Educació Química EduQ

Educació Química

EduQ

Societat Catalana de Química - Filial de l’Institut d’Estudis Catalans

Química en context

Potencialitats i problemàtiques dels projectes de química en context

Del CBA i el CHEM a la química en context: un recorregut pels projectes de química des dels anys setanta fins a l’actualitat

New Chemistry: context-based modules and pathways in a bottomup project of curriculum reform

El context per aprendre química en el projecte «Competències de pensament científic ESO 12-15»

Educació Química EduQ

Febrer 2015, número 20

Editors

Fina Guitart, CESIRE-CDEC, SCQ, Barcelona

Aureli Caamaño, SCQ, Barcelona

Consell Editor

Josep Corominas, Escola Pia, Sitges

Jordi Cuadros, IQS-URL, Barcelona

Josep Durán, UdG, Girona

Pere Grapí, INS Joan Oliver, Sabadell

Mercè Izquierdo, UAB, Barcelona

Claudi Mans, UB, Barcelona

Àngel Messeguer, CSIC, Barcelona

Neus Sanmartí, UAB, Barcelona

Montse Tortosa, INS Ferran Casablancas, Sabadell

Amparo Vilches, UV, València

Consell Assessor

Consell Assessor Catalunya / Espanya

Joan Aliberas, INS Puig i Cadafalch, Mataró

Miquel Calvet, INS Castellar, Castellar del Vallès

Francesc Centellas, UB, Barcelona

Regina Civil, Escola Sakado, Barcelona

Anicet Cosialls, INS Guindàvols, Lleida

Carlos Durán, Centro Principia, Màlaga

Xavier Duran, TV3, Barcelona

Josep M. Fernández, UB, Barcelona

Dolors Grau, UPC, Manresa

Paz Gómez, INS Provençana, l’Hospitalet de Llobregat

Elvira González, Centro de Ciencias, Bilbao

Pilar González Duarte, UAB, Barcelona

Ruth Jiménez, UAL, Almeria

Teresa Lupión, Centro de Recursos UMA, Màlaga

María Jesús Martín-Díaz, IES Jorge Manrique, Madrid

Conxita Mayós, Departament d’Ensenyament, Barcelona

José María Oliva, UCA, Cadis

Gabriel Pinto, UPM, RSEQ, Madrid

Marta Planas, UdG, Girona

Anna Roglans, UdG, Girona

Núria Ruiz, URV, Tarragona

Olga Schaaff, Escola Rosa dels Vents, Barcelona

Marta Segura, Escola Pia Nostra Senyora, Barcelona

Rosa Maria Tarín, UAB, Barcelona

Romà Tauler, IDAEA-CSIC, Barcelona

Gregori Ujaque, UAB, Barcelona

Nora Ventosa, ICMAB-CSIC, Barcelona

Josep Anton Vieta, UdG, Girona

Consell Assessor Internacional

María del Carmen Barreto, Universitat de Piura, Perú Liberato Cardellini, U. Politecnica delle Marche, Itàlia

Agustina Echeverria, Universitat Federal de Goiás, Brasil

Sibel Erduran, Universitat de Bristol, Regne Unit

Odilla Finlayson, Universitat de Dublín, Irlanda

Andoni Garritz , UNAM, Mèxic

Lidia Galagowsky, Universitat de Buenos Aires, Argentina Marcelo Giordan. Universitat de São Paulo, Brasil

Gisela Hernández, UNAM, Mèxic Èric Jover, Observatori de la Sostenibilitat d’Andorra Isabel Martins, Universitat d’Aveiro, Portugal

Eduardo Mortimer, Universitat de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brasil

Carlos Javier Mosquera, Universitat Distrital, Bogotà, Colòmbia Fátima Paixão, Castelo Branco, Portugal Vincent Parbelle, Lycée La Martinière, Lió, França Ilka Parchmann, Universitat de Kiel, Alemanya Mario Quintanilla, Pontifícia Universitat Catòlica, Xile Santiago Sandi-Urena, Universitat de Tampa, Florida, EUA Wilson dos Santos, Universitat de Brasília, Brasil Vicente Talanquer, Universitat d’Arizona, EUA

Societat Catalana de Química (SCQ) http://blogs.iec.cat/scq/ President: Carles Bo filial de l’ Institut d'Estudis Catalans (IEC) Barcelona. Catalunya. Espanya

Impressió: Gráficas Rey

ISSN: 2013-1755

Dipòsit Legal: B-35770-2008

ÍNDEX

Editorial

Química en context

Neus Sanmartí, Aureli Caamaño i Fina Guitart

Monografia: Química en context

Potencialitats i problemàtiques dels projectes de química en context .

Iván Marchán Carvajal i Neus Sanmartí

Del CBA i el CHEM a la química en context: un recorregut pels projectes de química des dels anys setanta fins a l’actualitat

Aureli Caamaño

New Chemistry: context-based modules and pathways in a bottom-up project of curriculum reform

.25

Onno de Jong

El context per aprendre química en el projecte «Competències de pensament científic ESO 12-15» . . .32

Joan Aliberas, Mercè Izquierdo i Fina Guitart

Enseñar química en el contexto de problemas y situaciones de la vida diaria relacionados con la salud 40 Ángel Blanco López, Antonio Joaquín Franco-Mariscal i Enrique España Ramos

Per què cal sumar el gènere al context d’aprenentatge?

Núria Solsona Pairó

Intercanvi

Cap a un millor coneixement de l’aigua i el seu món 54

Francesc Centellas, Josep Centelles, Joan Dosta, Sergi García, Carme González, Jaume Granell, Albert Gutiérrez, Elisa Vallés i Elena Xuriguera

Editorial

Monografia: «Química en context»

La recerca en didàctica de la química posa de manifest que l’ensenyament i l’aprenentatge de les ciències en context millora l’actitud i la motivació dels alumnes. Hi ha també evidències que, a més de l’aprenentatge sobre el context, si es promou la indagació i la modelització, hi ha aprenentatges de continguts de construcció del coneixement científic i de continguts conceptuals vinculats als models de ciència escolars. Els aprenentatges esdevenen significatius i es millora la capacitat de transferir-los a noves situacions. D’altra banda, no hi ha una resposta única a la pregunta de quins són els contextos més adients, ja que hi ha molts factors que hi intervenen. Convé, però, proposar contextos que siguin rellevants socialment, que abordin temàtiques controvertides, que posin de manifest una ciència en construcció i convidin a la implicació dels alumnes, i que desvetllin l’interès dels alumnes, tenint en compte la diversitat de situacions personals i d’aprenentatge.

L’enfocament d’una química en context esdevé imprescindible per a l’ensenyament competencial, que implica el desenvolupament de les capacitats dels alumnes, tant en les etapes de l’ensenyament obligatori com en etapes posteriors, per contribuir a la seva formació com a ciutadans capaços d’interpretar, interaccionar i participar en el món que els envolta amb coneixement i criteri. Les propostes de química en context van més enllà de les propostes d’una química per a tothom, ja que són també la manera de continuar aprenent química.

Aquest monogràfic conté articles que pretenen introduir els lectors en la temàtica de la química en context.

En l’article «Potencialitats i problemàtiques dels projectes de química en context», d’Iván Marchán Carvajal i Neus Sanmartí, s’hi han recollit aspectes del context que poden tenir un potencial benefici per a l’educació química i una selecció de problemàtiques identificades en l’ensenyament i aprenentatge a partir de contextos. S’hi proposen estratègies didàctiques que poden contribuir a maximitzar el potencial del context i a minimitzar les dificultats amb què es poden trobar l’alumnat i el professorat.

L’article «Del CBA i el CHEM a la química en context: un recorregut pels projectes de química des dels anys setanta fins a l’actualitat», d’Aureli Caamaño, fa un recorregut pels projectes de química des dels mítics CBA, CHEM i Nuffield dels anys seixanta i setanta fins a l’actualitat, a través dels diferents enfocaments didàctics. Fa una especial atenció als projectes de química en context, que des dels anys vuitanta fins ara han tingut una presència creixent en la innovació del currículum de Química a l’ESO i al batxillerat.

Onno de Jong ens presenta, a l’article «New Chemistry: context-based modules and pathways in a bottom-up project of curriculum reform», un projecte de reforma curricular en l’ensenyament de la química en context als Països Baixos. El currículum del projecte va ser desenvolupat utilitzant un enfocament de baix a dalt, és a dir, els professors van dissenyar i van provar els mòduls abans que fossin públics i es combinessin en diversos itineraris d’ensenyament i aprenentatge.

Joan Aliberas, Mercè Izquierdo i Fina Guitart, a l’article «El context per aprendre química en el projecte “Competències de pensament científic ESO 12-15”», reflexionen sobre el

caràcter complementari de l’aprenentatge en context, l’ensenyament modelitzador i l’enfocament curricular competencial. S’hi presenten els contextos i continguts de química en les diverses unitats d’aquest projecte exemplificador, en concret, en la unitat de 3r d’ESO «De l’espelma a la taula periòdica: gestionem els canvis químics».

L’article «Enseñar química en el contexto de problemas y situaciones de la vida diaria relacionados con la salud», d’Ángel Blanco López, Antonio Joaquín Franco-Mariscal i Enrique España Ramos, aborda algunes qüestions relacionades amb l’ensenyament de la química basat en el context i la seva importància en l’educació obligatòria. S’hi mostren diversos exemples de contextos relacionats amb la salut en el disseny d’unitats didàctiques que integren l’aprenentatge de models importants de la química escolar.

Núria Solsona Pairó, a l’article «Per què cal sumar el gènere al context d’aprenentatge?», argumenta que cal que el gènere formi part del nucli central dels contextos d’aprenentatge, ja que la inclusió del coneixement femení permet construir contextos més rics. A l’hora d’escollir contextos per a l’aprenentatge de la química, és important recollir les aportacions de les dones a la història del coneixement, tenint en compte que moltes van seguir itineraris epistemològics diferenciats.

Completa el número, fora del monogràfic, l’article «Cap a un millor coneixement de l’aigua i el seu món», de Francesc Centellas, Josep Centelles, Joan Dosta, Sergi García, Carme González, Jaume Granell, Albert Gutiérrez, Elisa Vallés i Elena Xuriguera. Aquest article presenta un treball pràctic de laboratori que té com a objectiu estudiar característiques de diferents tipus d’aigües naturals, així com introduir els alumnes de batxillerat en el procés de potabilització de l’aigua mitjançant experiments simples.

Esperem que el número sigui del vostre interès i que el contingut del monogràfic i les aportacions dels autors contribueixin a donar una visió introductòria de la situació de la química en context.

Neus Sanmartí Coordinadora del monogràfic

Fina Guitart i Aureli Caamaño Editors d’Educació Química EduQ

Potencialitats i problemàtiques dels projectes de química en context

Potentialities and problems of chemistry in context projects

Iván Marchán Carvajal / Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Didàctica de la Matemàtica i de les Ciències Experimentals / Institut Europa (l’Hospitalet de Llobregat)

Neus Sanmartí / Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Didàctica de la Matemàtica i de les Ciències Experimentals

resum

L’ús de contextos per a l’aprenentatge de la química és una proposta fonamentada en la recerca educativa que pot contribuir a resoldre alguns dels problemes amb què es troben els professors de secundària. Primerament, s’han recollit aspectes del context que poden tenir un potencial benefici per a l’educació química i, després, s’ha discutit una selecció de problemàtiques identificades en l’ensenyament i aprenentatge a partir de contextos. A l’apartat final, es presenta una proposta justificada d’estratègies didàctiques que poden contribuir a maximitzar el potencial del context i a minimitzar, en la mesura que pugui, les dificultats amb què es poden trobar l’alumnat i el professorat.

paraules clau

Contextualització, didàctica, educació secundària, educació científica.

abstract

The use of contexts for learning chemistry is a research-based proposal to help solve some of the educational problems in learning chemistry. Firstly, some potential aspects for the use of context that may promote chemical education have been revised, and then some problematic issues in teaching and learning from contexts are discussed. The final section presents a proposal of nine teaching strategies that can help maximize the context potential as well as minimize, to a certain extent, the difficulties that students and teachers find in context-based chemistry courses.

keywords

Context-based education, didactics, secondary education, science education.

Alguns problemes de l’educació química d’avui

Molts docents de física i química de secundària vivim cada dia la difícil tasca de ser professors d’aquestes complexes disciplines, que desperten o bé un gran amor o bé un profund desinterès. Motivar l’alumnat amb activitats de química no és gaire difícil, atès el seu caràcter experimental, però el llenguatge és complex i per expli-

car les observacions cal imaginar tot un món que no s’observa i que és molt abstracte. Per tant, el repte de la nostra feina en un ensenyament bàsic per a tota la població és aconseguir que l’alumnat aprengui les grans idees de la química que li han de servir, al mateix temps, per avançar en les etapes educatives posteriors i, sobretot, per ser ciutadans científicament alfabetitzats.

La recerca en educació científica ha identificat alguns problemes de l’educació química actual que de ben segur resultaran familiars al professorat: — Emocions negatives. Molts alumnes tenen un record fet d’emocions negatives del seu aprenentatge de la física i la química: odi, tensió, frustració, etc., i no opten pels itineraris científics, tal com s’ha evidenciat en els

estudiants del grau de mestre (Costillo et al., 2013).

— Manca de vocacions científiques. La química és una matèria que una part de l’alumnat vol esquivar quan esdevé optativa i, en alguns casos, aquells que la trien ho fan per una motivació extrínseca, és a dir, com un mal necessari per arribar a la seva vocació, com per exemple els alumnes que volen fer medicina o infermeria (Izquierdo, 2006).

— Dificultats per aplicar el coneixement a noves situacions. L’alumnat presenta moltes dificultats per aplicar allò après a l’aula a situacions quotidianes noves, és a dir, per transferir el coneixement (Sanmartí et al., 2011).

— Baix nivell d’alfabetització científica. Els resultats de les proves PISA indiquen un nombre molt baix d’alumnes en el nivell més alt de la competència científica a tot el món, també a Espanya (Bybee et al., 2009).

En els últims anys, a molts països d’arreu del món s’ha apostat per la contextualització de l’aprenentatge (en anglès, contextbased education) com una metodologia que podria contribuir a una certa millora en els aspectes anteriors. Tanmateix, la diversitat d’enfocaments i els resultats de la posada en pràctica de l’ús dels contextos permeten afirmar que no és ni de bon tros un tema resolt.

En aquest article, es fa una revisió de diversos resultats de la recerca educativa en la contextualització de la química. Primerament, es presentaran els camps en els quals s’ha demostrat el potencial educatiu de l’ús del context. A continuació, es discutiran algunes de les problemàtiques identificades quan s’implementen materials contextualitzats a les aules de secundària. Finalment, es propo-

saran algunes estratègies didàctiques que, quan es combinen amb l’ús de contextos, poden proporcionar millores notables tant des del punt de vista afectiu (emocions i motivació) com des del cognitiu (aprenentatge i ús del coneixement).

Quin és el potencial dels projectes de química en context?

A la taula 1 es mostra una selecció de projectes de química en context que s’estan aplicant actualment arreu del món (per a més detalls sobre els projectes de química en context, vegeu Caamaño, 2015). A partir de la revisió dels articles de recerca entorn de l’aplicació d’aquests projectes i dels llibres de text i altres materials disponibles, s’han identificat alguns aspectes de l’ús del context que poden contribuir a la millora de l’educació química. Tot i així, cal tenir present que tot depèn de com es porten a la pràctica

docent aquestes potencialitats, j a que un mateix projecte pot donar lloc a resultats diferents en funció de com l’aplica el professorat.

En general, aquests tipus de projectes comporten que l’alumnat aprèn diferents tipus de continguts científics, tots relacionats amb el desenvolupament de la seva competència científica:

— Visions generals sobre relacions CTS (ciència-tecnologia-societat): per exemple, la contribució de la química a una societat més sostenible i respectuosa amb el medi ambient.

— Informacions concretes sobre el context: per exemple, com afecten els clorofluorocarburs la capa d’ozó.

— Idees clau abstractes d’algun model teòric: per exemple, la distribució de les partícules en l’estat gasós, que forma part del model de partícules o discontinu de la matèria.

Taula 1. Selecció de projectes actuals de química en context

PaísEdat Projecte Organisme impulsor

Brasil15-18 Química cidadã

Química e sociedade

Regne Unit 14-18 Salters advanced chemistry

Twenty first century science

Universitat de Brasília

Universitat de York

Universitat de York i Nuffield Curriculum Centre

Alemanya15-17 Chemie im KontextUniversitat d’Oldenburg

Estats Units 16-19 Chemistry in the Community Chemistry in context American Chemical Society Holanda15-18 Nieuwe scheikunde (Química nova)

Universitat d’Utrecht

Austràlia15-18 Diverses unitats didàctiques Universitat de Queensland Israel15-18 Química industrial i la unitat «Taste of chemistry» Israel Institute of Technology

Turquia15-18 Diverses unitats didàctiques separades

Universitat Tècnica de Karadeniz i Universitat de Giresun

Espanya16-18 Química en contextCESIRE. Departament d’Ensenyament

Monografia

— Idees clau sobre els mètodes i la naturalesa de la ciència: per exemple, la diferència entre creença i evidència o les etapes d’una investigació científica.

— Metaconceptes o conceptes transversals (en anglès, cross-cutting concepts): per exemple, les dualitats canvi-conservació o sistema-entorn en l’estudi dels fenòmens naturals.

Algunes de les millores que s’han evidenciat a partir de l’ús d’aquests projectes són les següents:

— Un increment del nombre de vocacions científiques. Hi ha diversos estudis que ho avalen. Per exemple, una recerca realitzada als EUA per Sutman i Bruce (1992) va trobar un increment notable del nombre d’estudiants que optaven per la química quan aquesta era optativa. La comparació es va dur a terme entre diversos grups d’alumnes, alguns que feien servir el projecte contextualitzat Chemistry in the Community i d’altres que aprenien en classes de química més tradicionals. A Catalunya, en un estudi que hem realitzat (Marchán Carvajal, 2015), també s’ha constatat un increment alt del nombre d’estudiants que escullen Física i química a 4t d’ESO, que és quan l’assignatura esdevé optativa, si en el curs anterior havien treballat la química en context.

— Una millora de la percepció de la rellevància de la ciència. Tots els estudis realitzats estan d’acord en el fet que l’ús de contextos incrementa l’interès i la motivació de l’alumnat per la química com a matèria d’estudi. Aquestes millores afectives es poden explicar, almenys parcialment, per la percepció per part de l’alumnat de la rellevància de la ciència en l’àmbit personal, social i vocacional (Stuckey i Eilks, 2014).

— Una millora de l’aprenentatge d’algunes idees clau. En aquest apartat, els resultats no són del

tot concloents, d’acord amb la revisió duta a terme per Ültay i Çalık (2011) sobre l’efectivitat dels projectes de química en context. Alguns estudis afirmen que han trobat evidències sobre millores en l’aprenentatge d’algunes àrees concretes de les teories de la química (per exemple, l’enllaç químic), mentre que en altres casos només s’ha pogut concloure que l’ús de contextos no ha fet que l’alumnat aprengui pitjor els conceptes. D’altra banda, els casos en què es va trobar un efecte negatiu en l’aprenentatge quan es feien servir projectes contextualitzats es podien explicar pel fet que era una mesura aplicada als centres en contra de la voluntat del professorat afectat.

Dels estudis fets es dedueix que l’observació de canvis en l’aprenentatge de l’alumnat en aplicar projectes en context requereix canvis en la concepció del professorat sobre com cal ensenyar i en les seves pràctiques i rutines. En general, es constaten millores sobretot entre l’alumnat que té dificultats d’aprenentatge en classes tradicionals quan el professorat aplica activitats de les proves PISA (Sanmartí i Sardà, 2007). La nostra recerca amb alumnat de 3r d’ESO ens ha permès evidenciar que molts alumnes es van motivar intrínsecament per l’assignatura perquè els agradava ser capaços de justificar els fenòmens del seu entorn amb els seus propis coneixements i explicar-los a amics i familiars (Marchán Carvajal, 2015). En conclusió, hi ha un raonable consens en el camp de la didàctica sobre el fet que l’ús de situacions rellevants i de l’entorn de l’alumnat pot contribuir a millorar l’educació química des del punt de vista afectiu, però també des del punt de vista cognitiu, és a dir, de la comprensió

dels models teòrics de la química. Tanmateix, el paper del professorat és clau. Sense una formació didàctica adient i una predisposició per la innovació, no es pot extreure el potencial dels projectes contextualitzats.

Quines problemàtiques apareixen quan es posen en pràctica projectes de química en context?

A partir dels estudis que s’han realitzat en el camp de la didàctica de la química i dels propis en analitzar diferents projectes i la pràctica d’aplicar una química en context, hem identificat alguns aspectes problemàtics sobre l’ús del context a les aules, tant des del punt de vista dels alumnes (dificultats en l’aprenentatge) com des del punt de vista del professorat (dificultats en l’ensenyament).

L’alumnat es pot perdre en la complexitat

L’alumnat amb més dificultats d’aprenentatge pot tenir dificultats, si no se l’ajuda, per identificar les idees clau dels models teòrics que apareixen en els contextos. Alguns alumnes manifesten facilitat per entendre els continguts que es refereixen a informacions concretes del context, però, al mateix temps, reconeixen que els costa extreure les idees abstractes de cada context. Per exemple, el projecte anglès Twenty first century science utilitza el context dels combustibles fòssils per aprendre relacions CTS de la química, però, tot i que utilitza vocabulari químic (mescla homogènia, element químic, molècules, etc.), si aquest no es treballa de manera explícita i abstracta, l’alumnat pot pensar que aquestes idees només són vàlides per a aquell context i, a més, pot contribuir a un ensenyament atomitzat dels conceptes científics, és a dir, sense que s’estableixin relacions entre les idees abstractes.

L’alumnat presenta dificultats per aplicar el coneixement a contextos nous

Moltes recerques han trobat evidències que una bona part dels alumnes té el que s’anomena coneixement inert. És a dir, són capaços de memoritzar, recordar i descriure idees científiques, però no les poden aplicar a situacions reals contextualitzades per justificar o predir fenòmens naturals, probablement perquè el coneixement científic no s’ha après de manera significativa i perquè estan acostumats a estudiar reproduint coneixements donats pels professors o inclosos en els llibres de text. Per exemple, molts alumnes són capaços d’elaborar dibuixos i explicacions del comportament submicroscòpic de les partícules, però, en canvi, no saben aplicar aquests dibuixos a explicar fenòmens com el fet de poder captar l’olor de certs materials. Tanmateix, quan el professorat no renuncia que fins i tot alumnes amb dificultats apliquin els coneixements a noves situacions (no gaire diferents de les treballades a classe), es constata que una bona part d’aquests alumnes desenvolupa aquesta capacitat (Sanmartí i Sardà, 2007; Marchán Carvajal, 2015).

El professorat té dificultats per connectar els continguts i els contextos

Les recerques sobre ensenyament contextualitzat reconeixen que alguns continguts sí que apareixen directament lligats a la situació objecte d’estudi, però d’altres s’introdueixen de manera tradicional per tal de cobrir tot el currículum o per manca de temps per fer servir més contextos. En aquests casos, no s’està complint el «principi de l’interès per conèixer» (Pilot i Bulte, 2006), que destaca que el context ha de generar en l’alumnat la necessitat de saber-ne més i, per tant, legitimar la construcció de noves idees

científiques a partir del seu coneixement previ. És a dir, amb l’excusa del context, s’ensenyen idees que no són necessàries per comprendre’l ni per actuar de manera fonamentada. Per exemple, en un context sobre els contaminants de l’aire, té sentit aprendre idees sobre mescla homogènia i concentració, però no tant per conèixer l’estructura molecular de les substàncies, si no és que es volen explicar els efectes de la contaminació causats per la interacció amb altres materials que formen part dels éssers vius o que es troben a l’entorn.

El professorat té dificultats per seleccionar i prioritzar continguts Una de les grans barreres de l’ús de contextos és que es necessita temps per planificar el currículum de manera que s’asseguri l’ensenyament de les idees clau i bàsiques. Alguns professors prioritzen excessivament aquells continguts amb valor propedèutic, com ara la formulació inorgànica a 3r d’ESO i, en general, idees teòriques que l’alumnat pot aprendre però que no relaciona amb cap fet del món (pot conèixer l’estructura de l’àtom o calcular masses atòmiques, però no sap per a què li serveix aquest coneixement en la vida quotidiana com a futur ciutadà). Tanmateix, no tots els continguts s’han de poder aplicar directament a la vida quotidiana, ja que alguns són rellevants per si mateixos per la seva importància sobre el coneixement del món natural.

L’alfabetització científica implica ser capaç d’aplicar idees bàsiques de la química a situacions de l’entorn de l’alumnat i, per aconseguir-ho, cal que l’alumnat aprengui significativament (relacionant fets i idees), però també a analitzar críticament afirmacions que es fan en els mitjans, a dissenyar maneres d’afrontar la resolució de proble-

mes, etc. És a dir, utilitzar tots els cinc tipus de coneixements que s’han indicat que són necessaris per ser competent científicament. En síntesi, l’ús dels contextos requereix un canvi en la priorització dels continguts a ensenyar i en la seva seqüenciació, i no es pot reduir a l’ús de situacions rellevants com una introducció motivadora, una anècdota intercalada entre explicacions magistrals o una activitat final d’aplicació d’allò après. Actualment, s’estan fent molts estudis sobre la progressió en aprenentatges i currículums com els d’Austràlia o els nous estàndards dels EUA, els resultats dels quals ja comencen a incorporar-les en les seves propostes i orientacions. Cal dir que no es tracta només de canvis en el que cal ensenyar i quan cal ensenyar-ho, sinó que l’aplicació d’un currículum en context exigeix canvis en com cal ensenyar i avaluar. De fet, tal com indica Caamaño (2011), contextualitzar, indagar i modelitzar són tres aspectes de la pràctica educativa que han d’estar ben relacionats.

Nou propostes per a l’ús de contextos basades en la recerca en didàctica

En la revisió d’articles de recerca i materials educatius de diferents projectes contextualitzats i de les reflexions pròpies de la posada en pràctica d’alguns materials per a l’ensenyament de la química de l’ESO, hem identificat algunes estratègies que poden contribuir a treure el màxim profit del potencial educatiu del context, al mateix temps que es minimitzen les problemàtiques associades al seu ús en el treball a l’aula:

1. Fer servir preguntes guia com a objectius d’aprenentatge que connectin els contextos amb els models teòrics. Una manera d’explicitar la relació entre les situacions rellevants i les idees de 7

ciència és elaborar preguntes que configurin el fil conductor de la unitat didàctica. Aquestes s’haurien de compartir amb l’alumnat de manera que donin sentit als objectius d’aprenentatge i, a més, serveixen per explorar el seu coneixement previ. Les preguntes haurien de fer referència a aspectes concrets del context, però també apuntar cap a l’aprenentatge d’algunes idees clau, per exemple: «Com es poden justificar les propietats sorprenents de la fibra de carboni?». Habitualment, cada pregunta explora subcontextos (fets, fenòmens, problemes) associats al context general que guia una unitat didàctica.

2. Fer connexions de tot tipus: entre diferents contextos i un mateix model, entre diferents models en un mateix context, i això tant des de la química com des de la interacció amb altres ciències socials o naturals. El vertader potencial del context és que permet un ensenyament interdisciplinari en el qual els continguts teòrics es treballin en forma de currículum en espiral, és a dir, s’introdueixen en un context però es van repassant i ampliant en els contextos següents. Per al cas de la química, és interessant aplicar els models teòrics principals (substància, partícules i canvi químic) a l’estudi d’una gran diversitat de contextos rellevants, però, al mateix temps, explicitar la relació entre la química i altres ciències naturals (física, biologia, geologia i medicina) i fins i tot amb algunes ciències socials (economia, història o psicologia). La recerca en neuropsicologia ha demostrat que, com més elevat és el nombre de connexions entre les idees que s’aprenen, més significatiu és l’aprenentatge i, per tant, es facilita la seva activació en una situació nova.

3. Tenir en compte, en la seqüenciació de les activitats, quines progressions de les idees clau

del model teòric poden tenir lloc. Tal com s’ha indicat, els nous currículums de l’educació bàsica de molts països s’estan desenvolupant en forma de progressions d’aprenentatge dels 0 als 18 anys; tanmateix, en aquests projectes, no apareix cap indicació sobre l’ús de contextos. Aquest enfocament explicita les idees clau que ha d’aprendre l’alumnat (amb una frase i no només amb una o dues paraules), però també implica definir les idees prèvies de l’alumnat a cada etapa educativa, les idees clau que volem assolir i els estadis intermedis que es poden donar. Per exemple, el currículum pot indicar que cal treballar «l’estructura atòmica», però també que l’alumnat ha de ser capaç d’«utilitzar el model de l’àtom per justificar l’emissió de llum a l’entorn quotidià». La nostra proposta està lligada a l’ús de contextos perquè, a partir d’un ventall ampli d’aquests, es poden anar introduint diferent idees clau dels models teòrics de la química, tal com vam exemplificar en un treball anterior (Marchán Carvajal i Sanmartí, 2015).

