Educació Química EduQ

Educació Química

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

Treballs de recerca de batxillerat

Els treballs de recerca: reflexions sobre el seu objectiu i la formació en la tutorització

Treballs de recerca en química en un centre de secundària

Elaboració de treballs de recerca en un centre d’investigació

Premis als Treballs de Recerca de Batxillerat de la SCQ (2015-2020): una anàlisi reflexiva

Educació Química EduQ

Juny 2020, número 26

Editors

Fina Guitart, CESIRE, Departament d’Ensenyament, SCQ, Barcelona

Aureli Caamaño, SCQ, Barcelona

Pere Grapí, INS Joan Oliver, Sabadell

Consell Editor

Jordi Cuadros, IQS-URL, Barcelona

Josep Durán, UdG, Girona

Mercè Izquierdo, UAB, Barcelona

Claudi Mans, UB, Barcelona

Àngel Messeguer, CSIC, Barcelona

Neus Sanmartí, UAB, Barcelona

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

Josep Corominas, Escola Pia, Sitges

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

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

Romà Tauler, IDAEA-CSIC, Barcelona

Montse Tortosa, INS Ferran Casablancas, Sabadell

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 Echeverría, Universitat Federal de Goiás, Brasil

Sibel Erduran, Universitat de Bristol, Regne Unit Odilla Finlayson, Universitat de Dublín, Irlanda

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, Universidad de Costa Rica 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

Imatges portada:

Acte de lliurament de premis 2020.

Font: Christian Ribas/IEC

Acte de lliurament de premis 2018. Font: IEC

ÍNDEX

Editorial

Monografia: «Treballs de recerca de batxillerat» .

Fina Guitart, Pere Grapí i Aureli Caamaño

Monografia: Treballs de recerca de batxillerat

. .3

Els treballs de recerca: reflexions sobre el seu objectiu i la formació en la tutorització

.4

Neus Sanmartí, M. Pilar Menoyo, Laia Sánchez, Empar Polo i Urbano Martínez

Treballs de recerca en química en un centre de secundària . .12

Anicet Cosialls Manonelles

Treballs de recerca en química en l’àmbit del Programa Argó .

Miquel Calvet Solé

Treballs de recerca sobre experiments en el seu context històric

Pere Grapí

Elaboració de treballs de recerca en un centre d’investigació

Laia Pallejà i Puxeu

Investigant la composició de les aigües del riu Llobregat

Clara Moreno Martín

Premis als Treballs de Recerca de Batxillerat de la SCQ (2015-2020): una anàlisi reflexiva .

Jordi Cuadros, Fina Guitart, Aureli Caamaño i Pere Grapí

Intercanvi

.28

32

37

365 cares de la taula periòdica dels elements. Els sabororos fruits del projecte via Twiter #1TPdia . . .53

Eduard Cremades i Pep Anton Vieta

Encara no has vist l’app i els vídeos del llibre

Els elements, de Theodore Gray? .

Jordi Llorca

Drets d’autor i responsabilitats

La propietat intel·lectual dels articles és dels respectius autors.

Els autors, en el moment de lliurar els articles a la revista Educació Química EduQ per sol·licitar-ne la publicació, accepten els termes següents:

1. Els autors, cedeixen a la Societat Catalana de Química (filial de l’Institut d’Estudis Catalans) els drets de reproducció, comunicació pública i distribució dels articles presentats per ser publicats a la revista Educació Química EduQ

2. Els autors responen davant la Societat Catalana de Química de l’autoria i l’originalitat dels articles presentats. 3. És responsabilitat dels autors l’obtenció dels permisos per a la reproducció de tot el material gràfic inclòs en els articles.

4. La Societat Catalana de Química està exempta de tota responsabilitat derivada de l’eventual vulneració de drets de propietat intel·lectual per part dels autors.

5. Els continguts publicats a la revista estan subjectes (llevat que s’indiqui el contrari en el text o en el material gràfic) a una llicència Reconeixement-No comercial-Sense obres derivades 3.0 Espanya (by-nc-nd), de Creative Commons, el text complet de la qual es pot consultar a http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/deed.ca Així, doncs, s’autoritza el públic en general a reproduir, distribuir i comunicar l’obra sempre que se’n reconegui l’autoria i l’entitat que la publica i no se’n faci un ús comercial ni cap obra derivada.

6. La revista Educació Química EduQ no es fa responsable de les idees i opinions exposades pels autors dels articles publicats.

Protecció de dades personals

L’Institut d’Estudis Catalans (IEC) compleix el que estableix el Reglament general de protecció de dades de la Unió Europea (Reglament 2016/679, del 27 d’abril de 2016). De conformitat amb aquesta norma, s’informa que, amb l’acceptació de les normes de publicació, els autors autoritzen que les seves dades personals (nom i cognoms, dades de contacte i dades de filiació) puguin ser publicades en el corresponent volum de la revista Educació Química EduQ Aquestes dades seran incorporades a un tractament que és responsabilitat de l’IEC amb la finalitat de gestionar aquesta publicació. Únicament s’utilitzaran les dades dels autors per gestionar la publicació de la revista Educació Química EduQ i no seran cedides a tercers, ni es produiran transferències a tercers països o organitzacions internacionals. Un cop publicada la revista Educació Química EduQ, aquestes dades es conservaran com a part del registre històric d’autors. Els autors poden exercir els drets d’accés, rectificació, supressió, oposició, limitació en el tractament i portabilitat adreçant-se per escrit a l’Institut d’Estudis Catalans (C. del Carme, 47, 08001 Barcelona), o bé enviant un correu electrònic a l’adreça dades.personals@iec.cat, en què s’especifiqui de quina publicació es tracta.

Editorial

Presentació de la monografia: «Treballs de recerca de batxillerat»

Aquest monogràfic està dedicat a l’anomenat «Treball de recerca de batxillerat», una assignatura que constitueix una tasca important per als alumnes i a la qual, conjuntament amb les seves tutores i tutors, dediquen temps i esforços per tal de desenvolupar i consolidar la competència en recerca en les diferents matèries del currículum.

En concret el monogràfic se centra en els treballs de recerca dins l’àmbit de la química, amb el desig de facilitar als docents de química la tasca de promoure en els seus alumnes la formulació de preguntes a les quals donar respostes mitjançant la indagació, en contextos i amb continguts en els quals la química sigui rellevant.

Enguany la SCQ ha convocat la catorzena edició dels Premis als Treballs de Recerca de Batxillerat dins l’àmbit de la Química, i la importància del treball de recerca al batxillerat i la temàtica de la revista han fet que es considerés molt adient dedicar un número monogràfic a aquesta temàtica.

El primer article, «Els treballs de recerca: reflexions sobre el seu objectiu i la formació en la tutorització», signat per Neus Sanmartí, M. Pilar Menoyo, Laia Sánchez, Empar Polo i Urbano Martínez, comprèn dues parts ben diferenciades. La primera és una reflexió sobre la idoneïtat de potenciar la iniciació a la recerca en l’alumnat de batxillerat i, també, sobre el repte que això suposa per als alumnes. La segona part és una exposició del projecte RIEC dut a terme a Cornellà de Llobregat per tal de vincular els treballs de recerca amb iniciatives d’àmbit local.

Els quatre articles següents són presentacions d’experiències personals dels seus autors com a tutors o assessors de treballs de recerca. Així, l’article «Treballs de recerca en química en un centre de secundària», d’Anicet Cosialls, exposa una anàlisi de tres treballs de recerca realitzats amb recursos propis de l’INS Guindàvols de Lleida. A continuació, Miquel Calvet, autor de l’article «Treballs de recerca en química en l’àmbit del Programa Argó», explica la seva experiència amb alumnes de l’INS Castellar (Castellar del Vallès) que van realitzar les seves recerques en l’àmbit de la química dins del Programa Argó, gestionat per l’ICE de la UAB. L’article de Pere Grapí «Treballs de recerca sobre experiments en el seu context històric» reflexiona sobre les potencialitats de plantejar treballs de recerca en el marc de la reconstrucció d’experiments i instruments històrics en l’àmbit de la química a l’INS Joan Oliver

(Sabadell). Per altra part, Laia Pellejà, com a màxima responsable del programa de treballs de recerca de batxillerat d’un centre de recerca científica, l’ICIQ (Institut Català d’Investigació Química), en l’article «Elaboració de treballs de recerca en un centre d’investigació» ens relata la seva visió sobre la guia de treballs de recerca realitzats totalment o parcialment amb el suport d’institucions externes als centres de secundària.

Clara Moreno, en l’article «Investigant la composició de les aigües del riu Llobregat», ens explica el seu treball de recerca sobre un estudi de les aigües del riu Llobregat. Aquest treball va ser premiat en la convocatòria dels Premis als Treballs de Recerca de Batxillerat del curs 2018-2019, i per aquest motiu ha estat escollit com a representatiu dels treballs guardonats durant tots aquests anys.

En l’article «Premis als Treballs de Recerca de Batxillerat de la SCQ (2015-2020): una anàlisi reflexiva», firmat per Jordi Cuadros, Fina Guitart, Aureli Caamaño i Pere Grapí, s’analitzen les característiques dels treballs de recerca admesos en l’esmentada convocatòria dels premis al llarg dels darrers cinc anys i els trets més ben valorats en els treballs seleccionats, així com els criteris i indicadors de l’instrument utilitzat en la valoració dels treballs.

Finalment, a la secció d’intercanvi, Eduard Cremades i Pep Anton Vieta, en l’article «365 cares de la taula periòdica dels elements. Els saborosos fruits del projecte via Twiter #1TPdia», presenten una anàlisi i reflexió del que va representar el projecte «Twiter#1TPdia» desenvolupat durant el 2019, Any Internacional de la Taula Periòdica dels Elements Químics, amb nombrosos detalls d’una experiència divulgativa exemplar.

Esperem que el número sigui del vostre interès i que tots els seus articles us aportin informacions que us puguin servir de reflexió i ser-vos d’alguna manera útils i enriquidors. Us convidem a gaudir de la lectura.

Fina Guitart, Pere Grapí i Aureli Caamaño Coordinadors del monogràfic Editors d’Educació Química EduQ

Fina Guitart

Aureli Caamaño Pere Grapí

Els treballs de recerca: reflexions sobre el seu objectiu i la formació en la tutorització

Reflecting about the goals and high school teachers training to reinforce the tutorship of the students’ research

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

Maria Pilar Menoyo / Professora emèrita de l’IESM J. M. Zafra (Barcelona)

Laia Sánchez / Professora associada de la Facultat de Ciències de la Comunicació de la UAB i Responsable de l’Àrea del Col·laboratori del Citilab

Empar Polo / Cap de relacions externes i comunicació i de l’Àrea del ThinkLab del Citilab

Urbano Martínez / Centre de Recursos del Baix Llobregat V

resum

La realització del treball de recerca a batxillerat és un gran repte per a l’alumnat i el professorat i una ocasió per desenvolupar i aplicar moltes habilitats útils en el món actual. Però al mateix temps pot ser vist com una càrrega curricular més, que no té gaire sentit ni transcendència personal i social, i són molts els obstacles a superar per a la seva realització. En aquest article es recull l’experiència RIEC, que obre un camí per respondre a aquestes necessitats i que s’està duent a terme a la ciutat de Cornellà de Llobregat.

paraules clau

Treball de recerca, química, batxillerat, tutorització, formació.

abstract

Carrying out the Research Project in Baccalaureate is a great challenge for students and teachers and an opportunity to develop and apply many useful skills in today’s world. But at the same time, it can be seen as a more curricular burden, which does not have much meaning or personal and social significance, and there are many obstacles to overcome. This article presents the RIEC experience, which opens a way to respond to these needs and is being implemented in the city of Cornellà de Llobregat.

keywords

Students research work, Chemistry, Baccalaureate, Tutoring, Training.

1. Introducció

En el context del currículum de batxillerat de diferents països, els alumnes han de fer un treball de recerca (TR) en finalitzar els seus estudis de secundària. A Catalunya es matriculen anualment uns 90.000 alumnes a batxillerat segons dades del Departament d’Educació de la Generalitat de Catalunya del 2019, que han de

fer obligatòriament un treball de recerca que representa una càrrega lectiva estimada de 70 hores. Ens podem preguntar: quin és l’impacte dels treballs de recerca en el seu entorn més enllà de l’impacte personal reflectit en una bona nota? Com poden contribuir a ser elements innovadors que puguin col·laborar en la transformació dels centres, barris,

pobles, ciutats…, tot generant nou coneixement? Poden aquests treballs transformar i innovar amb accions d’impacte? Què hi ha darrere d’un treball de recerca perquè aquest sigui satisfactori per a l’alumnat i el professorat, tingui un impacte social i pugui contribuir a fer que el món sigui més inclusiu, pacífic, solidari i just per a tothom? És possible

aquest enfocament? I, especialment, és possible tutoritzar un treball amb aquests referents i arribar a realitzar-lo?

Per respondre a aquestes preguntes va néixer el curs 20182019, a la ciutat de Cornellà de Llobregat, el projecte de Recerca i Innovació Educativa de Ciutat (RIEC) promogut pel Citilab, que és el laboratori d’innovació social i tecnològica de la ciutat (Citilab Cornellà, s/d), conjuntament amb el Centre de Recursos Pedagògics i les coordinacions pedagògiques dels instituts públics. En el seu marc s’ha optat per potenciar la generació de coneixement nou a la ciutat. Perquè l’alumnat, partint de les seves motivacions i interessos, pugui desenvolupar recerques i projectes amb el referent dels Objectius de Desenvolupament Sostenible (ODS), que conviden a l’acció a partir dels reptes locals.

En aquest article es reflexiona sobre la potencialitat del TR, les dificultats que comporta la seva realització i les aportacions d’aquesta experiència per donar-hi resposta.

2. Per què cal promoure la recerca a secundària?

Molt sovint s’associa la recerca a una tasca pròpia de persones adultes, amb molts coneixements i experiència. Tanmateix, quan s’analitza la biografia de premis Nobel i d’altres investigadors, sovint es constata que les preguntes que van guiar les recerques per les quals després van ser premiats se les van plantejar quan eren molt joves. Un exemple és el de Dorothy Crowfoot Hodgkin, premi Nobel de Química el 1964, que va començar a interessar-se pels cristalls als deu anys, quan acompanyava el seu pare en recerques arqueològiques, i les primeres preguntes que van guiar la seva investigació ja se les havia plantejat als divuit anys.

De fet, és ben conegut que quan s’és jove les preguntes que un es planteja són més imaginatives i divergents que en altres etapes de la vida. La creativitat és un procés complex que es produeix en diferents àrees del cervell i requereix el desenvolupament de funcions cognitives i habilitats de pensament d’ordre superior (González, Arias-Castro & LópezFernández, 2019). Els docents tenim precisament el repte de no bloquejar aquest tipus de pensament i el treball de recerca és una activitat que el pot promoure. A més obliga a ser perseverant, ja que arribar al final requereix dedicació i capacitat de superar obstacles, sense rendir-se davant de les dificultats. Totes aquestes qualitats les va destacar la mateixa Dorothy en el discurs d’acceptació del premi Nobel.

Una altra de les raons que justifiquen la demanda és que per apreciar la ciència és necessari viure com es genera. La major part del treball als centres escolars se centra a ajudar l’alumnat a apropiar-se del coneixement que s’ha construït al llarg de la història de la humanitat, i molt poc a experimentar el plaer que representa crear-ne. El treball de recerca és una oportunitat d’endinsar-se autònomament en aquesta aventura (encara que es pugui fer en el marc d’un equip i tutoritzat per alguna persona adulta) i d’experimentar que el camí és feixuc, però que quan s’arriba al final, «sempre provisional», la satisfacció és gran.

També és una ocasió per prendre consciència dels propis talents i de les limitacions, i del fet que, sovint, les persones necessitem ajuda per assolir els objectius que ens proposem, i és una qualitat saber-la trobar.

Aquestes són només algunes de les raons que avalen la necessitat d’incorporar al currículum la realització d’una recerca, de ma-

nera autònoma i en un període llarg de temps.

3. Obstacles a superar

Un dels primers reptes que han d’afrontar els alumnes (i els seus tutors) és posar en pràctica competències pròpies de la recerca (formular la pregunta investigadora, concretar objectius…), competències cognitivolingüístiques (fer bones descripcions, explicacions, argumentacions i justificacions ja sigui per escrit o oralment), competències informacionals (destriar i fer un bon ús de les fonts de consulta) i competències digitals (utilitzar programari adequat per analitzar i presentar les dades en la memòria…), i si no s’han treballat al llarg de la secundària de manera gradual, aquest serà el major obstacle (Menoyo, 2014).

Com és ben conegut, tal com diu la dita que recull Mario Bunge (2000), la formulació del problema de recerca és la meitat de la solució, i aprendre (i ensenyar) a formular preguntes investigables no és fàcil i requereix temps (Furman, Barreto & Sanmartí, 2013). A més, cal tenir present que perquè una pregunta sorgeixi cal partir d’observacions prèvies, de lectures i de parlar-ne en el si d’un grup. És en el marc d’equips de recerca que sorgeixen els interrogants, ja que possibiliten intercanviar enfocaments i dubtes, i, en canvi, en els centres escolars es planteja com si fos una activitat i decisió molt individual.

De la pregunta poden sorgir prediccions i hipòtesis que s’hauran de posar a prova, identificant variables significatives, i mirar si es confirmen. És clar que tot aquest procés no s’improvisa i requereix que la formació en recerca es plantegi com un aprenentatge continu i progressiu al llarg de l’escolaritat. No ens ha d’estranyar que, com que aquest aprenentatge previ no es dona, bona part dels TR es limi-

tin a buscar informacions i a recollir-les a partir d’una activitat que sovint es limita a retallar i copiar, o a fer treballs pràctics en lloc d’aplicar processos experimentals d’indagació.

