conclusiones basadas en prueba sobre cuestiones
relacionadas con la ciencia; PISA. Para concretar las capacidades estas se
dividen en dimensiones que se presentan en la tabla 2-5.
Tabla 2-5 las capacidades y dimensiones de la capacidad científica
COMPETENCIA CIENTÍFICA DIMENSIONES
Identificación de cuestiones científicas
. Reconocer cuestiones investigables desde la ciencia. Saber diferenciar problemas y
explicaciones científicas de otras que no lo son.
. Utilizar estrategias de búsqueda de información científica de distintos tipos. Usar buscadores y
programas sencillos. Comprender la información y saber resumirla. Seleccionar la información
adecuada en diversas fuentes.
. Reconocer los rasgos fundamentales de la investigación científica. Comprender los problemas,
controlar variables, realizar hipótesis, diseñar experiencias, analizar datos, detectar regularidades,
realizar cálculos y estimaciones.

Explicación científica de los fenómenos
. Comprender principios básicos y conceptos científicos y establecer diversas relaciones entre
ellos: de causalidad, de influencia, cualitativas y cuantitativas.
. Describir y explicar fenómenos científicamente y predecir cambios. Utilizar modelos explicativos.
. Aplicar los conocimientos de la ciencia a una situación determinada. Referir a un caso particular
lo que se ha dicho en general.
Utilización de pruebas científicas
. Interpretar datos y pruebas científicas. Relacionar la interpretación de pruebas con los modelos
teóricos usados. Elaborar conclusiones y comunicarlas en distintos formatos de forma correcta,
organizada y coherente.
. Argumentar a favor o en contra de las conclusiones e identificar los supuestos, las pruebas y los
razonamientos en su obtención.
. Reflexionar sobre las implicaciones sociales de los avances científicos y tecnológicos y
viceversa. Tratar problemas científicos con implicaciones sociales. Utilizar los conocimientos
científicos para la toma de decisiones.
Actitudes científicas y hacia la ciencia
. Interesarse por la ciencia y apoyar la investigación científica. Valorar la contribución de la ciencia
a los avances sociales y reconocer sus limitaciones. Reconocer la influencia social en el trabajo
de los científicos.
. Considerar distintas perspectivas sobre un tema. Apoyar las argumentaciones con datos.
Practicar el antidogmatismo. Evitar generalizaciones improcedentes. Cuestionar las ideas
preconcebidas y los prejuicios.
. Tener responsabilidad sobre sí mismo, los recursos y el entorno. Conocer los hábitos saludables
personales comunitarios y ambientales basados en los avances científicos. Valorar el uso del
principio de precaución
Fuente: las capacidades y dimensiones de la capacidad científica (adaptado de Cañas y
otros, 2010)
COMPETENCIA CIENTÍFICA. DIMENSIONES
2.3. Marco Legal
2.3.1. Contexto Internacional

En el mundo la UNESCO, la UNICEF, el Foro Social Mundial, entre otros,
afirman que por medio de la educación se puede construir una sociedad
equitativa; Delors, J (1996). La educación permite que la poblacióntenga
acceso a otras alternativas de vida; es la principal vía para darle a hombres y
mujeres las herramientas que permitan asumir un mundo conflictivo a nivel
social.

Dentro de las áreas del conocimiento se encuentra las ciencias naturales y
educación ambiental que promueve como uno de sus fines darle al educando
elementos para que pueda incorporarse a una sociedad, produzca mejorando su
calidad de vida. En coherencia la UNESCO en 1983, sostiene que las razones
para la incorporación temprana de la alfabetización científica son:
 Contribuye a la formación del pensamiento lógico por medio de la
resolución de problemas concretos.
 Permite mejorar la calidad de vida.
 Prepara a los educandos para la futura inclusión en el mundo científico –
tecnológico.
 Favorece en los estudiantes el desarrollo intelectual.
 Fundamenta las áreas instrumentales.
 Facilita la exploración lógica y sistemática del medio que nos rodea.
 Ayuda a explicar la realidad y contribuye a resolver problemas que
tienen que ver con ella.
La prueba PISA que es el “Programa para la Evaluación Internacional de
Estudiantes” (Programme for International Student Assessment), está a cargo de
la OCDE (Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico), que
tiene como objetivo evaluar la formación de los estudiantes al ir terminado la
etapa de la enseñanza obligatoria, que en la mayoría de los países
participantes es a la edad de 15 años. La aplicación de la evaluación PISA es
cada tres años, se realiza en tres áreas, consideradas fundamentales en el
proceso educativo: Matemáticas, Lectura y Ciencias Naturales; OCDE, P. (2006).
La evaluación del conocimiento en el área de las ciencias naturales incluye
los sistemas biológicos, los sistemas físicos (química y física), las ciencias de
la Tierra y el espacio y la tecnología.