4. Realitzar amb l’alumnat activitats de síntesi, estructuració i jerarquització de les idees abstractes de cada model teòric que s’ha anat aprenent en els diferents contextos. Algunes recerques mostren que l’alumnat no utilitza les idees científiques de manera interrelacionada perquè s’ensenyen de forma atomitzada i sense promoure una interrelació al voltant de models teòrics generals (que han de ser pocs, però amb molt potencial explicatiu i predictiu). D’altra banda, cal tenir present que l’ensenyament contextualitzat pot fer que alguns alumnes se centrin en allò concret i deixin en un segon pla els conceptes abstractes. Per aquest motiu, aquestes activitats, realitzades a un nivell d’abstracció elevat, poden promoure la construc-

ció dels models teòrics, perquè expliciten la jerarquia de les diferents idees científiques, així com les interrelacions.

5. Realitzar experiments indagadors centrats en la modelització a partir de combinar les activitats amb fer, pensar i comunicar en contextos rellevants per a l’alumnat. Cal trencar l’habitual separació entre les sessions de teoria i les sessions experimentals i entre associar les primeres a l’ensenyament de les idees teòriques i les segones, a l’aprenentatge d’habilitats i procediments propis dels mètodes de la ciència. Totes les propostes didàctiques actuals plantegen la necessitat d’integrar la indagació i la modelització teòrica (Windschitl et al., 2008). Això implica que els experiments no són només activitats d’introducció motivadores o activitats d’illustració o comprovació de la teoria, sinó que el vertader potencial de l’experimentació és fer-la servir com a estratègia de construcció de grans idees de la química, al mateix temps que de les maneres de fer i de comunicar pròpies de l’activitat científica (en el nostre cas, de l’activitat científica escolar). Tornant a l’ús del context, tot i que no és imprescindible que totes les activitats experimentals modelitzadores estiguin contextualitzades, sí que sembla recomanable introduir els experiments com una eina per donar resposta a preguntes rellevants dels contextos que es facin servir a l’aula. La majoria dels experiments paradigmàtics tradicionals es poden continuar fent servir emmarcant-los en algun context rellevant. Per exemple, la variació de la pressió i el volum d’un gas de la fig. 1 (en el context de l’estudi de les condicions en què s’emmagatzemen els gasos a la indústria) o la combustió d’una espelma de la fig. 2 (en el context de la feina que fan els bombers o dels combustibles quotidians).

6. Utilitzar simulacions per ordinador que relacionin els tres àmbits de la química (macroscòpic, submicroscòpic i simbòlic). El fet de treballar en context pot implicar que l’alumnat centri l’atenció en les informacions concretes sobre aquest (la llum que emet el foc, el color dels minerals i les roques, etc). Però la gran dificultat de la química rau en l’abstracció, és a dir, en la complexitat del llenguatge (fór-

mules, símbols, equacions químiques, etc.) i en el fet que l’alumnat s’ha d’imaginar entitats que no es poden veure. Promoure aquest aprenentatge abstracte és important per promoure la capacitat de transferir el coneixement, ja que es transfereix fent servir models teòrics abstractes de validesa general, tot i que no siguin veritats absolutes. Per tant, a més dels contextos, també són importants les simulaci-

ons, que poden ajudar a fer que l’alumnat generi models mentals de les teories científiques, sempre que es relacionin amb fets concrets del context que s’està estudiant i no es redueixin a «jugar» amb les partícules. I també cal estar atents per evitar que es creïn idees alternatives com, per exemple, que totes les molècules són esferes. En aquest sentit, pensem que l’ús de contextos pot incentivar que l’alumnat faci emergir les seves idees prèvies, ja que les preguntes guia connecten amb situacions properes a les vivències personals i els poden motivar a explorar més els seus models mentals.

7. Realitzar activitats d’aplicació o de transferència dels models teòrics a nous contextos. Si acceptem que hi ha un consens internacional sobre la importància d’aplicar el coneixement científic a situacions reals, cal «entrenar» aquesta competència a l’aula. Alguns projectes en context limiten l’aplicació de la teoria a un únic context, i això pot contribuir a fer que l’alumnat associï el concepte només a aquella situació (per exemple, les reaccions químiques només a combustions).

D’altra banda, les estratègies associades a la transferència del coneixement (pensament analògic, activació d’idees abstractes i aplicació de les idees a la nova situació) es corresponen amb tasques amb una elevada demanda cognitiva i s’han de practicar molts cops per facilitar que la majoria dels alumnes les pugui realitzar. En resum, si l’ensenyament és contextualitzat, l’avaluació també ho ha de ser, però, a més, cal avaluar de manera productiva i complexa la competència científica de l’alumnat (Sanmartí i Marchán Carvajal, 2014).

8. Promoure l’avaluació/regulació metacognitiva de l’alumnat quan aplica els seus models mentals a nous contextos. Un dels

Figura 1. Experiment de variació de la pressió amb el volum de l’aire fent servir el sensor de pressió de la consola Multilab.

Figura 2. Experiment de combustió d’una espelma a partir de la pregunta guia «Què és el foc?».

Monografia

primers obstacles que troba el professorat quan avalua en context és la gran dificultat que presenta per a l’alumnat. La pregunta clau seria: com podem ajudar l’alumnat a ser més competent en l’aplicació del coneixement en contextos reals? Això es pot fer a través d’activitats que promoguin la presa de consciència de l’aprenentatge, els obstacles, dificultats i errors que es van detectant, i de la planificació de les accions i els raonaments per superar-los. Avaluar de manera contextualitzada és una dificultat afegida per a l’alumnat (també per al professorat en el disseny de proves escrites), i això pot produir que al principi no es tingui èxit, però totes les proves d’avaluació competencial estan contextualitzades i cal que anem en aquesta direcció (des de les proves PISA fins a les organitzades pel Consell Superior d’Avalució de la Generalitat de Catalunya, i també algunes proves d’accés a la universitat). A més, segons la nostra experiència, també es tracta d’acostumar l’alumnat a la resolució de problemes contextualitzats en situacions rellevants i reals per tal que aquesta manera d’avaluar li resulti cada cop més familiar. Alguns exemples d’activitats de regulació poden ser els següents: a) compartir els objectius d’aprenentatge (preguntes guia del context) i els criteris d’avaluació i fer un seguiment periòdic del seu grau d’assoliment; b) elaborar bases d’orientació i rúbriques, i c) promoure la coavaluació i l’autoavaluació dels errors entre l’alumnat. Moltes recerques educatives (Schraw et al., 2006) han demostrat que l’autoregulació metacognitiva promou l’aprenentatge significatiu. A més a més, pensem que, atès que el context pot motivar l’alumnat a aprendre idees abstractes de la ciència en veure que li són útils per explicar fenòmens rellevants, aquesta

motivació pot fer-se extensiva a la implicació en els processos de regulació de l’aprenentatge, per exemple, més ganes de saber el perquè dels seus errors en l’ús de les teories científiques en situacions reals.

En conclusió, l’educació química del segle xxi

té molts reptes a afrontar, però, afortunadament, la recerca en didàctica està generant algunes propostes fonamentades d’estratègies d’ensenyament sobre les quals comencem a tenir algunes evidències d’efectivitat

9. Aplicar un estil docent que promogui uns millors resultats afectius (motivació i interès) i cognitius (aprenentatge). Molt sovint, l’ús de contextos ens permet endinsar-nos en vivències personals de l’alumnat o, fins i tot, entrar en el terreny de les emocions. La nostra hipòtesi és que un ús dels contextos de manera autoritària, magistral i sense interaccionar amb l’alumnat no millorarà la seva motivació envers l’aprenentatge de la química. Per aquest motiu, és clau que l’estil docent del professor es fonamenti en els tres eixos següents: a) l’acostament comunicatiu, ja que els resultats de recerques (Scott et al., 2006) suggereixen que l’aprenentatge es veu afavorit per un plantejament dialògic de l’activitat a l’aula (en què l’alumnat participa activament i s’estableix un diàleg entre tots), i interactiu (el professor adapta el seu discurs i la programació d’aula a les opinions i idees que expressa l’alumnat); a més, el context afavoreix l’establiment

d’aquest diàleg i anima l’alumnat a participar a l’aula. b) L’equilibri control/filiació, tenint present que les estratègies de control són aquelles en què el professor adopta un rol autoritari per gestionar torns de paraula i les de filiació fan referència a l’establiment de vincles positius de confiança i empatia, per exemple, a partir del fet que l’alumnat comparteixi experiències personals relacionades amb el context d’estudi. c) El suport constant a l’alumnat, de manera que no es generi la sensació que les ciències només les poden entendre els més intel·ligents, ja que aquest és un dels motius habituals de l’aparició d’emocions negatives envers la química i promou l’abandonament de la branca científica, tot i que molts cicles formatius de grau mitjà i superior són científics o tecnològics. En alguns casos, l’alumnat amb menys capacitats o el més acadèmic pot considerar que l’ús de contextos li dificulta l’aprenentatge, però, segons la nostra experiència, el suport a aquest alumnat amb les activitats de síntesi i regulació comentades anteriorment permet mitigar aquesta sensació.

Les estratègies anteriors es representen a la fig. 3 com una versió ampliada del cicle de l’aprenentatge de Jorba i Sanmartí (1996) per tal d’incloure l’ús de contextos per ensenyar ciències. En aquest esquema, ens movem entre el concret (fets dels contextos propers als alumnes) i l’abstracte (els models de la ciència, amb els seus llenguatges i representacions).

Reflexions finals

Algunes propostes presentades van més enllà de l’ensenyament contextualitzat, ja que es podrien considerar recomanacions generals per a la pràctica

Figura 3. Proposta de seqüenciació de l’aprenentatge que inclou l’ús de contextos i les propostes d’implementació discutides.

docent. Això és degut al fet que l’educació és una àrea d’investigació complexa, que requereix mirades holístiques que integrin idees de diferents camps del saber, com són la psicologia, la pedagogia o l’epistemologia. Dit d’una altra manera, l’ús d’un context per si sol no ens aportarà millores educatives, si queda reduït a classes magistrals autoritàries, experiments que es realitzen com si fossin receptes de cuina o activitats que no tenen en compte els coneixements previs de l’alumnat. Per tant, caldrà complementar l’ús de contextos amb moltes altres estratègies educatives efectives. Les nou propostes poden contribuir a millorar els problemes plantejats inicialment, tal com justificarem a continuació:

— Pel que fa a les emocions negatives envers la química, les recerques suggereixen que es poden reduir quan es fan servir situacions rellevants per a l’alumnat com a escenaris d’aprenentatge i quan s’ajuda l’alumnat en la comprensió teòrica a través d’activitats de regulació metacognitiva (propostes 4, 6, 8 i 9).

— Quant a la manca de vocacions científiques, les recerques evidencien que el fet de mostrar a l’alumnat que la química permet interpretar, explicar i predir fenòmens del seu entorn que són rellevants contribueix a fer que es prengui consciència de la importància de la química en la societat del futur i, per tant, que aquests alumnes es plantegin que és necessària per al seu futur professional (propostes 1 i 2).

— Sobre la transferència del coneixement més enllà del context d’aprenentatge, les investigacions suggereixen que per desenvolupar la capacitat d’aplicar el coneixement a situacions reals cal dur a terme moltes activitats d’aquest tipus, així com aprendre els continguts clau de la química a través d’experiments modelitzadors que facin progressar les idees de l’alumnat des de les concepcions alternatives fins a un estadi de les idees científiques que sigui l’adient per a l’alumnat a qui van dirigides (propostes 3, 5 i 7).

— Finalment, el baix nivell d’alfabetització científica pot millorar si s’aconsegueix que l’aprenentatge de les idees clau

de la química sigui significatiu i, alhora, es promou que l’alumnat sigui capaç d’utilitzar de manera competent aquestes idees en situacions quotidianes, fet que el pot portar a fer-se noves preguntes i a fer palesa la necessitat d’un aprenentatge de les ciències al llarg de tota la vida (propostes 1, 2 i 5).

En conclusió, l’educació química del segle xxi té molts reptes a afrontar, però, afortunadament, la recerca en didàctica està generant algunes propostes fonamentades d’estratègies d’ensenyament sobre les quals comencem a tenir algunes evidències d’efectivitat (Marchán Carvajal, 2015). Caldrà, doncs, disseminar els resultats d’aquestes recerques entre el professorat a través de la formació inicial i permanent, de manera que els docents del present i del futur fonamentin el seu treball no en rutines del passat, sinó en evidències de recerques educatives. És cert que a la didàctica de la química (i de les ciències en general) encara li queden moltes preguntes per respondre, i que els canvis que hi haurà en la societat comportaran que se’n generin de noves, però de ben segur que el fet d’aprofundir en com es pot ensenyar a partir de situacions contextualitzades, que ajudin l’alumnat a trobar sentit a allò que se li pretén ensenyar, és un bon camí. Per això, animem estudiants i professors a involucrar-se en investigacions educatives i grups de recerca per tal de posar un granet de sorra al corpus de coneixement en aquest camp.

Referències

ByBee, R.; Mccrae, B.; Laurie, R. (2009). «PISA 2006: an assessment of scientific literacy». Journal of Research in Science Teaching, vol. 46, núm. 8, p. 865-883.

Monografia

caaMaño, A. (2011). «Enseñar química mediante la contextualización, la indagación y la modelización». Alambique: Didáctica de las Ciencias Experimentales, núm. 69, p. 21-34. (2015). «Del CBA i el CHEM a la química en context: un recorregut pels projectes de química des dels anys setanta fins a l’actualitat». Educació Química EduQ, núm. 20, p. 13-24.

costiLLo, E.; Borrachero, A. B.; Mero, M. B.; MeLLado, V. (2013). «Las emociones sobre la enseñanza-aprendizaje de las ciencias y las matemáticas de futuros profesores de secundaria». Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, núm. 10, p. 514-532. izquierdo, M. (2006). «La educación química frente a los retos del tercer milenio». Educación Química, núm. 17, p. 286-299.

JorBa, J.; sanMartí, N. (1996). Enseñar, aprender y evaluar: un proceso de regulación continua Madrid: Ministerio de Educación y Cultura.

Marchán carvaJaL, I. (2015). Contribucions de la contextualització de l’aprenentatge i la transferència del coneixement a l’educació química competencial. Tesi doctoral. Bellaterra: Universitat Autònoma de Barcelona.

Marchán carvaJaL, I.; sanMartí, N. (2015). «Criterios para el diseño de unidades didácticas contextualizadas: aplicación al aprendizaje de un modelo teórico para la estructura atómica». Educación Química, vol. 26, núm. 4, p. 267-274.

PiLot, A.; BuLte, A. M. W. (2006). «The use of “contexts” as a challenge for the chemistry curriculum: its successes and the need for further development and understanding». International Journal of Science Education, vol. 28, núm. 9, p. 1087-1112.

sanMartí, N.; Burgos, B.; nuño, T. (2011). «¿Por qué el alumnado tiene dificultad para utilizar sus conocimientos científicos escolares en situaciones cotidianas?». Alambique: Didáctica de las Ciencias Experimentales, núm. 67, p. 62-69.

sanMartí, N.; Marchán carvaJaL, I. (2014). «¿Cómo elaborar una prueba de evaluación escrita?». Alambique: Didáctica de las Ciencias Experimentales, núm. 78, p. 1-10.

— (2015). «La educación científica del siglo xxi: retos y propuestas». Investigación y Ciencia, núm. 469, p. 30-38.

sanMartí, N.; sardà, A. (2007). «Luces y sombras en la evaluación de competencias: el caso PISA». Cuadernos de Pedagogía, núm. 370, p. 60-63.

schraw, G.; criPPen, K. J.; harLey, K. (2006). «Promoting self-regulation in science education: metacognition as part of a broader perspective on learning». Research in Science Education, núm. 36, p. 111-139.

scott, P. H.; MortiMer, E. F.; aguiar, O. G. (2006). «The tension between authoritative and dialogic discourse: a fundamental characteristic of meaning making interactions in high school science lessons». Science Education, vol. 90, núm. 4, p. 605-631.

stuckey, M.; eiLks, I. (2014). «Increasing student motivation and the perception of chemistry’s relevance in the classroom by learning about tattooing from a chemical and societal view». Chemistry Education Research and Practice, vol. 15, núm. 2, p. 156-167.

sutMan, F. X.; Bruce, M. H. (1992). «Chemistry in the Community ChemCom. A five-year evaluation». Journal of Chemical Education, vol. 69, núm. 7, p. 564.

ÜLtay, N.; ÇaLik, M. (2011). «A thematic review of studies into the effectiveness of context-based chemistry curricula». Journal of Science Education and Technology, vol. 21, núm. 6, p. 686-701.

windschitL, M.; thoMPson, J.; Braaten, M. (2008). «Beyond the scientific method: model-based inquiry as a new paradigm of preference for school science investigations». Science Education, vol. 92, núm. 5, p. 941-967.

Iván Marchán Carvajal

És professor de Física i química a l’institut Europa de l’Hospitalet de Llobregat i professor associat de la Universitat de Barcelona. Forma part del grup de treball de Química en Context del CESIRE i del grup de recerca Llenguatge i Ensenyament de les Ciències (LIEC) de la Universitat Autònoma de Barcelona. La seva recerca se centra en l’aprenentatge i ensenyament de la química a través de contextos.

A/e: imarcha2@xtec.cat

Neus Sanmartí Puig

És catedràtica emèrita de didàctica de les ciències a la Universitat Autònoma de Barcelona. Doctora en ciències químiques (didàctica), s’ha especialitzat en temes relacionats amb el desenvolupament curricular, l’avaluació formativa i el llenguatge en relació amb l’aprenentatge científic.

A/e: neus.sanmarti@uab.es

Del CBA i el CHEM a la química en context: un recorregut pels projectes de química des dels anys setanta fins a l’actualitat

From CBA and CHEM to chemistry in context: a trip through chemical projects from the seventies to the present

Aureli Caamaño / Centre Didàctic de Ciències Experimentals / Col·legi de Llicenciats de Catalunya

resum

El present article fa un recorregut per l’evolució dels projectes de química des dels mítics CBA, CHEM i Nuffield dels anys seixanta i setanta fins a l’actualitat, a través dels diferents enfocaments didàctics que han anat conformant el currículum de Química al llarg de mig segle. En aquest itinerari, es presta una especial atenció als projectes de química en context, que des dels anys vuitanta fins ara han tingut una presència creixent en la innovació del currículum de Química a l’ESO i al batxillerat.

paraules clau

Currículum de Química, projectes de ciències, projectes de química, química en context.

abstract

This article is a journey through the evolution of chemistry projects from the legendary CBA, CHEM and Nuffield in the sixties and seventies to the present, through various educational approaches that have been shaping the curriculum of Chemistry throughout half a century. This itinerary pays special attention to chemistry projects in context, that since the eighties until now have had a growing presence in the Chemistry curriculum innovation in compulsory secondary education and the baccalaureate.

keywords

Chemistry curriculum, science projects, chemistry projects, chemistry in context.

Els primers grans projectes per a l’ensenyament de la química de la dècada dels seixanta: el CBA, el CHEM i el Nuffield

Els qui vam començar a treballar com a professors de química a principi dels anys setanta recordem tres projectes, dos americans i un anglès, com els projectes d’innovació de referència per a l’ensenyament de la química d’aquella època. Ens referim als projectes americans CBA (Chemical Bond Approach) i CHEM Study

(Chemical Education Material Study), iniciats el 1959, i al curs bàsic de química del Nuffield Science Teaching Project, promogut el 1962 per la Nuffield Science Foundation.

El CBA i el CHEM

Com és ben sabut, l’elaboració dels dos projectes americans va ser possible pel gran finançament que els EUA van dedicar a final dels anys cinquanta a reformar l’ensenyament de les ciències en

l’educació secundària, arran de l’impacte que va produir el 1957 el llançament soviètic de l’Sputnik, el primer satèl·lit artificial al voltant de la Terra. La reforma curricular de les ciències va ser promoguda per la National Science Foundation. Tant el projecte CBA com el CHEM es van començar a desenvolupar el 1959. El professor Henry W. Heikkinen, que els va utilitzar a l’inici de la seva carrera professional als EUA, descriu així l’impacte dels dos projectes en les

escoles americanes: «Those two programs, a half-century ago, catalyzed an irreversible change to lab-oriented “evidence-based” chemistry instruction» (Heikkinen, 2010, p. 681).

El principal èmfasi dels dos programes es va posar en els models químics i en la contrastació experimental, per tal d’explicar les regularitats observades en els fenòmens químics. Els materials d’aquests projectes van ser traduïts per l’editorial Reverté i distribuïts pel Ministeri d’Educació per molts instituts de batxillerat. Això va fer que tinguessin una gran difusió a Espanya. El llibre de text del CBA va ser traduït amb el títol Sistemas químicos (CBA, 1966) i el del CHEM Study, com a Química Una ciencia experimental (Pimentel, 1972). Els dos projectes estaven concebuts per a estudiants preuniversitaris, és a dir, per al batxillerat.

com l’Association for Science Education La Nuffield Science Foundation va aportar els recursos per tirar endavant aquest projecte, que pretenia fer front als problemes de l’ensenyament de la física, la química i la biologia en l’educació secundària anglesa (estudiants d’11 a 16 anys). Els dos textos que constituïen el curs de química van ser traduïts per l’editorial Reverté amb els títols Química. Curso modelo. Fase i y ii: Curso básico (Nuffield Science Foundation, 1970) i Química. Curso

modelo. Fase iii: Curso de opciones (Nuffield Science Foundation, 1973). El 1970 es van publicar en anglès els textos del projecte de química per al batxillerat Chemistry Students’ book i i Chemistry Students’ book ii, que van ser traduïts a l’espanyol el 1975 com a Química avanzada Nuffield Libro del alumno 1 i Química avanzada Nuffield Libro del alumno 2 (Nuffield Science Foundation, 1975a; Nuffield Science Foundation, 1975b).

La dècada dels setanta: projectes que cerquen arribar a un alumnat més ampli

Els projectes CBA, CHEM i Nuffield, juntament amb d’altres que els seguiren, van exercir una notable influència en el desenvolupament de nous materials per a l’ensenyament de la química. Dos dels projectes que van tenir una gran difusió al nostre país, gràcies a les traduccions que en va fer l’editorial Reverté, van ser:

— El Curso de introducción a las ciencias físicas Nivel intermedio (Grupo IPS, 1973), traducció del College introductory physical science, que va ser subvencionat per la National Science Foundation dels EUA. Posteriorment es publicaria

El projecte Nuffield

D’altra banda, a Anglaterra, el 1962, s’inicia el Nuffield Science Teaching Project (projecte Nuffield per a l’ensenyament de la ciència), en resposta a una crida per a la millora de l’ensenyament de les ciències feta per organitzacions

Figura 1. Portada de Sistemas químicos (CBA, 1966).

Figura 2. Portada de Química Una ciencia experimental (CHEM) (Pimentel, 1972).

Figura 3. Portades de Química. Curso modelo. Fase i y ii: Curso básico (Nuffield Science Foundation, 1970) i de Química avanzada Nuffield (Nuffield Science Foundation, 1975).

un segon curs, continuació de l’anterior, el Ciencias físicas ii (1974), i les noves edicions del primer curs (1977, 3a ed.).

— La Química elemental básica 1 La sustancia y sus cambios (Cane i Sellwood, 1975), traducció de Substance and change Certificate chemistry 1, i la Química elemental básica 2 Elementos y compuestos (Cane i Sellwood, 1978), traducció d’Elements and compounds Certificate chemistry 2, que representaven un nou tractament de la química elemental basada en la filosofia del projecte Nuffield.

Aquests dos projectes, juntament amb el curs model bàsic de Nuffield i algunes unitats del Curso básico de ciencias de l’Open University (1974), van ser els materials que es van fer servir com a punt de partida per a l’elaboració de la Química Faraday a Catalunya, un dels primers projectes autòctons per a l’ensenyament de la química que va fer seus els principis de renovació didàctica dels projectes que acabem de presentar. El projecte es va iniciar el 1976 per un conjunt de professors que van anomenar-se Grup Recerca i que pretenien elaborar unitats didàctiques que cobrissin els continguts de física i química de 2n i 3r de BUP (15, 16 i 17 anys).

La dècada dels vuitanta: constructivisme, ciència dels processos, ciència integrada, ciència amb orientació CTS, ciència coordinada

La Química Faraday

El 1980, el grup que elaborava les unitats de química del Grup Recerca va adoptar el nom de Grup Recerca-Faraday i es va centrar en el desenvolupament dels projectes Química Faraday (Grup RecercaFaraday, 1988a) i Física Faraday (Grup Recerca-Faraday, 1988b).

Los rasgos fundamentales del enfoque didáctico que se postulaba podrían resumirse en una primacía de la actividad experimental como punto de partida para la elaboración de los conocimientos, frente a la práctica habitual de su mera transmisión por parte del profesor, y la creación de una situación de aula favorecedora de la participación de los alumnos en esta tarea, mediante el trabajo y la discusión en grupo (Grup Recerca-Faraday, 1988c, p. 5).

La Química Faraday va concedir una gran importància a l’evolució històrica dels conceptes químics com a fil conductor de l’estructuració dels continguts.

En 1980, una mayor importancia concedida a la evolución histórica de los conceptos químicos, como hilo conductor de la estructuración de los contenidos, y una reflexión crítica sobre la orientación inductivista del aprendizaje caracterizaron la revisión del material elaborado y guiaron la elaboración de las unidades pendientes (Grup Recerca-Faraday, 1988c, p. 5).

En la Física Faraday es va seguir un tipus d’aproximació històrica similar al que havia adoptat el projecte americà Project Physics (Holton, Rutherford i Watson, 1981). L’objectiu d’aquest projecte era dissenyar un curs de física amb una orientació humanística, que pogués atreure més alumnes a estudiar física en els primers cursos de les universitats dels EUA tot presentant la física sota una perspectiva històrica i cultural.

Però l’objectiu de la Química Faraday no va consistir tant a presentar una perspectiva humanista de

i el CHEM a la química en context: un recorregut pels projectes de química des dels anys setanta fins a

Del CBA

Figura 4. Portada del Curso de introducción a las ciencias físicas. Nivel intermedio (Grupo IPS, 1973).

Figura 6. Portada de les unitats 8 i 9 del Curso básico de ciencias (Open University, 1974).

Figura 5. Portada de Química elemental básica 1. La sustancia y sus cambios (Cane i Sellwood, 1975).

Monografia

la química com a anar construint els conceptes i models químics com a resposta a les qüestions bàsiques que s’havien plantejat al llarg del desenvolupament de la química.

L’elaboració i l’experimentació de les unitats del projecte es van realitzar amb el suport de l’Institut de Ciències de l’Educació de la Universitat Autònoma de Barcelona i del Col·legi de Llicenciats de Catalunya. Un cop experimentades i revisades totes les unitats, el projecte definitiu va ser publicat el 1988 per l’editorial Teide (Grup Recerca-Faraday, 1988a).

l’aprenentatge de les ciències va qüestionar el caràcter inductivista de la naturalesa de la ciència que es creia que era present en els projectes de ciències anteriors, i va posar l’èmfasi en els coneixements previs dels estudiants, que van passar a considerar-se un factor essencial en la interpretació de les experiències i la formació de nous conceptes. Com a conseqüència d’aquesta nova visió de l’aprenentatge de les ciències, es va realitzar un gran nombre d’investigacions sobre les idees prèvies o concepcions alternatives dels estudiants, els resultats de les quals es van difondre al llarg dels anys vuitanta i noranta. El projecte CLISP (Children Learning in Science Project, 19831988), dirigit per Rosalind Driver, va ser un dels projectes capdavanters a aplicar la visió constructivista de l’aprenentatge a l’ensenyament de les ciències. El constructivisme va ser un gran canvi de paradigma que va influir en la majoria dels projectes d’innovació curricular que es van elaborar a partir d’aquesta època. Tots els projectes que es van desenvolupar a la dècada següent a Espanya, dins del marc de la reforma, es van adscriure d’una manera o una altra a aquesta perspectiva.

L’enfocament basat en els processos

la ciència centrat en la formació dels conceptes i els qui defensaven un ensenyament centrat en les habilitats i els processos de la ciència.

Figura 8. Portada de Skills and processes in science education. A critical analysis (1987).

Ciències separades o ciència integrada?

L’altre gran tema de debat d’aquesta època va ser la dicotomia entre ciències separades o ciència integrada. L’Exploring Science (1985) i el Nuffield 11 to 13 (1988), que era una actualització de la ciència combinada Nuffield de la dècada anterior, són dos exemples de projectes de ciència integrada d’aquesta dècada.

La perspectiva constructivista

A la dècada dels vuitanta, la perspectiva constructivista de

A la vegada que la perspectiva constructivista posava l’èmfasi en la formació dels conceptes, altres projectes, com el Warwick Process Science (1986) i el Science in Process (1987), ho van fer en els processos de la ciència. Aquests projectes van constituir el contrapunt filosòfic a la perspectiva constructivista conceptual. Jerry Wellington va recollir, en la monografia Skills and processes in science education A critical analysis (Wellington, 1989), l’interessant debat d’aquesta època entre els defensors d’un ensenyament constructivista de

Ciència en context

Els processos de reforma dels sistemes educatius adreçats a establir un ensenyament comprensiu per a tota la població escolar fins als 16 anys van afavorir l’evolució dels projectes de ciències cap als plantejaments de l’educació CTS (ciència-tecnologia-societat), un moviment que defensa que el concepte educació en ciències s’ha d’ampliar per incloure coneixements de la naturalesa de la ciència, de les relacions entre la ciència i la tecnologia i de les implicacions socials de la ciència.