En el cas dels TR del camp de la química, un dels problemes que n’explica la dificultat és que la química que s’ensenya a les aules està molt allunyada de la que és objecte d’investigació actualment, ja que no s’estableixen ponts entre la química del segle xix i de principis del xx amb la del segle xxi (Hall, 2000). Els estudiants observen el món que els envolta i es fan preguntes, però els és molt difícil connectar-les amb els coneixements que han après al llarg de l’escolaritat per poder plantejar-se’n de significatives i investigables. Potser per aquest motiu l’alumnat no fa gaires propostes de TR en el camp de la química.

També cal tenir present que, en el marc del currículum de Catalunya, el TR es duu a terme fora de l’horari lectiu, tant per part dels docents-tutors com de l’alumnat. Aquest fet comporta un obstacle afegit derivat de les dificultats per trobar temps per a les trobades dels equips de recerca i entre tutor i estudiant, i per a la recollida de dades experimentals, tasca per a la qual tampoc no es disposa de materials i instruments adequats. No és un obstacle menor, ja que cal una dedicació que no està ni prevista ni prefixada.

A més, no tot el professorat té experiència i formació en la realització de TR i en la seva direcció. Tots els centres tenen elaborats uns dossiers-guia adreçats a l’alumnat, enfocats principalment al control de tasques i a la seva qualificació. Però, en canvi, molt pocs preveuen com donar suport als tutors de manera que puguin rebre i compartir estratègies i eines per tal de dur a terme la seva funció.

En especial, no es generen instruments d’avaluació formativa que permetin donar bones retroalimentacions (feedback) a l’alumnat. Aquestes eines i instruments d’avaluació són importants per diferenciar una pregunta d’investigació de la que no ho és, per saber-la redactar, per formular una hipòtesi o un objectiu, per saber cercar informació rellevant a internet, per saber citar i referenciar els documents de consulta o per saber argumentar i justificar per què escullen una determinada font i no una altra (Ferrés, Marbà & Sanmartí, 2015a, 2015b; Sanmartí, 2017). Alumnes i tutors necessiten disposar de criteris per poder anar prenent decisions que ajudin a millorar el seu treball.

El repte d’un tutor és el d’actuar com un GPS: és l’alumnat qui marca cap a on vol anar, però ell l’ha d’ajudar a planificar el possible recorregut (per on passarà, el temps que necessitarà, les condicions del tipus de camí que proposa…). L’estudiant pot decidir seguir el camí proposat o no i el GPS-tutor pot suggerir-ne un altre per tal que l’alumnat pugui arribar on volia. Per tant, ha de «conèixer» i mostrar més d’una ruta, però la decisió és de l’alumnat. Aquesta metàfora del docent-tutor com a GPS implica conèixer diferents metodologies i que, una vegada escoltat el punt de vista de l’estudiant i coneixent les seves peculiaritats, suggereixi camins per poder respondre a les seves preguntes, refutar o no les seves hipòtesis, en el cas de tenir-ne, i aconseguir els seus objectius. Però, al mateix temps, els tutors necessiten també un GPS que els ajudi en la seva tasca. Diferents institucions ofereixen programes i projectes (ARGÓ, FORCES, CSIC, ICFO, PAULA, UPC, CRAM…) que tenen com a finalitat que l’alumnat de batxillerat i el professorat disposin de recursos, ja sigui de

coneixements punters, ja sigui de materials o d’accés a persones expertes en el camp de recerca que s’ha escollit. El projecte RIEC que expliquem a continuació també ha nascut amb la mateixa finalitat i amb la particularitat que es promou en el marc d’una ciutat i hi poden participar tots els seus estudiants de batxillerat.

4. Principals característiques del projecte RIEC

Com s’ha indicat, el projecte RIEC té com a objectiu donar resposta a aquestes necessitats d’alumnes i tutors, tot ajudant a connectar els TR de batxillerat de la ciutat de Cornellà de Llobregat amb els reptes de la comunitat local, generant nou coneixement. Cal tenir present que a la ciutat es duen a terme més de tres-cents TR cada curs.

Aquest projecte va sorgir quan, a partir de la participació de membres de Citilab com a jurat de la Mostra de TR de la ciutat, es va valorar que aquests treballs podien ser una oportunitat per connectar la recerca que es generava amb els problemes de la ciutadania. Tal i com apunten Serra, Sánchez i Magdalea (2015), un dels objectius motors dels laboratoris ciutadans és el de contribuir a democratitzar el sistema d’innovació a nivell local, tot incorporant-hi els centres educatius i el seu alumnat. Per aquest motiu aquesta línia de treball es va considerar com una oportunitat estratègica per als objectius de la institució.

Junt amb el Centre de Recursos Pedagògics es va impulsar una primera col·laboració amb les coordinacions pedagògiques dels instituts de Cornellà. Es va compartir la manera com es treballava als centres, per poder donar resposta al repte de la realització dels TR, i s’identificaren algunes de les mancances i dificultats que comportava la seva realització. El primer pas per donar-hi resposta va

ser plantejar una formació dirigida a reforçar la tasca dels tutors.

Després d’aquesta primera experiència, des de Citilab es va proposar realitzar una sèrie d’accions per donar suport també a tot l’alumnat. Així, sota les àrees d’acció del Citilab vinculades a la collaboració i la generació de nou coneixement, el Col·laboratori i el Thinklab, es codissenyen una sèrie d’actuacions amb nous formats: el «JAM TR» (per triar el TR, des de la motivació per respondre la pregunta de recerca, amb metodologia de recerca, recollint-ho en format Canvas i compartint-ho en públic); la «Mostra/Jornada de recerca» (perquè els alumnes de primer coneguin els resultats de les millors recerques de l’alumnat de segon); la dinàmica sobre «competència informacional» (per saber triar fonts de consulta rellevants i fiables, així com saber-les

referenciar i citar, tot respectant els drets d’autor); el «Summerlab» (per posar en contacte experts amb l’alumnat i saber entrevistar-los, segons la temàtica del TR proposada per l’alumne i l’objectiu de desenvolupament sostenible vinculat), i la dinàmica divulgativa (per aprendre a construir un relat, un pòster i fer una bona exposició pública). Totes comparteixen una aposta adreçada a assolir que els TR connectin les motivacions i aspiracions de l’alumnat amb un possible potencial d’impacte de la seva recerca tant a nivell local com global.

L’objectiu és que l’alumnat se senti protagonista com a ciutadà que no només espera solucions, sinó que pot ser-ne generador. Si la ciència, quan s’aposta per recerques aplicades, ens permet conèixer la realitat i el món, generar coneixement nou i, fins i tot,

solucions a problemes reals, aleshores aquesta connexió és necessària i fonamental.

Un altre objectiu del programa és que els centres educatius prenguin consciència de la importància del desenvolupament de la competència en recerca, ja que és important en els estudis futurs.

A més, els joves poden reconèixer els seus interessos, motivacions i talents, i els poden mobilitzar al servei de la ciutat. Per això també serà clau aconseguir que el major nombre possible de treballs de recerca realitzats per ells i elles siguin publicables i, per tant, passin d’invisibles a visibles.

Per avançar en l’assoliment d’aquests objectius es van planificar un conjunt d’activitats, conjuntament amb les coordinacions pedagògiques i del batxillerat dels centres. Per exemple, durant els mesos de juny i juliol del 2019 es

recerca:

Figura 1. Cronograma del treball de recerca.

van realitzar diferents reunions per valorar l’experiència del curs anterior i plantejar noves propostes. Alguns dels aspectes i activitats que conformen el programa es detallen a continuació.

El programa té en compte tot el procés d’elaboració dels TR, des de l’inici del primer curs de batxillerat fins al final del segon curs. Es diferencien tres fases:

— Decidir el problema-pregunta a investigar i la planificació del treball.

— Dur a terme la recerca.

— Comunicar el producte final i la difusió.

En relació amb cadascuna d’aquestes fases s’han dut a terme un conjunt d’actuacions que tenen finalitats diverses:

— Formació (de tutors i tutores i de l’alumnat).

— Execució de la feina per part de l’alumnat.

— Avaluació-regulació conjunta entre l’alumnat i el tutor o tutora. Aquesta línia de treball possibilita que la planificació de les activitats sigui paral·lela a la de la realització del TR en cada moment del procés i, al mateix temps, promou que l’alumnat avanci a poc a poc, aprofundint en les decisions que pren, rebent

un feedback específic quan el necessita i responsabilitzant-se del seu treball (Terada, 2020).

S’ha promogut que la formació dels tutors sigui paral·lela, similar i compartida amb la de l’alumnat, estimulant la interacció. S’han dissenyat fins ara quatre mòduls de formació amb objectius similars (fig. 2).

4.1. Primera fase: decidir el problema-pregunta a investigar i la planificació del treball

En aquest primer moment de la formació el professorat es vincula directament a la dinàmica de les jornades que permeten la tria del tema del TR, les JAMS, jornades organitzades des del Citilab que plantegen reptes a l’alumnat, i s’orienta a prendre consciència del procés que després realitzarà l’alumnat, per tal de dotar els centres d’autonomia perquè puguin ajustar els seus propis camins en aquesta fase. En el marc d’aquest mòdul també es comparteix amb el professorat una Base d’Orientació que recull les diferents tasques que s’hauran d’anar duent a terme i els criteris d’avaluació que se’n deriven, per tal que es pugui promoure que l’alumnat vagi decidint

sobre el nivell de qualitat de les diferents accions a realitzar i com millorar-les.

Una de les decisions que es van prendre en el marc del projecte RIEC va ser promoure que els nois i noies triïn el tema de la seva recerca en el marc dels Objectius de Desenvolupament Sostenible (ODS), impulsats per la UNESCO en l’Agenda 2030 com a grans reptes a nivell mundial.

A la primera sessió de la JAM, se’ls anima a connectar les seves motivacions amb aquests objectius, a partir de compartir-los, justificar les raons de la proposta i ajudar a fer-los aterrar en el seu context més proper, ja sigui el seu centre escolar, el seu barri o la seva ciutat (Menoyo, 2020). La identificació dels ODS els aporta un marc de referència per valorar el possible impacte de la seva recerca i així prendre consciència del seu nou rol com a investigadors i innovadors socials, tot aconseguint que la seva elecció sigui significativa pel que fa als seus aprenentatges i rellevant socialment.

En aquest context, l’alumnat que no té definida la temàtica del seu treball després de les dues sessions de JAM arriba a explicitar-la i reconeix que la seva idea està vinculada a un objectiu més general compartit universalment. Hem pogut comprovar que moltes de les temàtiques escollides s’associen a l’objectiu 3: «Salut i benestar» (Citilab Cornellà, 2020) i, fins ara, sorgeixen pocs temes relacionats amb la química. Com a exemple ho van ser els titulats «Recursos químics de la fotografia analògica» i «Proteïnes, llets de fórmula». En d’altres la connexió és indirecta. Un exemple seria un treball que fa referència als plàstics des d’un enfocament ecològic, «Plastic. Our dependency is drowning the world».

En aquesta primera fase també s’hi emmarca la Jornada/Mostra de Recerca de Ciutat, una trobada

Figura 2. Disseny dels quatre mòduls de formació RIEC.

en la qual els alumnes de primer coneixen els resultats de les millors recerques de l’alumnat de segon, prenent les seves dificultats superades com a referents de valor per al seu procés d’aprenentatge i recerca. El projecte llança una proposta de temes, formada pels alumnes que els mateixos centres de secundària han seleccionat per participar als premis de recerca de ciutat, i són els alumnes de primer els que trien a quina presentació volen assistir.

4.2. Segona fase: dur a terme la recerca des de la participació i el coneixement ciutadà

Aquesta participació s’ha impulsat a nivell local, i fins i tot més ampli, i possibilita que la qualitat dels assessoraments sigui alta i idònia, tot afrontant la recerca de coneixement proper i la referenciació com a dos elements clau del projecte.

A mode d’exemple, s’identifica el mòdul 3 (fig. 4) com a paquet formatiu dissenyat i creat de forma col·laborativa amb els equips de les biblioteques municipals de la ciutat (Sánchez, 2019), que com a professionals de la competència informacional aporten un valor imprescindible i fonamental.

Entenent que en el procés de recerca el coneixement és tot allò que ens ajuda a interpretar el nostre entorn i per tant a actuar,

identifiquem que el coneixement viu, el coneixement ciutadà de les persones expertes del nostre entorn, també pot donar suport a l’alumne de primer de batxillerat. Amb aquest objectiu la jornada «Summerlab» permet acompanyar amb entrevistes personalitzades la recerca de coneixement viu, i obrir noves portes a alumnes que volen fer consultes sobre diferents aspectes específics del seu treball (fig. 5).

4.3. Comunicar el producte final i la divulgació de la recerca

La tercera fase, de comunicació del producte final, que s’enceta en l’any acadèmic següent i que, per tant, es treballa amb l’alumne de segon curs, permet formular dinàmiques de divulgació com les vinculades a la creació d’un relat, la creació d’una infografia i la presen-

tació en públic de les conclusions del treball. En aquest punt la difusió del treball s’aplica també a la seva presentació a la Jornada/ Mostra de Recerca de la ciutat de Cornellà, l’any següent, fet que creiem que és clau perquè aquests treballs es coneguin i puguin arribar a ser útils.

A la Jornada/Mostra, els autors, ja alumnes de segon curs, seleccionats pels seus centres per participar als premis de la ciutat exposen els seus treballs davant de l’alumnat de primer de batxillerat, i són publicats a la web de coneixements del Citilab per tal de donar un reconeixement a l’esforç i la feina del nostre jovent i, en la mesura del possible, que els seus resultats possibilitin plantejar-se noves preguntes i camins per donar-hi resposta.

5. Reflexions finals

L’elaboració del TR no ha de suposar només fer un treball acadèmic que es demana en el marc del currículum de batxillerat i que té un valor en la qualificació final, sinó que és una oportunitat per dur a terme un aprenentatge que, ben fet, pot ser important en la vida dels nois i noies, i pot tenir un impacte a nivell local i global i marcar un gran futur.

D’una banda, possibilita als estudiants identificar els seus propis talents, interessos i capacitats, i els obre camins en els quals en-

Figura 3. Jornada de presentació dels TR al Citilab.

Figura 4. Treballant la competència informacional amb l’alumnat.

dinsar-se. És un repte que requereix un esforç persistent en el temps, posar-se a prova en el nivell d’autonomia i creativitat, autoavaluar-se constantment i ser crítics, etc. Sovint es percep com un treball més, que resta temps al que es podria dedicar a «estudiar» per a les proves EBAU (Evaluación del Bachillerato para el Acceso a la Universidad), mentre que un bon TR comporta fer un aprenentatge molt vivencial i competencial. Una de les conseqüències del projecte RIEC és que està promovent en els instituts replantejar-se què s’està fent actualment en la formació en recerca als centres, tot reconeixent que és necessari el desenvolupament d’aquesta competència des de l’ESO i també a l’EFP, per tal que ningú no es quedi enrere. I, d’una altra banda, és una eina per trencar amb la tradicional separació entre el món de l’escola i el del seu entorn i, en concret, entre el que s’aprèn a les classes de química i la seva aplicació, sempre que el TR es percebi com un servei a la societat, una aportació que es fa per avançar en el coneixement de tot allò que pot possibilitar una millora de la vida de les persones, dels col·lectius que en formen part i, en general, de la humanitat. Una demanda específica dels departaments de ciència és precisament la de treballar amb mètodes experimentals en química a l’abast de l’alumnat de batxillerat, i és un repte de futur que ens hem plantejat. Per totes aquestes raons i més, hem de continuar aprofundint en com aconseguir, aprofitant sinergies, que els TR de batxillerat possibilitin que els nois i noies reconeguin el seu sentit i assoleixin els aprenentatges que, almenys en potència, poden promoure. El projecte RIEC dibuixa una nova línia de suport a tots els alumnes i docents d’una localitat o comarca, a partir de l’aliança entre els centres educatius, laboratoris

ciutadans i biblioteques públiques. Tot plegat és bàsic perquè l’alumnat disposi d’una xarxa de suport i ajuda que li permeti realitzar un TR que, partint de les seves motivacions, innovi amb rigor i responsabilitat en la transformació del món.

Referències

Bunge, M. (2000). La investigación científica: su estrategia y su filosofía. Mèxic: Siglo XXI Editores. CitilaB Cornellà (2020). El 56% dels estudiants de 1r de batxillerat de l’Institut Miquel Martí i Pol volen investigar sobre temes de salut en els seus treballs de recerca [en línia]. <https://www.citilab.eu/ actualitat/2020/02/11/el56-dels-estudiants-de-1r-debatxillerat-de-linstitut-miquelmarti-i-pol-volen-investigarsobre-temes-de-salut-en-elseu-treball-de-recerca/> [Consulta: 27 març 2020].

CitilaB Cornellà (s/d). Laboratori ciutadà. Qui som [en línia]. <https://www.citilab.eu/quisom/laboratori-ciutada/> [Consulta: 27 març 2020].

CitilaB Cornellà (2019). 400 alumnes i 23 treballs de recerca en una nova i dinàmica edició de la Mostra de Treballs de Recerca de Cornellà [en línia]. <https://www. citilab.eu/actualitat/2019/03 /25/400-alumnes-i-23-de-treballs-de-recerca-en-una-nova-

i-dinamica-edicio-de-la-mostra-de-treballs-de-recerca-decornella/> [Consulta: 27 març 2020].