Las pruebas PISA no se centran solamente en verificar si el estudiante sabe o
no los contenidos, sino que busca identificar la adquisición de ciertas
habilidades, capacidades y aptitudes que permiten al estudiante resolver
problemas y situaciones de la vida. OCDE, P. (2006).
El Proyecto 2061, desarrollado por la Asociación Americana para el Avance de la
Ciencia (siglas en ingles AAAS), busca reformar el aprendizaje de las ciencias
naturales en la educación básica y media en los colegios de los Estados Unidos.
Su objetivo principal es lograr que todos los estudiantes adquieran una sólida
formación científica, considerando que dicha formación se logra con la unión
de las ciencias (naturales y sociales), las matemáticas y la tecnología.
Desafío Fundación Telefónica es un proyecto educativo que busca
propuestas innovadoras en la enseña científico – tecnológicas, potencia el
aprendizaje y multiplica el conocimiento conectando personas e instituciones para
contribuir al desarrollo integral de niños, niñas y adolescentes.
Las anteriores propuestas buscan hacer de la educación el medio por el cual las
personas puedan mejorar su calidad de vida a la vez que adquieren herramientas
para solucionar situaciones que se les presentan en su vida cotidiana.
2.3.2. Contexto Nacional

El área de ciencias naturales y educación ambiental es obligatoria y
fundamental dentro del plan de estudio de las instituciones educativas , tanto
oficiales como privadas de Colombia. La normatividad de dicha área se
muestra a continuación en la tabla 2-7.

Tabla 2-6 Marco jurídico del área de las ciencias naturales y educación
ambiental en Colombia.
LEY O DECRETO ASUNTO
Constitución política de Colombia de 1991 Art.
67
La educación es un derecho de la persona
Ley 115 Ley general de la educación
Ley 115 Art 5 Fines de la educación
Ley 115 Art. 11 Niveles de educación
Ley 115 art 13 Objetivos de la educación
Ley 115 art 20 Objetivos de la educación básica
Ley 115 art 23 Áreas obligatorias y fundamentales
Ley 115 art 30 Objetivos de la Educación media
Ley 115 art 77 Autonomía escolar
Resolución 2343 de 1996 Por el cual se fijaron los indicadores de logro a
nivel Nacional
Decreto 2247 de 1997. La prestación del servicio educativo del nivel
preescolar y se dictan otras disposiciones
Lineamientos Curriculares de 1998 Por medio del cual se fijaron los lineamientos
curriculares y pedagógicos de todas las áreas
obligatorias y fundamentales a nivel nacional
Decreto 1290 de 2009 Por el cual se reglamenta la evaluación del
aprendizaje y promoción de los estudiantes
de los niveles de educación básica y media.
Ley 1014 de 2006 Requerimientos y necesidades de
implementar el emprendimiento
Decreto 2247 de 1997 Normas para la prestación del servicio
educativo del nivel preescolar y se dictan otras
disposiciones.
Fuente. Elaboración propia

En 1983 en el país surge una preocupación por la investigación en educación
y pedagogía y se proponen los lineamientos para el desarrollo de un programa
nacional de ciencia y tecnología que se refleja posteriormente en la creación
del decreto 585 de 1991, que propone el programa nacional de estudios
científicos de la educación dentro de los programas del sistema Nacional de
Ciencia y Tecnología. Es así como se inicia desde los años 90 el apoyo de la
investigación a nivel de la educación.