Figura 7. Portades de Química Faraday (Grup Recerca-Faraday, 1988a) i de Física Faraday (Grup Recerca-Faraday, 1988b).

L’informe britànic Rethinking science? Teaching science in a social context (Association for Science Education, 1984) és un exemple dels documents programàtics que van proposar un ensenyament de les ciències contextualitzat.

D’aquesta època són els primers projectes específicament CTS per a l’educació secundària a Anglaterra, com el Science in Society (1981), el SISCON (Science in a Social Context, 1983) i el SATIS (Science and Technology in Society, 1986). Veurem a continuació tres dels projectes de química en context més importants d’aquesta dècada.

Projectes de química en context

El 1980 es va iniciar l’elaboració del primer projecte americà de química en context per a l’educació secundària: el Chemistry in the Community, comunament conegut com a ChemCom, que va ser publicat el 1988. L’objectiu fonamental d’aquest projecte era millorar l’interès dels estudiants de secundària per la química, en oferir-los una química connectada amb problemes de la societat. En el curs es plantejaven problemes la resolució dels quals implicava un estímul per adquirir coneixements químics, alhora que donava oportunitats per a la presa de decisions.

Però, sense cap mena de dubte, els projectes de química en context que van tenir més influència a Europa van ser els anglesos Chemistry Salters Project (1984) i Nuffield co-ordinated sciences Chemistry (Hunt, 1989).

El Chemistry Salters Project va ser un projecte per a alumnes de 13 a 15 anys, promogut per la Universitat de York, que va prendre com a punt de partida per a l’estudi de la química temes com els aliments, els vestits, les begudes, els materials de construcció, els plàstics, etc. Aquest projecte va ser reelaborat i integrat al Salters Science (1991) per adaptar-se a la

reforma curricular de l’educació secundària que va tenir lloc a Anglaterra en aquells anys, en la qual es va passar a considerar les ciències com una àrea curricular comuna fins als 16 anys. Algunes unitats del Chemistry Salters Project van servir d’inspiració per elaborar crèdits variables de la reforma de la LOGSE a Catalunya.

La dècada dels noranta va estar en gran part condicionada pel gran nombre de reformes educatives i curriculars que es van portar a terme, en gran manera, continuadores de les iniciades la dècada anterior. Prestarem una especial atenció a la que va tenir lloc a Espanya

El Nuffield co-ordinated sciences Chemistry va ser el primer projecte de ciència coordinada per a l’etapa 14-16 a Anglaterra. Els projectes de ciència coordinada cercaven establir una coordinació entre els conceptes i procediments usats en les tres disciplines científiques (física, química i biologia), així com incorporar la perspectiva CTS (ciènciatecnologia-societat), tot mantenint la separació de disciplines a l’etapa 14-16. En la introducció del text de química, es destacava la importància pràctica de la química i la visió del treball pràctic com una activitat essencial per planificar i portar a terme investigacions.

Chemistry is not only a theoretical subject; it is also about making things. It is about taking raw materials from the world about us and turning them into products which help to satisfy our everyday needs (Hunt, 1989, p. 4).

Una visió més detallada de les diferents tendències curriculars d’aquesta dècada a Europa es pot obtenir a Caamaño (1988).

La dècada dels noranta: l’era dels projectes curriculars de la reforma a Espanya i dels projectes de química en context

La dècada dels noranta va estar en gran part condicionada pel gran nombre de reformes educatives i curriculars que es van portar a terme, en gran manera, continuadores de les iniciades la dècada anterior. Prestarem una especial atenció a la que va tenir lloc a Espanya.

Projectes de ciències de la reforma a Espanya

La dècada dels noranta, a Espanya, va ser una etapa molt productiva en l’àmbit curricular gràcies al suport de les administracions educatives per a l’elaboració de nous materials que estiguessin en sintonia amb les directrius pedagògiques de la reforma de l’ESO i, més tard, del batxillerat.

A Catalunya, van ser promoguts pel Departament d’Educació dos projectes de ciències per a l’ESO: el projecte GAIA i el projecte Ciències 12-16. Els dos projectes van adoptar una estructura Del CBA i el CHEM

Figura 9. Portada de Nuffield co-ordinated sciences. Chemistry (Hunt, 1989).

Monografia

modular, d’acord amb l’estructura curricular per crèdits del currículum català, amb dos crèdits de ciències a cada curs. Un crèdit equivalia a una assignatura trimestral de trenta hores.

El projecte GAIA (Caamaño et al., 1995) va adoptar un enfocament de ciència integrada en el primer cicle (etapa 12-14) i de ciència coordinada en el segon (etapa 14-16), i una orientació de ciència en context en els dos cicles. El crèdit comú «Els materials» del projecte GAIA es va inspirar en gran part en el Nuffield co-ordinated sciences Chemistry, que havia estat traduït al català, juntament amb el Nuffield co-ordinated sciences Physics, per un grup de treball de la UPC (1989-1992).

El projecte Ciències 12-16 va ser elaborat per un grup de treball del Centre de Documentació i Experimentació de Ciències del Departament d’Ensenyament i va posar l’èmfasi en la interpretació dels fets, l’elaboració de models teòrics i la construcció d’explicacions. Les unitats més relacionades amb la química van ser: «La unitat i diversitat dels materials», «L’aigua no és aigua, què és?» i «L’aire: què és i què fa? (Izquierdo, Cabello i Solsona, 1994).

Es pot obtenir més informació d’aquests i altres projectes espanyols de l’època a Materiales curriculares, monografia de la revista Alambique de l’any 1994 que es va dedicar a la presentació dels projectes de ciències elaborats a Espanya durant l’etapa d’experimentació i aplicació de la LOGSE. Dotze anys més tard, a la mateixa revista, es va fer un seguiment de com havia anat la implementació d’aquests projectes (Caamaño, 2006a).

Projectes de química en context

Malgrat que a la dècada dels vuitanta ja es van publicar projectes de química en context, la veritable eclosió d’aquests projectes va tenir lloc a la dels noranta. Revisarem breument els projectes per a l’educació secundària: QuimCom, APQUA, Chemistry in context, Salters advanced chemistry i la Química Salters

QuimCom

La segona versió de ChemCom (1993) va ser traduïda a l’espanyol el 1998 per l’Addison Wesley Longman amb el títol QuimCom Química en la comunidad (American Chemical Society, 1998). Aquesta traducció va tenir més difusió a l’Amèrica Llatina que a Espanya. Actualment, el projecte americà ChemCom va per la sisena edició.

APQUA

El projecte americà CEPUP (Chemical Education for Public Understanding Program, 1990) va ser adaptat l’any 1991 a Espanya per un grup de treball de la Universitat Rovira i Virgili com a programa APQUA (Aprenentatge dels Productes Químics, els seus Usos i Aplicacions). Les unitats d’aquest projecte van ser utilitzades per a la realització de crèdits variables a l’ESO a Catalunya i per a assignatures optatives de ciències en altres comunitats.

Chemistry in context

El 1994 es va publicar als EUA el primer text de química en context per a l’àmbit universitari, el Chemistry in context. Applying chemistry to society (Schwartz et al., 1994), per a estudiants no específicament de ciències. Cal tenir en compte que, en el sistema educatiu nord-americà, els dos primers cursos d’universitat (major) tenen un currículum molt generalista i els estudiants cursen assignatures molt diverses abans de l’especialització. El símbol del projecte, una teranyina, vol representar les

Figura 10. Portada d’«Els materials» , projecte Ciències 12-16.

Figura 11. Portada de QuimCom. Química en la comunidad (American Chemical Society, 1998).

Figura 12. Portada d’una unitat del programa APQUA.

complexes connexions que hi ha entre la química i la societat (Eubanks et al., 2006).

Salters advanced chemistry

Un any després de la publicació del Chemistry in context. Applying chemistry to society als EUA, es va publicar a Anglaterra el projecte Salters advanced chemistry (Burton et al., 1994), que havia estat desenvolupat pel Science Educational Group de la Universitat de York per a la química del batxillerat anglès (advanced level, 17-18 anys).

El material didàctic per a l’alumnat del Salters advanced chemistry consistia en dos llibres: les narracions (Chemical storylines) i els conceptes (Chemical ideas). A més d’aquests dos llibres, es va editar una carpeta amb activitats d’ensenyament i avaluació (Activities folder) i una guia didàctica per al professorat (Teacher’s guide). Dues activitats molt importants del projecte eren la «Visita a una indústria química» («Visiting the chemical industry»), que es feia durant el primer curs, i el «Treball d’investigació individual» («Individual investigation»), que es feia durant el segon curs.

Aquest projecte va tenir una

gran difusió a Europa i se’n van fer adaptacions en els països següents: Bèlgica, Rússia, Escòcia, Eslovènia, Suècia i Espanya (Pilling i Waddington, 2005). A Alemanya es van utilitzar els materials del projecte original en anglès per impartir la química del batxillerat.

Aquest canvi va crear la necessitat de disposar de projectes de ciències en context per a aquest àmbit educatiu.

Es va creure que la manera més ràpida de disposar d’un projecte de química en context de qualitat seria l’adaptació del Salters advanced chemistry. Aquesta adaptació, que es va anomenar Química Salters, va ser realitzada i experimentada entre els anys 1995 i 2000 per un grup de docents de secundària de Catalunya, Madrid i València, amb el suport del Centro de Desarrollo Curricular del Ministeri d’Educació i, més tard, del Centro de Investigación y Documentación Educativa (CIDE), la Conselleria de Cultura i Educació de la Generalitat Valenciana i la Conselleria d’Educació de la Generalitat de Catalunya (Grup Salters, 1999a; Grup Salters, 1999b; Caamaño et al., 2001).

A causa del menor nombre d’hores setmanals de química, tant en el batxillerat espanyol com en el català, va caldre reduir el nombre de narracions químiques de tretze a vuit. En conseqüència, es van elaborar vuit unitats experimentals, quatre per a cada curs, a Catalunya (taula 1). Cada unitat es va confegir afegint a la narració els conceptes i les activitats corresponents. Així, doncs, cada unitat constava de tres parts:

— La narració química, que constituïa el fil conductor de la unitat i proporcionava el context en el qual es desenvolupaven les idees químiques. Aquesta secció es va anomenar «Química i societat».

Química Salters

A Espanya, en el nou currículum del batxillerat de la LOGSE (1992), es van introduir dos nous blocs de continguts en les matèries de ciències experimentals: «Aproximació al treball científic» i «Ciència-tecnologia-societat».

— Els conceptes químics, que explicaven els principis i les idees químiques essencials per a la comprensió de la narració.

— Les activitats, que es caracteritzaven per utilitzar una gran varietat de recursos. Moltes activitats eren treballs pràctics relacionats directament amb els continguts de la narració.

Figura 13. Portada de Chemistry in context. Applying chemistry to society (Schwartz et al., 1994).

Figura 14. Portades de Chemical storylines i de Chemical ideas del Salters advanced chemistry (Burton et al., 1994).

Monografia

Figura 15. Portada de la unitat «Dels minerals als elements» de la Química Salters (1999).

La taula 1 compara els títols de les tretze unitats de les

Chemical storylines amb els de les vuit unitats de la Química Salters

Els materials elaborats van ser experimentats en dotze centres

de secundària a Catalunya. Els resultats de l’experimentació van mostrar la gran motivació que aquesta nova orientació de l’ensenyament de la química al batxillerat provocava en els estudiants i en el professorat, però també algunes dificultats. Els continguts inclosos en les vuit unitats es van mostrar excessius per al temps de què es disposava. En anys posteriors, es va optar per seleccionar les activitats més importants i, finalment, es van reduir les vuit unitats a sis. Això va implicar redistribuir els continguts conceptuals de les unitats eliminades (la 4, «La revolució dels polímers», i la 8, «Els oceans») en la resta de les unitats.

Un cop finalitzada la fase d’experimentació del projecte l’any 2000, les unitats de la Química Salters es van continuar utilitzant durant uns quants anys als centres de Catalunya que havien por-

Taula 1. Comparació entre les unitats de les Chemical storylines (Burton et al., 1994) i les de la Química Salters (2000)

Unitats de les Chemical storylines (Burton et al., 1994)

1. The elements of life

2. Developing fuels

Unitats experimentals de la Química Salters (2000)

1. Elements de la vida

2. Desenvolupament de combustibles

3. From minerals to elements3. Dels minerals als elements

4. The polymer revolution4. La revolució dels polímers

5. The atmosphere

5. L’atmosfera

6. What’s in a medicine?—

7. Using sunlight

8. Engineering proteins

9. The steel story

10. Aspects of agriculture

11. Colour by design

12. The oceans

13. Medicines by design

7. La química de l’acer

6. Aspectes d’agricultura

8. Els oceans

Visiting the chemical industry Visita a una indústria química

Individual investigation Investigació individual

tat a terme l’experimentació. Tanmateix, la impossibilitat d’aconseguir una editorial que fes l’edició de la versió definitiva del projecte, les successives reformes que van introduir canvis en el currículum en sentit regressiu, pel que feia als continguts CTS, i la manca de consideració d’aquests continguts en la prova d’accés a la universitat van provocar que la majoria dels centres abandonés la programació Salters, si bé molts van continuar fent ús de moltes de les narracions i activitats.

Les unitats de la Química Salters també es van utilitzar durant molts anys com a projecte model de química en context en els cursos de formació inicial i permanent del professorat.

La dècada del 2000: canvis curriculars i projectes de química en context a Europa i al Brasil

La dècada del 2000 és també una dècada important de canvis curriculars en diferents països. Pel que fa al currículum de ciències en l’educació secundària obligatòria, cal destacar el projecte Science for xxi century (Burden, 2005), desenvolupat pel Science Education Group de la Universitat de York i el Centre Curricular Nuffield per a Anglaterra i Gal·les.

Pel que fa a la química del batxillerat, molts països realitzen canvis orientats a establir un currículum més contextualitzat. Ens referirem breument als nous currículums o projectes de química més significatius a Anglaterra, Portugal, Alemanya, Holanda, el Brasil i Espanya, i destacarem el fet que diversos grups europeus van elaborar propostes curriculars i projectes de química en context inspirats en el Salters advanced chemistry i les seves adaptacions (Caamaño, 2006b).

Anglaterra

A Anglaterra, es fan dues revisions del Salters advanced chemis-

20

try: l’any 2000 i el 2008 (Otter i Stephenson, 2008; Otter i Stephenson, 2009). En la segona edició, el text de les Chemical storylines es va dividir en dos volums: l’un per al primer curs del batxillerat anglès (advanced subsidiary, AS) i l’altre per al segon curs (A2). Els resultats de l’aplicació del projecte van ser descrits per Bennett i Lubben (2006). Aquest projecte es continua utilitzant actualment a Anglaterra (Otter, 2011).

Portugal

A Portugal, l’any 2003, es va aprovar un nou currículum per al batxillerat en què es va optar per una aproximació cultural de l’assignatura de Física i química de primer curs i de les assignatures de Física i Química de segon (Costa et al., 2003). La taula 2 mostra les unitats de química dels dos cursos, que guarden una certa relació amb algunes unitats de la Química Salters

Primer curs (16-17 anys)

1. De les estrelles a l’àtom

2. L’atmosfera de la Terra.

Radiació, matèria i estructura

Alemanya

A Alemanya es desenvolupa el Chemie im Kontext, que pren com a referència el Salters advanced chemistry no només en la manera de relacionar contextos i conceptes, sinó també en el fet de combinar el desenvolupament curricular i de materials amb la formació del professorat (Parchmann et al., 2006; Parchmann i ChiK Project Group, 2009; Parchmann, 2011). Els tres pilars sobre els quals es basa el projecte Chemie im Kontext són els següents: l’aprenentatge contextualitzat, els conceptes bàsics de la química i una diversitat dels mètodes d’ense-

nyament i aprenentatge. Totes les unitats s’estructuren en quatre etapes: l’etapa de contacte inicial, que busca motivar els alumnes i activar els seus coneixements previs; l’etapa d’avaluació inicial i planificació; l’etapa de desenvolupament i presentació de la investigació realitzada, i l’etapa de síntesi, aprofundiment, abstracció i transferència.

A Holanda,

el grup d’investigadors i elaboradors de currículums de la Universitat d’Utrecht, coordinats per Astrid

M. W. Bulte i Albert Pilot, van desenvolupar un conjunt d’unitats de química

utilitzant diferents contextos

Segon curs (17-18 anys)

3. Química i indústria química: equilibris i desequilibris

4. De l’atmosfera a l’oceà: solucions a la Terra i per a la Terra

Holanda

A Holanda, el grup d’investigadors i elaboradors de currículums de la Universitat d’Utrecht, coordinats per Astrid M. W. Bulte i Albert Pilot, van desenvolupar un conjunt d’unitats de química utilitzant diferents contextos (Bulte et al., 2005; Bulte et al., 2006).

Brasil

Al Brasil, l’any 2009, es publica el projecte Química e sociedade (Santos et al., 2009), que l’any següent va ser revisat i publicat com a Química cidadã (Santos i Mól, 2010). Aquest és un projecte elaborat per l’Institut de Química

de la Universitat de Brasília i destinat als tres últims cursos de l’educació secundària (15-17 anys). El material consta de deu unitats repartides en tres volums. A cada unitat, s’aborda un tema central CTS, que es desenvolupa per mitjà de textos temàtics que inicien cada una de les seccions de la unitat. El projecte es caracteritza per fer èmfasi en els aspectes socials i ciutadans de la química.

16. Portada de Química cidadã

Espanya

A Espanya, el Reial Decret d’Humanitats del Ministeri d’Educació (2001) va implicar una reducció de les hores dedicades a les ciències experimentals. El núm. 36 de la revista Alambique va realitzar una anàlisi crítica dels canvis curriculars de les ciències al batxillerat que va implicar aquest decret i de la química en particular (Caamaño i Izquierdo, 2003).

La nova Llei Orgànica d’Educació del 2007 va promoure la introducció de les competències bàsiques en el currículum i va fer èmfasi novament en aspectes de ciència en context. En el monogràfic Los nuevos currículos en la ESO, del núm. 53 de la revista

Figura

(Santos i Mól, 2010).

Taula 2. Blocs de química del currículum del batxillerat portuguès (2003)

Monografia

Alambique (Furió, Hernández, Solbes i Vilches, 2007), s’analitzava el nou currículum de Física i química de l’ESO, i en el monogràfic Los nuevos currículos en bachillerato, del núm. 56 de la mateixa revista (Gutiérrez, Gómez Crespo i Martín-Díaz, 2008), es valoraven els canvis introduïts en el currículum de Química del batxillerat.

A Catalunya, per primera vegada, el currículum de les matèries de Física, Química i Biologia del batxillerat va adoptar de forma explícita un caràcter clarament contextualitzat (Caamaño et al., 2008). També es va promoure l’ús de les noves tecnologies de la informació i la comunicació.

En la renovació del currículum d’aquestes matèries va tenir una gran influència l’experiència acumulada en l’elaboració i l’experimentació de tres projectes que van néixer com a adaptacions de sengles projectes Salters: la Química Salters, la Física Salters (Plana et al., 2005) i la Biologia Salters (Lope et al., 2005). Aquests projectes es van desenvolupar al Centre de Documentació i Experimentació en Ciències (que actualment forma part del CESIRE) del Departament d’Ensenyament de Catalunya.

En l’àmbit europeu, els avenços i les noves propostes dels projectes de química en context han estat presentats i debatuts en el marc dels congressos d’ECRICE (European Chemical Research in Chemical Education), que se celebren biennalment organitzats per la Divisió d’Educació de l’EuCheMS

La dècada de 2010

A la dècada de 2010 s’han continuat desenvolupant la majoria dels projectes de química en context que s’han citat per a la dècada anterior. A Catalunya s’han elaborat, en el marc del CESIRE, projectes de ciències en context per a l’ESO, en col·laboració amb el Departament de Didàctica de les Ciències de la Universitat Autònoma de Barcelona i el Departament d’Ensenyament (Competències de pensament científic a l’ESO…, 2014), i per al batxillerat. Les adaptacions inicials dels projectes Salters de les matèries de Química, Biologia i Física per al batxillerat han donat lloc als projectes autòctons Química en context, Biologia en context i Física en context (Guitart i Corominas, 2015), els materials dels quals són accessibles en línia i s’estan utilitzant actualment en un bon nombre de centres.

En l’àmbit europeu, els avenços i les noves propostes dels projectes de química en context han estat presentats i debatuts en el marc dels congressos d’ECRICE (European Chemical Research in Chemical Education), que se celebren biennalment organitzats per la Divisió d’Educació de l’EuCheMS. Els darrers congressos han estat a Cracòvia (2010), Roma (2012) i Jyväskylä, Finlàndia (2014), i el proper tindrà lloc a Barcelona (setembre de 2016).

En l’àmbit iberoamericà, els seminaris CTS per a l’ensenyament de les ciències, que se celebren biennalment des de l’any 2000, han estat un fòrum excellent per a la presentació i el debat dels avenços i les investigacions portades a terme en aquest camp. Els primers seminaris ibèrics CTS van tenir lloc a Aveiro (2000), Valladolid (2002), de nou Aveiro (2004) i Màlaga (2006). El primer Seminari Iberoamericà CTS va fer-se a Aveiro (2008) i ha tingut continuació a Brasília (2010), Ma-

A Catalunya, per primera vegada, el currículum de les matèries de Física, Química i Biologia del batxillerat va adoptar de forma explícita un caràcter clarament contextualitzat. També es va promoure l’ús de les noves tecnologies de la informació i la comunicació

drid (2012) i Bogotà (2014). El pròxim tindrà lloc a Aveiro (juliol de 2016). Des del 2012, aquests seminaris són organitzats per l’Asociación Iberoamericana CTS (AIACTS), amb la col·laboració del comitè organitzador local de cada país on se celebra.

Des dels projectes CBA, CHEM i Nuffield, difosos a Espanya als anys setanta, han passat més de quatre dècades i els canvis soferts en l’ensenyament de les ciències en general i de la química en particular han estat molts i molt diversos, com hem recordat i revisat en aquest article. Marchán Carvajal i Sanmartí (2015) ens permeten obtenir una perspectiva tant dels èxits com dels problemes encara no resolts que caracteritzen l’ensenyament de la química en context. Un aspecte que hem après és que la incorporació dels nous enfocaments no és mai un procés ràpid i que l’èxit depèn de molts factors, com ara els canvis curriculars, l’elaboració de nous materials amb la participació del professorat, l’orientació dels exàmens externs, la formació del professorat i el suport que aquest rep durant el temps d’experimentació i generalització dels nous projectes. Tanmateix, l’entusiasme per aconseguir enfocaments per a l’ensenyament de la química més motivadors per als estudiants i

més rellevants des del punt de vista personal i social no ha deixat d’estar present durant tots aquests anys. L’actual monogràfic d’Educació Química EduQ constitueix un exemple de la vigència i l’interès que continua suscitant l’ensenyament de la química en context.

Referències

aMerican cheMicaL society (1998). QuimCom: Química en la comunidad. 2a ed. Mèxic: AddisonWesley Iberoamericana. [1a ed.: aMerican cheMicaL society (1988). ChemCom: Chemistry in the community. Dubuque: Kendall-Hunt] association for science education (1984). Rethinking science? Teaching science in a social context Hatfield: Association for Science Education

Bennett, J.; LuBBen, F. (2006). «Context-based chemistry: the Salters approach». International Journal of Science Education, vol. 28, núm. 9, p. 999-1015.

BuLte, A. M. W.; kLaassen, K.; westBroek, H. B.; stoLk, M. J.; Prins, G. T.; genseBerger, R. J. [et al.] (2005). «Modules for a new chemistry curriculum, research on a meaningful relation between contexts and concepts». A: nentwig, P.; waddington, D. (ed.). Making it relevant: Context based learning of science Münster: Waxmann, p. 273-299.

BuLte, A. M. W.; westBroek, H. B.; Jong, O. de; PiLot, A. (2006). «A research approach to designing chemistry education using authentic practices as contexts». International Journal of Science Education, vol. 28, núm. 9, p. 1063-1086.

Burden, J. (2005). «Ciencia para el siglo xxi: un nuevo proyecto de ciencias para la educación secundaria en el Reino Unido». Alambique, núm. 46, p. 68-79. Burton, W. G.; hoLMan, J. S.; PiLLing, G. M.; waddington, D. J. (1994).

Advanced chemistry Salters: Chemical storylines, Chemical ideas, Activities and assessment pack, Teacher’s guide. Oxford: Heinemann.

caaMaño, A. (1988). «Tendencias actuales en el currículo de ciencias». Enseñanza de las Ciencias, vol. 6, núm. 3, p. 265.

— (1994). «Estructura y evolución de los proyectos de ciencias experimentales. Un análisis de los proyectos extranjeros». Alambique, núm. 1, p. 8-20.

— (2006a). «Proyectos de ciencias: entre la necesidad y el olvido». Alambique, núm. 48, p. 10-24.

— (2006b). «Retos del currículum de química en la educación secundaria. La selección y contextualización de los contenidos de química en los currículos de Inglaterra, Portugal, Francia y España». Educación Química, vol. 17, núm. 2, p. 195-208.

— (2007). «El currículum de Física y química en la educación secundaria obligatoria en Inglaterra y Gales, Portugal, Francia y España». Alambique, núm. 53, p. 22-37.

caaMaño, A.; coroMinas, J.; doMènech, M.; L o P e , S.; o ro , J.; P L ana , O. (2008). «Los nuevos currículos de Física, Química y Biología en el bachillerato de Cataluña». Alambique, núm. 56, p. 51-70.

caaMaño, A.; correig, M. T.; grau, R.; guasch, E.; Lozano, M. T.; Mayós, C.; PareJo, C.; vareLa, X. (1994a). «Projecte GAIA». Alambique, núm. 1, p. 41-50.

(1994b). Projecte GAIA (Ciències Experimentals 12-16): Segon cicle

ESO: Planeta blau, planeta viu. L’organisme, herència i evolució València: ECIR.

(1995). Projecte GAIA (Ciències Experimentals 12-16): Segon cicle

ESO: Els materials. Energia per a tots. València: ECIR.

caaMaño, A.; góMez cresPo, M. Á.; gutiérrez JuLián, M. J.; LLoPis, R.; Martín­díaz, M. J. (2001).

«Proyecto Salters: un enfoque CTS para la química del bachillerato». A: MeMBieLa, P. (ed.). Enseñanza de las ciencias desde la perspectiva de la ciencia-tecnologíasociedad. Madrid: Narcea, p. 179.

caaMaño, A.; izquierdo, M. (2003). «El currículo de química en el bachillerato: todavía muy lejos de una química contextualizada». Alambique, núm. 36, p. 60-67. cane, B.; seLLwood, J. (1975). Química elemental básica 1: La sustancia y sus cambios. Barcelona: Reverté.

— (1978). Química elemental básica 2: Elementos y compuestos. Barcelona: Reverté.

CBA (1966). Sistemas químicos. Barcelona: Reverté. 2 v.

Competències de pensament científic a l’ESO: Ciències 12-15 (2014). Barcelona: Universitat Autònoma de Barcelona.

costa, A.; MagaLhães, M.-C.; Martins, I. P.; LoPes, J. M.; siMões, M. O.; soBrinho, T. (2003). «La química en la educación secundaria en Portugal: una perspectiva de cultura científica». Alambique, núm. 36, p. 68-75.

euBanks, L. P.; MiddLecaMP, C. H.; Pienta, N. J.; heLtzeL, C. E.; wearer, G. C. (2006). Chemistry in context: Applying chemistry to society. 5a ed. Dubuque: McGraw-Hill.

furió, C.; hernández, J.; soLBes, J.; viLches, A. (2007). «La física y química en las enseñanzas mínimas de la enseñanza secundaria obligatoria en la LOE». Alambique, núm. 53, p. 47-58.

gruP recerca­faraday (1988a). Química Faraday: Un enfoque conceptual, experimental e histórico Barcelona: Teide.

— (1988b). Física Faraday: Un enfoque conceptual, experimental e histórico. Barcelona: Teide.

— (1988c). Química Faraday: Un enfoque conceptual, experimental e histórico: Guía del profesor. Barcelona: Teide.

i el CHEM a la química en context: un recorregut pels projectes de química des dels anys setanta fins a l’actualitat 23

Del CBA

Monografia

gruP saLters (1999a). Batxillerat Química Salters (Unitats, Guia didàctica, Visita a una indústria química, El treball de recerca): Materials en fase d’experimentació. Barcelona: Generalitat de Catalunya. Departament d’Ensenyament. — (1999b). «El proyecto Química Salters para el nuevo bachillerato». Cuadernos de Pedagogía, núm. 81, p. 68. gruPo iPs (1973). Curso de introducción a las ciencias físicas, nivel intermedio. Barcelona: Reverté. guitart, f.; coroMinas, J. (2015). «El projecte Química en context: què pretenen, com s’estructuren i què contenen les seves unitats?». A: Actes de les VI Jornades sobre l’Ensenyament de la Física i la Química. Barcelona: IEC. gutiérrez, M.; góMez cresPo, M. Á.; Martín­díaz, M. J. (2008). «¿Basta con decretar un nuevo currículo de Química?». Alambique, núm. 56, p. 20-27. heikkinen, H. W. (2010). «To form a favorable idea of chemistry». Journal of Chemical Education, vol. 87, núm. 7, p. 680- 684. hoLton, G.; rutherford, F. J.; watson, F. G. (1981). Project Physics Nova York: Holt, Rinehart & Winston Publishers. hunt, A. (ed.) (1989). Nuffield coordinated sciences chemistry Londres: Longman. izquierdo, M.; caBeLLo, M.; soLsona, N. (1994). «Proyecto Ciències 12-16». Alambique, núm. 1, p. 63-74. LoPe, S.; doMènech, M.; Juan, X.; coLoM, J.; caBeLLo, M. (2005). «Biología Salters-Nuffield: biología en contexto para el bachillerato». Alambique, núm. 46, p. 80-92.