Ferrés, C.; MarBà, a.; sanMartí, N. (2015a). «Trabajos de indagación de los alumnos: instrumentos de evaluación e identificación de dificultades». Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, vol. 12, núm. 1, p. 22-37.

Ferrés, C.; MarBà, a.; sanMartí, N. (2015b). «¿Cómo evaluar los trabajos de indagación del alumnado?». Alambique, núm. 80, p. 1-10.

FurMan, M.; Barreto Pérez, M. del C.; sanMartí, N. (2013). «El procés d’aprendre a plantejar preguntes investigables». Educació Química, núm. 14, p. 1-16. gonzález restrePo, K. J.; arias-Castro, C. C.; lóPez-Fernández, V. (2019). «Una revisión teórica de la creatividad en función de la edad». Papeles del Psicólogo, vol. 40, núm. 2, p. 125-132. Hall, N. (2000). The New Chemistry. Regne Unit: Cambrige Univ. Press.

Menoyo, M. del P. (2014). Fer recerca a Secundària. Un repte per a l’alumnat i per al professorat. Premi Marta Mata de Pedagogia 2013. Barcelona: Rosa Sensat. (Premis; 10).

Menoyo, M. del P. (2020). Enseñar a investigar en la etapa de Secunda-

Figura 5. Posada en marxa del «Summerlab» durant el curs 2018-2019 al Citilab.

ria en el marco de los Objetivos del Desarrollo Sostenible [en línia]. <http://formacionib.org/noticias/? Ensenar-a-investigar-en-laetapa-de-Secundaria-en-elmarco-de-los-Objetivos-del#> [Consulta: 27 març 2020].

sanMartí, N. (2017). «Per a què, què i com avaluar els treballs de recerca?». A: Mostra de Recerca Jove de Barcelona (2016-2017) Barcelona: Institut d’Educació de l’Ajuntament de Barcelona. sánCHez, L. (coord.). (2019). Conocimiento, Comunidad y Cocreación en las bibliotecas de Cornellà [en línia]. <https://coneixements. citilab.eu/item/bibliolab-bibliotecas-laboratorio-cornella/> [Consulta: 27 març 2020].

serra, a.; sánCHez, l.; Magdalea, M. (2015). «Laboratorios ciudadanos: Economía Social y modelos de innovación de cuádruple hélice». IECA, vol. 5 [en línia]. <https://www.academia. edu/16366921/Laboratorios_ciudadanos_Econom%C3%ADa_ Social_y_modelos_de_ innovaci%C3%B3n_de _cu%C3%A1druple_h%C3% A9lice> [Consulta: 27 març 2020].

serra, a.; sánCHez, l (2015). «“¿Y tú qué quieres hacer?”: Generando laboratorios ciudadanos». Lab Meeting Iberoamericano [en línia]. <https://coneixements.citilab.eu/ wp-content/ uploads/2018/09/Y-tuqu%C3%A9-quieres-hacer_Generando-laboratorios-ciudadanos. pdf> [Consulta: 27 març 2020]. terada, Y. (2020). 3 Reasons Students Procrastinate – and How to Help Them Stop [en línia]. <https:// www.edutopia.org/article/3reasons-students-procrastinate-and-how-help-them-stop>. [Consulta: 27 març 2020].

UNESCO (2017). Educació per al Desenvolupament Sostenible. Objectius d’aprenentatge [en línia]. <https://unescocat.org/portfolio-items/publicacio-del-la-ver-

sio-en-catala-del-document-dela-unesco-leducacio-epr-alsods-objectius-daprenentatge/> [Consulta: 27 març 2020].

Neus Sanmartí Puig

Catedràtica honorària 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.cat

Maria Pilar Menoyo Díaz

Catedràtica emèrita de l’Institut Juan Manuel Zafra de Barcelona, on actualment dinamitza l’activitat extraescolar Zafra Investigadora. Doctora en didàctica de les matemàtiques i de les ciències (UAB), s’ha especialitzat al voltant de l’avaluació, la resolució de problemes, la ciència en context i la realització i tutorització de treballs de recerca.

A/e: mpmenoyodiaz@gmail.com

Urbano Martínez

Director del Centre de Recursos

Pedagògics de Cornellà de Llobregat i Sant Joan Despí, des d’on ha dirigit l’oferta de serveis educatius del Departament d’Educació de la Generalitat de Catalunya per donar suport a l’activitat pedagògica dels centres i a la tasca docent del professorat. Des del 2018 forma part de l’equip impulsor del projecte RIEC.

A/e: umartine@xtec.cat

Laia Sánchez Casals

Professora associada a la Facultat de Ciències de la Comunicació de la UAB i responsable de l’Àrea del Col·laboratori del Citilab Cornellà, des d’on impulsa les xarxes i comunitats per activar l’ecosistema d’innovació social entorn a reptes, tot dissenyant i testejant mètodes de cocreació i de living labs. Des del 2018 forma part de l’equip impulsor del projecte RIEC.

A/e: laia.sanchez@e-citilab.eu

Empar Polo Morte

Cap de Relacions Externes i de Comunicació del Citilab Cornellà, així com responsable de l’Àrea del ThinkLab amb l’objectiu d’identificar, visibilitzar i mobilitzar coneixement ciutadà. Anteriorment va ser cap de Premsa i Comunicació a l’Ajuntament de Cornellà (1997-2012) i col·laboradora de Citilab (2009-2010).

A/e: epolo@e-citilab.eu

Treballs de recerca en química en un centre de secundària

Chemistry research work at a secondary school

Anicet Cosialls Manonelles / Institut Guindàvols, Lleida

resum

A partir de l’anàlisi de tres exemples de treballs de recerca en l’àmbit de la química realitzats a l’INS Guindàvols s’intenta evidenciar que és possible fer una bona recerca amb materials senzills que estan a l’abast dels centres.

També es donen pautes perquè el guiatge de la recerca sigui reeixit.

paraules clau

Treball de recerca, batxillerat química low cost

abstract

Based on the analysis of 3 examples of Research Essays within the scope of chemistry, we try to prove that it is possible to do research with simple materials that are available to all schools. Guidelines are also given so that the conducting of research can be successful.

keywords

Reserch essay, exemplifications of Research Essays dealing with Chemistry, low cost Chemistry.

Com a professor formador de física i química he tingut la possibilitat de conèixer de prop les inquietuds de molts professors de ciències envers el treball de recerca (TR) en l’àmbit de la química. La nostra matèria resulta molt atractiva per a l’alumnat a l’hora de fer l’elecció d’un treball, i això ens suposa haver d’oferir una extensa i variada col·lecció de possibles temes de recerca.

A més a més, els treballs haurien de tenir una vessant experimental, i això implica la disponibilitat de recursos humans i tecnològics que sovint no hi són. És aquí quan comencem a tenir problemes. Quins temes de recerca podem oferir als nostres alumnes? Com es poden presentar les preguntes d’investigació?

Quines característiques han de tenir els treballs perquè els alumnes els puguin dur a terme?

En aquest article intentarem donar resposta a aquestes preguntes i aportar idees per fer recerca amb materials i utillatge a l’abast de tothom, utilitzant el laboratori del centre i també, si escau, la cuina de casa. I tot això ho farem a partir de l’anàlisi d’una selecció de tres treballs de recerca reconeguts amb diferents premis:

— La química del color.

— Cromatografia de tintes.

— Sucre en les begudes refrescants.

Si m’he decantat per aquests projectes ha estat perquè tots, encara que pels títols no ho sembli, tenen uns trets comuns que possibiliten l’assoliment dels objectius plantejats en la recerca: a) Tots tenen una vessant experimental.

b) L’experimentació és senzilla i la fa l’alumnat a casa seva i al laboratori del centre amb l’utillat-

ge i els reactius d’ús habitual. c) Al final del treball hi ha un producte acabat: un polarímetre casolà, un refractòmetre casolà i un catàleg de teixits o brins de cabells tenyits amb colorants naturals, respectivament.

De tota manera, penso que hem d’iniciar els nostres alumnes en tasques de recerca ja quan estan cursant l’ESO, fent treballs pràctics que els familiaritzaran amb la metodologia científica. És important que tots els membres del Departament de Ciències (física, química, biologia, geologia) segueixin la mateixa metodologia, sobretot a l’hora de plantejar els treballs en forma de preguntes i a l’hora d’exposar-ne la comunicació per escrit.

Si féssim una enquesta al professorat de diferents centres educatius preguntant-los: «Com escull l’alumnat el tema de

recerca?», penso que com a resultats s’obtindrien diversos plantejaments en funció de les maneres de fer de cada centre i els seus departaments de ciències i, sobretot, dels docents que finalment guien les recerques. Hi ha centres que opten perquè sigui l’alumnat qui proposa lliurement el tema de recerca i després se’ls assigna un tutor o una tutora. En d’altres, els departaments de ciències ofereixen una llista àmplia i tancada de temes perquè l’alumnat pugui escollir. Finalment, hi ha institucions (universitats, centres d’investigació, etc.) que estableixen convenis de col·laboració amb els centres de secundària per desenvolupar projectes de recerca com el Programa Argó de la UAB (https:// www.uab.cat/web/programa-argo-1345714880943.html) el Projecte Itinera de la UdL (http://www.ice. udl.cat/ca/activitats/itinera/), etc. Aquestes institucions possibiliten que alumnat usi els seus laboratoris, utilitzant estris, equipaments i tècniques que no estan a l’abast de tothom, amb el suport d’un investigador que actua com

a cotutor del treball de recerca, juntament amb un professor del centre de secundària. De tota manera, el més important és trobar la millor manera de guiar els treballs de recerca per ajudar l’alumne, però evitant que el tutor assumeixi el rol propi de l’investigador, i això no és fàcil. Tot comença quan el tutor proposa el tema de la recerca. Hi ha dues opcions:

a) Proposar un tema que el tutor domina i que pot dirigir molt bé. Això ens evitarà molts problemes.

b) Proposar un tema que no coneixem del tot i sobre el qual volem aprendre. Aquesta és l’opció més honesta i motivadora per als tutors, perquè evitarà caure en el parany de resoldre una part del treball i se seguirà més el procés d’una recerca, amb reorientacions i problemes que l’alumne haurà de resoldre sol.

Com presentar una temàtica de recerca a l’alumnat?

Tot sovint es presenta a l’alumnat una llista àmplia i variada de títols de temes de

La química del color. Com tenyir amb colorants?

recerca. Personalment crec que no n’hi ha prou amb una frase perquè l’alumnat prengui consciència de les possibilitats per fer recerca que hi ha darrere del titular.

Si s’està interessat, per exemple, a fer recerca al voltant dels colorants químics, o bé sobre la química del color, penso que cal concretar més sobre aquesta temàtica, i facilitar a l’alumnat més informació perquè pugui conèixer de primera mà les opcions de recerca que li ofereix el tema. Tot seguit es presenten els tres exemples, explicitant-ne la pregunta o preguntes d’investigació, el disseny experimental i les mesures, resultats i conclusions.

La química del color

La química del color és una bona temàtica per fer projectes de recerca en química. Sobre la química de la tinció he tutoritzat tres treballs que es complementen: «Donem-li un xic de color a la vida», «La química del color» i «Del camp al cap: la química de la tinció del cabell amb colorants naturals». Els tres treballs compleixen els tres trets abans

La teva feina consisteix a obtenir colorants naturals que serviran per a la tinció de diferents teixits i per esbrinar quin és el millor procés per a la tinció.

Hauràs de planificar una investigació tot incidint en aspectes més concrets i donar resposta a preguntes com les que, a tall d’exemple, s’indiquen tot seguit:

1. Com es poden obtenir colorants naturals a partir de peles de ceba, closques de nou, etc.?

2. Quin colorant natural tenyeix millor la llana?

3. Un colorant natural tenyeix qualsevol teixit amb la mateixa eficàcia?

4. La temperatura del bany influeix en el procés de tenyir?

5. El temps de permanència del teixit en el bany influeix en la tonalitat del color obtingut?

6. Es poden identificar satisfactòriament diferents tipus de teixits a través de l’anàlisi organolèptica dels fums i de l’observació de les fibres un cop cremades?

7. Els colorants naturals són una bona alternativa als colorants químics en el procés de tenyir?

Conceptes que cal treballar:

— Interès cultural i econòmic dels colorants al llarg del temps.

— La química de la tinció: forces de Van der Waals.

— Tipus de fibres.

— Teories fisicoquímiques del color.

— Grups cromòfor i auxocrom.

Figura 1. Tinció de diferents teixits amb safrà, closques de nou, peles de ceba i grans de cafè.

Figura 2. Brins de cabell tenyits amb estigma de safrà.

esmentats, i vull destacar que l’experimentació s’ha fet a la cuina de les llars dels alumnes utilitzant material casolà: olles, aigua, closques de nou, peles de ceba, grans de cafè, safrà, henna, cúrcuma, brins de cabell, etc. (fig. 1 i 2). A

Cromatografia de tintes.

Figura 3. Enllaç d’hidrogen entre l’àtom d’hidrogen de la molècula de colorant de la henna i l’àtom de nitrogen de la molècula de l’aminoàcid serina del cabell.

més, s’intenta donar una explicació química del procés fent referència a l’establiment d’enllaços d’hidrogen (fig. 3).

El procediment experimental s’explica en els diferents documentals audiovisuals (https:// youtu.be/8NRRKKkAT_o i https:// youtu.be/20lj9m0u4uo).

Valoració de l’alumna

«És un treball de química, però a la vegada de cultura i art, ja que, com s’ha explicat en ell, la tinció té una gran importància en la nostra societat, en la nostra i en la de tota la història de la humanitat. Té la part d’art en el

Com separar i identificar els components d’una tinta?

La tinta de bolígraf o de retolador és, generalment, una mescla de substàncies de diferents colors. Per exemple, la tinta verda està formada pels colorants blau i verd; la negra, pels colorants lila, blau, groc i vermell, etc. Tintes d’un mateix color i de diferents marques comercials tenen, possiblement, diferent composició; el component groc de la tinta negra Bic segurament és diferent del component groc de la tinta negra Parker. La cromatografia sobre paper és una tècnica de separació que permet esbrinar quants components (compostos químics) hi ha en una tinta i, a més a més, investigar si hi ha algun component comú en tintes diferents. Només cal utilitzar l’eluent i el paper adequats. La teva investigació consisteix a separar els components de la tinta i donar resposta a diverses qüestions, per a la qual cosa hauràs de planificar una investigació per donar resposta a preguntes com les que es plantegen tot seguit: — Quin és el millor eluent? Ho pots provar amb mescles d’alcohol, aigua destil·lada, acetona, amoníac, etc. (Problema 1)

— Hi ha alguna diferència significativa entre la cromatografia circular i la vertical en la separació dels components d’una tinta?) (Problema 2)

— Hi ha algun component comú en les diferents marques de tinta del mercat? (Problema 3)

fet que la tinció pot servir per transmetre bellesa i emocions a la seva manera. La persona que realitza la tinció seria l’artista; la tela, els cabells, i els colors, els colorants extrets de la natura.»

Clara Preixens, exalumna de l’Institut Guindàvols.

Cromatografia de tintes

En aquest cas, el muntatge per dur a terme la recerca és força senzill (fig. 4 i 5).

Treballant amb la mateixa tinta, el mateix eluent i el mateix tipus de paper s’obtenen diferents cromatogrames en la cromatografia vertical i horitzontal (fig. 6 i 7).

El factor de retenció (Rf) és un paràmetre característic de cada compost que es defineix com el quocient entre la distància recorreguda pel compost i la distància recorreguda pel front de dissolvent (eluent) i que depèn de la fase estacionària i de la fase mòbil.

El valor d’aquest paràmetre oscil·la entre 0 i 1.

Cal mesurar els diferents R1, R2 i Re dels diferents cromatogrames corresponents a les tintes verdes de marques diferents (fig. 8, 9 i 10).

I, finalment, es determinen els Rf de cadascun dels components de les tintes i es comparen (fig. 11).

Valoració de l’alumna

«Considero que aquest treball de recerca és un bon projecte a realitzar, ja que els materials estan a l’abast de tothom i el seguit de passos són senzills. Tot i això, he d’afegir que durant l’elaboració del projecte he afrontat un seguit de dificultats. Per exemple, el principal problema a l’hora de fer l’experiment és que, com que la separació dels colors a la cromatografia no ha estat perfecta, el càlcul del recorregut dels components ha sigut molt inexacte. I, per tant, el Rf, en ser un nombre molt petit, pot variar molt amb un petit error de mesura. Caldria fer unes rèpliques de cada tinta per trobar un resultat més precís.

Finalment, suggereixo, com a proposta de millora i nova línia de recerca, investigar si els resultats es veuen influïts pel tipus de paper utilitzat en la cromatografia (és a dir, provar més tipus de papers).» Ester Gil, exalumna de l’Institut Guindàvols.

Sucre en les begudes refrescants

El polarímetre construït es mostra a les fig. 12 i 13. El projector és alhora la base del giny i la font de llum. A la vista interior hi veiem, de baix a dalt: font de llum (projector de transparències), goniòmetre, placa de petri amb filtre groc, filtre analitzador, cubeta de 10 cm d’alçada, suport de cartó per al filtre polaritzador.

Un cop construït el polarímetre cal preparar les dissolucions patró de sucre i mesurar l’angle de rotació (α) (taula 1).

Tot seguit es fa una representació gràfica de l’angle de rotació - concentració, i s’ajusta a una línia recta (fig. 14).

A continuació es mesura l’angle de les diverses begudes refrescants,

i amb l’ajut de la recta de regressió es determinen els seus percentatges de sucre (taula 2).