Posteriormente en el 1994 con la aprobación de la Ley General de Educación se
define en el artículo 76 el concepto de currículo como:
“(…) un conjunto de criterios, planes de estudio, programas, metodologías y
procesos que contribuyen a la formación integral y a la construcción de la
identidad cultural nacional, regional y local, incluyendo también los recursos
humanos, académicos y físicos para poner en práctica las políticas y llevar a cabo
el proyecto educativo institucional”.
Desde los lineamientos curriculares para Ciencias Naturales y Educación
ambiental se resaltan algunos aspectos relacionados con la actividad
experimental en las ciencias:

a) “El darle un nuevo sentido al laboratorio de ciencias, tal y como se propone en
este documento, se apoya en parte en la intención de recuperar este fundamento
de las idealizaciones científicas”.

b) “Los alumnos y el profesor, al igual que los científicos, van al laboratorio para
“interrogar” a la naturaleza con el fin de confirmar o rechazar sus hipótesis”.

c) “En el laboratorio escolar no se puede actuar de manera diferente. Si el
estudiante no va al laboratorio con su mente bien preparada, es decir, si no va
con una hipótesis acerca de lo que debe observar si lleva a cabo tales y tales

procedimientos, y toma tales y tales medidas, no podrá entender qué es lo que
sucede cuando realiza su experimento. Ahora bien, un alumno no puede entender
sino aquello que él ha podido reconstruir mediante la reflexión, la discusión con
sus compañeros y con el profesor, o mediante la acción sobre los objetos del
mundo”.

d) “(…) es importante señalar desde ahora que continuar con aquellas guías de
laboratorio en las que se le dan instrucciones precisas sobre las operaciones
experimentales que debe ejecutar y las observaciones y medidas que debe
realizar para después preguntarle a qué conclusiones puede llegar y después
inducirlo a dar las conclusiones “a las que había que llegar” no tienen sentido
dentro del marco de esta propuesta de renovación curricular, pedagógica y
didáctica”.
De acuerdo a los estándares establecidos por el ministerio de Educación Nacional
en las pruebas Saber 11 se evalúa las siguientes competencias en el área de
química, en los componentes: aspectos analíticos de sustancias, aspectos
fisicoquímicos de sustancias, aspectos analíticos de mezclas y aspectos
fisicoquímicosde mezclas.

Tabla 2-7 .Componentes de química- Examen del Estado
COMPONENTE DESCRIPCIÓN

Aspectos analíticos de
sustancias
Este componente incluye aspectos relacionados con el análisis
cualitativo y cuantitativo de las sustancias. Dentro del análisis
cualitativo se evalúan situaciones que tienen que ver con la
determinación de los componentes de una sustancia y de las
características que permiten diferenciarla de otras. En lo relacionado
con el análisis cuantitativo, se evalúan situaciones en las que se
determina la cantidad en la que se encuentran los componentes que
conforman una sustancia.
En este componente se analiza la composición, estructura y

Aspectos fisicoquímicos
de sustancias
características de las sustancias desde la teoría atómico-molecular y
desde la termodinámica. El primer referente permite dar cuenta de
cómo son los átomos, iones o moléculas y la forma como se
relacionan con sus estructuras químicas. El segundo, permite
comprender las condiciones termodinámicas en las que hay mayor
probabilidad que el material cambie al nivel físico o fisicoquímico.

Aspectos analíticos de
mezclas
En este componente se describen a nivel cualitativo, las
características que permiten diferenciar una mezcla de otra y cuáles
son sus componentes. Al nivel cuantitativo, se determina la proporción
en que se encuentran los componentes de la mezcla y se realizan
mediciones de sus características determinativas. Por ello, aborda no
solamente las técnicas para el reconocimiento o separación de
mezclas y las mediciones en general, sino también las
consideraciones teóricas en que se fundamentan.