Marchán carvaJaL, I.; sanMartí, N. (2015). «Potencialitats i problemàtiques dels projectes de química en context». Educació Química EduQ, núm. 20, p. 4-12. nuffieLd science foundation (1970).

Química. Curso modelo. Fase i y ii: Curso básico. Barcelona: Reverté.

— (1973). Química. Curso modelo. Fase iii: Curso de opciones. Barcelona: Reverté.

— (1975a). Química avanzada Nuffield: Libro del alumno 1 Barcelona: Reverté.

— (1975b). Química avanzada Nuffield: Libro del alumno 2 Barcelona: Reverté.

oPen university (1974). Curso básico de ciencias: Unidades 8 y 9 La tabla periódica y los enlaces químicos. Iones en solución. Barcelona: McGraw-Hill Latinoamericana. otter, C.; stePhenson, K. (ed.) (2008). Salters advanced chemistry: Chemical storylines AS. Oxford: OCR-Heinemann.

— (2009). Salters advanced chemistry: Chemical storylines A2. Oxford: OCR-Heinemann.

ParchMann, I. (2011). «La enseñanza de la química y el Año Internacional de la Química. Oportunidades para mejorar la comprensión y el interés de los estudiantes». Alambique, núm. 69, p. 8-20.

ParchMann, I.; chik ProJect grouP (2009). «Chemie im Kontext. One approach to realize science standards in chemistry classes». Educació Química EduQ, núm. 2, p. 24-31.

ParchMann, I.; gräseL, C.; Baer, A.; nentwig, P.; deMuth, R.; raLLe, B.; chik ProJect grouP (2006). «Chemie im Kontext: a symbiotic implementation of a context-based teaching and learning approach». International Journal of Science Education, vol. 28, núm. 9, p. 1041-1062.

PiLLing, G. M.; waddington, D. J. (2005). «Implementation of large-scale science curricula: a study in seven European countries». Journal of Science Education and Technology, vol. 14, núm. 4, p. 393-407.

PiMenteL, G. C. (ed.) (1972). Química: Una ciencia experimental (CHEM Study). Barcelona: Reverté.

PLana, O.; caaMaño, A.; enrech, M.; Pont, J.; Pueyo, L. (2005). «La

Física Salters: un proyecto para la enseñanza contextualizada en el bachillerato». Alambique, núm. 46, p. 93-102. santos, W. [et al.] (2009). «Química e sociedade: un projecto brasileiro para o ensino de química por meio de temas CTS». Educació Química EduQ, núm. 3, p. 20-28. santos, W.; MóL, G. (coord.) (2010). Química cidadã. São Paulo: Nova Geração.

schwartz, A. T. (2006). «Contextualized chemistry education: the American experience». International Journal of Science Education, vol. 28, núm. 9, p. 977-998. schwartz, A. T.; Bunce, D. M.; siLBerMan, R. G.; stanitski, C. L.; stratton, W. J.; ziPP, A. P. (1994). Chemistry in context: Applying chemistry to society. Dubuque: W. C. Brown. strong, L. E. (ed.) (1964). Chemical systems. Nova York: McGraw-Hill. weLLington, J. (ed.) (1989). Skills and processes in science education: A critical analysis. Londres: Routledge.

És doctor en química per la Universitat de Barcelona (UB). Ha estat catedràtic de física i química de secundària i professor del CAP i del màster de formació del professorat de secundària de la UB. És coautor de diversos llibres i de més de seixanta articles sobre l’ensenyament de la química i les ciències. Codirector de la revista Alambique i coeditor de la revista Educació Química EduQ, actualment treballa en l’àmbit de la formació del professorat i en l’elaboració de materials curriculars i estudia el grau d’humanitats a la Universitat Pompeu Fabra. A/e: aurelicaamano@gmail.com

Aureli Caamaño Ros

New Chemistry: context-based modules and pathways in a bottom-up project of curriculum reform

New Chemistry: mòduls i itineraris basats en el context en un projecte de la reforma curricular amb enfocament de baix a dalt

Onno de Jong / Utrech University. FISME Institute (the Netherlands)

abstract

A national curriculum reform project on context-based chemistry teaching in the Netherlands is presented. The New Chemistry curriculum was developed by using a bottom-up approach: teachers designed and tested context-based modules based on a specific format. Thereafter, the modules were put online. Modules were combined into three characteristic teaching-learning pathways. Examples of modules and a pathway are given. Teachers’ experiences and opinions regarding New Chemistry are also reported.

keywords

Chemistry curriculum, bottom-up reform, New Chemistry project, context-based modules, modular teaching, learning pathways.

resum

Es presenta un projecte nacional de reforma curricular en l’ensenyament de la química en context als Països Baixos. El currículum del projecte New Chemistry va ser desenvolupat utilitzant un enfocament de baix a dalt. Els professors van dissenyar i provar els mòduls basats en el context en un format específic. Després, els mòduls es van publicar en línia. Els mòduls es van combinar en tres itineraris d’ensenyament i aprenentatge característics. Es donen exemples de mòduls i d’un itinerari. També s’informa sobre les experiències i opinions del professorat respecte del projecte New Chemistry.

paraules clau

Currículum de Química, reforma amb enfocament de baix a dalt, projecte New Chemistry, mòduls basats en el context, ensenyament modular, itineraris d’aprenentatge.

Introduction

This article deals with the recent development of a complete new chemistry curriculum for senior secondary schools in the Netherlands. The need for this reform was mainly evoked by an alarming report on serious problems in Dutch school chemistry education (Koten et al., 2002).

A summary of the major four problems is given in table 1.

Table 1. Major four problems in Dutch school chemistry education

– The image of the chemistry discipline is quite negative.

– School chemistry does not intrinsically motivate students.

– The inspiration of chemistry teachers is decreasing.

– Measures to improve the quality of chemistry education are weak.

The problems presented in table 1 were neither typically Dutch nor restricted to chemistry education, but were also found in many

other countries and other science education (Osborne & Dillon, 2008).

The curriculum development started in 2004, when a Steering

Committee on New Chemistry was established by the Dutch Ministry of Education, Culture, and Science. This committee launched a curriculum reform project focusing on reducing or solving the reported problems. The first two problems in table 1 were attacked by introducing a context-concept strategy for teaching chemistry. According to this approach, situations or issues from a variety of domains (personal, societal, scientific, technological) are related to relevant chemistry concepts and processes. This approach can be promising because a meta-study of Bennett, Lubben & Hogarth (2007) has indicated that context-based science teaching can contribute to improve students’ motivation and to foster positive attitudes toward science in general.

The last two problems in table 1 were attacked by involving chemistry teachers from an early stage of the development process. This way of involvement can be promising, because it was found that reform in science education in the past has often been not very successful when the projects failed to take teachers’ existing knowledge, belief, and attitude into account (Driel, Beijaard & Verloop, 2001).

Context-based teaching and bottom-up development are approaches that are also applied by other modern reform projects, especially the German project Chemie im Kontext (Parchmann & ChiK Project Group, 2009), and the UK project Salters advanced chemistry (Otter, 2011). Experiences from both projects were used as input in the early stage of the Dutch project.

Finally, the Steering Committee also launched a pilot project in which a draft version of the complete curriculum was implemented in several senior secondary schools during 2007-2010. The

New Chemistry project came to an end in 2010, when the committee published a final report (Apotheker et al., 2010). The new curriculum was accepted by the Ministry in 2011. The first national final chemistry examination based on this curriculum will take place in 2015. At that time, it will be possible to evaluate the complete curriculum properly.

Note: much information in this article is based on the final report of the Steering Committee, other project-related documents, and relevant research publications.

The bottom-up approach of the project

In the project, small teams of chemistry teachers from five to eight schools designed one or more context-based modules. Each team was guided by a coach, often a teacher educator, and was part of a larger regional network for exchanging experiences. The drafts of the modules were tested in classrooms by the teacher-designers or other teachers. The results were reported and discussed in the designing teams for revision purposes. In this way, the

teams functioned as fruitful «communities of learning». The coaches formed an expert group which also functioned as a learning community. An overview of the cooperation between teacher teams and coaches is given in fig. 1 (taken from Apotheker et al., 2010, p. 85).

Teacher-designers and field testers can be considered as «innovators» in the curriculum process. Other groups of teachers also fulfilled the role of innovator. Beside them, there were teachers who can be identified as active or passive «followers», such as visitors of conferences and workshops (fig. 2). An overview of all categories of participating teachers and their schools is given in table 2.

The New Chemistry modules

Nearly sixty context-based modules were designed by the teachers. Each module consisted of a student booklet, a teacher guide, and often a booklet of resources. Examples of these modules are: «Energy to take away» (redox-reactions, electrochemical cells), «Perfume» (esters, alkenes, alcohols), and «The Nobel prize

Teacher teams of designers, guided by a coach, and input from industry and universities

Teacher teams in the pilot project, guided by a coach

Figure 1. Diagram of the cooperation between teacher teams and coaches.

Expert group of coaches

Role of teacher

Innovator:

– Designer, field tester, or user of contextbased modules.

– Participant of the pilot project on the complete curriculum.

Active follower:

– Visitor of conferences and workshops

– Visitor of protected parts of the project website (password).

Passive follower:

– Visitor of open access parts of the project website

– Reader of New Chemistry articles in teacher journals.

Participating schools*

– 211 schools, incl. overlap.

– 19 schools.

– About 250 schools.

– About 150 schools.

– Unknown number of schools

– Unknown number of schools

* Each school delivered one or more teachers (number per school not given in the committee’s report).

and the atom» (atomic structure, periodic table). These examples and some other modules are available in Dutch at the free access project website: http://www. nieuwescheikunde.nl/Publicaties/ Lesmodulen. All other modules could only be entered at protected links of the project website by using a password. All suggested modules were intended to function as examples of teaching and learning New Chemistry. Teachers were free to adopt the modules, to adapt them, or to replace them by other materials.

The provided modules were often structured by using a slight-

Phase

0. Orientation to the module

1. Introduction to the context

2. Selection of specific questions

3. Development of new knowledge

4. Abstraction and transfer of knowledge

ly adapted version of a format taken from the German Chemie im Kontext project (Parchmann & ChiK Project Group, 2009). A summary of this version is given in table 3.

An elaboration of the format from table 3 is given below for the module «The Eco-travelling Company: the trip», for students of grade 10 (age 16). This module (about fourteen lessons) can be found under the Dutch name «Ecoreizen BV: de reis» (fig. 3) at the free access project website mentioned before.

In the pre-phase of orientation to the module about eco-travelling, students were concisely informed about the name of the module, the general learning goals, and the main instructional format. They also got a student booklet and a resource booklet.

In the phase of introduction to the context, students were told that the Eco-travelling Company (a fictitious name) has launched a call for a competition about the question: «What is the most sustainable trip of thirty days around the world?». This question was the lead of the module. Students were asked to read the general conditions from the travel company such as the condition that

Major characteristic

– Name of the module and general learning goals.

– Main instructional format.

– The leading context question.

– Introductory activity.

– What specific questions are interesting?

– What new knowledge is needed?

– What plan of activities?

– Executing (practical) activities.

– Answering the leading context question.

– Reporting about the module.

– Summarizing the new chemistry knowledge

– Addressing possible applications

Figure 2. Visitors of a conference on New Chemistry.

Table 2. Chemistry teachers as participants of the curriculum process

Table 3. Usual format of a context-based module

In order to facilitate students’ learning of connecting contexts with concepts, the Steering Committee suggested to cluster modules in pairs in which chemistry concepts were introduced and elaborated in successive contexts

traveling should go on all continents and between them, and the condition that the answer should be evidence-based.

In the phase of selection of specific questions, students were asked to discuss what they wanted to know about the idea of sustainable trips and how they might find answers to their questions. Subsequently, students were offered descriptions of a set of activities. After a short look at this information, they were asked to set up a preferred order of the given activities, and to design a plan for inquiry. The latter should be discussed with the teacher for approval.

In the phase of development of new knowledge, students were asked to work on the planned activities such as calculating the amount of a specific type of fuel that would be needed for particular trips. Follow-up calculations regarded the amount of CO2 that would be emitted for each type of fuel. The latter calculations not only required knowledge of formulas of carbon chemistry substances, but also knowledge of stoichiometric calculations including the concepts mole, molar mass, and molar volume. Students were asked to read texts about these concepts, and to carry out practical quantitative experiments related to a particular continent. For instance, regarding

Africa, students have to determine the percentage vitamin C in pills. Near the end of this phase, students were asked to read texts about sustainability, to design examples of ecological cyclic processes, and to discuss criteria for a sustainable trip. Finally, students were asked to answer the leading context question.

In the phase of abstraction and transfer of knowledge, each group of students was asked to prepare an evidence-based flyer about an ecological sound trip around the world in thirty days. Each group was also asked to write a summarizing report on their work, including the chemical calculations, to present the report to other students, and to address possible applications.

BV: de reis».

Finally, some New Chemistry modules were translated into English by a special foundation and were available at other free access websites. For instance, the module «Green chemistry» (energy balances, atom economy, process chemistry) can be found at: http://www.studioscheikunde.nl/ havovwo_bb/Module_Green_Chemistry/ Another example, the module «How can we eat healthily» (car-

bohydrates, fats, proteins) is available at: http://www.studioschei kunde.nl/havovwo_bb/Module_How_ can_we_eat_healthily/

Modular teaching-learning pathways

In order to facilitate students’ learning of connecting contexts with concepts, the Steering Committee (Apotheker et al., 2010) suggested to cluster modules in pairs in which chemistry concepts were introduced and elaborated in successive contexts. Each pair of modules would be followed by a bridge module in which the chemical concepts were further abstracted from the contexts and new questions could be addressed. Examples of paired modules and related bridge modules are given in table 4.

When chemistry teachers select (paired) modules from the project website for use in their classroom, they will look for those modules that fit their personal conceptions of chemistry teaching and learning. They are free to decide the order of the selected modules. In order to support teachers, the Steering group, together with the expert group of coaches, combined modules to three different categories of teaching-learning pathways (strings). These categories can be summarized as follows:

— «Chemistry, technology, and society» teaching-learning pathway This category fits conceptions of teachers who prefer to use interesting socio-scientific issues as contexts for developing and applying students’ knowledge of related chemistry concepts and processes. They want to pay special attention to explore socioscientific alternatives such as the sustainable issue.

— «Knowledge development in chemistry» teaching-learning pathway. This category fits conceptions of teachers who prefer to

Figure 3. Cover of the student booklet «Ecoreizen

use experiments and historical resources as contexts for developing and applying students’ knowledge of how chemistry concepts and processes are and have been developed. They want to pay special attention to the nature of chemistry such as the function of models and the role of paradigms.

Module

— Mix of the two foregoing pathways. This category fits conceptions of teachers who want to combine modules from the first pathway with modules from the second pathway.

An example of a «Chemistry, technology, and society» teaching-learning pathway is given in

Leading context question

table 4. This pathway is intended for teaching students of grade 10 (age 16), and covers the chemistry curriculum for one school year. The collection of pathways is intended to offer options to teachers. They can adopt any pathway, but are also free to adapt a pathway or to replace it by another series of modules.

Major concept

New materials. Does unbreakable pottery exist?Macro: structure-property relations.

Meso: constituent grains of materials.

Rescuing diapers in case of fire.How to prepare a fire-resistant means from diaper constituents?

Bridge module.

What do we have learnt?

Eco-travelling: the trip. How to calculate the most sustainable trip of thirty days around the world?

Eco-travelling: the fuel. How to produce biofuels?

Bridge module. What do we have learnt?

Plants from the earth. What do plants need?

Macro: structure-property relations. Absorption. Meso: fiber structures. Networks. Micro: polymers. Crosslinks (H-bridge).

Concept maps. Exercises. New questions.

Introductory organic chemistry. Mole. Molar mass. Molar volume. Stoichiometric calculations. Sustainability.

Follow-up organic chemistry. Bonding. Calculations of reaction energy. Biofuels.

Concept maps. Exercises. New questions.

Salts and ions. Precipitation reactions. Calculations on solutions. Fertilizers.

Growth and agriculture. How to do sustainable agriculture?Electrolytes. Determining ions in solutions. Adsorption. Herbicides.

Bridge module.

What do we have learnt?

The scooter of today: inquiry.What is the composition of a scooter?

The scooter of the near future: designing.

Bridge module.

How to design a prototype of a fast, clean, and efficient scooter?

What do we have learnt?

Concept maps. Exercises. New questions.

Redox reactions. Electrochemical cells. Catalysts. Polymers. Metals. Corrosion. Structure-property relations.

Greenhouse effects. Bonding. Chemical calculations. Technical design criteria. Technical sketching.

Concept maps. Exercises. New questions.

Table 4. Example of a «Chemistry, technology, and society» teaching-learning pathway

Teachers’ experiences and opinions

Teachers’ experiences and opinions regarding the contextconcept approach, especially the New Chemistry modules, were reported in several studies. Representative results are concisely presented below.

— Problems with connecting contexts with concepts. Stolk et al. (2011) reported that teachers encountered difficulties in handling students’ specific questions about the context (phase 2 of the module format; see table 3). In a follow-up study, the researchers found that teachers solved this problem by designing a set of do’s and don’ts for selecting and reformulating these questions in such a way that students were encouraged to find answers by using appropriate chemistry concepts (Stolk et al. , 2012).

— Concerns about the value of context-based modules. Coenders et al. (2010) reported that teacherdesigners initially wondered whether it would be possible to develop context-based modules for students to acquire knowledge of chemistry concepts. Extensive discussions during meetings reduced their concerns, and, after

In conclusion, the reported studies have limited value, because they only regarded the development period of the reform. However, at the moment, this curriculum is implemented nationwide. This offers an important opportunity to collect more information about the enactment and the results of New Chemistry

teaching, they became more convinced about the positive value and possibilities of the contextconcept approach.

— Growing appreciation of context-based teaching. Ottevanger et al. (2011) found a growing appreciation of context-based teaching among teachers participating in the pilot project on teaching the complete curriculum.

— Positive and negative opinions about New Chemistry modules. These opinions were reported in a study by Woude and Grinsven (2010). Main results are summarized in table 5.

Positive opinion

chemistry and a low student motivation by introducing contextbased modules and pathways. Studies suggested that the new approach indeed reduced both problems, at least it contributed to improve students’ motivation for learning chemistry.

The project also wanted to attack two other problems: a decreasing inspiration of teachers and weak measures for improving chemistry education. To cope with these problems, a bottom-up development approach was applied which offered teachers the opportunity to design modules

Negative opinion

Closer links with students’ everyday life. A lot of preparation time is required.

Motivating teachers and students.Absence of teacher book about modern contexts.

Room for personal teaching preferences. Quality of modules is insufficient guaranteed.

Looking backward, looking forward

The development of the new curriculum did not occur topdown but used a bottom-up approach. As a consequence, participating teachers can be considered as co-owners of the curriculum reform. They participated in a range of roles: from motivated innovators who designed modules to passive followers who only read New Chemistry articles in journals. This participation covered several hundreds of chemistry teachers. This is about one-third of the entire target group. Although the number of involved teachers looks not really large, it is large enough to provide the new curriculum a firm base of evidence.

The New Chemistry project wanted to reduce or solve the problems of a quite bad image of

and pathways that take their conceptions of teaching chemistry into account. Investigations indicated that teachers really appreciated this approach. However, to what extent the quality of chemistry education was improved is still unclear.

In conclusion, the reported studies have limited value, because they only regarded the development period of the reform. However, at the moment, this curriculum is implemented nationwide. This offers an important opportunity to collect more information about the enactment and the results of New Chemistry.

Finally, curriculum innovations, as many innovations, run step-by-step. Teachers need time for becoming familiar with new teaching, as they indicated by complaining about the amount of required time for preparing their

Table 5. Chemistry teachers’ opinions about New Chemistry modules

The project also wanted to attack two other problems: a decreasing inspiration of teachers and weak measures for improving chemistry education

new lessons. They also need support by providing them with teacher resource booklets with information about modern contexts. These needs emphasize the importance of further professional development of all teachers. This can be realized in several ways, for instance by inviting teachers to visit relevant conferences and workshops or by asking them to participate in small (regional) networks of interested colleagues («communities of learning»). They can also be stimulated to read relevant articles in journals as the online journal Chemistry Education Research and Practice (free access: http://www. rsc.org/cerp).

In conclusion, the continuous professional development of chemistry teachers, supported by adequate research, can function as an important cornerstone of further reform of chemistry curricula in the near future. This is not only valid for the Netherlands, but also for other countries which are involved in contextbased chemistry teaching.

References

aPotheker, J.; BuLte, A.; kLeiJn, E. de; koten, G. van; MeineMa, H.; seLLer, F. (2010). Scheikunde in de dynamiek van de toekomst: Over de ontwikkeling van scheikunde in de school van de 21e eeuw. Enschede: Netherlands Institute for Curriculum Development. [English title: Chemistry in a dynamic future: On the development of chemistry in the school of the 21st century]

Bennett, J.; LuBBen, F.; hogarth, S. (2007). «Bringing science to life: a synthesis of the research evidence on the effects of context-based and STS approaches to science teaching». Science Education, No. 91, p. 347-370. coenders, F.; terLouw, C.; diJkstra, S.; Pieters, J. (2010). «The effects of the design and development of a chemistry curriculum reform on teachers’ professional growth: a case study». Journal of Science Teacher Education, No. 21, p. 535-557.

drieL, J. van; BeiJaard, D.; verLooP, N. (2001). «Professional development and reform in science education: the role of teacher practical knowledge». Journal of Research in Science Teaching, No. 38, p. 137-158.

koten, G. van; kruiJff, B. de; driessen, H.; kerkstra, A.; MeineMa, H. (2002). Bouwen aan scheikunde: Blauwdruk voor een aanzet tot vernieuwing van het vak scheikunde in de Tweede Fase van HAVO en VWO. Enschede: Netherlands Institute for Curriculum Development. [English title: Building chemistry: A blueprint to initiate renewal of chemistry for upper secondary education]

osBorne, J.; diLLon, J. (2008). Science education in Europe: Critical reflections. London: The Nuffield Foundation.

otter, C. (2011). «Context based learning in post compulsory education: Salters advanced chemistry project». Educació Química EduQ, No. 10, p. 11-17.

ottevanger, W.; foLMer, E.; Bruning, L.; kuiPer, W. (2011). Curriculum evaluatie bètaonderwijs Tweede Fase: Examenpilot Nieuwe Scheikunde havo/vwo 2007-2010. Enschede: Netherlands Institute for Curriculum Development. [English title: Curriculum evaluation of senior secondary science education: Pilot project New Chemistry 2007-2010]

ParchMann, I.; chik ProJect grouP (2009). «Chemie im Kontext. One approach to realize science standards in chemistry classes». Educació Química EduQ, núm. 2, p. 24-31.

stoLk, M.; BuLte, A.; Jong, O. de; PiLot, A. (2012). «Evaluating a professional development framework to empower chemistry teachers to design context-based education». International Journal of Science Education, No. 34, p. 1487-1508.

stoLk, M.; Jong, O. de; BuLte, A.; PiLot, A. (2011). «Exploring a framework for professional development in curriculum innovation: empowering teachers for designing contextbased chemistry education». Research in Science Education, No. 41, p. 369-388.

woude, L. van der; grinsven, V. van (2010). Rapportage: Onderzoek Nieuwe Scheikunde. Utrecht: DUO Market Research. [English title: Report: New Chemistry investigated]

Onno de Jong

Was a chemistry teacher in schools before moving into teacher education and research at Utrecht University (the Netherlands). Later, he got a position as professor of chemistry education at Karlstad University (Sweden). He also worked as invited scholar at universities in South Africa, Malaysia, Australia, and Taiwan. He has ongoing interest in empowering teachers for handling innovations and in bridging the gap between theory (given in chemistry teacher courses) and practice (in chemistry classrooms).

E-mail: o.dejong@uu.nl

El context per aprendre química en el projecte «Competències de pensament científic ESO 12-15»

The context for learning chemistry in the project «Competencies of scientific thought ESO 12-15 (secondary education)»

Joan Aliberas i Mercè Izquierdo / Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Didàctica de la Matemàtica i de les Ciències Experimentals

Fina Guitart / Departament d’Ensenyament. CESIRE

resum

L’ensenyament de les ciències actualment acostuma a proposar que impliqui «aprendre en context», un «ensenyament modelitzador» i un «currículum competencial». En aquest article es reflexiona sobre el caràcter complementari d’aquests tres propòsits, i s’exemplifica amb les unitats del projecte «Competències de pensament científic ESO 12-15». S’analitza des d’aquesta perspectiva la unitat de 3r ESO «De l’espelma a la taula periòdica: gestionem els canvis químics», i es discuteixen les relacions entre el context i el grup a qui s’adreça i els diferents aprenentatges que se’n deriven.

paraules clau

Context, modelització, competències, pensament científic.

abstract

The teaching of science today tends to suggest that involves «learning in context», a «modeling teaching» and «competence-based curriculum». This article reflects on the complementarity of these three purposes, illustrating it with units of the «Competencies of scientific thought ESO 12-15 (secondary education)» project. The 3rd ESO unit «From candle to the periodic table: manage chemical changes» is been analyzed from this perspective, and discussed the relationship between the context and the group to whom it is addressed and about the different learnings derived.

keywords

Context, modeling, competencies, scientific thought.

Introducció

El projecte «Competències científiques a l’ESO» es va dissenyar amb la finalitat de proporcionar un exemple de desenvolupament del currículum de ciències del Departament d’Ensenyament. Segueix les orientacions curriculars del seu moment (Departament d’Ensenyament, 2009) i també s’adapta a l’enfocament «competencial» d’acord amb el document referent a les competències curriculars en ciència i tecnologia

(Departament d’Ensenyament, 2014). En aquests dos documents, es recomana una estratègia didàctica «modelitzadora» i un ensenyament «en context», i es considera que aquests són dos requisits imprescindibles per adquirir les competències curriculars establertes.

El projecte «Competències científiques a l’ESO» consisteix en nou unitats didàctiques, tres per a cada un dels tres primers cursos de l’ESO, en els quals les ciències

són obligatòries. El repte que es planteja és aconseguir l’accés per a tots els alumnes a uns coneixements de ciències ben integrats en el seu «saber fer», que els permetin interpretar els fenòmens que es consideren rellevants i plantejar-se preguntes per continuar aprenent. Es vol aconseguir que els alumnes recordin els temes (les activitats que van dur a terme i els conceptes que van aprendre) d’una de les unitats i els apliquin i desenvolupin en les

següents. Per això es busca la coherència conceptual del conjunt del projecte, de manera que cal «negociar» entre les diverses disciplines perquè el resultat s’acosti tant com sigui possible a un ensenyament multidisciplinari, però que compti amb els principals models teòrics de les ciències.

Es treballa el context, en aquest projecte? La resposta immediata és dir que sí, és clar. Però si a continuació se’ns demana com ho fem, se’ns fa difícil respondre aquesta pregunta amb poques paraules, perquè el terme context és polisèmic (ho veurem més endavant) i se’ns entortolliga amb competències i modelització. Per tot plegat, és difícil assolir la coherència conceptual que busquem i, alhora, una seqüència de «contextos» que sigui igualment coherent.

Trobem la coherència si reconeixem que som en un «context didàctic» (és a dir, que triem contextos adequats al que volem ensenyar, modelitzar i realitzar). Però no és això el que se’ns demana: la qüestió és a quines situacions viscudes però no acadèmiques (que anomenem contextos) atorguem funció didàctica i per què els donem aquest reconeixement.

Ens calen uns quants apartats per aclarir quin significat donem al terme context en el desenvolupament del projecte. L’esquema que seguirem és el següent: en primer lloc, parlarem del «relat» que dóna coherència a tot el projecte i de la introducció a la química en les unitats que el configuren; en segon lloc, veurem l’estructura de la unitat que analitzem (UD8) i destacarem allò que la fa «competencial» i «modelitzadora»; identificarem els indicadors que ens serviran per detectar «contextos», i, amb tot això, intentarem mostrar el rol que desenvolupa el context en l’assoliment de competències i en l’estratègia didàctica modelitzadora.