El raig de llum surt desviat després de travessar el prisma de parets de vidre prim omplert amb dissolucions patró de sucre. Si es coneixen les altures del làser desviat, corresponent als diferents patrons respecte de la línia horitzontal, es podrà determinar el contingut de la mostra problema (fig. 15 i 16).

Els resultats obtinguts experimentalment es mostren a la taula 3.

Valoració de l’alumna «Allò que en principi es perfilava com una simple recollida de dades va esdevenir per a mi un recurs pedagògic summament

Figura 4. Cromatografia vertical.

Figura 5. Cromatografia circular.

Figura 6. Cromatograma vertical.

Figura 7. Cromatograma circular.

Figura 8. STABILO point 88 Mini 41811 (verd).

Figura 9. STABILO point 88 Mini 45811 (verd).

Figura 10. PILOT Pure Liquid Ink (verd).

Retolador 1Cromatografia amb l’eluent acetona – aigua (50/50)

Staedtler verd fort

ComponentsRe (mm)Ri (mm)

Retolador 2Cromatografia amb l’eluent acetona – aigua (50/50)

Staedtler verd fluix

ComponentsRe (mm)Ri (mm)

Figura 11. Els Rf dels diferents components de les tintes verdes.

Sucre en les begudes refrescants. Com podríem investigar quines begudes contenen una concentració més gran de sucre?

La cara dolça de la llum: Determinació experimental de la concentració de sucre (http://blogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2017/06/La-caradol%C3%A7a-de-la-llum.pdf).

Les substàncies òpticament actives (sacarosa) tenen la propietat de desviar el pla de vibració de la llum polaritzada. A més a més, se sap que l’angle de desviació del pla és directament proporcional a la concentració de sucre. Aquest fet possibilita la determinació del contingut de sacarosa en begudes refrescants si es disposa d’un polarímetre i d’una corba de calibratge amb dissolucions patró de sacarosa. Igualment, se sap que l’índex de refracció de les dissolucions aquoses de sucre augmenta amb la concentració. Si es construeix un refractòmetre (Nadal, s/d) casolà, i es determinen els índexs de refracció de dissolucions patró, podrà determinar-se el contingut de sucre de la dissolució problema. En aquesta recerca es proposa fer una estimació del contingut de sucre de diferents begudes refrescants construint un polarímetre (fig. 12 i 13) i un refractòmetre casolà (fig. 15).

També s’utilitzarà el polarímetre per esbrinar si una substància és dextrogira o levogira i per determinar la seva rotació específica.

atractiu que, en haver de fabricar els meus propis equips, em va permetre descobrir ni més ni menys que la cara més dolça de la llum. La química ha resultat ser un món de recerca interminable

que no pot acabar aquí. En realitat, no ha fet més que començar. Aquesta és, per a mi, la gran conclusió final d’aquest treball.»

Julia Domínguez, exalumna de l’Institut Guindàvols.

La iniciació a la recerca en l’ESO En cadascun dels cursos de l’ESO, en l’àrea de ciències experimentals es realitzen petites investigacions i treballs pràctics (TP). S’intenta que els alumnes coneguin i siguin capaços d’utilitzar la metodologia científica tot donant resposta a problemes experimentals. Cadascun d’aquests TP va acompanyat d’una memòria explicativa amb la mateixa estructura d’un TR: introducció, objectius, marc teòric, disseny experimental, resultats obtinguts, conclusions i referències bibliogràfiques.

Durant els quatre cursos d’ESO els alumnes haurien de conèixer el funcionament dels principals estris del laboratori i aprendre a fer muntatges experimentals. És important haver fet també representacions gràfiques de dades experimentals i ajustos a una funció lineal i quadràtica (CurveExpert, Excel, etc.). Igualment cal que s’iniciïn en el coneixement de l’existència de l’experimentació assistida per ordinador utilitzant programari MultiLab. Aquesta formació es complementa durant el batxillerat.

Consideracions finals

L’alumnat que decideix fer un TR en química ho fa perquè els treballs oferts són molt atractius i acostumen a tenir una vessant experimental. Penso que la tasca més difícil del tutor és fer una bona selecció dels temes de recerca.

És bo que el tutor tingui la millor formació possible en temes d’experimentació i una bona actualització en temes de ciències. A títol personal, a mi m’ha ajudat l’activitat de formació permanent del Seminari Permanent de Física i Química i la tasca realitzada per l’àmbit científic del CESIRE del Departament d’Educació, i anteriorment l’anomenat CDEC (Centre de Documentació i Experi-

mentació en Ciències). Allí he tingut la possibilitat d’estar en contacte actiu amb els millors professionals de la didàctica de la física i la química i he après moltes coses que han influït en la meva carrera docent.

Val a dir que cal aprofitar l’efecte encoratjador per a l’alumnat de batxillerat dels concursos per a treballs de recerca en química de diverses universitats (URL, UVic, UdL, URV, Premi Argó de la UAB, Premi Xavier Domingo de la UB) i institucions (Premis de Recerca Jove, Baldiri Reixach, Societat Catalana de Química, Jóvenes Investigadores, etc.). Motiva moltíssim l’alumnat rebre un reconeixement per la feina ben feta.

I, finalment, voldria destacar algunes de les dificultats que tenim a l’hora de guiar l’alumnat en la seva recerca. Generalment la recerca comença a finals del primer curs de batxillerat i encara els manquen coneixements de química. A més, no és fàcil trobar un espai dins de l’horari lectiu per fer les trobades amb l’alumnat.

Figura 13. Vista interior. De baix a dalt: font de llum (projector de transparències), goniòmetre, placa de Petri amb filtre groc, filtre analitzador, cubeta de 10 cm d’alçada, suport de cartó per al filtre polaritzador.

Concentració de la

Taula 1. Angle de rotació vs. concentració de la dissolució patró (% en massa).

Figura 14. Recta de calibratge: concentració vs. angle de rotació.

Beguda refrescantContingut estimat de sucres determinat en 100 g de mostra (g)

Contingut real de sucres en 100 g de mostra (g)

Taula 2. Contingut de sucre de diferents begudes refrescants.

Ajuda molt, però, la comunicació per correu electrònic. Un altre problema afegit és la dificultat en la redacció de la memòria. En aquest punt és molt important l’ajut del tutor. Finalment, l’alumnat aprofita tot el mes de juliol per fer l’experimentació al laboratori del centre. Això, que en un principi és un gran avantatge,

Treballs

Figura 12. Vista general.

té l’inconvenient que no sempre estan acompanyats del tutor.

Conclusions

Com a reflexió final voldria destacar que es pot fer una bona recerca en química utilitzant l’utillatge i els reactius que tenim als laboratoris dels nostres centres, si més no en la majoria de centres, i que estan a l’abast de tot l’alumnat, i, si convé, l’alumnat pot construir els seus propis aparells casolans. A nivell personal soc partidari que sigui el professorat qui proposa a

Beguda refrescantContingut estimat de sucres determinat en 100 g de mostra (g)

Contingut real de sucres en 100 g de mostra (g)

l’alumnat els diferents temes de recerca aprofitant la seva expertesa, per tal d’aconseguir la viabilitat de les recerques amb els recursos materials disponibles. Les propostes de recerca, a més de ser atractives per a l’alumnat, s’han de poder dur a terme satisfactòriament amb estris senzills i no haurien de suposar una despesa econòmica important per a l’alumnat i per als centres.

Referències nadal, Lluís (s/d). «Determinació del percentatge total de sucres d’una beguda amb un punter làser». A: Pràctiques amb productes comestibles [en línia}. <http://www.recercaenaccio. cat/wp-content/uploads/ 2015/07/Practiques_Productes_ Comestibles.pdf>.

Taula 3. Continguts en sucre de les diferents begudes.

Anicet Cosialls Manonelles És llicenciat en ciències químiques i catedràtic de física i química a l’Institut Guindàvols de Lleida. Durant molts anys ha participat com a professor formador en cursos de física i química experimental adreçats al professorat de secundària. Ha tutoritzat treballs de recerca en els àmbits de la física, la química i l’astronomia que han estat reconeguts amb importants premis. Ha participat com a divulgador científic en diferents fires de ciència i ha impartit diverses xerrades. Guardonat amb el Premi Catalunya d’Educació (Premi Marta Mata 2009), la Medalla d’Or al mèrit educatiu de la Paeria de Lleida (2010) i el Premi Mensa al Coneixement (2015). A/e: acosiall@xtec.cat

Figura 15. Desviació de la llum del punter làser en travessar un prisma amb dissolució patró de sucre (Nadal, s/d).

Figura 16. Raig refractat per la mostra de Coca-Cola incidint justament al 10 % en massa.

Treballs de recerca en química en l’àmbit del Programa Argó

Research works in chemistry within the scope of the Programme Argó

Miquel Calvet Solé / INS Castellar, Castellar del Vallès

resum

En aquest article s’explica la meva experiència com a tutor de treballs de recerca (TR) a l’INS Castellar (Castellar del Vallès) des del curs 1996-1997 fins al curs 2014-2015. Es detallen les característiques d’aquests TR, i com els alumnes triaven els temes a partir de les propostes de continuïtat de treballs de cursos anteriors i de suggeriments del tutor i dels cotutors del Programa Argó. Es descriu la manera d’avaluar i fer el seguiment del treball individual i de grup.

S’expliciten els recursos de què vaig gaudir per desenvolupar els TR i les tipologies o les línies de recerca que vaig seguir durant aquells cursos. Finalment, es presenten dos treballs de química fets en l’àmbit del Programa Argó.

paraules clau

Programa Argó, autoavaluació, recursos, línies de recerca, treballs de recerca en química.

abstract

This article explains my experience as research work (RW) adviser at the INS Castellar (Castellar de Vallès) during the academic years from1996 until 2015. The paper focuses on the characteristics of these RW, the subjects chosen by the students from continuity proposals of previous research works, and suggestions from the RW advisor as well as from the partners of the Programme Argó. The way to evaluate and control individual and group works is also discussed. The resources I benefited to develop the RW and the types or lines of research that I followed during those courses are as well explained. Finally, three research works carried out in the scope of the Programme Argó are presented.

keywords

Programme Argó, self-evaluation, resources, lines of research, chemistry research works.

Característiques dels treballs

Dels vint-i-vuit treballs que vaig dirigir com a professor de física i química, disset foren de química (dotze dels quals dins de l’àmbit de química del Programa Argó), però sempre de tipus experimental i realitzats en grups de dos a quatre alumnes. Com que el treball experimental requereix estones llargues, es feien en tardes extra al laboratori sempre amb la meva presència. En algunes ocasions calia que els alumnes fessin alguna part experimental a casa seva, i en d’altres havien d’anar a algun centre de recerca a completar alguna part del seu treball. La

majoria de treballs es van fer amb orientacions o en col·laboració amb un cotutor d’algun centre extern, tal com es ressenya més endavant. Personalment no veig diferències en tutoritzar treballs de química o bé de física, penso que en cada cas depèn de la formació i de les habilitats de cada professor i de les col·laboracions externes que pugui aconseguir. El Programa Argó (https://www. uab.cat/web/programa-argo1345714880943.html), endegat per l’ICE de la UAB, facilita la transició entre la secundària i la universitat a través de diferents activitats dirigides tant a l’alumnat com al professorat de secun-

dària. Les accions del programa dirigides a l’alumnat són l’assessorament de treballs de recerca de batxillerat, les estades d’estiu, els Premis Argó, els tallers, les recerques per aprendre i els cursos d’estiu. Les accions dirigides al professorat de secundària obligatòria i de batxillerat són els equips de treball internivell Argó i les jornades d’actualització de continguts.

Selecció dels treballs de recerca Des del curs 1996-1997 fins al 2002-2003 vaig impartir a segon de batxillerat l’assignatura optativa de recerca científica. Durant el primer trimestre, una

hora setmanal d’aquesta assignatura s’utilitzava perquè els alumnes desenvolupessin, sota la meva tutoria, la part experimental del seu TR. En el segon trimestre, presentaven el seu treball escrit i l’exposaven als alumnes de primer de batxillerat. En les conclusions finals del treball hi havia d’haver sempre una proposta de continuïtat per si alguns alumnes del primer curs el volien continuar el curs vinent, i si aquest era el cas el començaven a treballar durant l’estiu.

Els departaments didàctics de l’institut proposaven temes per als TR a primer de batxillerat, cada alumne o grup d’alumnes n’escollia un i, posteriorment, la Coordinació de Batxillerat organitzava els grups. Si era el cas, s’intentava desenvolupar alguna proposta de tema feta pels mateixos alumnes segons els seus interessos.

A partir del curs 2011-2012 alguns nois i noies van participar a les Estades d’Estiu en un Centre de Recerca, organitzades pel Programa Argó, des d’on sortien amb una proposta de TR per al curs vinent.

Autocontrol i avaluació del treball individual i de grup

Tot i considerant que els treballs es feien en grup, calia establir algun sistema d’autocontrol i avaluació de grup però també del treball individual, per això els alumnes emplenaven periòdicament un full d’autocontrol i avaluació (fig. 1), on s’assignaven una nota sobre 3 per cada ítem que consideraven que calia ser avaluat, i finalment el lliuraven signat i servia al tutor per modular la nota final individual corresponent a la feina feta, al laboratori i a casa (Calvet, 1999).

Aquest full també va resultar útil per controlar altres tipus de treballs d’alumnes en grup (Calvet, 2003). La nota final per a cada alumne depenia de les notes del tutor, d’un corrector extern i de la

nota assignada pel tribunal després d’escoltar l’exposició pública del TR.

Recursos

Un dels principals problemes per tutoritzar TR de tipus experimental és el fet de poder disposar dels coneixements i dels recursos materials necessaris; en el meu cas els vaig trobar en diverses institucions i persones que detallo a continuació.

El Centre de Documentació i Experimentació en Ciències (CDEC) em va proporcionar, en préstec, aparells i reactius, com per exemple: espectrofotòmetre, carret Ruhmkorff, balança electrònica, sensors, etc. A més, vaig poder gaudir en moltes ocasions de la inestimable ajuda i assessoria d’en Lluís Nadal, tècnic del CDEC.

La participació en projectes em va permetre col·laborar amb companys d’altres instituts. Per exemple, en el Global Solar Partners, endegat pel programa «Ciència a través del Món», vaig cotutoritzar dos TR amb Xavier

Figura 1. Exemple de full d’autocontrol i avaluació.

Juan, de l’INS Sant Quirze. A partir d’un d’aquests dos treballs, el nostre alumnat va poder participar al «Young Solar Meeting» que es va celebrar a Glasgow el maig de l’any 2000. Una altra participació va ser en el «Projecte Ozó» (INS El Prat i INS Castellar), que em va subministrar sensors d’UV per poder fer alguns dels treballs.

El Seminari Permanent de Física i Química, dependent del CESIRE-CDEC, va ser un magnífic fòrum per intercanviar idees i materials dels quals no disposava a l’institut i, també, per fer consultes a alguns conferenciants que suggerien temes per a TR.

En uns quants treballs vaig poder beneficiar-me de l’ajut que oferia el Programa Argó en les dues modalitats següents:

— Estades Argó a la UAB.

L’alumnat feia una estada a l’estiu en un centre de recerca i posteriorment desenvolupava un treball de recerca a l’institut amb la col·laboració d’un cotutor del Programa Argó.

— Assessorament a treballs de recerca.

Cotutoria o assessorament dins del Programa Argó, malgrat que els alumnes no haguessin fet cap estada al centre de recerca.

En les dues modalitats els cotutors provenien de la Facultat de Ciències de la UAB i de l’Institut de Ciència de Materials (ICMAB). Ens van oferir assessoria, aparells i la possibilitat de fer proves complexes, com per exemple: anàlisi de mostres mitjançant TOC (Total Organic Carbon), RMN, microscòpia electrònica SEM i TEM, ús de forn i premsa per sintetitzar un superconductor YBaCuO, etc.

També ens van fer el préstec d’algun reactiu i de mostres de nous materials que altrament no hauríem pogut adquirir per desenvolupar els treballs, com per exemple: nitrogen gas, nitrogen líquid, aerogel (ICMAB), SPION

(nanopartícules oxidoferromagnètiques) (ICMAB), etc.

Actualment hi ha una oferta més àmplia de centres de recerca i departaments universitaris que ofereixen la seva col·laboració per elaborar treballs de recerca, que es pot consultar a la pàgina web del CESIRE (https://agora.xtec.cat/ cesire/?s=Treballs+de+recerca).

Finalment, he de comentar que vaig poder disposar d’una bona dotació de material de laboratori, com per exemple un equip MultiLab. A més, les diverses juntes directives de l’institut i la mateixa AMPA del centre van atendre, sempre que van poder, les meves sol·licituds per comprar nous materials. Per altra banda, es van atorgar dos premis CIRIT al centre (els cursos 1996-1997 i 2012-2013) amb la recomanació expressa de destinar els diners a la compra de material de laboratori, cosa que va permetre comprar, entre altres, una balança electrònica, un espectrofotòmetre i reactius específics.

Línies de recerca

El fet de poder treballar amb l’ajuda de col·laboradors i cotutors en la majoria de treballs i que els alumnes fessin propostes de continuïtat en acabar el seu treball, em va permetre desenvolupar una sèrie de línies de recerca, amb la qual cosa augmentava el meu coneixement d’alguns temes fins a esdevenir-ne quasi un «expert», cosa que em va facilitar la tutoria de treballs de temes cada vegada més complexos.

A més, seguir aquestes línies de recerca també va ser la manera d’optimitzar alguns aparells que s’havien adquirit i construït en els diversos treballs (escultures sonores Baschet, maqueta de mur Trombe, espectrofotòmetre, etc.).