Aspectos fisicoquímicos
de mezclas
En este componente se realizan interpretaciones desde la teoría
atómica y molecular, cuyos enunciados caracterizan la visión
discontinua de la materia (materia conformada por partículas) y desde
la termodinámica que interpreta a los materiales en su interacción
energética con el medio. Desde el primer referente, se realizan
interpretaciones sobre cómo es la constitución de las entidades
químicas (átomos, iones o moléculas) que conforman el material y de
cómo interactúan de acuerdo con su constitución.
Complementariamente, desde el segundo referente,(la
termodinámica), se contemplan las condiciones en las que el material
puede conformar la mezcla (relaciones de presión, volumen,
temperatura y número de partículas).
Fuente: Instituto Colombiano para la Evaluación de la Educación (ICFES).

2.3.3. Contexto Regional

En el Departamento de Antioquia se impulsa la educación en ciencia,
tecnología e investigación a partir de la ley 1286 de 2009, la cual fundamenta
la política nacional de ciencia , tecnología e innovación, en conjunto con la

posterior expedición de la ley 1530 de 2012 por la cual se regula la
organización y el funcionamiento del sistema general de regalías. Estas leyes
permiten asignar recursos financieros para las actividades de CTI + E (Ciencia,
Tecnología, Innovación y Emprendimiento) generando así el desarrollo social y
económico de la región a partir del conocimiento científico y tecnológico.
En Medellín con el Plan de Desarrollo “Medellín un hogar para la vida” 2012 –
2015, se tienen los siguientes programas que hacen referencia al campo de
la educación:
 Programa: educación para todos y todas
Tiene como fin garantizar el derecho fundamental a la educación, permitiendo
que los niños, jóvenes y adultos tengan acceso al estudio desde el grado de
transición hasta la educación media.
 Programa: ciencia, tecnología e Innovación y emprendimiento de alto
potencial y diferenciación y creación del fondo CTi.
El Objetivo es promover y desarrollar emprendimientos y nuevos negocios del
conocimiento con alto potencial de crecimiento y diferenciación para incrementar
la productividad y la competitividad del municipio.
Este programa pretende alcanzar un mayor desarrollo de la ciencias, la
tecnología y la innovación por medio de la implementación del plan C+T+ I 2011-
2021.
En el mismo período en Antioquia se concibe la educación como eje fundamental
del desarrollo: Antioquia la más educada (Fajardo 2012). Se financiaron becas
para estudios relacionados con maestrías para docentes, para contribuir de esta
forma a la calidad en la educación.
Para el año 2014 la secretaria de educación de Medellín pública “Expedición
Currículo” que consiste en una serie de 13 documentos uno de los cuales
corresponde al área de ciencias naturales y educación ambiental de básica

primaria, secundaria y media. Dicho documento está diseñado para que el
proceso enseñanza-aprendizaje, se origine a partir de una pregunta
problematizadora.
Con respecto a este documento cabe resaltar que se busca unificar los
estándares básicos de competencias que se imparten en las diferentes
instituciones educativas del municipio teniendo en cuenta además los estándares
establecidos a nivel nacional.

2.3.4. Contexto Institucional

La enseñanza de las ciencias naturales y la educación ambiental, en la institución
educativa San Juan Bautista de la Salle, busca formar un estudiante crítico,
creativo, protagonista de su propio aprendizaje, en el cual el profesor brinda un
ambiente apropiado para su formación e inculcar valores, principios y actitudes
en el futuro ciudadano.
Para lo anterior se tienen como referentes conceptuales la Ley General de
Educación, los lineamientos curriculares, el proyecto educativo institucional, que
promueven la formación de personas con espíritu científico e investigativo, que
aplique los conocimientos de los procesos físicos, químicos, biológicos,
ecológicos y del mundo de la vida en la solución de problemas.
El modelo pedagógico que sigue la institución educativa es el social –
cognitivo, el cual se centra en la dimensión social, en el desarrollo de los
individuos, proponiendo el alcance máximo y multifacético de las capacidades e
intereses del educando.
2.4. Marco Espacial