Les nou unitats didàctiques del projecte i l’aprenentatge de la química a través d’aquestes

Els títols de les nou unitats didàctiques del projecte es refereixen a «situacions» que generen preguntes i activitats a l’abast dels alumnes. Són més aviat «epígrafs» que anticipen la idea principal de la unitat fent referència a situacions que formen part de la realitat dels alumnes: abans de començar a treballar-hi, els alumnes poden saber de què va el que faran. Són els següents:

1r d’ESO

UD1. «La gosadia d’explorar l’Univers: llunyà i alhora proper» (fig. 1) (model «raig de llum», model «material format per partícules»: sòlid-líquid-gas).

UD2. «El planeta blau. Per què? Fins quan?» (model «planeta Terra»).

UD3. «La vida, igual però diferent» (model «ésser viu en relació amb l’ambient»).

2n d’ESO

UD4. «La Terra, un planeta que canvia» (model «Terra al llarg de la història»).

UD5. «Què tenen en comú les muntanyes russes i els castellers?» (model «mecànica»).

UD6. «Que ve el llop!» (model «ecologia»).

3r d’ESO

UD7. «Domesticant el llamp» (model «electricitat»).

UD8. «De l’espelma a la taula periòdica: gestionem els canvis químics» (model «canvi químic»).

UD9. «Donar vida, tenir cura de la vida» (model «salut»).

Les nou unitats van construint un «relat» amb el qual es pretén que els alumnes estructurin els seus coneixements de ciències: els que ja han adquirit en cursos anteriors i els que estan adquirint ara per tal de disposar d’una base que doni suport i significat als

Figura 1. Portada de la UD1, «La gosadia d’explorar l’Univers: llunyà i alhora proper», corresponent a 1r d’ESO.

que aniran aprenent al llarg de la vida.

Aquest relat es podria resumir de la manera següent: «Formem part d’un univers lluminós, habitem un planeta amb aigua i un cel blau, som vius. Al nostre entorn es produeixen canvis i hem d’aprendre a gestionar-los amb responsabilitat» I es desglossa de manera que, en el primer curs, ens situem en el que ens envolta, el planeta que trepitgem, la vida que compartim amb d’altres; a segon, estudiem canvis i ens fixem en què els provoca, i, a tercer, ens centrem en la gestió dels canvis, una gestió que pot ser més o menys eficaç segons quins siguin els intercanvis de treball o calor.

La unitat que analitzarem és la segona de 3r d’ESO i és la que formalitza el model «canvi químic» que ja s’ha anat introduint en les unitats didàctiques 1, 2, 3 i 4, i que encara es desenvolupa una mica més en la 9. Comencem revisant en quines situacions es produeix aquesta iniciació.

UD1. «La gosadia d’explorar l’Univers: llunyà i alhora proper» S’introdueix el concepte material en preguntar de què estan fets

Monografia / Currículum,

els planetes. Es revisen les conegudes diferències entre sòlids, líquids i gasos prenent com a exemples diferents materials sòlids coneguts (minerals, metalls, etc.) i les conseqüències pel que fa a les interaccions físiques entre ells; els canvis d’estat permeten introduir el model de partícules. Les propietats generals massa i volum són directament proporcionals per a un mateix material, però mostren una sorprenent «desigualtat» si els materials són diferents; si representem aquestes dues magnituds en coordenades cartesianes, s’obtenen rectes de pendent diferent: la constant de proporcionalitat entre aquestes magnituds és diferent si els materials també ho són, i això té conseqüències diverses (la flotació, per exemple).

UD2. «El planeta blau. Per què? Fins quan?»

El model de partícules per a sòlids, líquids i gasos s’aplica al cicle de l’aigua i a l’atmosfera. Es parla de molècules i es reconeix la presència de N2, O2, CO2 i H2O mesclats a l’atmosfera. Sense fer-ho explícit, aquests gasos ja seran considerats «substàncies» quan intervinguin en canvis químics, representades per fórmules químiques que els alumnes ja coneixen. Ens trobem immersos en l’acció del Sol, que escalfa la superfície de la Terra i genera diferències en els fluids que la componen (de temperatura, de pressió), que provoquen canvis que tendeixen a anular aquestes diferències. Es caracteritzen el temps atmosfèric i el clima i s’introdueixen simbolismes nous: els mapes del temps.

UD3. «La vida, igual però diferent»

Ens preguntem sobre els materials que formen els éssers vius, i reconeixem que ens costa reconèixer-los com a sòlids i líquids (són tous, gelatinosos…) i que

són més «delicats» que les pedres o els metalls. Es reconeix la presència d’aigua en les cèl·lules esprement l’enciam i que les restes d’enciam deshidratat formen carbó quan s’escalfen molt. Aquest és el primer canvi químic que s’estudia: mostra la diferència entre el carbó i l’element carboni, i justifica que el carboni formi part dels éssers vius a causa de la fotosíntesi, en què intervé el diòxid de carboni del qual procedeix el carbó que hem obtingut.

UD4. «La Terra, un planeta que canvia»

Els terratrèmols i els volcans ens proporcionen coneixements sobre interaccions/transformacions de sòlids a altes temperatures que ara no depenen del Sol, sinó que són pròpies de l’interior de la Terra. Les diferències de densitat, de temperatura i de pressió són la causa d’aquests fenòmens irreversibles que es produeixen a la Terra. El contingut en diòxid de silici permet diferenciar les roques: l’element

silici és tan important en el món mineral com ho és l’element carboni en l’orgànic.

UD5. «Què tenen en comú les muntanyes russes i els castellers?»

Es dedica a les interaccions físiques i introdueix de manera explícita les forces (i la seva representació amb vectors) i la relació entre els canvis i l’energia. Aquests conceptes s’aplicaran a la UD6, dedicada als ecosistemes en el funcionament dels quals intervenen tant les interaccions químiques con les físiques.

UD6. «Que ve el llop!»

Tracta la viabilitat d’una proposta: la introducció del llop al Pirineu. L’anàlisi d’aquesta proposta introdueix els balanços d’energia i matèria que sostenen la vida i que passen per comprendre bé les reaccions químiques, com la combustió i la fotosíntesi. La fig. 2 mostra com es proposa un experiment que es realitza en aquesta unitat.

Figura 2. Experiment de la UD6, «Que ve el llop!», de 2n d’ESO, sobre el poder energètic dels aliments.

UD7. «Domesticant el llamp»

Introduïm l’electricitat per explicar alguns canvis (els llamps) i les instal·lacions (els circuits) que fan possible manipular-la, generar-la i aprofitar-la (les turbines, els motors). Estudiem els metalls com a materials conductors, en fem una maqueta i identifiquem la conductivitat d’algunes solucions aquoses. Es reconeix la importància de les piles electroquímiques, ja que són un exemple de bona gestió dels canvis químics espontanis

UD8. «De l’espelma a la taula periòdica: gestionem els canvis químics»

S’hi formalitzen els coneixements químics que s’han anat introduint anteriorment. La UD8 se centra en la gestió del canvi químic, i s’hi destaquen les possibilitats que ens ofereix la naturalesa elèctrica dels materials, estudiada a la UD7. Com en totes les unitats didàctiques, l’activitat dels alumnes és molt important i la volem tant qualitativa com quantitativa. En aquesta unitat es treballa el model d’àtom màssic en les explicacions de canvis químics i d’àtom amb un nucli format per protons i neutrons per explicar els descobriments sobre radioactivitat (Aliberas, Guitart i Izquierdo, 2014).

UD9. «Donar vida, tenir cura de la vida»

Es dedica al cos humà i la salut. Aquí es poden aplicar tots els coneixement de química construïts o adquirits fins ara, que s’enriqueixen amb els que es deriven del moviment dels líquids sortint i entrant a les cèl·lules i del transport de l’oxigen i el CO2 que hi entren i en surten.

La UD8 en el context global de 3r d’ESO

Les tres unitats del tercer curs estan connectades per un «relat»

específic: el viatge nocturn d’una ambulància que transporta un òrgan que ha de ser trasplantat, que transcorre enmig d’una tempesta amb aigua, llamps i trons, i al llarg del qual els conductors conversen i han de resoldre alguns problemes pràctics.

Tenim, amb això, un primer context, general, per a tota la UD8, «De l’espelma a la taula periòdica: gestionem els canvis químics», la portada de la qual es mostra a la fig. 3. Ara bé, és un context més didàctic que real: els conductors i la seva conversa ens serveixen per donar l’ocasió als alumnes de respondre les preguntes que els personatges es formulen viatjant de nit, enmig de la pluja i el mal temps. La química que aprenen els alumnes no aporta una solució als problemes del viatge; ara bé, sí que permet explicar alguns dels fets que es produeixen i que els alumnes reconeixen.

Aquests «problemes» donen peu a tres dels apartats de la unitat, on els conceptes propis del canvi químic prenen unes característiques diferents (però, naturalment, complementàries). En tots, l’electricitat té una funció específica, però altres contextos s’hi han de fer presents. Els apartats (o seccions) són els següents:

— Els relacionats amb el foc (i l’oxigen, invisible), les flames i les incandescències.

— Els relacionats amb l’aigua.

— Els relacionats amb els aliments i la cuina.

— Els relacionats amb la taula periòdica.

Els tres primers apartats determinen els diferents «camps estructurants» dels fets químics, que són situacions diferents però fonamentals per disposar d’un model bàsic, general, dels canvis químics. Però, per poder-los connectar adequadament, ens cal

Figura 3. Portada de la UD8, «De l’espelma a la taula periòdica: gestionem els canvis químics», de 3r d’ESO.

una visió de conjunt, abstracta, que adquirim amb l’estudi de la taula periòdica, de l’àtom i del mol, en un quart apartat de la unitat.

En cadascun d’aquests apartats es fa èmfasi en alguna «competència» curricular específica, la que resulta més adient a l’activitat que es proposa a l’alumnat. Veurem en la descripció que es fa més endavant de cada una quin és el context específic que va sorgint a cada apartat, a més a més de la conversa durant el viatge accidentat de l’ambulància en plena nit de tempesta. També veurem exemplificat en el primer apartat com es posen en joc diverses dimensions de l’activitat científica escolar, ontològicament irreductibles entre si, que s’han generat en el marc del grup de recerca Llenguatge i Ensenyament de les Ciències de la Universitat Autònoma de Barcelona analitzant textos d’experts. Cada una pot servir de context en la mesura que és útil perquè cada alumne mobilitzi coneixements i recursos propis que li permetin completar els processos cognitius pertinents (sobretot, els de modelització) i reeixir en la resolució de proble-

El context per aprendre química en el projecte «Competències de pensament científic ESO 12-15»

Monografia / Currículum, projectes

mes gràcies als seus recursos competencials.

Les sis dimensions identificades i els símbols amb els quals les representarem són els següents:

— Física (F): els sistemes reals implicats.

— Cognitivoemocional (CE): els models mentals i altres representacions per intentar comprendre els sistemes, així com les emocions implicades.

— Lingüística o comunicativa (L): les produccions lingüístiques per comunicar-se sobre totes les dimensions.

— Pragmàtica (P): els problemes detectats i les accions per resoldre’ls.

— Social d’aula (S1): l’organització escolar per abordar els problemes i aprendre.

— Social general (S2): els problemes plantejats es relacionen amb els de la societat.

En el treball de l’aula, s’espera que cada dimensió serveixi de context per produir accions en aquesta dimensió o en una altra. Les indicarem, en la descripció del contingut de la primera secció de la UD8 (el foc), amb els símbols anteriors, i deixarem de banda l’omnipresència de les dimensions comunicativa (L) i social d’aula (S1).

El foc

En aquest apartat, parlem del foc i l’analitzem tenint en compte les sis categories definides. A partir d’«El llamp pot encendre un bosc» (comentari dels conductors de l’ambulància), relacionem el poder de transformació de la química amb el Sol, i recordem el mite de Prometeu. Però, a partir d’aquesta situació (context) inicial, en què no podem intervenir, passem a les nostres flames de cada dia (S2), en concret, a la transformació de la parafina de l’espelma quan es crema (F). L’estudi és

quantitatiu (P, L), i recordem Lavoisier i la seva llei de conservació de la massa en els canvis químics (CE); amb això, podem afirmar que la flama (F) no és només llum, sinó que és un sistema material complex (CE), i apliquem el principi de conservació de l’energia (CE), que ja s’ha treballat en unitats anteriors, a aquest fenomen que més aviat sembla contradir-lo (CE). Les fig. 4 i 5 mostren alguns dels experiments proposats en aquest apartat i una pauta (amb respostes incloses) per ajudar els alumnes en les explicacions dels experiments.

Les competències que destaquem són les que relacionen l’experimentació (F, P, S1) amb el model (CE), expressat (L) com a desaparició/aparició de substàncies (F, CE) (que aprenem a reconèixer) i conservació de la massa i l’energia (F, CE)… malgrat les aparences!

L’aigua

Amb aquest esquema, parlem d’altres flames, explosions i fenòmens (F) que s’han vist abans o que se suposa que són coneguts de tots (S2). Però el llamp (F) no és una flama com la de l’espelma. Ens dediquem a les incandescències (P, F) i insinuem que ens poden informar sobre les característiques atòmiques del cos incandescent (CE). La referència (la situació) és ara el descobriment de l’heli en el Sol (P, F), i el fenomen «de cada dia» és «tenyir les flames» (S2).

En aquest apartat, parlem de l’aigua i de les reaccions químiques en dissolució aquosa. L’èmfasi es fa en la relació entre l’aigua i l’electricitat, relacionat també amb el risc que comporta fer servir aparells endollats a la xarxa elèctrica quan estem molls i descalços. El comentari sobre el mal d’estómac del conductor ens fa parlar de la sal de fruita i l’acció immediata i sobtada de l’aigua, del seu insòlit poder, que tot seguit relacionarem amb la conductivitat de la solució. Apareixen unes noves entitats químiques, els ions, amb les quals representem nous canvis químics: d’àcidbase, de precipitació, etc., en un context tècnic, de laboratori (fig. 6 i 7).

Figura 4. Experiments per entendre el funcionament de la flama d’una espelma.

El «plat fort» d’aquest apartat és l’electròlisi de l’aigua, que volem que sorprengui molt, moltíssim. Requereix un instrumental precís amb el qual s’aconsegueix un canvi espectacular: apareixen gasos. Tot i que sembla que l’aigua no canvia, s’obté un volum doble (exacte) d’hidrogen que d’oxigen, però la massa de l’hidrogen és molt menor que la de l’oxigen. L’electròlisi de l’aigua pot ser enormement profitosa, perquè n’obtenim un combustible (l’hidrogen) que podria fer anar cotxes que només produïssin aigua en comptes dels gasos d’efecte hivernacle que ara resulten de la combustió del petroli i que tant ens preocupen.

Les competències que ara destaquem són tecnològiques, referides a l’acció dels instruments que, en aquest cas, condueixen la modelització cap a la introducció dels electrons, els ions i noves maneres d’anomenar les substàncies en el panorama químic que es va construint. Però també ens trobem davant de reptes conceptuals molt importants per aconseguir «lligar» les masses i els volums de l’hidrogen i l’oxigen.

La taula periòdica

Situem en un lloc central la taula periòdica, que ens proporciona el «context» per a la reflexió teòrica i la formalització dels conceptes químics. Seguim Mendeléiev quan deia que «els elements fan pensar en àtoms», i aprofitem aquest «fer pensar» per

contrast entre la taula dels elements i la de substàncies simples ens proporciona el «context» per parlar d’estructures i, per tant, d’enllaços. Només veiem tres tipus d’estructures en les substàncies simples: metalls, «diamants» i gasos o líquids. I quatre en les compostes: a més a més, hi tenim la iònica, que s’estableix entre àtoms diferents. Però la

Figura 6. El «Joc dels ions» és una eina per aprendre les regles que es compleixen en les dissolucions per poder-ne preveure l’evolució.

Figura 7. Informacions per al «Joc dels ions». Els senyals indiquen substàncies poc o gens solubles en aigua.

reflexionar sobre el significat que els químics han donat a les masses de reacció: n’han fet masses atòmiques i, finalment, mols. El

idea principal és que els àtoms no van mai sols, en el món que toquem i veiem (no sempre amb els ulls!).

El context per aprendre química en el projecte «Competències de pensament científic ESO 12-15»

Figura 5. Patró per ajudar a la realització d’una explicació.

Monografia / Currículum, projectes

El fet de saber si una substància és simple o composta no és possible només pel seu aspecte, però saber-ne el nom ajuda molt, perquè conté molta química, molt laboratori de generacions anteriors (fig. 8). Ara bé, per estar-ne segurs, necessitem la taula periòdica. Allà no hi ha noms com etanol o sucre; només hi ha el nom dels elements i de les substàncies simples que tenen el mateix nom (per exemple, no hi trobem diamant, sinó carboni, però hi trobem noms com ferro, coure, plata, etc.).

La cuina

Aquest apartat ens fa pensar en uns materials diferents dels metalls, les roques, la fusta o les sals. Són els materials de textures semisòlides, viscoses, que formen els éssers vius i també els aliments, i els seus canvis, que es «gestionen» a la cuina. En aquest apartat, es consideren les «interaccions febles» que es produeixen segons proporcions no tan fixes (es presenten en un interval de masses més ampli) i que s’expliquen, en part, per les conformacions diferents de les grans (de vegades enormes!) molècules que presenten punts «elèctrics» que interaccionen amb l’aigua o amb ions sense que la molècula s’arribi a destruir (fig. 9).

Considerem molt important que els alumnes s’adonin que els aliments procedeixen d’éssers vius (ens agradi o no, ens mengem els uns als altres) i que la seva química és també la química de la vida. Es consolida així la vinculació entre química i biologia que s’ha anat establint en les altres unitats didàctiques, i se n’hi afegeix una de nova: la relació amb la salut humana (UD9).

Conclusions

Potser cal començar recordant les idees prèvies que compartim: quan parlem d’un text, necessi-

Figura 8. Una pregunta de l’apartat de la taula periòdica que en proposa la utilització per decidir quines substàncies poden ser simples o compostes.

Figura 9. Una activitat pràctica d’elaboració de gelatina acaba demanant algun model d’estructura interna a l’alumnat.

tem un context, i viceversa (text i context formen una unitat, es requereixen l’un a l’altre). I també que el marc en el qual fem aquest maridatge és l’escola. Ens estem referint a un context didàctic que, com veiem, és complex i multidimensional.

Així, doncs, quina és la funció didàctica del context? I quina és la relació entre el que anomenem context i el que anomenem fet

exemplar? Entenem que el context ajuda a modelitzar, comprendre i actuar, i que el fet exemplar està implicat en el pas essencial de la modelització.

Si el model (CE) es descriu en forma de text (L), per donar-li el seu significat cal una «situació» (F, P) i un episodi (S1, S2). Però hi ha una cascada (o família) de models i una cascada (o família) de contextos? Es determinen mútua-

ment? Pensem que en una seqüència hi ha d’haver un seguit de sistemes problemàtics (contextos, F) que permetin que l’alumne vagi investigant (P, F, CE) i construint, a base de diàleg (S1), experimentació (P, F), representacions (L, CE) i activitats (P), un seguit de models (L, CE) (cada un basat en els anteriors) per anar generant nous coneixements (CE) que transcendeixin els casos estudiats (F).

Però ara ens interpel·la la «ciència per a tots», que introdueix un problema difícil generat per la multidisciplinarietat: no sabem (ni podem, ara com ara) explicar el món si no és des de les disciplines (les quals parcel·len el món), tot i que volem proporcionar una visió general en la qual convergeixin totes. És per això que ara ens preocupem pel context, perquè el volem una mica més alliberat de la disciplina per tal de fer-lo més amigable i proper a l’alumnat.

Quin és el context? El de la situació? El del fet exemplar? Tots dos? El de la situació problemàtica a resoldre? El del llenguatge utilitzat? El del marc teòric on ens movem? El de les emocions que viu l’alumnat? El de l’organització de l’aula? Probablement, tots són necessaris, perquè tots fan el seu paper.

El context serveix per plantejar problemes, que poden ser cada vegada més abstractes. Sí, podem parlar d’una cascada de contextos i hem de reconèixer que aprofundim només una petita part del context. Si aquest fos realment el focus, caldria fer feina des d’altres disciplines. Creiem que alguns contextos o situacions s’ho mereixen, però no tots; d’altres estan al servei de les disciplines i proporcionen fets exemplars (casos resolts) o bé analogies per imaginar «models teòrics» que endrecin el pensament dels estudiants.

Les preguntes que queden per respondre, quan pensem en la funció didàctica dels contextos, són moltes. Hi continuarem treballant.

Referències

aLiBeras, J.; guitart, f.; izquierdo, M (2014). «Com es veuen els àtoms a la llum d’una espelma i com es compliquen més i més». Educació Química EduQ, núm. 19, p. 4-9. dePartaMent d’ensenyaMent (2009). Orientacions per al desplegament del currículum: Ciències de la naturalesa a l’ESO [en línia]. Barcelona: Generalitat de Catalunya. Departament d’Ensenyament. <http://xtec.gencat. cat/web/sites/xtec/.content/ alfresco/d/d/workspace/ SpacesStore/0020/6fd5b2af2f5a-46c2-bb6f-43f65027e9eb/ ciencies_nat_2.pdf> [Consulta: 30 gener 2015]. (2014). Competències bàsiques de l’àmbit cientificotecnològic [en línia]. Barcelona: Generalitat de Catalunya. Departament d’Ensenyament. <http://xtec. gencat.cat/web/sites/xtec/. content/alfresco/d/d/workspa ce/SpacesStore/0020/6fd5b2af2f5a-46c2-bb6f-43f65027e9eb/ ciencies_nat_2.pdf> [Consulta: 30 gener 2015].

Joan Aliberas

És llicenciat en ciències químiques i doctor en didàctica de les ciències. Actualment jubilat, ha estat professor de física i química de secundària. Membre del grup de recerca Llenguatge i Ensenyament de les Ciències. Ha col·laborat amb el Departament de Didàctica de la Matemàtica i de les Ciències Experimentals de la Universitat Autònoma de Barcelona en recerques i activitats relacionades amb la recerca didàctica, la formació del professorat i l’elaboració d’activitats i seqüències didàctiques.

A/e: jalibera@xtec.cat

Mercè Izquierdo

És doctora en ciències (química) i catedràtica de didàctica de les ciències a la Universitat Autònoma de Barcelona, on ha fet classes de química, història de la química i didàctica de les ciències. La seva recerca es dedica de manera específica al llenguatge i als aspectes històrics i epistemològics que tenen influència en l’ensenyament de la química. Ha dirigit tesis doctorals i ha participat en programes de formació de professors en actiu i en projectes de recerca en collaboració amb universitats de l’Estat espanyol i de l’Amèrica Llatina. És codirectora de la revista Enseñanza de las Ciencias

A/e: merce.izquierdo@uab.cat

Fina Guitart

És doctora en química i catedràtica de física i química a l’INS Jaume Balmes, i actualment treballa al CESIRE del Departament d’Ensenyament. És també professora del Departament de Didàctica de les Ciències Experimentals i la Matemàtica de la Universitat de Barcelona. Ha participat en congressos, jornades i altres esdeveniments relacionats amb l’ensenyament de les ciències i en projectes europeus. És autora de diverses comunicacions i articles en l’àmbit de l’educació química i coeditora d’aquesta revista.

A/e: jguitar3@xtec.cat, fina.guitart@gmail.com

Monografia

Enseñar química en el contexto de problemas y situaciones de la vida diaria relacionados con la salud

Ensenyar química en el context de problemes i situacions de la vida diària relacionats amb la salut

Teaching chemistry in the context of problems and situations of everyday life related to health

Ángel Blanco López, Antonio Joaquín Franco-Mariscal y Enrique España Ramos / Universidad de Málaga. Facultad de Ciencias de la Educación. Departamento de Didáctica de las Ciencias Experimentales

resumen

Se abordan algunas cuestiones relacionadas con la enseñanza de la química basada en el contexto y su importancia en la educación obligatoria. Se introduce el concepto contexto como tratamiento de problemas o situaciones de la vida diaria. Se muestran diversos ejemplos de cómo contextos relacionados con la salud se han integrado, en el diseño de unidades didácticas, con el aprendizaje de modelos importantes de la química escolar. Finalmente, se realizan algunas consideraciones sobre los resultados obtenidos y las posibilidades de transferencia y extensión a otros temas o problemas de la vida diaria.

palabras clave

Educación obligatoria, enseñanza de la química basada en el contexto, problemas o situaciones de la vida diaria, salud, modelos de la química escolar.

resum

S’aborden algunes qüestions relacionades amb l’ensenyament de la química basada en el context i la seva importància en l’educació obligatòria. S’introdueix el concepte context com a tractament de problemes o situacions de la vida diària. Es mostren diversos exemples de com contextos relacionats amb la salut s’han integrat, en el disseny d’unitats didàctiques, amb l’aprenentatge de models importants de la química escolar. Finalment, es realitzen algunes consideracions sobre els resultats obtinguts i les possibilitats de transferència i extensió a altres temes o problemes de la vida diària.

paraules clau

Educació obligatòria, ensenyament de la química basada en el context, problemes o situacions de la vida diària, salut, models de la química escolar.

abstract

Some issues related to the context-based chemistry education and its importance in the compulsory education are addressed in this paper. Context is introduced as a treatment for problems or situations of daily life. Examples of how the contexts related to health are integrated, in the teaching sequences design, with the learning of important chemistry school models are shown. Finally, some considerations about the results obtained and the possibilities of transference and extension to other everyday life topics or problems are made.

keywords

Compulsory education, context-based chemistry education, problems or situations of daily life, health, chemistry school models.

Introducción

Hoy día, la química forma parte de los currículos escolares y de la enseñanza de las ciencias desde los niveles iniciales de la educación secundaria, aunque también se incluyen en la educación primaria contenidos que, desde el punto de vista de las disciplinas científicas, son considerados de química (por ejemplo, las disoluciones, las reacciones químicas y las transformaciones de la materia en general).

A pesar de su relevancia curricular, desde hace más de una década ha comenzado a vislumbrarse un estado de opinión pesimista sobre la situación de la enseñanza de la química. En muchos países, los educadores se enfrentan a cierto número de dificultades recurrentes importantes, que llevan a algunos autores (De Jong, 1996; Izquierdo, 2004) a considerar que existe una crisis que la amenaza. Se han planteado diversos indicadores de esta situación, entre los que se pueden citar la imagen negativa de la química para los ciudadanos o el escaso interés de los estudiantes por esta ciencia y por su estudio. En el nivel de secundaria, los estudiantes la consideran una disciplina tediosa, que presenta grandes dificultades para la comprensión de sus conceptos y reglas fundamentales. Pocos alumnos la conciben como una materia de estudio «tranquila» (Roberts, 1999) y muchos tienen la sensación de que la química no les sirve para «explicar» (Izquierdo, 2004).

Ante esta situación, se ha planteado la necesidad de conectar la enseñanza de la química con problemas reales, relevantes socialmente y de interés para el alumnado (Caamaño, 2011). Entre otros muchos enfoques (Ciencia, Tecnología y Sociedad, enseñanza basada en

problemas, controversias sociocientíficas, etc.), la denominada enseñanza en contexto (De Jong, 2006) se ha ido desarrollando y extendiendo en las últimas décadas con esta finalidad. La introducción de las competencias en los currículos de la educación obligatoria y, sobre todo, en el programa PISA (OCDE, 2014) ha situado de nuevo en el centro de atención la necesidad de tener en cuenta los contextos de la vida diaria en la enseñanza (Sanmartí, 2008) y, quizás como algo más novedoso, en la evaluación (Fensham, 2009).

Las evidencias disponibles (King, 2012; Ültay y Çalık, 2012) ponen de manifiesto que la enseñanza en contexto se muestra como un enfoque didáctico que motiva a los estudiantes y promueve actitudes positivas hacia la ciencia, a la vez que posibilita que aprendan de forma más significativa y relevante ideas científicas (Marchán Carvajal y Sanmartí, 2015). Estos resultados muestran la importancia de utilizar contextos y situaciones de la vida diaria como punto de partida para ayudar a los estudiantes en el aprendizaje de la química, especialmente en sus momentos iniciales.

No obstante, se han planteado diversos problemas asociados a este enfoque, especialmente con el concepto de contexto del que se parte y la selección de los que se vayan a utilizar en la enseñanza (Blanco, España y Rodríguez-Mora, 2012), así como la relación entre el contexto y el aprendizaje significativo e integrado de conocimientos científicos relevantes (modelos) y no de forma puntual o fragmentado. Por otro lado, la conveniencia de la integración de enfoques diversos, como la contextualización y la modelización, e incluso la indagación (Caamaño, 2011), se muestra compleja de llevar a la práctica,

especialmente en el ámbito de una educación científica obligatoria (Izquierdo, 2013). Para afrontar estos problemas, se propone la necesidad de seleccionar contextos que cumplan dos condiciones: a) que sean relevantes para la vida diaria (en los ámbitos personal, social y global), de tal forma que su aprendizaje constituya un fin en sí mismo, y b) que, a su vez, representen una oportunidad para construir ideas clave de la ciencia y sus interrelaciones (los modelos teóricos), de forma que esas ideas sean útiles no solo para interpretar las situaciones o resolver el problema o problemas derivados del contexto seleccionado, sino también otros muchos (Marchán Carvajal y Sanmartí, 2015). En definitiva, se plantea que los estudiantes aprendan un determinado modelo aplicándolo en diferentes contextos y viceversa, abordar la comprensión de un contexto determinado desde modelos teóricos diversos, para poner de manifiesto la necesidad de una visión interdisciplinar de la ciencia para comprender la realidad (Marchán Carvajal y Sanmartí, 2015).