A continuació (taula 1) es presenta la relació d’aquestes línies

de recerca amb alguns TR representatius de cada línia. S’ha assenyalat entre parèntesis si van rebre algun premi o reconeixement i, tot seguit, s’indica el nom del col·laborador o cotutor amb qui es va realitzar cada treball. En aquesta llista es pot veure la relació entre la línia de recerca, els col·laboradors o cotutors, els centres de recerca i els departaments universitaris.

Aire per respirar

Estudi de la fotosíntesi. 19961997 (CIRIT, alumnes i centre)

Col·laborador: Lluís Nadal, CDEC

El tabac. La màquina de fumar. 1997-1998 (CIRIT)

Col·laborador: Lluís Nadal, CDEC

La llum ens informa

Anàlisi espectroscòpica d’aigües minerals. 1998-1999

Col·laborador: Lluís Nadal, CDEC

Seguint les pampallugues. Estels variables. 1998-1999 (INJUVE, CIRIT)

Col·laborador: Antoni Garrigós, Observatori Astronòmic de Sabadell

Tractament d’aigües

Detoxificació solar d’aigües mitjançant la fotocatàlisi heterogènia. Depuració d’aigües residuals. 2002-2003 (Junior Water Prize 2003)

Cotutor: Josep Peral, Facultat de Ciències, UAB. Programa Argó Química verda contra les emulsions. 2010-2011 (CIRIT, Societat Catalana de Química, Minerva)

Cotutor: José A. Ayllon, Facultat de Ciències, UAB. Programa Argó

Art i ciència

Estructures sonores Baschet I. 1998-1999 (INJUVE, La Clau de So)

Col·laborador: François Baschet, constructor d’estructures sonores

A la recerca del color. Tintura de llana. 1999-2000 (CIRIT)

Col·laboradora: Anna Roquero, artista tenyidora

Cases per viure confortablement

El mur Trombe. 1999-2000 (Young Solar Meeting, Glasgow)

Col·laborador: Xavier Juan, INS Sant Quirze

Auditoria Ambiental I de l’Institut Castellar. 2002-2003 (Baldiri Reixac)

Col·laborador: Galdric Ruiz, arquitecte tècnic, Ajuntament de Castellar

Energies netes

Construcció d’un cotxe hidrogenosolar. Solució de futur? 2003-2004 (Fòrum de les Cultures 2004, UPC 2004, Argó 2004, M. Miró i Marimon 2004, José Cantero-EPSON 2004, CIRIT 2004, Expodidàctica 2004, Projecte EAA)

Muntatge i caracterització d’una placa DSSC. Buscant potència. 2008-2009 (CIRIT 2009, Argó-UAB 2009, SCQ-IEC 2009, Minerva 2009)

Cotutor: José Antonio Ayllon, Facultat de Ciències, UAB

Estudi de nous materials

Sinterització i caracterització d’un superconductor. 20112012 (Argó-UAB 2012, SCQ-IEC 2012, Minerva 2012, CIRIT 2012)

Cotutor: Xavier Granados, ICMAB-CSIC

Un petit gran món. Estudi de les nanopartícules oxidoferromagnètiques i aplicacions en el projecte Magnet. 2013-2014. (Minerva 2014)

Cotutora: Anna Roig, ICMAB-CSIC

Taula 1. Línies de recerca i alguns treballs representatius.

Exemples de treballs de química

A continuació es descriuen dos treballs de recerca en l’àmbit

de la química desenvolupats dins del Programa Argó.

Producció fotocatalítica d’hidrogen

Curs

2005-2006

Autores

Natàlia Cardozo Rembado, Eva Daví Loscos i Anna Herrera Chacón (fig. 2)

Tutor

Miquel Calvet, Seminari de Física i Química, INS Castellar

Cotutor

Joan Suades, Facultat de Ciències, UAB. Programa Argó Objectius

— Estudiar la reacció de fotocatàlisi mitjançant llum solar i aigua, segons l’article d’Atif Koca i Musa Sahin (Koca & Sahin, 2002; Sahin & Koca, 2003).

— Sintetitzar el fotocatalitzador.

— Obtenir hidrogen seguint aquest mètode.

— Optimitzar la reacció a partir de diverses variables.

En aquest treball es va voler continuar la línia de recerca sobre «Energies netes» iniciada en cursos anteriors pel Seminari de Física i Química de l’INS Castellar, en què l’alumnat havia investigat sobre les possibilitats actuals i futures de l’ús de l’hidrogen com a vector energètic.

Des de fa anys s’investiguen maneres de produir hidrogen de forma eficient i sense despesa energètica per ser utilitzat en piles de combustible, per això les autores, aconsellades pel cotutor, van voler investigar un d’aquests mètodes segons els objectius relacionats en la taula anterior. La recerca es basa en la descomposició fotocatalítica de l’aigua mitjançant CdS/ZnS, fotocatalitzador semiconductor i llum solar directa o UV per obtenir hidrogen, segons l’esquema adjunt (fig. 3).

El mètode consisteix a realitzar una reducció fotocatalitzada dels H+(aq) presents en l’aigua per formar H2(g). El CdS/ZnS és el fotocatalitzador que capta un fotó que permet que l’electró pugi de la capa de valència (cv) a la capa de conducció (cc). Aquest electró és restituït per un altre electró de l’electrodonador, Na2S i Na2SO3 Les reaccions implicades són les següents:

Per portar a terme la reacció, les alumnes van dissenyar el reactor amb el programa ACD/ Labs i el van construir al taller del laboratori. La bureta feia la

Figura 2. Les autores amb elements de seguretat (bata, guants, mascareta i ulleres) preparant els reactius al laboratori de l’institut.

funció de fluxòmetre per mesurar la quantitat d’hidrogen generat (fig. 4).

A continuació, calia sintetitzar el fotocatalitzador (fig. 5) fent un

coprecipitat de CdS/ZnS (s) en proporció 2:1. Per fer-ho van seguir el protocol de l’article de referència i van tenir especial cura amb les mesures de seguretat (fig. 2).

I seguint també el protocol de l’article referenciat van preparar l’electrodonador de sacrifici Na2S(aq) i Na2SO3(aq).

Un cop disposats els reactius calia desairejar la mescla reaccionant, per a la qual cosa van enginyar un mètode, basat en globus gruixuts i grossos amb una aixeta acoblada, per poder portar nitrogen gas des del Departament de Ciències de la UAB i després fer-lo passar a través del reactor. Altrament, l’oxigen de l’aire dissolt en l’aigua oxidaria el sulfur de sodi Na2S i l’electrodonador no funcionaria (fig. 6).

Finalment, es van fer una sèrie de proves en les condicions que es detallen (taula 2) de control de variables i resultats, però tenint en compte què:

— Quan s’irradiava el reactor amb llum UV de 300 W, per seguretat es posava tot el muntatge dins d’una capsa de cartró grossa.

— Si calia, es podia agitar la solució amb un agitador magnètic i es mesurava la temperatura inicial i final amb un termòmetre de sonda de l’equip MultiLog.

— En acabar la reacció, calia calcular el volum real d’hidrogen produït, tot descomptant l’augment de volum addicional del gas provocat per l’augment de temperatura del sistema durant la reacció (fig. 7).

A la taula 2 es mostren els resultats finals.

Figura 3. Esquema de funcionament d’un fotocatalitzador semiconductor com el sulfur de cadmi / sulfur de zinc, CdS/ZnS.

Figura 4. Esquema del reactor amb fluxòmetre (bureta) i exposició a la llum solar.

Figura 5. Fotocatalitzador.

Figura 6. Font de nitrogen i sistema de vàlvules i xeringa per fer-lo passar a través del reactor.

Figura 7. Reactor exposat a la llum d’una làmpada UV. La lectura del fluxòmetre (bureta) indica un ∆V de 3,5 ml.

Segons paraules de les mateixes autores: «Tot i la incertesa que comporten en alguns moments el mètode i la investigació científica, es van anar resolent, pas a pas, tots els problemes que es van trobar, buscant solucions per arribar a l’objectiu, que era produir hidrogen amb aigua i llum solar!».

Un cop acabada la recerca, les alumnes van poder observar que el mètode de fotocatàlisi és possible a partir de llum solar directa i una font d’UV, i que si afegien àcid sulfúric a l’aigua (font addicional de protons) i ho agitaven el rendiment millorava. Van obtenir resultats similars als dels articles de referència de Koca i Sahin.

Les conclusions experimentals a què van arribar les autores en aquest TR van fer pensar fins i tot en la possibilitat de publicar-lo en una revista especialitzada i van ser mereixedores dels premis següents: Argó-UAB 2006, SCQ-IEC 2006, CIRIT 2006 i Escola Universitària de Terrassa - EUNCET 2006.

Depuració d’aigües residuals per electrocoagulació. Electroflotació. Disseny d’un reactor per depurar purins

Curs

2009-2010

Autors

Laia Pasquina Lemonche, Elena Rodríguez Franch i Àngel Vilalta Lladós

Tutor

Miquel Calvet, Seminari de Física i Química, INS Castellar

Cotutor

José Antonio Ayllon, Facultat de Ciències, UAB. Programa

Argó.

Objectius

CdS/ZnS

Taula de control de variables i resultats

2:1 Prova núm. Ti (°C)Tf (°C) Temps (h) Lectura

1. Llum solar directa 1620,70,563,52,5

2. UV 2026,82,185,63,67

3. UV i agitació 26,8302,056,05,7

4. UV i àcid sulfúric 1924,51,357,05,65

Taula 2. Proves realitzades per a l’obtenció fotocatalitzada d’hidrogen.

— Estudiar el mètode d’electrocoagulació-electroflotació per depurar aigües amb colorants i aigua oliosa.

— Dissenyar un reactor que funcionés de forma autònoma i sostenible per poder depurar aigües olioses, o amb purins o colorants.

Aquest treball és un exemple significatiu de la línia de recerca sobre «Tractament d’aigües» i es basa en el mètode d’electrocoagulació-electroflotació per depurar aigües amb colorants i aigua oliosa, que és una tècnica que ja fa temps que s’aplica per tractar residus tèxtils (Ibañez et al. , 1998). Els mateixos investigadors anteriors la van implementar per ensenyar aquest mètode a l’aula (Ibañez et al ., 1995).

El mecanisme global del procés és una combinació d’un conjunt de mecanismes que funcionen sinèrgicament (fig. 8).

1. Un corrent passa a través d’un elèctrode de metall (ànode) i oxida el metall al seu catió. Els electrons alliberats circulen pel circuit exterior impulsat per la font d’alimentació.

2. Gairebé al mateix temps, l’aigua és reduïda en l’altre elèctrode de metall (càtode) a gas d’hidrogen i s’alliberen ions hidroxil.

3. Els cations metàl·lics amb els ions OH- formaran un hidròxid metàl·lic insoluble:

Mn+ + n OH- → M(OH)n

La baixa solubilitat d’aquests hidròxids fa que el pH no sigui gaire elevat i es mantingui quasi constant durant tot el procés.

4. Aquest hidròxid pot eliminar els pol·luents mitjançant complexació superficial, segons:

L-H(aq) + (HO)M(OH)n-1 (s) → L-M(OH)n-1(s) + H2O(l)

I també mitjançant atracció electrostàtica (fig. 9).

L’oli i els greixos s’estabilitzen mitjançant surfactants, que disposen d’un grup polar en un extrem i una cua no polar en l’altre, formant així una emulsió. L’hidròxid metàl·lic hidratat conté regions de càrrega aparent positiva i negativa, que atreuen les regions de càrrega oposada de les espècies pol·luents i les enretiren de la solució, de forma que així el greix s’agrupa formant una fase oliosa per coalescència (fig. 9).

Finalment, cal fer notar que si es disposa el càtode de manera adient, les bombolles de l’hidrogen alliberat fan que els fangs, formats a partir del pol·luent i l’hidròxid metàl·lic, es mantinguin en flotació. Això permet que es puguin retirar fàcilment de la cel·la electrolítica. A mesura que

es va alliberant l’hidròxid, es formen les partícules de fang d’escala nanomètrica, i això fa que aquests fangs siguin més compactats que si es formen afegint-hi un reactiu químic directament (fig. 8).

Resumint: el que fa el gas d’hidrogen és ajudar que hi hagi floculació. Una vegada és generat aquest floc, el gas fa que el floc floti de manera que quedi a la superfície de les aigües residuals, en forma de capa d’escuma a la superfície del líquid.

La reacció global és:

Amb aquest objectiu es va preparar una dissolució de roig d’alitzarina al 0,2 %, i després de fer el tractament es va notar un canvi claríssim en la transparència de la mostra, ja que es van formar coàguls que quedaven en flotació. Per fer una mesura quantitativa de la depuració, es van mesurar l’absorbància i la transmitància inicials i finals de la mostra, mitjançant un espectrofotòmetre Philips deixat en préstec pel CDEC (fig. 11).

Per provar experimentalment aquest procés, es va dissenyar amb el programa ACD/Labs un microreactor amb el qual es podia controlar i mesurar la temperatura de treball, la densitat de corrent, els canvis de pH i els canvis de massa dels elèctrodes (fig. 10).

Primer es va voler comprovar si es podia depurar de manera significativa aigua amb colorant.

La conclusió d’aquesta part fou que el mètode d’electrocoagulació/electroflotació funciona correctament per eliminar el colorant roig d’alitzarina.

Per demostrar que el sistema també podia depurar de manera significativa una aigua oliosa calia esbrinar quines són les condicions òptimes per tractar-la, i per això es va seguir el procediment següent:

— Primer es va preparar una emulsió d’oli de gira-sol amb un detergent (Fairy) i s’hi va afegir clorur de sodi per obtenir quatre preparacions amb un 4 %, un 3 %, un 2 % i un 1 % de sal respectivament.

— A continuació es van fer una sèrie de proves en les quals la salinitat, la temperatura de la dissolució, els canvis de pH i la densitat de corrent estaven controlats.

En cada cas es va mesurar l’absorbància i la transmitància a intervals regulars de temps. I es va trobar que les millors condicions per depurar l’emulsió d’aigua oliosa és amb una salinitat del 2 % i una temperatura de 40 °C, tal com es mostra als gràfics (fig. 12 i 13).

També es va comprovar que el pH es manté quasi constant i lleugerament bàsic, que una densitat de corrent més gran millora els resultats i que la disminució de massa de l’alumini de l’ànode és de l’ordre del centigram, cosa que fa que aquest mètode sigui avantatjós respecte d’altres que no generen el reactiu d’alumini in situ.

Finalment, com a proposta de continuïtat del seu treball, van dissenyar un reactor que s’hauria de construir i provar el curs següent. Aquest consta d’un recipient de metacrilat dividit en dues zones: la primera és un presedimentador i la segona és un dipòsit que conté el conjunt de les cel·les. A més, s’alimentaria mitjançant plaques fotovoltaiques, la qual cosa el faria autosuficient (fig. 14).

Les conclusions del TR, segons paraules dels mateixos autors, foren:

— Hem aconseguit estudiar i provar el mètode d’electrocoagulació/electroflotació.

— Hem depurat aigua amb colorants.

— El mètode d’electrocoagulació/electroflotació ens ha permès depurar amb èxit una aigua oliosa.

Treballs

Figura 8. Mecanisme d’electrocoagulació-electroflotació, funcionant sinèrgicament.

9.

de la interacció del metall amb el surfactant i efecte sobre la fase oliosa.

aconseguir col·laboració material i orientació didàctica i científica. Segons la meva experiència, els treballs de recerca de batxillerat permeten al professorat establir una relació d’ensenyament-aprenentatge de nivell superior amb l’alumnat, i obren als nois i noies les portes a camps d’interès que alguns seguiran en els seus estudis posteriors. I si aquests TR són cotutoritzats es poden tractar temes difícils de desenvolupar

amb alitzarina, espectrofotòmetre i mesures de l’absorbància i la transmitància abans i després del tractament.

— Les condicions òptimes són: 2 % de NaCL a 40° C i amb alta densitat de corrent.

— El pH es manté quasi constant i lleugerament bàsic.

— La quantitat d’alumini gastat en l’ànode és ínfima.

— Hem realitzat el disseny d’un reactor autosuficient i sostenible per depurar purins.

Observacions finals

Els treballs de recerca de batxillerat de l’àrea científica haurien de ser preferentment de tipus experimental. Tutorit -

zar aquests treballs comporta poder disposar d’horari per anar als laboratoris amb l’alumnat. Així mateix, és convenient la complicitat i la col·laboració de la junta directiva de l’institut i de l’AMPA per poder treballar al centre, si cal, alguna tarda, i també per aconseguir materials costosos. A més, per desenvolupar temes que a vegades desconeixem cal fer gestions en centres de recerca i departaments científics i didàctics universitaris, tal com ja s’ha comentat en l’article, per

Figura 12. Canvi d’aspecte de l’aigua oliosa després de 30 minuts de tractament.

amb els mitjans propis d’un institut i això permet a l’alumnat conèixer àmbits, en la majoria dels casos de tipus universitari, que el poden orientar en la seva tria d’estudis posteriors.

Figura 10. Esquema del muntatge i reactor amb elèctrodes d’alumini per tractar aigua oliosa.

Figura 11. Aigua

Figura

Esquema

Per altra banda, aquests TR faciliten que el professorat esdevingui un veritable expert en temes molt diversos i tingui la possibilitat de desenvolupar el seu currículum en àmbits que superen els límits de l’ESO i el batxillerat. Per acabar, voldria

Aprendre ciències, tot aprenent a escriure ciència. Barcelona: Edicions 62, p. 169-187. (Llibres a l’Abast; 386).

iBañez, J. g.; taKiMoto, M. M.; vasquez, r. C.; BasaK, s.; Myung, n.; raJesHwar, K. (1995). «Laboratory experiments on

reivindicar que l’Administració vetlli perquè els centres assignin la reducció horària corresponent als tutors de TR d’aquest tipus.