La institución educativa San Juan Bautista de la Salle, se encuentra ubicada en la
zona nororiental de Medellín, en el barrio Manrique la Salle perteneciente a la

comuna cuatro, pertenece al núcleo educativo 916 de la secretaria de
educación de Medellín. Actualmente cuenta en su parte administrativa, con un (1)
rector, tres (3) coordinadores y en la operativa con cuarenta y cinco (45)
profesores ubicados en tres jornadas: mañana, tarde y noche.
En el año 2015 se cuenta con una población estudiantil de 1.800 educandos
distribuidos en tres jornadas: en la mañana se imparten clases desde el
grado sexto al grado once, en la tarde desde el grado preescolar hasta quinto y
en la noche educación de adultos desde CLEI 1 (Ciclo Lectivo Especial
Integrado conforme al decreto 3011 de 1997) al CLEI 6.
La población estudiantil pertenece a la zona nororiental de los estratos 1 y 2,
que se caracteriza por tener escasos recursos económicos, situación que hace
que se limiten ciertas acciones educativas que impliquen la exigencia de textos
escolares, de literatura o científicos y otros recursos facilitadores del aprendizaje.
Su núcleo familiar corresponde en pocos casos a la familia tradicional, la gran
mayoría corresponde a madres cabeza de familia, trabajadoras, lo que implica
que no haya un acompañamiento en el proceso educativo y por ende tenga como
consecuencias, entre otras, un bajo rendimiento académico y deserción escolar.
En esta zona, durante estos dos últimos años ha mejorado la convivencia social,
gracias a proyectos que ha desarrollado el municipio de Medellín, desde sus
diferentes dependencias como son la Secretaría de Educación, la Secretaría deMedio Ambiente, la Secretaría de Salud, entre otras. Es notable en esta zona el
asentamiento de población desplazada por la violencia generada en el resto del
departamento, lo cual ha implicado en la institución educativa, el aumento notable
de la población estudiantil.

3. DISEÑO METODOLÓGICO

La metodología para realizar el trabajo final de la maestría en enseñanza de
las ciencias exactas y naturales , es de profundización de corte monográfico
(estudio de casos), por medio de la utilización del método inductivo y con un
enfoque cualitativo de corte etnográfico.
3.1. Tipo de Investigación: profundización de corte
monográfico

Es una profundización de corte monográfico de análisis de experiencias
vividas durante el segundo semestre del 2015 por los 20 estudiantes, que se
tomaron como muestra, entre hombres y mujeres de los grados decimo A y B
de la Institución Educativa San Juan Bautista de la Salle.
En esta investigación se busca analizar la adquisición de las competencias
conceptuales, procedimentales y actitudinales de los estudiantes con respecto a
los conceptos básicos de química inorgánica mediante el trabajo experimental
y utilizando como método la resolución de problemas.
3.2. Método

La palabra método en su definición etimológica se define como el “camino a
través del cual se alcanza un fin”; Martínez & Ávila, (2010).
En este trabajo se aplica el método inductivo, que es el que se utiliza en las
ciencias experimentales, el cual parte de la observación del fenómeno para
posteriormente realizar una generalización de lo observado y por último
establecer conclusiones.
Para el presente trabajo se parte de la observación del desarrollo de las
competencias científicas que el estudiante demuestre en la solución de

problemas planteados experimentalmente; además se puede percibir el grado de
adquisición de los conceptos trabajados en química durante las prácticas de
laboratorio.
De los resultados obtenidos en las prácticas de laboratorio, de los procedimientos
realizados, de las estrategias de solución y de la actitud del estudiante se podrán
obtener conclusiones de cómo el presente proyecto de aula puede favorecer la
adquisición de competencias científicas.
3.3. Enfoque: Cualitativo de corte etnográfico