En este artículo se presenta cómo se han abordado algunas de estas cuestiones en el seno de los trabajos de investigación que se están llevando a cabo en la Universidad de Málaga1. En primer lugar, se analiza el sentido que se ha otorgado al concepto contexto como tratamiento de problemas o situaciones de la vida diaria. A continuación, se

1 Proyecto de investigación Diseño y evaluación de un modelo para el fomento de la competencia científica en la educación obligatoria (10-16 años) (EDU2009-07173) (MICINN) y proyecto de investigación Desarrollo y evaluación de competencias científicas mediante enfoques de enseñanza en contexto y de modelización. Estudios de caso (EDU201341952-P) (MINECO).

41

Enseñar química en el contexto de problemas y situaciones de la vida diaria relacionados con la salud

Monografia / Estratègies

muestran tres ejemplos de cómo diversos problemas relacionados con la salud se han integrado, en el diseño de unidades didácticas, con el aprendizaje de conocimientos importantes de la química escolar (Caamaño, 2004), diferenciando el uso de los contextos como construcción o como aplicación de conocimientos. Finalmente, se realizan algunas consideraciones sobre los resultados obtenidos hasta ahora con este enfoque y las posibilidades de transferencia y extensión a otros problemas de la vida diaria.

El tratamiento de problemas y situaciones de la vida diaria

La contextualización del aprendizaje en problemas reales supone un reto para una enseñanza que tradicionalmente se ha mantenido lejos de este enfoque. Implica la aplicación del conocimiento científico al contexto de situaciones vitales y se contrapone a la mera reproducción de dicho conocimiento. Según Perrenoud (2012), el trabajo en el aula debería centrarse en el tratamiento de problemas y/o situaciones que se consideren importantes para la ciudadanía hoy y para un futuro a corto y medio plazo. Por lo tanto, se trata de plantear problemas que pongan a los estudiantes en situaciones de desafío, evitando lo

obvio, y que se vean en la necesidad de construir y utilizar el conocimiento adecuado y relevante para identificarlos, entenderlos y afrontarlos, entendiendo que las situaciones reales y los problemas auténticos implican fenómenos complejos que requieren aproximaciones interdisciplinares, científicas, técnicas, éticas y artísticas (Jiménez-Aleixandre, 2010).

En este sentido, nos hemos planteado identificar situaciones y contextos relevantes de tres grandes ámbitos importantes de la vida de los ciudadanos: la salud, el medio ambiente y la comunicación, en los que tomamos decisiones que nos afectan personal y socialmente, y en los que pueden tener un papel importante los conocimientos científicos, las habilidades, las actitudes, los valores, la disposición para la acción, etc., para llevarlos al aula a través del tratamiento didáctico de problemas planteados en dichos contextos (Blanco, FrancoMariscal y España, 2015).

Este enfoque (fig. 1) se basa en que un problema de la vida diaria constituya el eje central que guíe y estructure la enseñanza (King, 2012). Para ello, la secuencia de actividades debe relacionar los interrogantes definidos para el abordaje escolar del problema con los conocimientos, actitudes y

valores asociados al mismo y, a su vez, ofrecer oportunidades al alumnado de desarrollar las distintas competencias científicas, así como contribuir al desarrollo de las demás competencias clave del currículo.

Los problemas se presentan en forma de pregunta, que debe ser lo más concreta y cercana al alumnado posible y ha de ser planteada deliberadamente en el lenguaje cotidiano, para que puedan entenderla claramente y podamos captar más fácilmente su atención. Debe quedar abierta en su planteamiento a la búsqueda de respuestas y soluciones (España, Blanco y Rueda, 2012). A partir de la pregunta inicial, las unidades didácticas se articulan en torno a la búsqueda de respuestas a otras cuestiones que se consideran básicas en la resolución del problema que se propone en cada caso. Una vez establecidos los interrogantes del problema, los objetivos, los conocimientos, las actitudes y los valores que se van a incluir, la siguiente etapa implica organizar y relacionar todos estos factores entre sí a través de una secuencia de actividades que den sentido al tratamiento didáctico del problema (fig. 1).

De esta forma, estamos trabajando en el desarrollo de unidades didácticas que

Figura 1. Componentes y etapas para el diseño de unidades didácticas centradas en el desarrollo de la competencia científica (adaptado de Blanco, Franco-Mariscal y España, 2015).

plantean un problema de partida relacionado con un contexto cotidiano relevante para el alumnado, en cuya resolución las competencias clave en general y la científica en particular juegan el papel de importantes herramientas que ayudan a resolver el problema. Una vez aprendidas, pueden ayudar a plantear y tomar decisiones sobre múltiples cuestiones relacionadas con la ciencia y la tecnología que forman parte de sus vidas y de la sociedad de la que serán futuros ciudadanos (Fensham, 2009). El desarrollo de estas competencias no puede hacerse aisladamente, sino que requiere el uso integrado de conocimientos y ciertas actitudes y valores (Franco-Mariscal, Blanco y España, 2014).

De todos estos aspectos, nos centraremos a continuación en los relacionados con la integración del conocimiento químico en el tratamiento de los problemas y/o situaciones de la vida diaria, una de las cuestiones importantes en la enseñanza basada en el contexto (Kortland, 2007).

Análisis de diferentes ejemplos

Este apartado presenta algunos ejemplos de problemas de la vida diaria que se han empleado en distintas unidades didácticas elaboradas con la finalidad de ayudar a los estudiantes de la ESO a desarrollar competencias científicas. En concreto, se presentan tres problemas dentro de un mismo contexto amplio, el de la salud, al que el currículo de secundaria (Ministerio de Educación y Ciencia, 2007), así como PISA (OCDE, 2014), concede un papel importante. En el caso de Andalucía, se incluye un núcleo de contenidos específico denominado «Los determinantes de la salud» (Consejería de Educación de la Junta de Andalucía, 2007).

Los conocimientos implicados en estos ejemplos pertenecen a distintas disciplinas del currículo de secundaria, lo que resalta el carácter integrador de una propuesta (como esta) basada en el tratamiento de problemas de la vida diaria. Se abordan en ellos dos de los modelos explicativos importantes en la química escolar: el cambio físico y el cambio químico. En unos casos, el problema se plantea didácticamente de forma que posibilite construir un determinado modelo de la química (como contexto de construcción) y, en otros casos, para aplicar modelos de química previamente construidos (como contexto de aplicación).

Teniendo en cuenta el currículo vigente durante los años en que se llevó a cabo esta investigación (2011-2013), se consideró que 3.º y 4.º de ESO eran los cursos adecuados para tratar estos problemas.

Ejemplo 1. La caries y la salud bucodental

La salud e higiene bucodental se planteó dentro de una unidad didáctica sobre la caries bucal, al tratarse de un problema relevante para los estudiantes de secundaria por dos razones. Por un lado, el 60 % de los adolescentes de 15 años posee caries (Llodra, 2012) y, por otro, una correcta higiene bucodental tiene una gran importancia en la calidad de vida de las personas, en estrecha relación con su bienestar psicológico y con razones estéticas (Ramos, 2010).

Esta unidad se articula en torno a las preguntas «¿Por qué se pican los dientes?» y «¿Cómo puedo prevenir la aparición de caries?» (Blanco, Franco-Mariscal y España, 2015) El problema se presenta en esta unidad didáctica como contexto de aplicación de conocimientos procedentes de diversos ámbitos científicos.

En el caso de la química, se pretende que el estudiante dé respuesta a la pregunta «¿Por qué se pican los dientes?» aplicando el conocimiento que ha adquirido sobre reacciones químicas en el ámbito inorgánico a situaciones más complejas en las que intervienen seres vivos microscópicos, como las bacterias. Así, el alumnado debe identificar, en primer lugar, los agentes implicados (la pieza dental, los alimentos azucarados y las bacterias) y, posteriormente, las reacciones químicas que tienen lugar entre ellos. Por un lado, la reacción química en que los hidratos de carbono de los alimentos son transformados en ácidos por la acción de las bacterias y, por otro, la reacción de estos ácidos con el esmalte de la pieza bucal, que produce una desmineralización en la misma, dando lugar a la enfermedad conocida como caries. El estudiante debe constatar que se trata de reacciones cuyos efectos, las caries, pasarán desapercibidos para el paciente en los primeros momentos, y que no los notará hasta que hayan avanzado considerablemente.

La fig. 2 muestra la visión del alumno del proceso que tiene lugar. Este ejemplo es representativo de las ideas de la mayoría de estudiantes que estudiaron la unidad. Piensan que las bacterias y los dientes son los únicos agentes responsables de la caries, ignorando el papel que juegan los alimentos azucarados. Esto se muestra al representar el ataque directo de la bacteria al diente (con la expresión «No hay que tener miedo a las bacterias») y el dibujo que ilustra las bacterias golpeando al diente. La secuencia de actividades diseñadas les ayuda a mejorar sus explicaciones sobre la caries teniendo en cuenta todos los agentes implicados.

Para dar respuesta a la segunda cuestión, «¿Cómo puedo prevenir la aparición de caries?», una línea de trabajo es el cepillado de los dientes. En ella, el estudiante deberá aplicar los conocimientos adquiridos sobre compuestos químicos y sus propiedades, ya que se le plantea analizar las etiquetas de varias pastas de dientes con la idea de que identifique cuáles son los componentes comunes en todos los dentífricos y cuáles son sus funciones (Franco-Mariscal y Blanco, 2015).

Ejemplo 2. El consumo de agua embotellada

La disyuntiva entre el consumo de agua embotellada o agua del grifo se muestra como un problema interesante a trabajar en el aula, ya que en nuestro país el consumo de agua embotellada está tan extendido que llega a verse como una necesidad por algunas personas, justificada en muchas ocasiones por determinadas creencias acerca de que el agua del grifo es de peor calidad, menos segura y con menos control que el agua envasada (Rodríguez-Mora y Blanco, 2015).

Para trabajar este problema con el alumnado de la ESO, se diseñó una unidad didáctica

articulada en torno a las preguntas «¿Es mejor el agua embotellada que el agua del grifo?» y «¿Es necesario consumir agua embotellada?» (Blanco, Rodríguez-Mora y Rueda, 2012).

Desde el punto de vista didáctico, este problema se plantea como un contexto de construcción de determinados conocimientos de química, concretamente, los sistemas materiales, las sustancias puras y las mezclas de sustancias (homogéneas o disoluciones y heterogéneas), centrando la atención en la construcción de un modelo escolar sobre las disoluciones, entendido como uno de los modelos importantes en la química escolar para diferenciar los cambios físicos de los químicos (Blanco, 2000).

Para poder responder a las preguntas que estructuran la unidad didáctica, y una vez que se

ha planteado el problema que se va a tratar, así como las ideas y creencias previas de los estudiantes al respecto (fase de orientación y explicitación de ideas previas), se tiene que dar respuesta al interrogante «¿Qué es el agua embotellada desde el punto de vista químico?», en el que los conocimientos químicos antes mencionados cobran un sentido claro y específico, ya que serán esenciales para poder resolver el problema. Para este interrogante, la unidad didáctica incluye una secuencia específica de actividades en que se han tenido en cuenta las concepciones y dificultades de aprendizaje que suelen tener los estudiantes para la construcción de estos conocimientos (Blanco, 2000). Así, para construir el concepto sustancia pura, se propone analizar frases cotidianas en las que aparece el término puro/a, o diferenciar y utilizar el significado de este término en el lenguaje científico y en el cotidiano. Posteriormente, se debe construir el concepto mezcla y sus tipos para llegar a comprender que tanto el agua del grifo como el agua embotellada son mezclas. Entre los recursos utilizados para este fin, se emplea el análisis de la etiqueta de una botella de agua, el reconocimiento de mezclas cotidianas en diferentes imágenes, la realización de una experiencia práctica sobre evaporación a sequedad para estudiar el residuo que se

Figura 3. Imágenes de la aplicación en el aula de la unidad didáctica sobre el consumo de agua embotellada.

Figura 2. Dibujo realizado por un estudiante mostrando la formación de la caries.

produce en el caso del agua del grifo y del agua embotellada o la utilización de modelos y simulaciones para interpretar el proceso de disolución. Se pretende que el estudiante llegue a la conclusión de que no es necesario consumir agua embotellada, ya que, en términos absolutos, no es de mejor calidad o más saludable, ni está más controlada que el agua del grifo (Olson, 1999).

Ejemplo 3. La oxidación en las personas

En otra unidad didáctica, se aborda el contexto de la salud a través de la oxidación que sufren los organismos vivos en general y los seres humanos en particular. Este problema es relevante, porque la oxidación afecta a la actividad humana en muchos aspectos (biológicos, tecnológicos, ambientales, etc.) y, asimismo, guarda relación con la conservación de los alimentos (López-Castilla y Lupión, 2015).

En este caso, al igual que en el del consumo de agua embotellada, se utiliza el problema planteado como un contexto en que el estudiante debe construir un conjunto de conocimientos químicos que le ayudarán a abordar el problema planteado. Entre estos conocimientos, se encuentran la diferencia entre cambio físico y cambio químico, el concepto reacción química y sus componentes, así como el estudio de algunas reacciones de oxidación de interés, como la corrosión, el enranciamiento de los alimentos y la respiración celular. En la secuencia didáctica elaborada, se plantean actividades relativas a la observación y explicación de diversos fenómenos de oxidación muy diferentes perceptivamente, como el deterioro de objetos cotidianos hechos de hierro, el aspecto de un trozo pelado de manzana con el tiempo o de un papel expuesto a una llama pero sin

4. Materiales inorgánicos y orgánicos afectados por la oxidación (imágenes procedentes de http://es.123rf.com y de http://www.midietacojea.com, respectivamente).

El principal interrogante a resolver en esta unidad didáctica es «¿Acaso yo también me oxido?», con el que se quiere llamar la atención de los estudiantes sobre la utilización del término oxidación en la vida diaria y su relación con el significado químico del mismo. Igualmente, se pretende fomentar la transferencia del modelo de reacción de oxidación a diferentes contextos.

dejar que arda. Finalmente, los conocimientos aprendidos les servirán para aplicarlos a la oxidación a nivel biológico, con el propósito de responder a la pregunta «¿Qué relación existe entre la oxidación y nuestro envejecimiento?».

Reflexiones finales

El enfoque mostrado en este artículo para la selección de problemas y/o situaciones de la vida diaria, así como para su

integración con el aprendizaje de conocimientos relevantes de química, se presenta como una posibilidad de concretar una enseñanza basada en el contexto que capte el interés de los estudiantes por el estudio de la química, a la vez que posibilite el aprendizaje relevante e integrado de conocimientos.

Los tres ejemplos presentados, que se completan con otros seis más (Blanco y Lupión, 2015), muestran las potencialidades de este enfoque para integrar contextos, conocimientos y competencias e ilustran una forma de plantear propuestas de enseñanza de carácter integrador. El profesorado que ha participado en el diseño e implementación de estas unidades didácticas se ha mostrado muy satisfecho con la experiencia. Ha considerado que las propuestas didácticas que ha ensayado pueden incorporarse a su práctica habitual y que la razón principal para ello descansa en la buena acogida que han tenido entre el alumnado, especialmente en cuanto a la motivación, el interés y la participación se refiere.

Las evidencias mostradas por la investigación sobre el impacto positivo de la enseñanza en contexto en la motivación de los estudiantes y la promoción de actitudes positivas hacia las ciencias en general y la química en particular, considerados los problemas más importantes en nuestro país en la enseñanza de las ciencias en la educación obligatoria (Solbes, 2011), plantean la necesidad de profundizar en este enfoque. Se deberían llevar a cabo más investigaciones, en conjunción con profesores y estudiantes en sus aulas, para encontrar los contextos apropiados y las estrategias pedagógicas adecuadas para que los estudiantes desarrollen competencias científicas que les permitan

Figura

aplicar el conocimiento científico a una amplia diversidad de problemas y situaciones de la vida diaria.

Quedan, no obstante, algunas cuestiones por resolver. Una de las más importantes es cómo abordar el tratamiento de todos los conocimientos importantes de la química escolar con este enfoque. En este sentido, es necesario disponer de criterios para la selección de los modelos clave de la química que deberían aprender los estudiantes en el ámbito de la educación obligatoria y para la selección de contextos relevantes para el alumnado, en el seno de los cuales se llevará a cabo el aprendizaje o aplicación de dichos modelos. Ambas cuestiones son igualmente importantes (Sanmartí, Burgos y Nuño, 2011). Por otro lado, se requiere el uso de contextos diversos, de tal forma que los conocimientos se construyan en algunos de ellos y se apliquen a otros muchos (Marchán Carvajal y Sanmartí, 2015).

Referencias

BLanco, A. (2000). «Implicaciones didácticas de los estudios sobre las concepciones de los alumnos: las disoluciones». En: Aspectos didácticos de física y química (Química 9). Zaragoza: Universidad de Zaragoza. Instituto de Ciencias de la Educación, p. 101-143.

BLanco, A.; esPaña, E.; rodríguezMora, F. (2012). «Contexto y enseñanza de la competencia científica». Alambique: Didáctica de las Ciencias Experimentales, n.º 70, p. 9-18.

BLanco, A.; franco­MariscaL, A. J.; esPaña, E. (2015). «A competence-based approach to the design of a teaching sequence about oral and dental health and hygiene: a case study» Journal of Biological Education, vol. 50, n.º 2, p. 196-206.

BLanco, A.; LuPión, T. (ed.) (2015). La competencia científica en las aulas: Nueve propuestas didácticas. Santiago de Compostela: Andavira Editora.

BLanco, A.; rodríguez­Mora, F.; rueda, J. A. (2012). «¿Es necesario consumir agua embotellada?». Aula de Innovación Educativa, n.º 207, p. 35-40. caaMaño, A. (2004). «La enseñanza de la química: conceptos y teorías, dificultades de aprendizaje y replanteamientos curriculares». Alambique: Didáctica de las Ciencias Experimentales, n.º 41, p. 68-81. — (2011). «Enseñar química mediante la contextualización, la indagación y la modelización». Alambique: Didáctica de las Ciencias Experimentales, n.º 69, p. 21-34.

conseJería de educación de La Junta de andaLucía (2007). Orden de 10 de agosto de 2007 (BOJA de 30 de agosto de 2007), por la que se desarrolla el currículo correspondiente a la Educación Secundaria Obligatoria en Andalucía.

de Jong, O. (1996). «La investigación como herramienta para mejorar la enseñanza de la química: nuevos enfoques» Enseñanza de las Ciencias, vol. 14, n.º 3, p. 279-288.

esPaña, E.; BLanco, A.; rueda, J. A. (2012). «Identificación de problemas de la vida diaria como contextos para el desarrollo de la competencia científica». En: MeMBieLa, P.; casado, N.; ceBreiros, M. I. (ed.). Experiencias de investigación e innovación en la enseñanza de las ciencias. Ourense: Educación Editora, p. 169-173.

fenshaM, P. (2009). «Real world contexts in PISA science: implications for context-based science education». Journal of Research in Science Teaching, vol. 46, n.º 8, p. 884-896.

franco­MariscaL, A. J.; BLanco, A. (2015). «¿Por qué se pican los dientes? Una propuesta para el 2.º ciclo de la ESO sobre la salud e higiene bucodental». En: BLanco, A.; LuPión, T. (ed.) (2015). La competencia científica en las aulas: Nueve propuestas didácticas. Santiago de Compostela: Andavira Editora, p. 269-300. franco­MariscaL, A. J.; BLanco, A.; esPaña, E. (2014). «El desarrollo de la competencia científica en una unidad didáctica sobre la salud bucodental. Diseño y análisis de tareas». Enseñanza de las Ciencias, vol. 32, n.º 3, p. 649-667.

izquierdo, M. (2004). «Un nuevo enfoque de la enseñanza de la química: contextualizar y modelizar». The Journal of the Argentine Chemical Society, vol. 92, n.º 4-6, p. 115-136.

— (2013). «Consideraciones acerca de la diferencia entre contexto del alumno y contexto de modelización científica escolar y de las dificultades que de ella se derivan». Seminario de doctorado Perspectivas sobre el contexto en la educación científica: aproximaciones teóricas e implicaciones para la práctica educativa. UAB/LIEC, 13-14 de diciembre.

JiMénez­aLeixandre, M. P. (2006). «Making chemistry meaningful: conditions for successful context-based teaching»

Educación Química, n.º 17 (extra), p. 215-221.

— (2010). Competencias en argumentación y uso de pruebas. Barcelona: Graó.

king, D. (2012). «New perspectives on context-based chemistry education: using a dialectical socio-cultural approach to view teaching and learning». Studies in Science Education, vol. 48, n.º 1, p. 51-87.

kortLand, J. (2007). «Context-based science curricula: exploring

the didactical friction between context and science content». Conferencia ESERA 2007. Malmö, Suecia.

LóPez­castiLLa, R.; LuPión, T. (2015). «¿Acaso yo también me oxido? Una propuesta para la enseñanza de la física y química en 3.º de ESO». En: BLanco, A.; LuPión, T. (ed.) (2015). La competencia científica en las aulas: Nueve propuestas didácticas. Santiago de Compostela: Andavira Editora, p. 143-170. LLodra, J. C. (2012). «Encuesta de salud oral en España 2010». RCOE: Revista del Ilustre Consejo General de Colegios de Odontólogos y Estomatólogos de España, vol. 17, n.º 1, p. 13-46.

Marchán carvaJaL, I.; sanMartí, N. (2015). «Criterios para el diseño de unidades didácticas contextualizadas: aplicación al aprendizaje de un modelo teórico para la estructura atómica». Educación Química, vol. 26, n.º 4, p. 267-274. Ministerio de educación y ciencia (2007). Real Decreto 1631/2006, de 26 de diciembre, por el que se establecen las enseñanzas mínimas correspondientes a la Educación Secundaria Obligatoria (BOE n.º 5, de 5 de enero de 2007).

OCDE (2014). PISA 2015 draft framework [en línea]. Bruselas: OCDE. <https://www.oecd.org/ pisa/pisaproducts/Draft%20 PISA%202015%20Science%20 Framework%20.pdf> [Consulta: 20 agosto 2015].

oLson, E. (1999). Bottled water: pure drink o pure hype? [en línea]. Nueva York: National Resources Defense Council. <https:// www.nrdc.org/sites/default/ files/bottled-water-pure-drinkor-pure-hype-report.pdf> [Consulta: 2 octubre 2015].

Perrenoud, P. (2012). Cuando la escuela pretende preparar para la vida: ¿Desarrollar competencias o enseñar otros saberes? Barcelona: Graó.

raMos, M. P. (2010). Estilos de vida y salud en la adolescencia. Tesis doctoral. Sevilla: Universidad de Sevilla.

roBerts, K. (1999). «Chemistry teaching is “cool”». Education in Chemistry, vol. 36, n.º 4, p. 86-88.

rodríguez­Mora, F.; BLanco, A. (2015). «¿Por qué bebemos agua embotellada? Una propuesta para la enseñanza de la física y química en 3.º de ESO». En: BLanco, A.; LuPión, T. (ed.) (2015). La competencia científica en las aulas: Nueve propuestas didácticas. Santiago de Compostela: Andavira Editora, p. 205-244.

sanMartí, N. (2008). «Què comporta desenvolupar la competència científica?». Guix, n.º 344, p. 11-16.

sanMartí, N.; Burgos, B.; nuño, T. (2011). «¿Por qué el alumnado tiene dificultad para utilizar sus conocimientos científicos escolares en situaciones cotidianas?». Alambique: Didáctica de las Ciencias Experimentales, n.º 67, p. 62-69.

soLBes, J. (2011). «¿Por qué disminuye el alumnado de ciencias?». Alambique: Didáctica de las Ciencias Experimentales, n.º 67, p. 53-61.

ÜLtay, N.; ÇaLik, M. (2012). «A thematic review of studies into the effectiveness of contextbased chemistry curricula». Journal of Science Education and Technology, vol. 21, n.º 6, p. 686-701.

Ángel Blanco López

Es profesor de didáctica de las ciencias experimentales en la

Universidad de Málaga. Sus líneas de investigación son el desarrollo de competencias en la enseñanza de las ciencias, los enfoques de ciencia en contexto y de modelización y la formación inicial y permanente del profesorado de ciencias. Es responsable del grupo de investigación

Enseñanza de las Ciencias y Competencias (ENCIC) (http://www.encic. uma.es). ORCID ID: orcid.org/00000003-3628-0801.

C. e.: ablancol@uma.es

Antonio Joaquín Franco-Mariscal

Es profesor asociado de didáctica de las ciencias experimentales en la Universidad de Málaga y profesor de educación secundaria en el IES Juan Ramón Jiménez de Málaga. Sus líneas de investigación son el desarrollo de competencias en la enseñanza de las ciencias, los enfoques de ciencia en contexto y de modelización y los juegos educativos.

C. e.: antoniojoaquin.franco@uma.es

Enrique España Ramos

Es profesor de didáctica de las ciencias experimentales en la Universidad de Málaga. Sus líneas de investigación son el desarrollo de competencias en la enseñanza de las ciencias, los enfoques de ciencia en contexto y de modelización y la formación inicial y permanente del profesorado de ciencias.

C. e.: enrienri@uma.es

problemas

Per què cal sumar el gènere al context d’aprenentatge?

Why add the genre in the learning context?

Núria Solsona Pairó / Universitat Autònoma de Barcelona. Grup Llenguatge i Ensenyament de les Ciències

resum

La primera diferència humana és el gènere, que és un constructe social. Cal que el gènere formi part del nucli central dels contextos d’aprenentatge, ja que el fet d’incloure el coneixement femení permet construir contextos més rics. El repte d’incloure el gènere en el context comporta incorporar els sabers científics de les dones al llarg de la història, tenint en compte que moltes van seguir itineraris epistemològics diferenciats.

paraules clau

Gènere, context, química, història de la ciència.

abstract

The first difference between humans is gender, which is as a social construct. Gender has to be the core identity of learning contexts, because feminine knowledge allows constructing richer contexts. The challenge of including gender in context implies mixing in scientific feminine knowledge along with the history of science, taking into account that some women followed differentiated epistemological itineraries.

keywords

Gender, context, chemistry, history of science.

Introducció

En l’àmbit internacional, en les dues darreres dècades, ha augmentat l’interès entorn de les diferències educatives entre homes i dones, el seu èxit escolar i la continuïtat d’estudis preferencials. Atès que qualsevol mirada crítica a l’educació comença per fer visible allò que és invisible, cal analitzar què inclou i què exclou l’educació científica en relació amb les masculinitats i les feminitats presents en la societat, a més de conèixer quines pràctiques educatives són discriminatòries i quines estimulen l’autonomia personal i respecten les diferències de gènere. Així podrem constatar en quins valors estem educant, més enllà dels valors en què creiem que eduquem.

S’afirma que la ciència escolar se centra en «l’alumne». Una paradoxa, atès que el fet d’organitzar la nostra pràctica docent en «l’alumne» no es pot identificar amb un subjecte universal que aprèn. De la mateixa manera que l’antic concepte d’Home, amb majúscula, no era altra cosa que un pseudouniversal, ens cal una «nova universalitat» (Birulés, 2014). Els i les estudiants senten curiositat per temes relacionats amb la seva identitat de gènere, és a dir, amb allò que la societat considera propi de dones o d’homes. La nostra tasca consisteix a recollir-ho en el context. El repte d’incloure el gènere en el context comporta incorporar els sabers científics de les dones al llarg de la història. Ens interessa també fer

valer els contextos en els quals les dones han estat i són protagonistes de la ciència, a més de tenir en compte temàtiques que són de rellevància personal per a les noies.

Primeres reflexions

sobre contextos i gènere

Per començar la reflexió sobre context i gènere, és interessant repassar alguns dels exemples que he trobat en llibres històrics de la meva formació. Cremar carbó és el primer exemple de canvi químic que es pot llegir a Babor i Ibarz (1962). Com a pràctica de laboratori, la primera reacció química es produeix entre les llimadures de ferro amb sofre en pols. La brúixola i els llampecs produïts durant les tempestes són els primers exemples per estudiar l’electricitat (Bitter, 1964).

Des dels anys seixanta del segle passat, una branca de la tradició anglosaxona de didàctica de les ciències va proposar fer una ciència «amable per a les noies», que incloïa canvis en el currículum i en la formació del professorat. El Secondary Science Curriculum Review , del 1983, assenyalava que temes com ara l’alimentació, el creixement, la vista, l’oïda, les malalties, la cura dels animals, els àcids i les substàncies químiques eren els preferits per les noies. Cotxes, ordinadors, màquines, transistors, volcans i terratrèmols, estrelles i planetes, entre d’altres, eren preferits pels nois (Smail, 1987).

Aquesta línia de treball no va arribar al nostre país. Només tenim notícia de la publicació Cómo interesar a las chicas por las ciencias (Consejo Escolar, 1991), que és una traducció dels resultats del projecte anglès GIST (Girls into Science and Technology). El GIST fa un pas endavant en relació amb els projectes anteriors, que pretenien fer una ciència més amable per a les noies, atès que creia que les ciències eren immutables i que eren les noies les que havien de canviar. El professorat implicat en el projecte GIST va modificar els exemples considerats masculins, com ara futbol, cotxes i fusells. Per atraure les noies, el Secondary Science Curriculum Review proposa:

— Estudiar els aspectes de la ciència que són essencials per a l’autocomprensió i el benestar personal.