Referències

Calvet, M. (1999). «El trabajo de investigación en el bachillerato». Aula de Innovación Educativa, núm. 81, p. 61-64. Calvet, M. (2003). «Elaborar informes de treball experimental. Donar a conèixer l’acció i el pensament». A:

electrochemical remediation of the environment». Journal of Chemical Education, vol. 72, núm. 11, p. 1050-1052.

iBañez, J. g.; singH, M. M.; szaFran, S. (1998). «Laboratory experiments on the electrochemical remediation of the environment. Part 4: Color removal of simulated wastewater by electrocoagulation-electroflotation». Journal of Chemical Education, vol. 75, núm. 8, p. 1040-1041.

KoCa, a.; saHin, M. (2002). «Photocatalytic hydrogen production

by direct sun light from sulfide/sulfite solution». International Journal of Hydrogen Energy, núm. 27, p. 363-367. saHin, M.; KoCa, A. (2003). «Photocatalytic hydrogen production by direct sunlight: a laboratory experiment». Journal of Chemical Education, núm. 80, 11, p. 1314-1315.

Miquel Calvet Solé

Llicenciat en ciències químiques (UB), ha estat catedràtic de física i química d’ensenyament secundari. Ha participat en diversos congressos de didàctica de la ciència i ha publicat articles sobre aquesta temàtica. Ha participat en l’elaboració del Projecte Ciències 12-16 i en diversos cursos de formació del professorat de l’àmbit de la física i la química, tant telemàtics com presencials. Des del curs 2007-2008 és coordinador adjunt del Seminari Permanent de Física i Química del CESIRECDEC.

A/e: miquelcalvet@gmail.com

Figura 13. Mesura de l’absorbància.

Figura 14. Disseny d’un reactor per tractar purins animals o vegetals amb aquest mètode.

Treballs de recerca sobre experiments en el seu context històric

Research works on experiments in their historical context

Pere Grapí / CEHIC-UAB

resum

Des de començament d’aquest segle ha augmentat l’interès per posar l’estudi de les pràctiques científiques històriques en el context de la cultura material de la ciència. Una conseqüència d’aquesta aproximació a la història de la ciència és haver estimulat la reproducció d’experiments i instruments del passat. Per altra part, aquest enfocament també ha tingut el seu paper a l’hora de centrar l’ús de la història de la ciència en l’ensenyament de les ciències. El lloc central que ha d’ocupar l’experimentació en l’aprenentatge de les ciències ha afavorit l’aparició de projectes basats en la replicació d’instruments i experiments històrics per a l’ensenyament de les ciències. Aquest article pretén presentar aquest enfocament tot explorant els seus avantatges i inconvenients en l’espai d’ensenyament-aprenentatge que faciliten els treballs de recerca de batxillerat a Catalunya. En aquest sentit, es presenta, a tall d’exemple, un treball de recerca sobre la replicació de la pila de Volta.

paraules clau

Cultura material de la ciència, replicació històrica d’instruments, història experimental de la ciència, treball de recerca de batxillerat.

abstract

Since the beginning of this century there has been an increasing interest in putting the study of historical scientific practises in the context of the material culture of science. A consequence of this approach to the history of science has been the encouragement of replicating past instruments and experiments. On the other hand, this approach has also played its role in focusing the use of history of science in science teaching. The central place of experimentation in science learning has encouraged the launching of remarkable projects on the replication of historical instruments and experiments for science teaching. This article aims to present this view while exploring its advantages and disadvantages in the teaching-learning space provided by research works in high school in Catalonia. In this sense, a research work on the replication of the Volta’s pile is presented by way of example.

keywords

Material culture of science, historical replication of instruments, experimental history of science, research work in high education.

La replicació històrica d’experiments com a recurs per aprendre i ensenyar ciències

Els estudis històrics de les ciències han estat generalment basats en les representacions textuals que la gent de ciència va produir en el passat. No obstant, des de principis d’aquest segle hi ha hagut un cert èmfasi en la cultura material de la ciència per

tal d’estudiar les pràctiques científiques del passat que ha dut a la replicació d’instruments i d’experiments (Grapí, 2007).

Aquestes dues aproximacions –literària i material– a la recerca en la història de les ciències també tenen el seu reflex a l’hora d’enfocar els usos de la història de la ciència en l’ensenyament de les ciències. És a partir de la

primera d’aquestes aproximacions que s’han utilitzat els textos històrics amb finalitats didàctiques. En general, els materials per introduir la història de la ciència són bàsicament recursos textuals –com si les ciències fossin una pràctica essencialment intellectual– amb una absència més que notable de material experimental. No obstant, i degut al fet

que en l’àmbit de la didàctica de les ciències s’ha insistit de forma vehement en el lloc essencial que ha d’ocupar l’experimentació en les situacions d’aprenentatge de les ciències, s’han realitzat propostes per analitzar textos sobre descripcions experimentals històriques (Fauque, 2003), fins i tot amb l’objectiu d’esbrinar-ne el procés de modelització subjacent en l’autor (Scheidecker-Chevallier & Laporte, 1999: 1-13; Rabier, 2017). En aquest aspecte, una alternativa als recursos merament textuals és l’ús d’il·lustracions (pintures, dibuixos, fotografies, taules, símbols, fórmules, etc.) com a recurs didàctic per incorporar la cultura material de la ciència del passat (Grapí, 2017).

Per altra part, en els últims vint anys la història de la ciència ha fet molt èmfasi en la recerca sobre el treball pràctic de laboratori en el context de la cultura material de la ciència i, en aquest sentit, també hi ha hagut projectes seriosos entorn a la rèplica d’instruments i d’experiments amb finalitats didàctiques per a l’ensenyament de les ciències (Heering, 2003; 2005). Un projecte pioner en aquest sentit és el dut a terme pel Departament de Física de la Universitat Carl von Ossietzky d’Oldenburg. Els seus cursos per als futurs professors de física inclouen un curs de laboratori en què una part dels experiments obligatoris es fan amb rèpliques històriques de la col·lecció del Departament no tan sols perquè els estudiants adquireixen una nova perspectiva sobre els fenòmens i les teories, sinó també per intentar solucionar els seus problemes de motivació (Riess, 2000). El Projekt Galilei, semblant i més recent, desenvolupat a la Universitat de Flensburg (Heering, 2015), s’ha dut a terme amb alumnes d’ensenyament secundari. La replicació d’experiments com a recurs per a l’ensenyament de les ciències hauria d’afavorir: (i) entendre la ciència en la seva

dimensió d’activitat pràctica que té lloc en un laboratori; (ii) copsar el sentit de l’experimentació en la història de la ciència tot comprenent les dificultats inherents a qualsevol experiment; (iii) assolir aquells procediments manipulatius que permeten adquirir uns coneixements gestuals impossibles d’adquirir en altres activitats d’aprenentatge; (iv) motivar l’esperit d’emulació en intentar obtenir els resultats assolits per homes de ciència prestigiosos i, com que això és realment difícil, acabar valorant les pràctiques històriques (Sichau, 2000), i (v) analitzar els processos que porten al consens o a la polèmica entorn als resultats acceptats per la comunitat científica.

L’ús de la replicació històrica d’experiments com a recurs didàctic no està exempt de problemes com tampoc no ho està la replicació mateixa com a metodologia de recerca en història de la ciència. En l’ensenyament de les ciències, la història de la ciència cal aplicar-la en dosis modestes per evitar els seus efectes col·laterals no desitjats. Entre aquest tipus d’efectes hi ha, per exemple, el risc de caure en anacronismes pel fet d’utilitzar instruments antics en el context de la ciència actual. En aquest sentit, per exemple, en analitzar l’anacronisme derivat de la replicació de les experiències de Lavoisier i Priestley entorn de la polèmica oxigen-flogist a finals del segle xviii, cal destacar com existeix un «realisme mínim» en què recolzar-se: l’oxigen de Lavoisier i Priestley no era el mateix que el nostre però l’espelma que s’apaga dins d’un recipient de vidre en el nostre laboratori s’assembla «convincentment» a la que s’apaga en les il·lustracions i descripcions dels textos i memòries de Lavoisier, de manera que comprendre com s’apaga una espelma ajuda a entendre com s’apagava l’altra (Gaudillière, 1994: 210).

Altres complicacions tenen a veure amb la dificultat per adquirir determinats coneixements procedimentals per dur a terme un experiment i que no estan explicitats en textos o il·lustracions. Finalment, poden aparèixer problemes derivats de l’adequació didàctica de l’experiment en haver-hi d’introduir modificacions per evitar obtenir resultats poc concloents a nivell didàctic. En aquest sentit, es corre el risc d’oferir tant una versió presentista de l’experiment com una visió distorsionada de l’experimentació en ciències. Alguns d’aquests problemes es poden mitigar si l’activitat de replicació s’emmarca en el seu context històric, és a dir, si la replicació va acompanyada de la seva respectiva enculturació (Grapí, 2000).

La replicació històrica d’experiments entorn a la pila de Volta

L’existència dels treballs de recerca en el currículum del batxillerat a Catalunya és un espai que permet vehicular de forma efectiva la presència de la història de la ciència i de la tècnica a l’ensenyament secundari postobligatori. A continuació es presenta el resum d’un treball de replicació històrica d’experiments realitzat per alumnes de l’IES Joan Oliver (Sabadell) en l’àmbit dels treballs de recerca tutoritzat per l’autor. L’objectiu general del treball era replicar la pila de Volta en el seu context, a l’última dècada del segle xviii (Carmona et al., 2004), un context marcat per les recerques entorn a l’electricitat animal i l’electricitat artificial (per fricció). El treball es va enfocar, primerament, sobre dues manifestacions de l’electricitat animal explorades pels naturalistes de l’època: la contracció muscular i el peix torpede. En particular, l’aspecte de la contracció muscular va estar escenificada per la controvèrsia

entre Galvani i Volta. Tant un com l’altre van creure inicialment que l’origen de les contraccions musculars experimentades per l’anca d’una granota calia buscar-lo en la mateixa granota. No obstant, a partir del 1792 Volta va començar a especular sobre l’origen del fluid elèctric que provocava aquestes contraccions. Una primera part del treball de recerca es va dedicar a la replicació d’alguns dels experiments de Volta sobre la contracció muscular de l’anca d’una granota amb arcs

metàl·lics o bimetàl·lics (fig. 1).

Volta va concloure que el fluid elèctric i, per tant, la contracció es produïen pel contacte entre un o dos metalls quan un extrem metàl·lic tocava una part humida (nervi o múscul) mentre l’altre extrem tocava una part humida diferent. Aquesta part del treball no tan sols va ser útil per adquirir uns determinats coneixements conceptuals relatius a la polèmica entre Galvani i Volta, i entendre, per tant, com teories diferents pretenien explicar uns mateixos fets, sinó que també va ser útil per adquirir un seguit de coneixements gestuals que van des d’espellar una granota fins a pinçar amb encert un nervi de la medul·la per provocar una contracció muscular.

El treball va prosseguir examinant com l’estudi anatòmic del peix torpede va permetre descobrir que els seus òrgans elèctrics estaven formats per un apilament de làmines. En aquest punt es van examinar els corresponents documents (fig. 2) (Réamur, 1714; Hunter, 1773).

Aquesta observació juntament amb els experiments amb

la granota, el 1800 van dur Volta a apilar discs metàl·lics diferents (de plata i llautó) separats per discs de cartró amarats de salmorra i a comprovar com es generava una electricitat feble (fig. 3). En aquest sentit el treball de recerca va mostrar la utilitat dels models en el procés de creació científica. La part experimental del treball es va completar reproduint l’experiment de Volta amb el seu «condensatore» per comprovar que la seva pila generava una electricitat feble.1

A més a més dels objectius esmentats, el treball de recerca també pretenia constatar la mobilitat de les fronteres entre territoris científics (electricitat, química i fisiologia animal) i reconèixer el valor de l’experimentació en ciències. El fet d’haver realitzat un treball de recerca de ciències amb connotacions històriques va ser valorat pels autors del treball tot destacant-ne:

1 Aquesta última part experimental no es pot considerar estrictament històrica atès que el condensador utilitzat no era una rèplica del «condensatore» de Volta. No obstant això, els procediments utilitzats es poden considerar com una reposició històrica dels emprats per Volta.

2. El peix torpede representat per Réamur (esquerra), i detalls dels òrgans responsables de les descàrregues elèctriques representats per Réamur i Hunter (centre i dreta).

Figura 1. Contracció de l’anca d’una granota amb un arc bimetàl·lic de coure i ferro pinçant la medul·la i un múscul.

Figura

— Haver pogut conèixer aspectes de la història de l’electricitat i de les ciències de la vida, descobriments històrics i les lleis que regien aquests fenòmens descoberts.

— La seva sorpresa en descobrir la utilitat actual d’instruments del passat.

— La lentitud amb la qual es produïa la comunicació d’innovacions científiques en el passat.

— Les dificultats que comporta la reproducció d’experiments històrics.

Consideracions finals

Els treballs de recerca poden proporcionar un espai potent per incorporar la història de la ciència en l’ensenyament de les ciències, complementant així altres activitats d’aula que persegueixin la mateixa finalitat. La història de la química, per la seva part, és prou rica com per facilitar documents i, sobretot, la descripció d’experiments i instruments prou accessibles per als alumnes de batxillerat com per permetre la seva reconstrucció aprofitant l’espai dels treballs de recerca. Finalment, incorporar la replicació d’experiments de la història de la química en els treballs de recerca possibilita l’adquisició d’una visió més àmplia de la química que la proporcionada per

les activitats estàndard de laboratori.

Referències

CarMona, M. r.; CuBero, o.; torá, C. (2004). La construcció de la pila de Volta [inèdit].

Fauque, d. (2003). Lavoisier. La naissance de la chimie moderne París: Vuibert gaudillière, J. P. (1994). «Lavoisier, Priestley, le phlogistique et l’oxygène. De l’étude de controverse à la réplication pédagogique». Aster, núm. 18, p. 183-215, 210.

graPí, P. (2000). «El potencial educatiu de la història de la ciència. El cas de la revolució química». A: Batlló, Josep; Fuente, Pere de la; Puig, Roser (ed.). Actes de la V Trobada d’Història de la Ciència i de la Tècnica. Barcelona: SCHCT-IEC, p. 111-114.

graPí, P. (2007). «La replicació d’experiments i instruments en el seu context. Una manera de situar la història en l’ensenyament de les ciències». A: graPí, Pere; Massa, M. Rosa (ed.). Actes de la II Jornada sobre la Història de la Ciència i l’Ensenyament. Antoni Quintana Marí. Barcelona: SCHCT-IEC, p. 61-72.

graPí, P. (2017). «Approaching the history of science through its images in science teacher education: the case of the pneumatics apparatus». L’Actualité Chimique, núm. 421, p. 52-55.

Heering, P. (2003). «Rejected Historical Experiments and their Use for Science Teacher Training». 7th International History, Philosophy of Science and Science Teaching Conference Proceedings. Winnipeg: University of Winnipeg Communications Office, p. 366-376.

Heering, P. (2005). «Analysing Unsuccessful Experiments with the Replication Method». Endoxa, núm. 19, p. 315-340.

Heering, P. (2015). «Make–Keep–Use: Bringing Historical Instruments

into the Classroom». Interchange, núm. 46, p. 5-18.

Hunter, J. (1773). «Anatomical Observations on the Torpedo». Philosophical Transactions, núm. 63, p. 481-489.

raBier, A. (2017). «Comment utiliser des textes historiques pour travailler la démarche de modélisation en chimie». L’Actualité Chimique, núm. 421, p. 49-51.

réaMur, R. A. F. (1714). «Des effets que produit le poisson appellé en français torpille, ou trembleur, sur ceux qui les touchent: et de la cause don tils dépendent». A: Historie de l’Académie Royale des Sciences puor l’Année 1714. París: Imprimerie Royale, p. 344-360. riess, F. (2000). «History of Physics in Science Training in Oldenburg». Science & Education, núm. 9, p. 399-402.

sCHeideCKer-CHevalier, M.; laPorte, G. (1999). La démarche de modélisation en chimie. París: Ellipses.

siCHau, C. (2000). «Practising Helps: Thermodynamics, History, and Experiment». Science & Education, núm. 9, p. 389-398.

Pere Grapí Vilumara

Llicenciat en ciències químiques (UB) i doctor en filosofia i lletres –programa història de la ciència–(UAB). Ha estat catedràtic de física i química d’ensenyament secundari. Les seves principals àrees de recerca en història de les ciències són la química de finals del segle xviii i principis del segle xix i les relacions entre la història de la ciència i l’ensenyament.

A/e: pgrapi@gmail.com

Figura 3. Replicació de la pila de Volta.

Elaboració de treballs de recerca en un centre d’investigació

Elaboration of research works in a research center

Laia Pellejà i Puxeu / Institut Català d’Investigació Química (ICIQ)

resum

El treball de recerca és un conjunt d’activitats estructurades i orientades a la investigació que realitza tot l’alumnat de batxillerat, amb l’orientació i el seguiment del professorat, per tal de consolidar la competència en recerca. En el present article s’explica com s’ha abordat el suport a aquest projecte curricular des d’un centre d’investigació. S’exposa l’evolució de l’enfocament des de la unitat de divulgació científica del centre i es fa una reflexió sobre la idoneïtat del model. Finalment, s’apunten els beneficis que s’obtenen d’aquesta relació generada entre estudiants i científics.

paraules clau

Treball de recerca, centre de recerca, divulgació científica, experiència, vocacions científiques.

abstract

The research work is a set of structured and research-oriented activities carried out by high school students under the guidance and supervision of their teachers, aimed at consolidating the student’s research competencies. This article explains the approach used by the research center to give support to the curricular project. The article also explains the evolution of the approach used by the scientific dissemination unit of the center and observations are made on the suitability of the model. Finally, the benefits of establishing a relationship between students and scientists are noted.

keywords

Research work, research center, scientific dissemination, outreach, experience, scientific vocations.