La investigación cualitativa se interesa por la interpretación que hacen los
individuos del mundo que les rodea, hace uso del método hipotético- inductivo y
hace énfasis en lo particular y subjetivo; Martínez & Ávila, (2010).
La característica fundamental de la investigación cualitativa consiste en
explicar los significados que las personas asignan a diferentes objetos,
situaciones, acciones, acontecimientos o comportamientos; con la finalidad de
comprender el fenómeno dentro de su contexto social ya que este es
construido por medio de las vivencias, de las particularidades, desde la
subjetividad y la percepción.
La etnografía estudia los fenómenos sociales, que son producto de la interacción
de las personas que hacen parte de una determinada comunidad, cultura o grupo
humano. “Los diseños etnográficos pretenden describir y analizar ideas,
creencias, significados, conocimientos y prácticas de grupo”; Patton, (2002).
3.4. Instrumentos de recolección de información
Se utilizarán diferentes formas de recolección de la información entre las que
se destacan:

 Consultas bibliográficas y cibergráficas sobre tipo de prácticas de
laboratorio que se adapten a la metodología de resolución de problemas.
 Información sobre los resultados obtenidos en las pruebas saber, desde
el 2000 al 2013, en la Institución Educativa San Juan Bautista de la Salle
en la asignatura de química.
 Encuestas sobre la aceptación o gusto de los estudiantes de las
prácticas experimentales.
 Informe sobre las diferentes prácticas experimentales realizadas por los
estudiantes con los módulos diseñados.

3.5. Cronograma

Para desarrollar la propuesta del trabajo final de la maestría en enseñanza de
las ciencias exactas y naturales se tiene la siguiente planificación de actividades,
según la tabla 3-1.
Tabla 0-1 Planificación de actividades
FASE OBJETIVOS ACTIVIDADES
Fase 1:

Pruebas
Diagnosticas
Identificar los
estándares y
competencias
científicas, en las
cuales se va hacer la
intervención por
medio del trabajo
experimental con
énfasis en la
resolución de
problemas
1.1. Revisión de los resultados en las pruebas
saber once de los años 2013 y 2014, para
analizar los estándares y competencias del
grado que se deben intervenir
1.2. Aplicación de encuesta sobre la posición
de los estudiantes frente al trabajo
experimental
1.3. Realización de pruebas escritas para
analizar el desempeño de los estudiantes
en la competencias y estándares del grado
decimo en química, según MEN
Fase 2:

Diseño e
Implementación.
Diseñar las prácticas
de laboratorio con
base en la resolución
de problemas,
buscando la
enseñanza de los
2.1 Diseño y elaboración de prácticas de
laboratorio para el grado decimo utilizando
la metodología de resolución de problemas

conceptos básicos
de química
inorgánica
Fase 3: Aplicación Aplicar las prácticas
de laboratorio
diseñadas para
intervenir la
enseñanza de la
química del grado
decimo de la I.E San
Juan Bautista de la
Salle.
3.1. Implementación de la estrategia didáctica de
enseñanza propuesta.
Fase 4: Análisis y
Evaluación
Evaluar los
resultados obtenidos
de la enseñanza de
la química del grado
decimo por medio de
las prácticas de
laboratorio y
utilizando la
resolución de
problemas en la I. E
San Juan Bautista de
la Salle
4.1. Construcción y aplicación de pruebas
evaluativas de las competencias científicas
adquiridas durante el desarrollo de la
propuesta
4.2. Construcción y aplicación de una actividad
evaluativa para los informes de las prácticas
de laboratorio realizadas.
4.3. Realización del análisis de los resultados
globales obtenidos por el desarrollo de la
propuesta.
.
Fuente. Elaboración propia

En la tabla 3-2 se muestra los tiempos presupuestados para el desarrollo del
trabajo.

Tabla 0-2 Cronograma de actividades
ACTIVIDADES
SEMANAS
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Actividad 1.1 X
Actividad 1.2 X X
Actividad 1.3 X X
Actividad 2.1 X X X X X
Actividad 3.1 X X X X X X X
Actividad 4.1 X X X
Actividad 4.2 X X
Actividad 4.3 X X
Fuente. Elaboración propia

4. TRABAJO FINAL
4.1. Desarrollo y sistematización de la propuesta

Para seleccionar los diferentes conceptos químicos a intervenir , por medio del
proyecto de aula , se tuvo en cuenta la información brindada en una encuesta
realizada por los estudiantes, del grado décimo, acerca del trabajo experimental
desarrollado por ellos (anexo 1) , además del consolidado de los resultados
obtenidos por los estudiantes en las pruebas Saber 11 en química entre los
años 2000 y 2013 (anexo 2); se toma la información hasta año 2013 debido a
que hasta esta fecha las pruebas saber 11 reportan por separado las áreas de
biología, física y química, a partir del año 2014 se reportan las tres áreas como
una sola: ciencias naturales.