— Estudiar conceptes clau que són fonamentals per a la comprensió del paper que desenvolupen la ciència i la tecnologia en una societat postindustrial i tecnològica.

En el projecte GIST, tal com queda recollit a la taula 1, tot i que no es van trobar diferències estrictes entre nois i noies, es van establir dues tipologies d’alum-

nat: l’analític/instrumental i el que està més interessat en el treball de cura (Consejo Escolar, 1991). Es diferencien dos tipus de treball de cura: l’instrumental, que s’identifica amb el treball domèstic, i el de cura i atenció a les persones.

Taula 1. Projecte GIST

Analític/instrumental

Interès per les normes. Interès per les màquines. Interès per la imparcialitat i la justícia.

Visió del món com a jerarquia de relacions (competitiu).

Èmfasi en el pensament analític.

Interès a controlar les coses inanimades.

Seguint les indicacions del projecte GIST, l’any 1991, al grup Dona i Ciència vam fer un estudi preliminar amb dues-centes vuitanta enquestes, 55 % de noies i 45 % de nois, d’arreu de Catalunya, amb edats compreses entre els 12 i els 19 anys. L’estudi indicava que a les noies i als nois els agradava majoritàriament la ciència perquè ajuda a millorar la vida de les persones. Tot seguit, el grup proposava introduir canvis en el currículum per tal d’afavorir l’interès de les noies per la ciència, com ara incloure els contextos considerats socialment «femenins» relacionats amb la cura i l’atenció a les persones i prestar més interès a la vida quotidiana en els textos, les pràctiques i els exemples a les classes de ciències. A continuació, esmentàvem exemples: «L’olla a pressió», «Per què estenem la roba per eixugar-la?», «La calor específica i el bany maria», «Els termos», «La reactivitat dels metalls i la cuina» i «Emulsions arreu de la casa» (Fernández et al.,1995).

Els projectes ciència-tecnologia-societat (CTS) van fer una aposta per treballar temes més relacionats amb l’entorn social.

De cura

Interès per les relacions.

Interès per les persones.

Pragmatisme.

Visió del món com a xarxa de relacions (cooperatiu).

Èmfasi en l’apreciació estètica.

Interès a tenir cura dels éssers vius.

Per exemple, Chemistry in the Community, del 1988, recull com a primers exemples de substàncies el sucre, el llevat químic, el propà i l’aigua. D’altra banda, la Química Salters inicia el capítol «Els elements de la vida» amb «els elements que trobaràs en els compostos que formen el teu organisme» (Grup Salters, 1995).

El gènere en l’aprenentatge de les ciències

L’imaginari col·lectiu creat entorn de l’aprenentatge de les ciències dóna per fet que el gènere està implícit en la intervenció docent. Sovint es fa referència al fet que un «tracte suposadament igualitari» entre noies i nois comporta per se la igualtat en l’aprenentatge. Com sempre, en el món de l’educació científica, les coses són un pèl més complicades, i és important aclarir algunes idees. El gènere és una autorepresentació dinàmica que reconstruïm regularment en qualsevol comunitat educativa. El gènere impregna les relaciones dels éssers humans amb la realitat i, per tant, afecta la relació de cada persona amb el coneixement i l’aprenentatge (Harding, 1986).

Les generacions anteriors a les que tenim actualment als centres educatius es van identificar amb una feminitat que s’articulava entorn de la prohibició d’allò que era permès als homes. Per això hi havia poques dones fent estudis científics o tecnològics. Avui, les

nenes i les noies se socialitzen entorn d’una feminitat basada en la seducció, que no inclou explícitament les prohibicions històriques relacionades amb el món masculí. Al nostre país, les noies són majoria en el batxillerat científic, una minoria en el tecnològic i s’observen diferències importants entre noies i nois en relació amb els contextos que els són propers durant l’ESO.

El gènere es construeix mitjançant la socialització primària rebuda en el medi familiar. I la socialització secundària es produeix amb el reforç de les institucions escolars. Els processos de socialització familiar i escolar fan que la majoria de les noies i els nois presenti característiques diferencials en les habilitats i experiències prèvies relacionades amb l’aprenentatge científic, fruit dels mandats de gènere assignats. Així, les diferències anomenades de gènere esdevenen estereotips i es «normalitzen», és a dir, es consideren «normals», sense tenir en compte que afecten l’aprenentatge científic.

Hi ha consens sobre el fet que la ciència no és neutral respecte als valors i sobre el fet que interessos culturals i polítics impregnen l’epistemologia, la metodologia i les conclusions de la teoria i la pràctica científiques. Entenem la ciència com una activitat humana emmotllada per les condicions econòmiques, socials i culturals de la societat i per les condicions personals dels membres de la comunitat científica. La ciència és una activitat personal i social emmarcada en una societat androcèntrica. De forma similar a la ciència erudita, la ciència escolar és androcèntrica, és a dir, considera «l’home» el centre de referència de les pràctiques científiques. L’home és el subjecte d’anàlisis en l’ensenyament científic. I l’activitat científica escolar s’articula entorn d’un discurs entre l’alumnat i la professora o el professor

que incorpora instruments mediadors com els estereotips de gènere, de manera inconscient però «naturalitzada».

Durant l’aprenentatge, la dimensió cognitivoemocional és molt rellevant. Atès que les emocions i actituds de les noies i els nois es presenten de forma diferent, tant pel que fa a la naturalesa de les emocions com al seu grau d’intensitat, molt probablement aquestes influeixen de forma diferencial en l’aprenentatge i la construcció dels models científics escolars.

En la ciència escolar, els contextos dels llibres de text i dels materials didàctics són androcèntrics, és a dir, posen davant fets i activitats científiques considerades pròpies dels homes i del que s’anomena cultura o experiència masculina. També cal saber que alguns estudis apunten l’ús de perfils cognitius diferencials, entre la majoria de les noies i els nois, que són importants a l’hora d’estructurar les activitats en un context determinat. Les noies presenten perfils cognitius més holístics, contextuals, relacionals i interactius, mentre que en els nois predominen els perfils cognitius teòrics relacionats amb l’abstracció i la separació (Chambers i Andre, 1997; Watanabe i Ischinger, 2009).

Una ciència escolar no androcèntrica, ni jerarquitzadora, que valori indistintament les pràctiques científiques associades a les experiències femenines i masculines, facilita la construcció de contextos que incloguin el gènere. En una societat impregnada per totes les formes de violència física i simbòlica, cal treballar amb un model de ciència implicada en l’ètica de la cura i que aposti per l’educació de la coresponsabilitat i l’autonomia personal. Per això, és necessari no acatar els mandats de gènere ni els estereotips prefixats.

Les professores i els professors no som aliens a la relació entre el gènere i la ciència. El currículum

ocult individual que projectem en la nostra intervenció didàctica reflecteix un conjunt de creences sobre la ciència androcèntrica, l’existència del subjecte neutre universal o la possible existència de diferències de gènere en la comunitat educativa. A vegades, les professores tenim més dificultats que els professors per conèixer les pròpies idees implícites. És una conseqüència del procés individual de formació científica per identificar-nos amb la ciència androcèntrica. I l’esforç implícit que continuem fent durant la docència ens col·loca en una situació contradictòria respecte al rol femení atribuït socialment.

Les persones tenim diferents registres de funcionament que activem en funció de la tasca que volem realitzar. El coneixement quotidià de l’alumnat és una de les formes habituals en què es representen les seves pràctiques i en què vertebren un conjunt d’idees i conceptes que guien la seva acció en la vida diària. En diferents estudis, s’ha detectat la riquesa dels continguts inclosos en el coneixement quotidià relacionats amb la llar i la seva proximitat amb la ciència escolar.

Les dones protagonistes de la ciència

Un aspecte a tenir en compte a l’hora d’escollir contextos per a l’aprenentatge de la química és recollir les aportacions de les dones a la història del coneixement. Aquest és un element que ajuda a fer més propers contextos científics que resulten aliens a les noies i a determinats grups de nois, atès que consideren molt interessant conèixer les aportacions de científiques d’altres èpoques que van treballar en condicions més difícils que les nostres.

Per crear contextos amb les dones protagonistes de la ciència, cal canviar l’enfocament historiogràfic de la història de la ciència.

Avui, disposem de molta informació sobre les científiques al llarg de la història (Solsona, 2014), però les dones no han participat en els mateixos espais que els homes al llarg de la història de la ciència; per tant, no es poden utilitzar els mateixos criteris d’anàlisi per valorar la seva contribució. No és útil una història de la ciència hagiogràfica que posi atenció només en els grans noms, com el de Marie Skłodowska. Una història de la ciència extensa inclou la reflexió sobre les formes i mediacions simbòliques referents a dones que han deixat una empremta del seu pensament i la seva pràctica en diferents branques científiques. Per això cal rescabalar l’autoritat científica de les dones al llarg de la història. El primer nom obligat és el de Maria la Jueva, que al segle iv a. de la n. e. va inventar el bany maria i els primers alambins, anomenats tribikos i kerotakis

Per a qualsevol context, és fàcil localitzar una científica dels segles precedents o de l’actual que hi hagi estat implicada. A vegades van ser autores que van tenir desavinences i es van enfrontar amb l’autoritat científica masculina, i que van seguir itineraris epistemològics diferenciats dels establerts per les institucions científiques de l’època. Alguns exemples són Isabella Cortese, Mary Sidney Herbert, Dorothy Moore, Katherine Boyle Jones, Marie Meurdrac, Marie le Jars de Gournay, Margaret Cavendish, duquessa de Newcastle (fig. 1), i Émilie du Châtelet. Altres científiques van practicar l’autoritat entenent-la com a mediació, per ajudar d’altres a aprendre o per curar les malalties més comunes. Alguns exemples són Elizabeth Grey, Alethea Talbot, Priscilla Wakefield, Enriqueta Maria de França, Jane Marcet, Marie Fouquet i Marie Meurdrac. I no podem oblidar Elizabeth Fulhame ni la saga de químiques nuclears iniciada per Marie Skłodowska,

Irène Joliot-Curie, Maria GöppertMayer, Lise Meitner, Ida Tacke Noddack, Marguerite Catherine Perey, Chien-Shiung Wu, Dorothy Crowfoot Hodgkin i Vivian WingWah Yam.

La millor via per incloure les aportacions d’una tradició científica majoritàriament femenina o d’alguna dona rellevant és recuperar-ne les paraules, de manera senzilla. Així podem establir-hi un diàleg a través dels seus textos, dels seus experiments o dels instruments amb els quals van treballar.

Els contextos que interessen a les noies (i als nois)

La ciència escolar pot fer valer les pràctiques científiques de les dones realitzades al llarg de la història i en el moment actual. La presència de dones protagonistes de la química té un valor afegit, ja que serveix de model d’imitació i referència per a la continuïtat d’estudis científics, tant en les noies com en alguns sectors de nois que no simpatitzen amb la ciència actual masculinitzada. Cal dir que, en alguns països europeus, hi ha una assignatura del currículum escolar que, amb la

denominació Home economics o Home science (fig. 2), estudia la química de la cuina i les habilitats culinàries, l’economia domèstica, la salut, l’estudi dels tèxtils i l’educació per l’autonomia personal (Halton, 2000).

Cal que els contextos incloguin totes les pràctiques relacionades amb la construcció dels diferents sabers i els esforços realitzats pels diferents grups socials per elaborar explicacions dels fets científics. No solament les accions realitzades per la comunitat científica, sinó també els coneixements necessaris per a la vida, que han estat i són majoritàriament responsabilitat de les dones.

Soneira i Álvarez (1994) indiquen que el tractament dels aliments, els tints i la cuina són bons contextos científics. Els tints i la química del procés de tinció s’han mostrat útils a secundària, en treballar les fibres, els mordents, els productes naturals i sintètics usats en el tenyit de la llana (Ovejero i Martínez, 1997). També s’hi han introduït els productes de neteja, sabons, detergents i esprais que s’utilitzen en l’entorn domèstic (Mans, 2015).

La cuina és un espai atribuït històricament a les dones, i enca-

Figura 1. Margaret Cavendish, duquessa de Newcastle.

Figura 2. Portada del llibre Home economics

ra avui és una pràctica més femenina que masculina. La cuina és un exemple paradigmàtic de context rellevant des del gènere, sempre que no s’enfoqui com una simple activitat de «cuinetes». La introducció dels sabers científics femenins en la iniciació a la química escolar mostra que el context culinari facilita la relació entre la química escolar i els sabers científics de les dones. A la xarxa hi ha disponibles moltes experiències sobre la química en un context culinari (Solsona, 2012; Cerviño i Calzón, 2003). Una podria ser la preparació d’un batut de xocolata (fig. 3).

Els contextos inclusius de gènere relacionats amb entorns quotidians, com ara la cuina o altres activitats de cura de la llar, permeten assenyalar alguns requisits importants a tenir en compte. En primer lloc, si treballem amb alumnat adolescent, veurem com les noies connecten més ràpidament amb l’entorn quimicoculinari, s’entusiasmen, s’impliquen i prenen la iniciativa en la planificació i la realització dels experiments, els corresponents informes de laboratori, i són bones líders i mediadores en el funcionament dels grups cooperatius.

L’experiència a les aules d’ESO ha permès resignificar els sabers i les pràctiques culinàries que han format i formen part de la cultura femenina, transmesa de mares a filles, generació rere generació (Solsona, 2012). Altres contextos relacionats amb les tasques de la llar, com ara la cura instrumental i la de les persones, inclouen l’estudi de detergents, insecticides, colònies, sabons, etc., que s’utilitzen en activitats considerades tradicionalment femenines, i també poden ser rellevants per fer valer els sabers científics femenins.

Altres contextos que interessen a les noies poden articular-se entorn de fenòmens actuals relacionats amb l’adolescència i amb els estereotips de la feminitat hegemònica. El camp de la biomedicina, que agrupa ciències com la química, la biologia i la medicina, la nanotecnologia i els nanocompostos polimèrics, requereix atenció didàctica. Per exemple, l’ús de biopolímers per a la fabricació de pròtesis que s’implanten en medicina estètica o cirurgia plàstica. Els estàndards de bellesa actuen de manera diferencial en

les noies i provoquen que aquest tipus d’operacions es realitzin cada vegada en edats més joves. Altres exemples són els canvis químics que s’esdevenen en el cos, com ara l’estudi de l’anorèxia i la bulímia, l’augment de la hipersexualització de les noies i les nenes, l’avançament de la menarquia, l’establiment de relacions sexuals, els embarassos adolescents, la implantació de pròtesis mamàries, l’estimulació ovàrica i la congelació d’òvuls. Pel que fa a la contaminació i altres problemes ambientals que afecten de manera diferencial dones i homes, les noies acostumen a interessar-se més per aquest tipus de problemes. Altres fenòmens, com la nutrició i els greixos, l’alimentació saludable, la responsabilitat davant la vida i l’autonomia personal, són percebuts de manera diferent per les noies i els nois. Per tant, no poden ser aliens a l’educació científica de la gent jove. Cal establir i remarcar les semblances i diferències que hi ha entre noies i nois en la percepció d’aquests temes científics i amb quines estructures de pensament els aborden. Correspon a la responsabilitat professional del professorat conèixer i destriar quin lloc ocupen en la construcció de contextos més rics i útils per a l’aprenentatge.

A tall de conclusió

Es diu que la ciència està començant a desaparèixer incorporada a l’STEMM (science, technology, engineering, mathematics and medicine), però queda molta recerca a fer per identificar els millors contextos tenint en compte el gènere. És una línia de treball apassionant. Cal actualitzar les dades del projecte GIST a la realitat actual de les aules, atès que, en pocs anys, ha millorat l’èxit acadèmic de les noies a les classes de ciències, i això pot comportar canvis en les seves preferències sobre temes científics.

Figura 3. Preparació d’un batut de xocolata.

Els contextos que prioritzen la cura, és a dir, la cultura o les experiències «femenines», són els que tenen més rellevància personal per a les noies i fan valer el model de gènere. Sortosament, en l’educació científica, els contextos que interessen a les noies també resulten de molt interès per als nois, atès que es refereixen a problemes relacionats amb l’adolescència o amb la futura autonomia personal. Els contextos més propers als problemes de la humanitat, és a dir, les vivències de les dones i els homes, interessen tant a les noies com als nois i provoquen la seva implicació i entusiasme en l’aprenentatge. Tal com ja assenyalava el projecte GIST, cal canviar «l’enfocament “masculí” de les ciències, centrat en el desenvolupament d’un sistema de normes, relacions i regles, a una ciència més femenina, preocupada per les persones, que doni importància al treball de cura».

Volem contribuir a fer que l’educació científica s’impregni de la pedagogia de la cura orientada a la formació per a la sostenibilitat personal en contextos socials complexos i diversos com els actuals. Finalment, cal assenyalar la facilitat de reconèixer un context amb voluntat inclusiva del gènere. En primer lloc, cal que la definició del context abordi una temàtica que faci visible l’existència de dones i homes, així com les diferents pràctiques científiques de dones i homes en relació amb aquell problema. Durant la seqüència, cal esmentar l’existència d’homes i dones, de noies i nois, i no caure en la trampa del suposat neutre universal. En l’àmbit metodològic, cal extreure dades i conclusions de forma diferenciada pel que fa a homes i dones.

Nota

Investigació realitzada en el marc del grup Llenguatge i Ensenyament de les Ciències (LIEC),

finançada pel Ministeri d’Economia i Competitivitat (referència EDU-2012-38022-C02-02). El grup LIEC forma part del grup de recerca consolidat LICEC (referència 2014SGR1492).

Referències

BaBor, J. A.; iBarz, J. (1962). Química general moderna. Barcelona: Marín.

BiruLés, F. (2014). Entreactes. Canet del Rosselló: Trabucaire. Bitter, F. (1964). Corrientes, campos y partículas. Barcelona: Reverté. cerviño, M. J.; caLzón, J. (2003). El misterio del chocolate en la nevera. Madrid: Instituto de la Mujer.

chaMBers, S. K.; andre, T. (1997). «Gender, prior knowledge, interest, and experience in electricity and conceptual change text manipulations in learning about direct current». Journal of Research in Science Teaching, vol. 32, núm. 29, p. 107-123.

conseJo escoLar (1991). Cómo interesar a las chicas por las ciencias Madrid: Ministerio de Educación y Ciencia.

fernández, C. [et al.] (1995). Una mirada no sexista a les classes de ciències experimentals. Bellaterra: Universitat Autònoma de Barcelona. Institut de Ciències de l’Educació.

gruP saLters (1995). Elements de la vida: Unitat I. València: Universitat Politècnica.

haLton, M. A. (2000). Home economics revision notes for junior certificate. Dublín: Gill & MacMillan.

harding, J. (1986). Perspectives on gender and science. Londres: The Flamer Press.

Mans, C. (2015). «Viscoelàstica tensioactiva». A: Claudi Mans: Blog personal [en línia]. Barcelona: Wordpress. <https://cmans. wordpress.com/category/cien cia/> [Consulta: 30 gener 2015] oveJero, P.; Martínez, M. (1997). «Resolver un problema abierto:

teñir lanas a partir de productos colorantes naturales. Una actividad investigativa para la enseñanza secundaria obligatoria». Enseñanza de las Ciencias, vol. 15, núm. 3, p. 401-422.

sMaiL, B. (1987). «Organizing the curriculum to fit girls’ interests». A: keLLy, A. (ed.). Science for girls? Londres: Open University Press.

soLsona, N. (2012). «La química en la cocina, un contexto fértil para el aprendizaje y la investigación química». Ciencia Escolar, vol. 2, núm. 1, p. 45-75. — (2014). «L’ús de textos de química d’autoria femenina a classe». Educació Química EduQ, núm. 16, p. 38-46.

soneira, G.; áLvarez, M. (1994). «Ensinar ciencias, inculcar novos valores a luz da coeducación». Andaina: Revista do Movemento Feminista Galego, núm. 10, p. 27-31.

watanaBe, R.; ischinger, B. (2009). Equally prepared for life? How 15-year-old boys and girls perform in school. París: OCDE.

Núria Solsona Pairó

És doctora en ciències de l’educació per la Universitat Autònoma de Barcelona. Autora de Mujeres científicas de todos los tiempos (1997), La química de la cocina Propuesta didáctica para educación secundaria (2002), «Diálogos con recetas alquímicas» (2009), «Seguint el fil de l’obra I secreti della signora Cortese» (2010), «Marie Curie: què hi ha darrere de la llegenda?» (2011) i «La química en la cocina, un contexto fértil para el aprendizaje y la investigación química» (2012). Camp de treball: gènere, ciència i història de les ciències.

A/e: nsolsona@xtec.cat

Cap a un millor coneixement de l’aigua i el seu món

Towards a better understanding of the water world

Francesc Centellas, Josep Centelles, Joan Dosta, Sergi García, Carme González, Jaume Granell, Albert Gutiérrez, Elisa Vallés i Elena Xuriguera / Universitat de Barcelona. Facultat de Química

resum

L’objectiu d’aquesta pràctica de laboratori, dirigida als estudiants de batxillerat, és fer un estudi sobre les característiques de diferents tipus d’aigües naturals: pH, conductivitat, presència de ferro(III) i comportament amb el sabó.

A més, s’introduirà l’alumnat en el procés de potabilització de l’aigua mitjançant alguns experiments simples de laboratori.

paraules clau

Química, laboratori, medi ambient, aigua potable.

abstract

The aim of this laboratory experiment, aimed at high school students, is to make a study on the characteristics of some samples of natural water with different properties: pH, conductivity, presence of iron(III) and behavior with soap. In addition, the process of purifying water will be introduced to the students using some simple experiments in the laboratory.

keywords

Chemistry, laboratory, environment, drinking water.

Presentació

El present article s’ha inspirat en la pràctica incorporada a la darrera edició de Fem química al laboratori, l’activitat docent que organitza la Facultat de Química de la Universitat de Barcelona des del curs 2001-2002 i a la qual assisteixen cada any més de mil tres-cents estudiants de batxillerat provinents de tot el territori català (http://www.ub.edu/futursi nousestudiants/fql.html).

Com molts professors ja saben, Fem química al laboratori ofereix als alumnes la possibilitat de viure una jornada envoltats de l’ambient universitari i, a més, realitzar algunes pràctiques de química aprofitant les instal·lacions i els recursos que ofe-

reix la nostra Facultat. Continuant amb el costum de renovar les pràctiques de laboratori que es fan a l’activitat, en l’última edició (gener i febrer de 2014), vam incorporar la pràctica «Parlem de l’aigua», a fi que els estudiants coneguessin millor les característiques d’algunes aigües naturals i, alhora, els tractaments que actualment donem a aquest recurs tan important.

Atès que hem pogut comprovar que aquesta nova pràctica ha despertat un gran interès per part de l’alumnat i del professorat, que per realitzar-la es requereixen molt pocs recursos i que, a més, comporta una molt baixa perillositat personal i ambiental, hem pensat que podria ser interessant

elaborar-ne una versió més ampliada i detallada (que, de fet, és la que es presenta en aquest article), per tal que qualsevol professor que ho vulgui pugui realitzar una sèrie d’experiments en què l’aigua és la protagonista als seus centres d’ESO i/o batxillerat.

Introducció

La vida, tal com la coneixem, està lligada a l’aigua. A conseqüència de les descàrregues elèctriques que fa molts milions d’anys tingueren lloc en el si de l’atmosfera, es va formar l’aigua al nostre planeta i, juntament amb ella, les primeres molècules orgàniques. Amb el pas del temps, uns primers microorganismes van colonitzar el medi aquós i, de lla-

vors ençà, l’aigua ha esdevingut imprescindible en el manteniment de qualsevol forma de vida del nostre món.

L’existència de grans extensions d’aigua líquida, ara per ara, sembla exclusiva de la Terra. L’aigua ocupa el 71 % de la superfície del planeta i la major part es troba en els mars i oceans. Aquesta aigua, atesa la seva elevada salinitat, no és adequada ni per al reg ni per al consum humà. Aquests mars i oceans són, però, l’origen de l’aigua dolça que acabarà arribant a les masses continentals. Deixant de banda l’aigua present a l’atmosfera, que tan sols representa el 0,04 % del total, l’aigua dolça constitueix aproximadament el 2,5 % del total de l’aigua del planeta, i inclou l’aigua emmagatzemada en forma de gel (neus permanents, glaceres, icebergs i les banquises polars), les aigües superficials (rius, llacs i pantans), les aigües subterrànies dolces i la humitat del sòl. De fet, si tota l’aigua de la Terra fos a l’interior d’una botelleta de 250 mL, l’aigua dolça constituiria una sola gota del total. Per sort, l’aigua és un recurs renovable en l’àmbit global, encara que no ho sigui necessàriament en el local. La disponibilitat d’aigua dolça en una determinada regió depèn de la geografia, la geologia i el clima; de la població que hi viu i de la concentració d’aquesta en nuclis urbans o rurals; del tipus d’activitats econòmiques regionals (indústria, agricultura i ramaderia, serveis), i també de les pautes de consum i de la consciència ecològica dels seus habitants. A més, la disponibilitat d’aigua en una regió no depèn només de la quantitat d’aquest recurs, sinó que també depèn de la seva qualitat. És evident que no serveix de res tenir a l’abast grans quantitats d’aigua, si pel fet d’estar contaminada no la podem fer servir per satisfer les nostres necessitats.

En fer la pràctica de laboratori «Parlem de l’aigua», ens endinsarem una mica en el món d’aquesta substància tan valuosa. Realitzarem diferents determinacions que ens permetran identificar algunes aigües presents a la natura i determinar-ne les propietats. També coneixerem una mica millor alguns dels tractaments químics i fisicoquímics que avui dia rep l’aigua abans de poder-la fer servir a les nostres llars o a l’hora de, un cop usada, retornar-la el més neta possible al medi que ens l’ha procurat.

Identificació i caracterització d’algunes aigües naturals

Objectius

A la primera part de la pràctica, els estudiants podran caracteritzar i identificar algunes aigües naturals amb unes propietats ben diferents (Centellas, Alias, Inglès, Liesa i Rosell, 2008; Centellas, Inglès, Rosell, Cruañas, Brillas, Cruells i Giménez, 2009). La pràctica es realitza amb quatre mostres d’aigua natural disposades en quatre flascons retolats: A, B, C i D. Aquestes mostres corresponen a una aigua dura, a una aigua blana, a una aigua ferruginosa i a aigua de mar. Utilitzant tires de paper indicador de pH o un pHmetre, un conductímetre i mitjançant algunes senzilles proves en tub d’assaig, els estudiants, treballant en equip, hauran d’identificar el tipus d’aigua de cada flascó. Amb aquesta finalitat, també els serà útil fer servir una font de llum làser i un led de llum blanca per il·luminar les mostres adequadament tractades i observar-ne els resultats.

A fi de conèixer millor els quatre tipus d’aigües naturals que s’han d’identificar, es recomana que, abans de començar la pràctica, els estudiants llegeixin atentament la informació recollida a la taula 1.

Procediment experimental

Un cop realitzada la lectura recomanada anteriorment i vistos els resultats obtinguts en la darrera edició de Fem química al laboratori, recomanem que els estudiants es distribueixin en diferents grups de treball i que cada grup faci algunes (o bé la totalitat) de les experiències de laboratori que s’indiquen a continuació, que observin tot el que passa i anotin els resultats de les observacions en una taula com ara la taula 2, i, finalment, entre tots, que discuteixin els resultats obtinguts i dictaminin quin és el tipus d’aigua que hi ha a cada flascó, amb l’elaboració d’un breu argumentari de suport.

Mesures de seguretat

Tal com s’ha de tenir present sempre que es treballa al laboratori i encara que en aquesta pràctica es manipulin aigües naturals, no s’ha de tastar o ingerir mai cap mostra que s’estigui investigant.

Determinació del pH de les aigües

Es determina el pH de les quatre mostres d’aigua utilitzant paper indicador o bé un pH-metre.

Determinació de la conductivitat (o la conductància) de les aigües

Es determina la conductivitat elèctrica (o la conductància) de les quatre mostres d’aigua mitjançant un conductímetre o un salinòmetre. Alguns conductímetres portàtils (de fet, els més econòmics) mesuren conductàncies, mentre que d’altres mesuren conductivitats. A falta d’un conductímetre, també es pot albirar la conductància de les aigües a partir de la lluminositat emesa per una bombeta de baixa potència (o un led) connectada en sèrie a una pila de 4,5 V i dues barretes de coure o acer inoxidable que se submergiran a les aigües durant un breu instant.

Taula 1. Característiques de les diferents mostres d’aigua

Aigües blanes

Les aigües blanes són unes aigües dolces poc o molt poc mineralitzades (residu sec < 50 mg · L−1), tenen una molt baixa concentració de cations Ca2+ i Mg2+, i per això no originen els problemes associats a formació de tosca i quasi no minven la capacitat d’escumejat dels sabons (vegeu la fig. 1a). A la natura, les trobem en terrenys on predominen roques magmàtiques, com ara el granit o el basalt, unes roques que són molt poc solubles en aigua i que, justament per això i de manera ben diferent al que passa amb les roques calcàries, pràcticament no hi aporten substàncies minerals en solució.