A l’Institut Català d’Investigació Química (ICIQ, fig. 1) fa set anys que assessorem i tutoritzem treballs de recerca d’alumnes de batxillerat i durant tots aquests anys he estat la màxima responsable d’aquest programa, però els resultats no haurien estat possibles sense l’ajuda i la bona predisposició a ensenyar de molts estudiants de doctorat, de diversos científics que treballen a l’àrea de suport a la recerca i del personal administratiu que ens ha ajudat a omplir tota la paperassa burocràtica del nostre centre.

Alumnes de batxillerat als centres de recerca

Començar un curs de batxillerat no només es tradueix en un

augment de dificultat i especialització de les assignatures, sinó que comporta la introducció de nous reptes com la preparació de les PAU i l’elaboració d’un treball de recerca, entre d’altres. Si anem a mirar la definició oficial del Departament d’Educació sobre els treballs de recerca trobem que: «El treball de recerca és un conjunt d’activitats estructurades i orientades a la investigació que realitza tot l’alumnat de batxillerat amb l’orientació i seguiment del professorat, per tal de consolidar la competència en recerca. Es pot emmarcar dins un àmbit disciplinari, o pot ser interdisciplinari o transversal».

Des del nostre punt de vista, la paraula clau no pot ser cap altra

que la investigació, per tant, tots els alumnes de batxillerat hauran de treballar en cada una de les fases de la investigació, des de la pregunta que reflecteix les seves inquietuds fins al plantejament de les hipòtesis, el treball de camp o part experimental, la recollecció de resultats i el tractament de dades i, finalment, l’explicació i raonament de les conclusions. Per això cal remarcar el nostre paper en aquesta etapa dels estudiants més joves. Creiem que podem tenir un paper clau en la seva percepció sobre el món de la ciència i la investigació. Són molts els alumnes que o bé comencen desmotivats o bé acaben perdent l’interès en el seu propi projecte o, fins i tot, es veuen superats pel

ritme i el volum de feina que tenen. Nosaltres, com a professionals amb experiència, tenim les eines per brindar a les noves generacions una visió més oberta del que comporta fer un treball d’investigació. Els alumnes veuran que es necessita molta feina i disciplina, sí, però també que l’experiència de descobrir i d’aprendre els proporciona unes habilitats i competències que no s’imaginaven.

La nostra experiència

El primer any vam obrir les portes a tothom. Això va significar treballar molt però també nodrir-nos del que necessitava el jovent i aprendre del seu entusiasme. Vam arribar a donar suport i, en molts casos, cotutoritzar més de quaranta treballs. La majoria van ser duts a terme al nostre Laboratori d’Aprenentatge, que és un laboratori dedicat exclusivament a les activitats de divulgació que oferim (fig. 2). Aquest laboratori està completament preparat per fer recerca amb la caracterís-

tica que no hi trobarem cap producte tòxic que pugui afectar la salut dels estudiants. Això ens dona l’avantatge de poder fer investigació puntera sense haver de patir pels menors d’edat; és un laboratori on les úniques restriccions són utilitzar les mesures de seguretat habituals (bata, guants i ulleres) per tal d’adquirir hàbits de conducta al laboratori.

Per definir-ho d’alguna manera, aquell primer any vam fer treballs de recerca «a la carta»,

és a dir, vam acceptar la majoria de propostes que tenien els estudiants i, amb l’ajuda dels seus professors, vam tirar endavant investigacions inimaginables a principis d’any. Vam comparar les cigarretes electròniques amb les convencionals tot detectant nivells de nicotina, vam calcular l’eficiència de motors aeronàutics, vam intentar aconseguir l’efecte d’un medicament convencional en la salut amb l’ajut de plantes medicinals. També vam analitzar

Figura. 1. Fotografia de l’Institut Català d’Investigació Química.

Figura. 2. L’Adam aprèn a interpretar un article científic.

Figura 3. Diferents dispositius per provar l’eficiència de les cel·les solars de Grätzel.

la composició de les càpsules de te verd i vam detectar-hi aminoàcids, vam sintetitzar i caracteritzar compostos quirals, ens vam endinsar en el món del grafè, fins i tot vam provar de determinar si la litologia del naixement d’un riu era un factor determinant en la futura composició química de la seva aigua. Vam aprofundir en la dactiloscòpia, és a dir, en el món que hi ha darrere de l’empremta digital. Vam analitzar la química que hi havia darrere la màgia de Harry Potter, vam trobar diverses aplicacions de la fotoquímica a la fotografia, vam sintetitzar biomaterials, ens vam assessorar sobre la fusió nuclear, vam analitzar gairebé tot el que es podia analitzar de diferents sucs de taronja i ens vam «inventar» reaccions vistoses. Val a dir que també vam aconseguir que alguns alumnes s’interessessin per la química que fem al centre i vam tenir treballs molt interessants basats en diferents tipus de dispositius fotovoltaics.

A partir d’aquella experiència, i malgrat la il·lusió que ens feia aquest projecte, vam haver de decidir que havíem de retallar. Hi havia molts altres programes per tirar endavant i aquest ens suposava una gran dedicació i l’impacte que generava quedava reduït a un petit nombre de persones.

Canvi en l’enfocament dels treballs de recerca

A l’ICIQ tenim clar que la recerca en química és clau per donar solució als problemes que la nostra societat ha d’afrontar.

Per exemple, si parlem de la necessitat de desenvolupar energies renovables, a l’ICIQ hi ha grups que miren de trobar la manera d’aprofitar la llum solar per produir electricitat i combustibles solars; si parlem de lluita contra el canvi climàtic, hi ha grups que treballen en la captura de CO2 per fer nous materials o reaccions, o transformar-lo en combustible, i si parlem d’una economia que aprofiti millor els recursos i, per tant, que respecti el medi ambient, nosaltres investiguem com millorar processos de producció química mitjançant la recerca en catàlisi. Tot plegat des d’una aproximació química experimental i computacional. Partint d’aquesta definició del centre, vam decidir que els

treballs de recerca havien d’estar en la mateixa línia. Teníem prou recerca i era prou interessant com per poder aprofundir-hi i fer que els alumnes s’engresquessin amb hipòtesis que no s’haurien imaginat mai. Seguint aquestes directrius els alumnes han desenvolupat treballs de fotosíntesi artificial, han provat de produir hidrogen a partir de l’aigua provant diferents catalitzadors, han construït cel·les solars de Grätzel i n’han provat les eficiències utilitzant diferents colorants naturals i sintètics (fig. 3), han sintetitzat i caracteritzat punts quàntics, han estudiat la influència de l’estructura dels materials en el seu comportament magnètic, han dissenyat i muntat la maqueta d’una casa completa-

Bon dia,

Us escric per programar la part pràctica de la vostra estada. Estareu en un grup de recerca i una doctora us ensenyarà a fer els experiments. Us convidem a venir la setmana del 31 de juliol al 4 d’agost. Hauríeu d’estar aquí de les 9.30 h fins a les 16 o les 17 h. Podeu portar el dinar de casa o, si voleu, aquí al centre tenim una cantina on poder comprar-lo.

Per tal de tramitar les vostres pràctiques necessito que em feu arribar l’imprès que us adjunto emplenat i una fotocòpia del vostre

DNI i de la targeta sanitària.

Si teniu qualsevol dubte ja m’ho fareu saber, bon cap de setmana i ànims pels exàmens finals!

Laia

Figura 5. Exemple d’un correu on s’especifiquen les dates de l’estada i la documentació que ha d’aportar l’alumne per tal de tramitar la seva visita.

Figura 4. Alumnes del programa «Bojos per la Ciència - Química» 2017.

Bona tarda a tots,

Només us volia agrair tot el vostre suport durant aquestes setmanes. Els mesos de juny-juliol són els més forts pel que fa a l’Outreach i enguany hem superat tots els rècords!

Ja sabeu que jo estic molt agraïda per tota la feina que feu per tal que les activitats siguin una realitat, però crec que és més important que us traslladi literalment les paraules d’un dels estudiants:

«Hola Laia Pellejà, Soc en Damià, alumne que va realitzar una estada del treball de recerca la setmana del 15 al 19 de juliol. L’experiència ha estat meravellosa, m’ha agradat molt i estic motivat per continuar estudiant química. He disfrutat cada dia i he après molt. M’han ensenyat un munt de tècniques útils en el camp de la investigació i de la química. M’han mostrat aparells impressionants, com un microscopi electrònic de rastreig, un DSC, l’aparell de RMN, la tècnica de espectrografia IR, etc. M’han agradat molt les explicacions entenedores i clares de la Dra. Irene, i agraeixo molt la seva dedicació i l’atenció que ens ha dedicat aquesta setmana. I el meu agraïment és també per a tot l’equip que ens va acollir, a la meva companya Marta i a mi, des del primer dia.

També t’agraeixo l’oportunitat donada.

Gràcies per tot, surto molt motivat després d’aquesta gran experiència i torno a agrair tot el que heu fet per nosaltres aquesta setmana.

Atentament, Damià XXX»

Ja sé que la divulgació és molt agraïda però mai no és sobrer que ens reconeguin la feina ben feta. Per tant, moltes gràcies a tots, equip, espero que tingueu molt bones vacances i ens retrobem al setembre amb ganes de més i millor. Molts petons!

Laia

Figura 6. Exemple d’un correu agraint la feina a tot l’equip d’investigadors.

ment sostenible energèticament i ens hem meravellat tots amb els ferrofluids. També s’han endinsat en el món de la cristal·lografia i els raigs X, en les cromatografies, en les reaccions a elevada pressió i en l’electromagnetisme. Des de l’any 2014 a l’ICIQ impartim el curs de Química del programa «Bojos per la Ciència» de la Fundació Catalunya La Pedrera. Cada any venen vint-i-un estudiants seleccionats i durant tretze dissabtes aprenen la recerca que fem i quins són els reptes químics que tenim sobre la taula (fig. 4). A partir d’aquí se’ls proporciona la possibilitat de dur a terme el seu treball de recerca a les nostres instal·lacions sobre alguns dels

temes presentats i la majoria s’hi apunten. Però sempre n’hi ha algun que té les seves pròpies idees o li fa especial il·lusió aprofundir sobre algun tema o desenvolupar alguna idea i, en la mesura del possible, intentem tirar-ho endavant. En aquest sentit trobem treballs relacionats amb els perfums, la respiració del sòl en diferents concentracions de matèria orgànica, la cuina molecular, la síntesi i caracterització de pigments, la química forense o el muntatge d’una estació meteorològica. Venen carregats d’idees i sabem que amb els nostres recursos podem arribar més enllà del seu pensament inicial.

També hem fet treballs de recerca de divulgació i disseminació científica. Hi ha hagut alumnes que han aprofitat altres programes que tenim, com els casals d’estiu o els tallers puntuals per a alumnes de batxillerat, per desenvolupar treballs sobre la importància d’ensenyar ciència basant-nos en el treball experimental, estudis per detectar quan acaba la fascinació per allò desconegut en la canalla, treballs destinats a entendre perquè hi ha adolescents que perceben la ciència com una branca destinada només a gent molt estudiosa, i també hi va haver un alumne que va adaptar els jocs tradicionals basant-se en la química. Finalment, també vam tenir una alumna que va idear tot un scape room destinat a alumnes de segon de batxillerat amb proves relacionades amb la matèria de selectivitat.

La relació amb les escoles i instituts

Sempre hem tingut una relació excel·lent amb els centres d’ensenyament i mai no hem tingut el més mínim problema. Aquest èxit es basa en una bona comunicació, és a dir, que sigui àgil i clara. Hem de tenir en compte que es generen molts correus electrònics: explicacions del projecte (en què consisteix i com l’organitzarem), dubtes que es generen, dates per realitzar la part pràctica (fig. 5), documentació necessària per poder entrar a l’ICIQ, certificats d’assistència quan són necessaris (indiquem el grau d’implicació i d’aprofitament a part de la durada de l’estada), avaluacions, etc. Hi ha moltes coses a tenir en compte i és important resoldreles al moment en la mesura que sigui possible. Un dels moments més bonics quan tutoritzes o assessores un treball de recerca és quan tens l’oportunitat d’assistir a la defensa oral dels estudiants. És en

aquell moment quan t’adones de la feina ben feta, que les hores que han passat al centre de recerca han valgut la pena i que les explicacions i discussions tenen el seu fruit. També tens una alegria quan t’envien un whatsapp (pocs envien un correu) dient-te la nota assolida i estant tan contents. És llavors quan comproves que potser s’estan fent les coses bé. I és en aquell moment que no t’has d’oblidar de tot l’equip que tens al darrere, al qual també has de transmetre l’enhorabona (fig. 6).

Actualment la informació que tenim a la nostra pàgina web és la següent: «Des de l’ICIQ collaborem amb estudiants de batxillerat que estiguin interessats a fer el treball de recerca en temes relacionats amb la química. Podeu contactar amb nosaltres i explicar-nos el vostre treball de recerca i valorarem si els nostres investigadors o unitats de recerca poden donar-vos un cop de mà.

Tingueu en compte, però, que el nostre paper és assessorar i facilitar l’ús d’equips i instruments de recerca que tenim a l’ICIQ. La supervisió dels treballs de recerca correspon als professors dels centres educatius».

Intentem no estar presents en la tutorització dels treballs per tal que d’aquesta manera es creï una relació de forces equilibrada entre la part més educativa i formal (institut) i la part més tècnica i motivadora (ICIQ), que conjuntament generen les condicions òptimes per als alumnes per tal que puguin treure el millor d’ells mateixos i aconsegueixin no només un treball de recerca excel·lent, sinó un del qual també se sentin orgullosos i satisfets.

Els fruits d’un gran treball

Fins ara ens hem centrat en la relació entre l’ICIQ i els treballs de recerca des d’un punt de vista unidireccional: què podem oferir nosaltres als alumnes i als seus

treballs de recerca; però nosaltres també aprenem i ens nodrim d’aquesta experiència. Com? Per començar, estem ampliant contínuament les nostres competències: no en tenim prou de saber-nos les teories o conèixer el funcionament dels aparells, saber transmetre aquest coneixement és un dels reptes que afrontem com a científics. D’altra banda, ens permet tenir un contacte molt proper amb les que seran les noves generacions en el món de la ciència, conèixer i entendre les seves motivacions, idees, mentalitats, etc. És un dels objectius que hem de perseguir si volem mantenir l’esperit de la investigació viu; la societat canvia molt ràpidament i ens hem d’adaptar i no quedar-nos enrere. Al cap i a la fi, nosaltres representem un rol de model de científic per a aquests joves i hem de ser conscients de la responsabilitat que això comporta; cal que els ensenyem el món de la ciència tal i com és, fascinant, cooperatiu, emocionant i dinàmic, per tal de trencar amb l’estereotip que la ciència és una disciplina freda, calculadora i només apta per a les ments més brillants (fig. 7).

Finalment, els alumnes no només s’emporten una assignatura superada i una motivació personal, molts d’ells ja comencen a interessar-se per altres activitats i es presenten a concursos, tallers, beques…; en general, busquen llocs on poder satisfer les seves inquietuds i on poder demostrar les seves habilitats o aprendre’n de noves. Qualsevol persona amb certa experiència en el seu àmbit sap de primera mà que avui en dia una de les coses més importants és crear teixit i comunitat. Participar en diversos espais t’obre la porta a un món de possibilitats en l’àmbit professional i fins i tot a nivell personal. Actuant així els joves poden arribar a trobar nous

Figura 7. Fotografia d’equip després de diverses sessions sense obtenir els resultats esperats.

projectes, nous vincles, noves motivacions, nous horitzons… Aquesta última és una de les meravelles de la ciència, la gran capacitat que té per reunir gent de tot el món.

Laia Pellejà i Puxeu

Llicenciada en química i doctora en nanociència i nanotecnologia per la Universitat Rovira i Virgili (URV). Va portar a terme el seu doctorat sobre dispositius fotovoltaics a l’Institut Català d’Investigació Química. Des del 2014 és la responsable de Divulgació i Formació Científica d’aquest mateix centre de recerca i fa de la seva feina una de les seves passions: transmetre el coneixement i despertar vocacions científiques.

A/e: lpelleja@iciq.cat

Investigant la composició de les aigües del riu Llobregat

Investigating the chemical composition on the waters of Llobregat River

Clara Moreno Martín / Alumna de l’Institut Icària de Barcelona

resum

El treball realitzat és un estudi sobre la composició de les aigües del Llobregat, un dels rius més importants de Catalunya, en diferents punts del curs fluvial i el tractament d’aigües en zones properes al delta per ser subministrades posteriorment als municipis propers i retornades al riu. Té per objectiu fer una valoració final de l’estat del riu (nivell de contaminació) i conèixer les funcions de la planta potabilitzadora i la planta depuradora. S’ha cercat informació sobre paràmetres físics de les aigües, la potabilització de l’aigua a la planta de Sant Joan Despí i la depuració a la planta del Baix Llobregat i s’ha realitzat una experimentació al laboratori per estudiar cada un dels paràmetres químics seleccionats prèviament.

paraules clau

Clorurs, duresa, matèria orgànica, nitrats, pH, conductivitat.

abstract

The project is an in-depth analysis on the composition of the waters of Llobregat River, one of the most important rivers in Catalonia, in different points along its course and their treatment process in stretches located next to the delta in order to supply water to the closest towns and return it to the river. The aim of this work is to give a final assessment of the levels of pollution of the river and to understand the functions of the water treatment and purifying plant.