La encuesta realizada a los estudiantes permite concluir (ver análisis de la
encuesta anexo 3) que la mayoría de ellos piensan que el trabajo en el
laboratorio es mejor que la clase magistral, que iral laboratorio les permite
explicar los conceptos que la observación de los videos e incluso que la
aplicación de software. Afirman que el aprendizaje mejora cuando se realiza la
parte experimental. Además opinan que por medio de las prácticas de
laboratorio comprenden mejor los fenómenos de la vida cotidiana y señalan
que encuentran una relación entre la teoría vista en clase y las actividades
experimentales.

El consolidado de los resultados en química de las pruebas Saber 11 desde el
año 2000 al 2013, muestra que la Institución San Juan Bautista de la Salle ha
estado en la categoría medio y bajo, con un puntaje promedio de 42, mostrando

una baja adquisición en las competencias en química, por lo tanto se realizaran 4
módulos de trabajo experimental, los cuales son:

Módulo 1: separación de mezclas, donde se aprovechan las propiedades de las
sustancias para separar estas.

Módulo 2: soluciones. Se abordan temas como las clases de soluciones y
preparación de soluciones a diferentes concentraciones.

Módulo 3: reacciones químicas, que incluye los conceptos de cambios químicos
y físicos, mol, ecuación química y balanceo.

Módulo 4: estequiometria, se estudian los temas de mol, pureza de reactivos,
reactivo limite y cálculos estequiométricos.

Cada módulo promueve que el estudiante al buscar la solución a un problema a
nivel experimental y en contexto aprenda los conceptos químicos trabajados allí.
Los módulos tendrán la estrategia para la resolución de problemas propuesta
por Polya (2005), el cual contiene cuatro pasos:

1. Comprender el problema: el estudiante en este paso debe leer y entender el
problema, es decir debe saber el significado de los términos empleados en el
enunciado, para poder identificar las incógnitas y los datos.
2. Trazar un plan para resolverlo: el estudiante debe tener unos conceptos
previos ya adquiridos y haber tenido una experiencia en resolver una
situación similar, para poder así crear una estrategia que le permita resolver el
problema.
3. Ejecutar el plan: teniendo en cuenta la estrategia y los conceptos químicos
involucrados, se realiza la parte experimental.
4. Comprobar los resultados: se toman los resultados obtenidos
experimentalmente y se verifica que la incógnita propuesta en el problema

haya sido resuelta, se puede plantear un discusión sobre los resultados
obtenidos y los esperados, además se puede abrir un espacio para que los
estudiantes propongan otras formas experimentales para resolver el problema.

Partiendo de esta estrategia se tomaron 20 estudiantes, 10 de decimo A y
10 de decimo B entre hombres y mujeres, los cuales se dividieron en cuatro
equipos de laboratorio. Cada equipo debía entregar en el informe de la
solución experimental de cada problema lo siguiente:
1. Decir en qué conceptos químicos se basa la solución de la situación
problema.
2. Entregar un diagrama de flujo donde muestren la estrategia que se debe
llevar a cabo para resolver cada problema.
3. Un listado de materiales y equipos necesarios para hacer el montaje
experimental.
4. Responder las preguntas dentro del desarrollo de la solución del problema
al iniciar o finalizar la práctica.

DISEÑO DE MÓDULOS

MODULO 1: SEPARACIÓN DE MEZCLAS

La separación de mezclas, utiliza para la solución de problemas las siguientes
propiedades y conceptos:
Solubilidad: la solubilidad es la máxima cantidad de soluto que puede
disolverse en una cantidad dada de solvente a una temperatura específica;
Chang, (2010).