Aigües dures

Les aigües dures són unes aigües dolces molt mineralitzades. De fet, el seu residu sec (o massa de les sals dissoltes) supera els 250 mg · L−1. A la natura, les trobem en terrenys on predominen les roques calcàries, i per això presenten una elevada concentració de cations calci i magnesi (Ca2+ i Mg2+) i d’anió hidrogencarbonat (HCO3 ). Atès que l’anió HCO3 és una base més forta que l’aigua, tal com es mostra a la reacció següent, el pH de les aigües dures és lleugerament bàsic:

HCO3 (aq) + H2O(l) D H2CO3(aq) + OH (aq)

Els sabons reaccionen amb els cations Ca2+ i Mg2+ de les aigües dures i formen compostos insolubles de mida col·loïdal que dispersen bé la llum (vegeu les fig. 1b i 1c). En perdre per precipitació part del sabó dissolt, a les aigües dures els sabons també veuen molt minvada la seva capacitat d’escumejat. També, tal com anuncien a la televisió, l’elevada concentració dels cations Ca2+ i Mg2+ de les aigües dures fa que aquestes originin dipòsits de tosca (CaCO3) a l’interior de les canonades, de les rentadores o dels calefactors.

Aigües ferruginoses

Les aigües ferruginoses són unes aigües dolces que contenen ions Fe3+ en solució. Atès que aquests ions es mantenen dissolts quan el medi és prou àcid, les aigües ferruginoses tenen un pH inferior a 7. Les aigües ferruginoses tenen un gust metàl·lic característic que recorda el que proporciona el fet de mantenir sobre la llengua un clau mig rovellat. A la natura, les aigües ferruginoses es troben en indrets molt localitzats on a les roques del terreny abunden minerals com ara la pirita (disulfur de ferro(II) o FeS2). En presència d’aigua i exposat a l’aire, l’anió disulfur, S22−, de la pirita s’oxida i forma l’àcid sulfúric (H2SO4), mentre que el Fe2+ s’acaba transformant en Fe3+. Aquest procés d’oxidació de la pirita, força més complex del que a primera vista pugui semblar, es pot representar de manera simplificada mitjançant la reacció que, emprant les formes moleculars dels reactius i dels productes, s’indica a continuació:

4FeS2(s) + 2H2O(l) + 15O2(g) g 2Fe2(SO4)3(aq) + 2H2SO4(aq)

El catió Fe3+, tal com passava amb els cations Ca2+ i Mg2+, també forma sabons insolubles en aigua, i per aquesta raó les aigües ferruginoses tractades amb una solució de sabó també dispersen la llum (vegeu la fig. 2a).

Aigua de mar

Com és ben conegut, l’aigua de mar conté una gran quantitat de sals en dissolució (uns 35 g · L−1). La més abundant d’aquestes sals és el clorur de sodi, que en solució origina els ions Na+ i Cl , per bé que també hi trobem, tot i que en una concentració menor, cations com ara el Mg2+ i el Ca2+ i anions com el sulfat (SO42−) i l’hidrogencarbonat (HCO3 ).

La petita concentració d’hidrogencarbonat fa que l’aigua de mar tingui un pH lleugerament bàsic (pH @ 7,6), mentre que l’elevada salinitat fa que sigui una molt bona conductora del corrent elèctric (conductància i conductivitat elèctriques molt grans).

Si algú ha provat d’ensabonar-se amb aigua de mar (cosa molt poc probable, si no és que ha volgut cridar l’atenció), haurà vist que és pràcticament impossible. L’aigua de mar fa que el sabó perdi tota la seva capacitat d’escumejar. Això es deu al fet que, tal com passava amb les aigües dures, els sabons reaccionen amb els cations Mg2+ i Ca2+ de l’aigua de mar i es formen els corresponents sabons insolubles de calci i de magnesi. A diferència, però, del que passa amb les aigües dures, atesa l’alta concentració de cations present en l’aigua de mar, les partícules col·loïdals dels sabons de calci o de magnesi s’ajunten entre si (floculen) i originen uns agregats voluminosos (flocs o flòculs) que són observables a simple vista i que, atesa la seva baixa densitat, acaben pujant a la superfície de l’aigua sense escumejar (vegeu les fig. 2b i 2c).

Els estudiants, guiats pel professor, podran conèixer alguns dels processos que rep l’aigua abans de ser utilitzada per l’home o bé retornada al medi sense risc per als ecosistemes naturals. Per tal de potabilitzar aigües superficials i subterrànies, cal realitzar un tractament complex i efectiu

Identificació de la presència del catió Fe3+ a les aigües

La identificació de la presència de Fe3+ a les mostres es pot fer seguint el procediment següent: disposar 1 mL de cada mostra d’aigua a investigar en un tub d’assaig i, tot seguit, addicionar-hi dues gotes d’una solució d’hexacianoferrat(II) de potassi. Si hi ha Fe3+ a la mostra d’aigua, s’observarà l’aparició d’un color blau intens a causa de la formació del blau de Prússia. La reacció que té lloc, escrita de manera simplificada, és la següent:

3[Fe(CN)6]4−(aq) + 4Fe3+(aq) → Fe4[Fe(CN)6]3(aq)

Comportament amb el sabó

Es disposen 5 mL de cada mostra d’aigua a investigar en un tub d’assaig i s’addicionen a cada tub deu gotes d’una solució de sabó (no de detergent). S’agita el tub d’assaig i s’observa l’aspecte de l’aigua i si s’ha format o no escuma a la superfície. Si la mostra d’aigua conté cations Mg2+, Ca2+ o Fe3+, s’observarà l’aparició d’una terbolesa (efecte Tyndall) que serà més intensa com més gran sigui la concentració d’aquests ions. De fet, com més gran sigui la concentració, més s’afavoriran la precipitació del sabó i la terbolesa de la

Taula 2. Taula per anotar les observacions realitzades pels alumnes

Mostra A Mostra BMostra CMostra D

1) pH

2) Conductivitat

3) Presència de Fe3+

4) Comportament amb el sabó Tipus d’aigua

solució. Simultàniament, com més intensa sigui la terbolesa formada, més minvada es veurà la capacitat d’escumejar del sabó.

La formació d’aquestes partícules insolubles es pot detectar, mitjançant l’efecte Tyndall, observant la dispersió de la radiació que té lloc quan s’il·luminen les diferents mostres amb un punter làser. Vegeu les fig. 1 i 2.

Discussió i conclusions

Quan els grups de treball han realitzat les determinacions, es posen en comú els resultats obtinguts i s’identifica quin tipus d’aigua hi ha a cada flascó.

Residus

S’aboquen les solucions dels tubs d’assaig que contenen ferro(III) al contenidor corresponent.

Els tractaments de l’aigua

En aquesta segona part de la pràctica, els estudiants, guiats pel professor, podran conèixer alguns dels processos que rep l’aigua abans de ser utilitzada per l’home o bé retornada al medi sense risc per als ecosistemes naturals. Per tal de potabilitzar aigües superficials i subterrànies, cal realitzar un tractament complex i efectiu de cara a fer que l’aigua resultant pugui ser distribuïda al consumidor final. El tractament de potabilització concret depèn de la qualitat de l’aigua d’entrada. D’aquesta forma, si cal potabilitzar una aigua d’un riu molt net i amb una concentració molt reduïda de sals

minerals, com ara l’aigua dels rius d’alta muntanya, amb una baixa densitat de població i un baix nivell d’industrialització, el tractament serà relativament senzill. A mesura que el grau d’industrialització i la densitat de població s’incrementen, juntament amb les característiques pròpies de les aigües de cada localització, la complexitat del procés pot augmentar de manera important.

En el cas de l’àrea metropolitana de Barcelona, la població s’abasteix principalment de l’aigua dels rius Ter i Llobregat, així com d’aqüífers de la zona. Des de l’any 2009, en què la dessalinitzadora del Prat de Llobregat va entrar en servei, part de l’aigua demandada també es garanteix a partir d’aigua marina dessalinitzada i tractada (García Molina i Casañas, 2010). A la fig. 3 es presenta el diagrama de blocs que podria correspondre a un procés de potabilització en una estació moderna de tractament d’aigües.

Un cop feta la captació de l’aigua superficial i després de passar per unes reixes per separar grans sòlids, aquesta aigua es condueix a un dessorrador, on s’eliminen per decantació graves i sorres que puguin haver-hi entrat. Aquestes partícules no dissoltes són fàcilment sedimentables, però n’hi ha d’altres que acompanyen l’aigua, com ara els llims, les argiles i altres partícules col·loïdals, que, de manera natural, són molt difícils de decantar i proporcionen terbolesa. A tall d’exemple, una partí-

)

Figura 1. Diferent comportament d’una aigua blana (a) i una aigua dura (b) a les quals s’ha addicionat una petita quantitat de solució sabonosa quan s’hi fa passar un raig làser. La fig. 1c mostra el núvol (interior del cercle) que es forma quan s’afegeix la solució sabonosa a l’aigua dura. La formació d’aquest núvol és quasi imperceptible, si la solució sabonosa s’afegeix a una aigua blana de molt baixa mineralització.

Figura 2. Diferent comportament d’una aigua ferrugionsa (a) i una aigua de mar (b) a les quals s’ha addicionat una petita quantitat de solució sabonosa quan s’hi fa passar un raig làser. La fig. 2c mostra els flòculs que es formen a conseqüència de l’agregació de les partícules col·loïdals quan s’afegeix la solució sabonosa a l’aigua de mar (il·luminació amb un led de llum blanca).

cula de sorra d’1 mm tardaria 10 s a descendir 1 m en el si d’una aigua, mentre que una partícula col·loïdal de 0,1 mm trigaria dos anys a fer el mateix.

La raó principal per la qual les partícules col·loïdals no se sedimenten amb facilitat és que estan carregades en la superfície (habitualment, amb càrrega ne-

gativa). Això els confereix estabilitat dins l’aigua, ja que es repelleixen les unes a les altres, la qual cosa n’impedeix l’agregació. La forma de poder-les separar és el tractament de coagulació/floculació, que consisteix a afegir sals de cations molt electropositius (agents coagulants), com les sals de Fe3+ o Al3+, perquè neu-

tralitzin les càrregues de les partícules col·loïdals i puguin agrupar-se (formant flòculs) i sedimentar-se. En algunes ocasions, es poden aportar a l’aigua agents floculants per millorar l’agrupació en flòculs de partícules colloïdals neutralitzades. La fig. 4 mostra esquemàticament el procés de coagulació/floculació.

Captació d’aigua superficial

Ozonització

Filtre de carbó actiu

Dessorrador

Coagulació/Floculació + Decantador

Pre-Cloració

Filtre de sorra

Sistema d'osmosi inversa

Post-Cloració

3. Diagrama de blocs d’un procés de potabilització.

4. Esquema del procés de coagulació/floculació (realitzat a partir de Martí Deulofeu, Martí, Queral, Pujadas, Mur, Ruffo, Dios i Carbonell, 2004).

Seguidament, al flux d’aigua del procés de coagulació/floculació se li addiciona una petita dosi de clor per evitar la proliferació de bacteris al llarg de la planta.

Un cop fet això, l’aigua es condueix a un filtre compost per un llit de sorra que actua com a filtre per separar petites partícules en suspensió que encara arrossegui l’aigua. Aquest tipus de filtre també s’acostuma a instal·lar en les depuradores de piscines.

A partir d’aquí, l’aigua se separa en dues fraccions. La pri -

Cap

un millor coneixement de l’aigua i el seu món

Figura

Figura

Figura 5. Imatges de l’aspecte i del pas d’un raig làser en una aigua residual procedent d’una planta de tractament de purins a la qual: a) no s’hi ha afegit un agent coagulant; b) s’ha tractat amb la quantitat adequada d’agent coagulant per flocular la pràctica totalitat de les partícules col·loïdals, i c) s’hi ha afegit un excés d’agent coagulant.

mera fracció de l’aigua es condueix a una instal·lació d’ozonització seguida d’un llit de carbó actiu, que millora les condicions organolèptiques de l’aigua (color, gust i olor). En l’ozonització, l’oxigen de l’aire (O 2) es converteix en ozó (O 3), que s’encarrega d’oxidar la matèria orgànica que dóna color, gust i olor a l’aigua. Posteriorment, un filtre de carbó actiu retindrà la matèria orgànica que no ha estat oxidada per l’ozó.

A causa de les característiques geològiques pròpies de les conques hídriques per les quals circula l’aigua del riu

Llobregat, aquesta posseeix una gran quantitat de sals. És per això que se sotmet la segona fracció de l’aigua a un tractament per retirar-les

A causa de les característiques geològiques pròpies de les conques hídriques per les quals circula l’aigua del riu Llobregat, aquesta posseeix una gran quantitat de sals. És per això que se sotmet la segona fracció de l’aigua a un tractament per retirar-les. Concretament, es fa un tractament amb membranes d’ultrafiltració i, a continuació, se li fa un condicionament per minimitzar l’embrutiment de les membranes d’osmosi inversa. En aquestes últimes membranes, es retenen totes les sals de l’aigua mitjançant l’aplicació d’altes pressions i en surt una aigua desionitzada (o, més ben dit, permeada) lliure de sals. Aquesta aigua s’ha de remineralitzar (normalment, amb filtres de calcita), perquè, si no, tindria un caràcter agressiu i incrustant.

Un cop realitzats aquests tractaments, les dues fraccions d’aigua es mesclen i es cloren per desinfectar-les abans de distribuir-les a les cases. Per a una informació

més detallada del funcionament de les estacions de tractament d’aigües potables en general i de la de Sant Joan Despí en particular, podeu consultar el web d’Agbar (Aula de l’Aigua…, 2013).

Demostracions

Per tal d’il·lustrar el tractament de coagulació/floculació, els estudiants observen quatre mostres d’una aigua rica en matèria col·loïdal amb diferents dosis de FeCl3, de manera que visualment es millori la comprensió d’aquest tractament. Tal com s’ha fet a la primera part de la pràctica, els alumnes utilitzen un punter làser per detectar la presència de partícules col·loïdals aprofitant l’efecte Tyndall. Els estudiants poden comparar el que s’observa a la fig. 5 amb les observacions prèvies de les fig. 1 i 2.

Per comprovar l’eficiència d’un filtre de carbó actiu, es tracta una mostra d’aigua que conté blau de metilè, un compost orgànic que dota d’un color blau la mostra,

Per tal d’aprofundir en el coneixement de l’osmosi inversa, es pot descriure als estudiants aquest fenomen en detall i debatre’n les aplicacions. També, si se’n disposa, es pot mostrar una de les membranes d’osmosi inversa utilitzades actualment a les plantes de tractament

amb carbó en pols, i es comprova la desaparició total de la coloració de l’aigua gràcies a aquest agent adsorbent.

Per tal d’aprofundir en el coneixement de l’osmosi inversa, es pot descriure als estudiants aquest fenomen en detall i debatre’n les aplicacions. També, si se’n disposa, es pot mostrar una de les membranes d’osmosi inversa utilitzades actualment a les plantes de tractament.

Qüestions

Finalment, es poden plantejar diverses qüestions que el professorat consideri adequades al nivell de l’alumnat i als objectius que s’hagi plantejat a l’hora de realitzar la pràctica. Orientativament, se n’aporten algunes:

1. Quines de les aigües següents són potables?

a) Aigua mineral embotellada.

b) Aigua de mar.

c) Aigua d’una zona volcànica, amb un contingut elevat de H2S.

d) Aigua d’una font d’alta muntanya i de baixa mineralització.

e) Aigua de pluja en una gran ciutat amb molta pol·lució.

2. Ordeneu els passos que seguiríeu en un procés de potabilització:

a) Filtrar l’aigua a través d’un filtre de carbó actiu.

b) Deixar l’aigua en dessorradors per sedimentar les partícules grans.

c) Fer passar l’aigua per unes reixes per separar sòlids grans.

d) Afegir agents coagulants per formar flòculs i decantar-los de l’aigua.

3. Quin és el pH de l’aigua com a compost pur?

a) Àcid (pH < 7).

b) Neutre (pH = 7).

c) Bàsic (pH > 7).

Quina serà la seva conductivitat?

a) Alta.

b) Baixa.

4. Quin és el pH de l’aigua d’un riu subterrani que passa per un territori on abunden les calcàries (roques formades per carbonat de calci, CaCO3)?

a) Àcid (pH < 7).

b) Neutre (pH = 7).

c) Bàsic (pH > 7).

Com serà la conductivitat de l’aigua d’aquest riu?

a) Més alta que la de l’aigua de mar.

b) Més baixa que la de l’aigua de mar.

c) Més alta que la d’una aigua blana.

d) Més baixa que la d’una aigua blana.

5. Quina de les substàncies següents creieu que és més important per desenvolupar la vida?

a) El petroli.

b) L’aigua.

c) L’etanol.

Conclusions

Aquesta pràctica pretén mostrar la importància de la química en la societat i en el medi ambient, alhora que presentar alguns dels tractaments químics i fisicoquímics que s’apliquen a l’aigua durant el procés de potabilització per poder-la utilit-

zar amb les garanties sanitàries adequades.

La pràctica s’ha dissenyat de forma molt respectuosa amb el medi ambient, ja que el nombre de residus que es generen és mínim i de toxicitat nul·la o molt baixa. Es pot destacar que el blau de Prússia, que s’obté en una de les reaccions de tub d’assaig, és una substància de toxicitat molt baixa, ja que el cianur està enllaçat molt fortament a l’ió metàl·lic. De fet, el blau de Prússia s’utilitza com a antídot en cas d’intoxicació per cations pesants com el tali o el cesi radioactiu (Rayner-Canham i Avery, 2003).

Com a totes les pràctiques que es realitzen en l’activitat Fem química al laboratori, aquesta pràctica acostuma els estudiants a abocar els residus que no puguin anar directament a la pica als contenidors corresponents, un protocol de treball seguit pels químics al laboratori per contribuir a mantenir net el medi ambient. El cost econòmic associat a la realització de la pràctica és molt baix i s’hi treballen molts continguts i moltes competències de la química de l’ESO i el batxillerat. A més, la pràctica permet millorar la comprensió lectora dels estudiants, fomentar el treball en equip, propiciar la discussió dels resultats experimentals i argumentar per escrit les conclusions que se’n puguin extreure.

Bibliografia

Aula de l’Aigua: visita a la planta potabilitzadora de Sant Joan Despí [en línia] (2013). Barcelona: Agbar. <http://http://www.aiguesdebar celona.cat/ca/aula-del-agua> [Consulta: 12 desembre 2013].

centeLLas, F. A.; aLias, G.; ingLès, M.; Liesa, M.; roseLL, L. (2008). Guia de la geologia de Collserola. Barcelona: Consorci del Parc de Collserola.

centeLLas, F. A.; ingLès, M.; roseLL, L.; cruañas, R.; BriLLas, E.; crueLLs,

M.; giMénez, X. (2009). Química i medi: Itinerari ambiental de Castellciuró a Santa Creu d’Olorda. Barcelona: Universitat de Barcelona.

Fem química al laboratori [en línia] (2014). Barcelona: Universitat de Barcelona. Facultat de Química. <http://www.ub.edu/fu

Els autors

Són professors de la Facultat de Química de la Universitat de Barcelona. Els seus temes d’interès són la docència de la química, tant en l’àmbit universitari com al batxillerat, i la recerca en els camps següents: tractament d’aigües contaminades mitjançant processos químics i electroquímics d’oxidació avançada (F. C.), bioquímica integrativa i teràpia del càncer (J. C.), tractaments biològics d’aigües residuals i residus orgànics (J. D.), tecnologies electroquímiques d’oxidació avançada per al tractament d’aigües (S. G.), sis-

tursinousestudiants/fql.html> [Consulta: 30 gener 2015].

garcía MoLina, V.; casañas, A. (2010). «Reverse osmosis, a key technology in combating water scarcity in Spain». Desalination, núm. 250, p. 950-955.

Martí deuLofeu, J. M.; Martí, S.; queraL, R.; PuJadas, A.; Mur, J.;

temes col·loïdals (C. G.), química organometàl·lica i bioinorgànica (J. G.), química supramolecular i les seves aplicacions (A. G.), electroquímica i nanotecnologia (E. V.) i disseny i optimització de processos i materials (E. X., actualment col·laboradora externa des del sector industrial). A més, els autors són membres del grup d’innovació docent de la Universitat de Barcelona QISU (Química a la Interfase Secundària-Universitat), que és una via de relació entre la Facultat de Química de la Universitat de Barcelona i els centres d’ensenyament secundari.

ruffo, J.; dios, G. de; carBoneLL, J. (2004). Stenco: Water treatment – Tratamientos de aguas – Tractaments d’aigües 3a ed. Barcelona: Stenco. rayner­canhaM, G.; avery, S. (2003). «Thallium: a poisoner’s favourite». Education in Chemistry, vol. 40, núm. 5, p. 132-134.

En aquest context, es dissenyen experiments i s’organitzen activitats per tal d’augmentar la formació científica, en l’àmbit de la química, dels estudiants de secundària.

A/e: facentellas@ub.edu, josepcentelles@ub.edu, jdosta@ub.edu, sergigs_87@hotmail.com, carme.gonzalez@ub.edu, jaume.granell@ub.edu, albert.gutierrez@ub.edu, e.valles@ub.edu, xuriguera@ub.edu

Coordinadors: Francesc Centellas i Jaume Granell.

Francesc Centellas

Sergi García

Albert Gutiérrez

Josep J. Centelles

Carme González

Elisa Vallés

Joan Dosta

Jaume Granell

Elena Xuriguera

NORMES DE PUBLICACIÓ

Preparació dels manuscrits

Els articles han de fer referència a qualsevol dels temes de les seccions de la revista per a qualsevol nivell d’educació, des de primària fins a l’educació universitària. Han de ser inèdits i han d’estar escrits en català, tot i que també es publicaran articles en castellà, francès, portuguès, italià i anglès, si l’autoria és de persones de fora de l’àmbit de la llengua catalana.

Els treballs han de tenir una extensió màxima de 25.000 caràcters sense espais i han de ser escrits amb un espaiat d’1,5 i han de tenir el nombre de caràcters amb espais especificat en cadascuna de les seccions de la revista. El text ha d’estar en format Microsoft Word i lletra Times New Roman de cos 12.

La primera pàgina ha de contenir el títol del treball, el nom o noms dels autors i el centre o centres de treball, un resum de 500 caràcters (incloent-hi espais) i cinc paraules clau. El títol, el resum i les paraules clau han d’anar seguits de la seva versió en anglès. Cal enviar també l’adreça postal dels autors o la del centre de treball per poder enviar-los el número de la revista en què han participat.

Els articles han d’anar acompanyats de fotografies i imatges en color que il·lustrin el contingut del text. L’article haurà de contenir fotografies en color del treball a l’aula, dels muntatges dels experiments o altres fotografies relacionades amb el contingut. També han de contenir gràfics, esquemes, dibuixos i treballs o produccions dels alumnes que il·lustrin i facin més comprensible el contingut del text. Les il·lustracions han de portar títol (peu d’imatge) i cal indicar on cal situar-les dins l’article. Les fotografies i imatges s'han d'enviar en arxius separats en format .tif o .jpeg (resolució mínima: 300 píxels/polzada) i, si es tracta de gràfics, en Excel o Corel Draw.

L’article ha d’estar estructurat en diferents apartats. Els autors han de seguir les normes recomanades per la IUPAC a l’hora d’anomenar els composts químics i utilitzar el sistema internacional d’unitats. És convenient el fet d’assenyalar 3 o 4 frases de l’article que es destacaran amb una lletra més gran i de color en l’article maquetat.

Les referències bibliogràfiques han d’anar al final del text, escrites com els exemples següents:

Per a llibres:

VILCHES, A.; GIL, D.(2003). Construyamos un futuro sostenible: Diálogos de supervivencia. Madrid: Cambridge University Press. Citació en el text: (Viches i Gil, 1994).

Per a articles:

SARDÀ, A.; SANMARTÍ, N.(2000). «Ensenyar a argumentar científicament: un repte de les classes de ciències». Enseñanza de las Ciencias, vol. 18, núm. 3, p. 405-422. Citació en el text: (Sardà i Sanmartí, 2000).

Per a documents digitals (webs): OCDE (2006). PISA 2006: Marco de la evaluación. Conocimientos y habilidades en Ciencias, Matemáticas y Lectura [recurs electrònic]. París: OCDE. <http://www.oecd.org/dataoecd/59/2/39732471.pdf> [Consulta: 11 setembre 2013].

Per a altres exemples, consulteu un número recent de la revista.

Al final de l’article ha de constar una breu ressenya professional i una fotografia de les persones autores de l’article. Cada ressenya ha de contenir el nom i cognoms, càrrec, centre de treball, camp principal en el qual desenvolupa la seva tasca i correu electrònic (màxim de 400 caràcters amb espais). Cal enviar els arxius de les fotografies de carnet dels autors en format .tif o .jpeg (resolució mínima: 300 píxels/polzada).

Enviament d’articles

Els articles han de ser enviats per correu electrònic a l’adreça següent: EduQ@iec.cat Revisió dels articles

Els articles seran revisats per tres experts. Els articles revisats i enviats als autors hauran de ser retornats als editors en el termini màxim de 10 dies. Sempre que sigui possible, les proves de maquetació seran enviades als autors abans de la seva publicació.

SECCIONS

ACTUALITZACIÓ DE CONTINGUTS

Articles que revisen i posen al dia continguts propis de la disciplina o en relació a altres àmbits del coneixement, i que faciliten i promouen un ensenyament actualitzat de la química.

APRENENTATGE DE CONCEPTES I MODELS

Articles que tracten sobre conceptes i models químics, des del punt de vista de les concepcions alternatives dels alumnes i les dificultats d’aprenentatge conceptuals, així com les estratègies didàctiques per a l’elaboració i l’aplicació dels models químics a l’aula.

CURRÍCULUM, PROJECTES I UNITATS

Presentació i anàlisi dels currículums de química de diferents països, de projectes curriculars i unitats i seqüències didàctiques.

DIVULGACIÓ DE LA QUÍMICA

Articles que presenten temes d’actualitat química amb caràcter divulgatiu i que posen de manifest les relacions de la química amb la societat i altres àmbits del coneixement o bé presenten activitats i experiències de caire divulgador de la química adreçades a l’alumnat o al públic en general.

ESTRATÈGIES DIDÀCTIQUES

Presentació i anàlisi d’enfocaments i estratègies didàctiques per a l’ensenyament i l’aprenentatge de la química: modelització, indagació, resolució de problemes, treball cooperatiu, avaluació, etc.

FORMACIÓ DEL PROFESSORAT

Propostes i investigacions sobre la formació inicial i en actiu del professorat de química i ciències en general que contribueixin al seu desenvolupament professional.

HISTÒRIA

I NATURALESA DE LA QUÍMICA

Articles sobre la història i la naturalesa de la química i sobre l’interès didàctic d’aquestes disciplines en l’ensenyament de la química. Activitats per treballar aspectes de la naturalesa de la ciència.

INNOVACIÓ A L’AULA

Articles que descriuen la planificació i l’experimentació a l’aula d’experiències didàctiques de caràcter innovador. La secció pretén ser un espai per compartir experiències d’aula.

LLENGUATGE, TERMINOLOGIA I COMUNICACIÓ

Articles relacionats amb l’aprenentatge de les habilitats comunicatives (llegir, escriure i parlar) en relació amb l’aprenentatge de la química. I també sobre el llenguatge i la terminologia científics.

NOVES TECNOLOGIES

Articles relacionats amb la utilització de les noves tecnologies en l’ensenyament de la química: simulacions, ús d’Internet, mitjans audiovisuals, laboratoris virtuals, experiències amb equips de captació de dades, etc.

QUÍMICA EN CONTEXT

Articles que presenten contextos rellevants –de la vida quotidiana, tecnològics, industrials, socials, mediambientals, de salut o culturals– que puguin ser presos com a punt de partida per a un ensenyament de la química en context i per promoure l’alfabetització científica.

QUÍMICA, EDUCACIÓ AMBIENTAL I SOSTENIBILITAT

Articles que facin palesa l’estreta de relació entre la química i els aspectes del medi ambient, i temàtiques mediambientals d’actualitat des d’una vessant química, així com propostes educatives per a la sostenibilitat

RECERCA EN DIDÀCTICA DE LA QUÍMICA

Articles que difonguin investigacions didàctiques d’utilitat per a la millora de l’ensenyament de la química. Descripció i resultats d’experiències didàctiques que hagin estat avaluades de forma qualitativa o quantitativa.

RECURSOS DIDÀCTICS

Articles que presentin qualsevol tipus de recurs i material didàctic per a l’ensenyament de la química. Poden incloure, entre d’altres, audiovisuals, jocs, visites, textos dels mitjans de comunicació, etc.

TREBALL EXPERIMENTAL

Articles sobre diferents tipus de treballs pràctics experimentals: demostracions, experiències interpretatives, aprenentatge de tècniques, investigacions, etc.

TREBALLS DE RECERCA DELS ALUMNES

Articles descriptius de treballs de recerca dels alumnes dins l’àmbit de la química. En aquesta secció, els alumnes són els autèntics protagonistes.

Properes monografies

Enllaç i estructura

Química a la xarxa