Temperatura de ebullición: temperatura a la cual la presión de vapor de un
líquido iguala a la presión externa. La temperatura de ebullición normal de
un líquido es la temperatura a la cual la presión de vapor es exactamente igual
a una atmosfera. El punto de ebullición normal del agua es de 100 ºC;
Whitten, (2011).
Magnetismo: es la propiedad que tienen los objetos de ejercer fuerzas de
atracción o repulsión sobre otros. El hierro, el níquel y el cobalto son
materiales que presentan propiedades magnéticas, y pueden convertirse en un
imán.
Las sustancias paramagnéticas tienen electrones desapareados y los campos
magnéticos las atraen débilmente. En contraste, las sustancias diamagnéticas
tienen electrones apareados y los campos magnéticos las repelen muy
débilmente.
Los elementos libres hierro, cobalto y níquel son los únicos que exhiben
ferromagnetismo. Esta propiedad es mucho más fuerte que le paramagnetismo
pues hace que una sustancia se mantenga magnetizada en forma permanente
cuando se coloca en un campo magnético, esto sucede cuando los espines de
los electrones orientados al azar se alinean por sí mismos en un campo
aplicado; Whitten, (2011).

Densidad: “la densidad es la medida utilizada en la ciencia para determinar la
cantidad de masa contenida en un determinado volumen o espacio dado”;
Aguilar, (2011). La densidad es una magnitud intensiva, es decir, una magnitud
que no depende de la cantidad de materia que compone el cuerpo, sino sólo de
su composición. Las propiedades intensivas son especialmente importantes en
los análisis químicos, ya que nos permiten caracterizar e identificar sustancias,
purezas de las mismas y concentración de disoluciones. En el sistema
internacional de unidades (S.I) las unidades de densidad son Kg/m3, pero en
química se expresa generalmente en g/cm3 o g/ml para sólidos y líquidos y en g/l
para gases.

La densidad varía con los cambios de presión y temperatura, así tenemos que:
cuando aumenta la presión, la densidad de cualquier material estable también
aumenta y en general al aumentar la temperatura, la densidad disminuye (a
presión constante). Es bueno decir que la variación de la densidad en líquidos y
sólidos, por cambios de presión y temperatura, es muy pequeña debido al
coeficiente de compresibilidad y al coeficiente de dilatación térmica en estas
sustancias, todo lo contrario ocurre con los gases donde hay fuertes variaciones
de densidad con cambios de presión y temperatura, como lo explica la Ley de los
gases ideales.
La anterior definición es la que corresponde a la densidad absoluta o
densidad normal. La densidad relativa es la densidad de una sustancia en
relación con otra, no tiene unidades y la densidad aparente se aplica en
materiales de constitución heterogénea, y entre ellos, los porosos como el suelo,
los cuales forman cuerpos heterogéneos con intersticios de aire u otra sustancia,
de forma que la densidad total de un volumen del material es menor que la
densidad del material poroso si se compactase

Miscibilidad: es la capacidad que tiene un líquido para disolverse en otro. Los
líquidos polares tienden a interactuar bastante y se disuelve con facilidad en
otros líquidos polares. El metanol, CH3OH; etanol CH3CH2OH; acetonitrilo,
CH3CN; y el ácido sulfúrico H2SO4 son líquidos polares y son solubles en casi
todos los disolventes polares (como el agua). Los líquidos no polares no son
muy solubles en líquidos polares debido a la ausencia de fuerzas de
interacción. Se dice que son inmiscibles. Sin embargo, los líquidos no polares
suelen ser muy solubles (miscibles) en otros líquidos no polares; Whitten, (2011).

El estudiante debe saber aplicar los métodos de separación de mezclas que
son:
http://www.ecured.cu/Temperatura
http://www.ecured.cu/index.php?title=Ley_de_los_gases_ideales&action=edit&redlink=1
http://www.ecured.cu/index.php?title=Ley_de_los_gases_ideales&action=edit&redlink=1
https://es.wikipedia.org/wiki/Suelo

71684175 2016

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