The river and the water purification and depuration in Baix Llobregat have been studied. Moreover, experiments have been carried out in the laboratory in order to study each one of the previously selected chemical parameters.

keywords

Chlorides, hardness, organic matter, nitrates, pH, conductivity.

Introducció

L’article explica la part experimental del meu treball de recerca de batxillerat fet l’any 2018, sobre la composició química de l’aigua del Llobregat per avaluar la seva contaminació.

Pel que fa a l’elecció del tema del treball, des del principi vaig estar molt segura que la meva investigació se situaria dins de l’àmbit científic, però dubtava si tractaria sobre física, química o biologia. A primer de batxillerat l’assignatura que més m’agradava era la química, els temes eren molt interessants i les classes es feien

molt amenes. Suposo que per això, després d’un temps dubtant, vaig decidir fer un treball de recerca dins l’àmbit de la química.

Un cop triada la matèria, havia de decidir el tema. Vaig informar-me sobre possibles projectes químics junt amb altres propostes que la tutora m’havia ofert. Va ser tot molt espontani, ja de bon principi la investigació i l’anàlisi d’aigües em van fer especial il·lusió per la possibilitat de visitar indrets prop del riu i plantes de tractament. També em va convèncer el contingut de la part experimental, que podria ser interessant

i entretinguda pels muntatges que calia fer i els diferents materials i reactius que s’havien d’utilitzar. En definitiva, em va semblar un treball de recerca adequat i que m’agradaria fer. La tutora del meu treball de recerca va ser Dolors Jovell Brunet, professora de l’Institut Icària, on es va realitzar aquest treball de recerca.

Pregunta de recerca i objectius del treball

La pregunta a la qual volia donar resposta va ser si el riu Llobregat estava contaminat. La meva hipòtesi apuntava a un alt

nivell de contaminació al delta del riu i tot el contrari per a les zones situades al seu naixement. Els objectius del treball són:

— Fer una comparació de les aigües del riu Llobregat entre diferents punts del seu curs fluvial basant-me, bàsicament, en diferents paràmetres químics.

— Relacionar els resultats experimentals amb el medi diferent on es troben.

— Determinar si el riu està contaminat o no, i en quin nivell, mitjançant els resultats obtinguts.

Paràmetres químics escollits per a l’estudi

Després d’haver fet una recerca sobre el Llobregat i investigar com es fan els processos d’anàlisi d’aigües vaig triar d’estudiar els paràmetres químics següents perquè em van semblar molt profitosos a l’hora d’extreure informació de l’estat de les aigües i perquè s’adequaven millor al material del qual disposava. Aquests paràmetres van ser la concentració de clorurs, la duresa de l’aigua, la determinació de la quantitat d’oxigen en l’aigua, la concentració de nitrats, el pH i la conductivitat.

— Els clorurs (Cl–) són uns dels ions principals dissolts a l’aigua del riu, per això crec que convé analitzar la seva presència. Les aigües naturals tenen continguts de clorurs molt variables depenent de les característiques del terreny per on passen. L’augment de clorurs a l’aigua pot tenir diversos orígens: infiltracions d’aigua de mar, pluges o contaminació per aigües residuals (detergents, descalcificadors...) o per abocaments industrials. A més, diversos factors com les pràctiques agrícoles i ramaderes també poden aportar més clorurs a l’aigua.

— La duresa de l’aigua està causada per la presència dels cations calci (Ca2+) i magnesi (Mg2+) i es determina com la

suma de la concentració d’aquests ions. Aquestes espècies químiques es troben, en gran part, juntament amb els anions carbonat (CO32–), que en excés de diòxid de carboni (CO2) se solubilitzen i passen a ions hidrogencarbonats (HCO3–). En el cas que l’aigua estigui carregada d’ions calci i magnesi i que, per tant, sigui dura, aquests interaccionen amb el sabó i provoquen que l’aigua no pugui envoltar les micel·les (sals de sodi o potassi que envolten els greixos, és a dir, la brutícia) i es formi escuma.

— La matèria orgànica (MO) és un dels contaminants més importants en els ecosistemes aquàtics perquè produeix un increment de l’activitat bacteriana. La matèria orgànica dissolta a l’aigua s’expressa com la quantitat d’oxigen que consumiria la matèria orgànica existent en un litre d’aigua.

— Els ions nitrats (NO3–) són oxoanions del nitrogen que es troben a les aigües naturals i en el sòl. Els ions nitrats presents a les aigües naturals provenen de la matèria orgànica descomposta al medi aquàtic per determinats bacteris. A part, i de manera externa, els ions nitrats també poden provenir d’activitats industrials, ramaderes, urbanes i agrícoles (abocaments de residus industrials, d’aigües residuals, fertilitzants, etc.). És per això que on es troben en una major concentració és en aquelles zones on l’activitat agrícola i ramadera és important, ja que s’utilitzen quantitats significatives d’adobs químics i fertilitzants i es produeixen excrements a les granges (purins). La seva presència a l’aigua no és perjudicial per a la salut si es troben en concentracions baixes. Per contra, ho és si es troben en alta concentració, a més de dificultar el procés de potabilització de l’aigua (osmosi inversa).

— El pH és una mesura del grau d’acidesa o basicitat d’una solució aquosa diluïda i indica la

concentració d’ions oxoni (H3O+) presents en aquest tipus de solucions. L’aigua, en el seu estat natural, presenta un pH mitjà d’entre 6,6 i 8. L’aigua amb un pH inferior a 6 (àcida) o amb un pH superior a 9 (bàsica) dificulta la vida dels organismes aquàtics i és un factor clau a l’hora de trobar un contaminant a l’aigua. Per exemple, amb un pH baix, l’aigua pot dissoldre ions metàl·lics pesants com els del plom, l’estany o la plata; mentre que amb un pH alt la majoria dels metalls pesants (amb les excepcions del mercuri i el crom) tendeixen a precipitar. Alguns factors que influeixen en els valors del pH de l’aigua són:

· La temperatura, ja que modifica la constant d’autoprotòlisi de l’aigua (Kw).

· La presència de sals procedents de cations de bases fortes i anions d’àcids febles, com el carbonat de sodi (Na2CO3), que augmenten el valor del pH. En el cas contrari, la presència de sals procedents de cations de bases febles i anions d’àcids forts, com el clorur d’amoni (NH4Cl), disminueixen el valor del pH.

· La composició del sòl, que depèn del tipus de sòl i de les roques que conté, junt amb el clima i la vegetació. Els canvis de pH que ocasionen poden dificultar el creixement de les plantes.

· La contaminació per explotacions mineres o industrials de metalls o matèria orgànica.

El pH també afecta diversos processos químics i biològics en les aigües naturals com la fotosíntesi, reaccions redox, mobilitat de metalls pesants, etc. Un exemple més concret és la transferència d’un protó del catió amoni a amoníac (NH3), que és un compost més tòxic per als éssers vius.

— La conductivitat és una mesura de la concentració d’ions que hi ha a l’aigua i es determina amb la concentració de sals que conté dissoltes. Les sals sòlides

Figura 1. Naixement del riu, un dels indrets del Llobregat on es van recollir mostres d’aigua.

Figura 2. L’erlenmeyer de la dreta mostra el punt final de la valoració de clorurs.

Figura 3. L’erlenmeyer de la dreta mostra el punt final de la valoració de la duresa.

no són capaces de conduir el corrent elèctric, però sí que ho són si estan en solució aquosa, ja que els ions són partícules carregades que en moure’s en una solució condueixen el corrent i, per això, com més elevada sigui la concentració de sals en l’aigua, més gran serà la seva conductivitat. Les unitats de mesura són µS/cm (microsiemens per cm). La conductivitat de la solució variarà en funció de la concentració de sals, de la mida dels ions (com menys grandària, més mobilitat), de la seva càrrega i de la temperatura. Als rius sense influència humana, la conductivitat varia segons la geologia de la conca i la

distància respecte al seu naixement, tot i que sovint no presenten valors gaire elevats. Els ions que es poden presentar són hidrogencarbonats, clorurs, sulfats i ions calci, magnesi, sodi, potassi, etc. Per contra, en aigües alterades pels humans l’alta conductivitat pot ser deguda a abocaments d’aigües residuals, ús de productes descalcificadors en les indústries o diferents usos del sòl.

Recollida de mostres d’aigua

Per obtenir les mostres a analitzar es van escollir tres indrets diferents del curs del riu.

— El naixement del riu, a Castellar de n’Hug (Fonts del Llobregat), per disposar d’una mostra de l’aigua del tram inicial (fig. 1).

— La zona de Manresa, on el riu es troba en el seu curs mitjà i diversos afluents hi han desembocat i han pogut canviar la composició de l’aigua. També és on es troben les mines de sal i potassa que poden alterar fàcilment la composició del riu.

— El delta del Llobregat, al municipi del Prat de Llobregat, on el riu porta tota mena de nutrients i altres substàncies que s’han anat transportant al llarg del seu recorregut.

Mètodes analítics

1. Clorurs

Per determinar la presència de clorurs es va utilitzar el mètode de Mohr. Els cations Ag+ del nitrat de plata (AgNO3) reaccionen amb els clorurs i, en esgotar-se els ions clorurs, els cations plata comencen a reaccionar amb el cromat de potassi, perquè com que la solubilitat del cromat de plata (Ag2CrO4) és més gran que la del clorur de plata (AgCl), aquest últim precipita primer (equació 1). Davant del primer excés de nitrat de plata afegit, el catió Ag+ reacciona amb

el cromat de potassi, K2CrO4 (hi ha una concentració insuficient de Cl– lliures en solució) i precipita el Ag2CrO4, que marca així el punt final de la valoració en aparèixer un precipitat marró vermellós (equació 2) (fig. 2). Així, sabent la quantitat de nitrat de plata afegit fins al punt final, podem saber, mitjançant càlculs estequiomètrics, la concentració de clorurs que tenia l’aigua.

Cl– (aq) + AgNO3 (aq) → AgCl ↓+ NO3– (aq) (equació 1)

2 AgNO3 (aq) + K2CrO4 (aq) → Ag2CrO4 ↓ + 2 KNO3 (aq) (equació 2)

2. Duresa

Al laboratori només es mesuren les concentracions (mg·dm-3) de carbonat de calci. El mètode per determinar la presència d’ions Ca2+ i Mg2+ utilitza l’EDTA (àcid etilendiamintetraacètic) i el negre d’eriocrom T que forma amb el magnesi l’espècie MgI–, que dona una coloració entre vermella i rosada a la solució. Quan s’afegeix gota a gota l’EDTA, té lloc una reacció amb els ions Ca2+ i Mg2+ de la mostra (equació 3).

2 EDTA (aq) + Ca2+ (aq) + Mg2+ (aq) → EDTA Ca2+ + EDTA Mg2+ (equació 3)

Primer s’esgoten els ions calci, els quals tenen més afinitat per l’EDTA. A continuació s’esgoten els ions magnesi, fet que produeix un canvi de color al blau perquè l’EDTA «segresta» el Mg2+ del negre d’eriocrom T (MgI–), responsable del color vermell-rosat (equació 4).

EDTA + [H+] + MgI– → EDTA Mg2+ + HI2- (equació 4)

Sabent el volum gastat d’EDTA podem calcular la concentració de Mg2+ i Ca2+ a l’aigua analitzada.

3. Matèria orgànica (MO)

La matèria orgànica (MO) dona gust, olor i color a l’aigua.

Treballs de recerca

S’oxida amb una solució de permanganat de potassi (KMnO4) en calent i en medi àcid. A continuació, es valora l’anió permanganat MnO4– en excés amb àcid oxàlic. L’oxidabilitat és una mesura de la matèria orgànica que té l’aigua. S’ha de tenir en compte que no només la matèria orgànica consumirà MnO4–, sinó que també altres substàncies que es puguin reduir ho faran, per això s’anomena «oxidabilitat al permanganat».

L’aigua analitzada conté matèria orgànica. El primer que aboquem al matràs és una solució d’àcid sulfúric. Aquesta substància és essencial per tal que el contingut del matràs sigui àcid i la matèria orgànica pugui ser oxidada pel permanganat de potassi.

Les reaccions que tenen lloc són:

MO (forma reduïda) + MnO4– → MO (forma oxidada) + Mn2+

També hi ha una quantitat de MnO4– en excés que no ha reaccionat.

La semireacció de reducció del MnO4– és:

MnO4– + 8 H+ + 5 e– → Mn2+ + 4 H2O (equació 5)

MO (forma reduïda) + O2 → MO (forma oxidada) + O2–

La semireacció de reducció de l’oxigen (O2) és:

O2 +4 e– → 2 O2– (equació 6)

MO + 4 MnO4– + 32 H+ + 5 O2 → MO + 4 Mn2+ + 10 O2– + 16 H2O (equació 7)

Per cada 4 mol de permanga-

nat que oxiden la matèria orgànica, 5 mol d’oxigen (O2) també oxiden la matèria orgànica, com es mostra en l’equació 7.

El MnO4– de la reacció en excés que no ha reaccionat amb la matèria orgànica es redueix posteriorment amb l’àcid oxàlic H2C2O4, el qual també s’afegeix en excés.

Semireacció de reducció: MnO4– + 8 H+ + 5 e– → Mn2+ + 4 H2O (equació 8)

Semireacció d’oxidació: C2O42–→ 2CO2 + 2 e– (equació 9)

2 MnO4– + 16 H+ + 5 C2O42– → 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O (equació 10)

De la mateixa manera, la quantitat d’àcid oxàlic en excés que no ha reaccionat es valora després amb el permanganat de potassi.

Seguint les reaccions anteriors, podrem arribar a calcular els mil·ligrams d’oxigen que hi ha en els 100 mL de la mostra a partir del volum de permanganat de potassi que ha reaccionat amb l’àcid oxàlic en excés.

4. Nitrats

Els ions nitrat (NO3–) es redueixen a ions nitrit (NO2–) en medi àcid. Aquests formen, amb una amina aromàtica adequada, un colorant nitrogenat de color groc ataronjat en què es basa la valoració. Per a la determinació de nitrats vaig fer ús d’un kit d’anàlisi de nitrats (fig. 4) que

permet obtenir els valors per colorimetria.

5. Mesura del pH

El pH-metre utilitzat per mesurar el pH (fig. 5) determina la concentració dels ions oxoni mitjançant la diferència de potencial entre dos elèctrodes: un de referència amb un pH intern estable i un altre de vidre que és sensible a l’ió oxoni.

6. Conductivitat

La conductivitat es mesura amb el conductímetre. És un aparell que pot detectar la intensitat del corrent elèctric que travessa la solució on estan submergits els dos elèctrodes, separats una certa distància fixa. Els ions es mouen en sentits diferents, en funció del signe de la seva càrrega, sota l’acció del camp elèctric produït per la diferència de potencial aplicada entre aquests dos elèctrodes. Les dades són directament recopilades pel programa de l’ordinador per poder ser comparades. Un cop hem obtingut el valor de la conductivitat, utilitzant un sensor de conductivitat, es multiplica per una constant (A), que depèn de la temperatura, per obtenir la mineralització de l’aigua.

Resultats

Els resultats obtinguts dels diferents paràmetres analitzats es poden observar en els gràfics que inclou la fig. 7. En els gràfics es

Figura 4. Kit d’anàlisi de nitrats.

Figura 5. pH-metre utilitzat.

Figura 6. Sensor de conductivitat utilitzat.

mostren les concentracions expressades en mg/L de clorurs, ions calci (duresa), matèria orgànica, nitrats i mineralització i pH (com que els valors de matèria orgànica i nitrats són molt petits respecte a l’escala representada, se’n pot observar una ampliació a la part superior del gràfic). Per a cada mostra d’aigua es van efectuar tres valoracions i es va calcular la mitjana que es va prendre com a resultat.

La duresa pren valors de 180 a gairebé 300 mg de CaCO 3 /L, és a dir, és una aigua tova al principi i mitjana i força dura en trams posteriors. Els valors calculats d’oxigen en l’anàlisi de matèria orgànica són d’1,5 a 4 mg O 2 /L aproximadament, que corresponen a no contaminació. Els nitrats prenen valors d’1 a 10 mg NO 3 – /L, que també corresponen a no contaminació. El pH es manté molt estable en els punts de mostreig analitzats. La conductivitat té un valor mitjà per als primers dos punts de mostreig (A i B) que no supera els 800 µS/cm, mentre que és alta als dos últims punts de mostreig (C i D), amb valors propers a 1.000 µS/cm.

Discussió dels resultats

El riu presenta unes aigües amb una composició força diferent entre els trams més propers al naixement (aigües menys contaminades) i els trams més propers al delta (aigües amb valors de concentració més elevada de clorurs, nitrats, matèria orgànica, etc.). El patró seguit per als valors de cada paràmetre és de valors més baixos al principi i més alts a mesura que avança el curs del riu. Els motius són exclusius per a cada paràmetre químic. Tot seguit es comenten per a cadascun dels paràmetres. — Els clorurs prenen valors de 27 a 172 mg/L, la qual cosa no denota contaminació. Tampoc sobrepassen el límit establert pel

Reial Decret 140/2003 que recomana que per a l’aigua d’ús quotidià en tingui una quantitat inferior als 250 mg/L. La quantitat de clorurs a l’aigua del Llobregat va augmentant al llarg del curs del riu, amb valors que van creixent respecte als anteriors. Al naixement el nivell de clorurs és baix, dada que suggereix la puresa que presenta el riu en aquest punt. En el seu curs mitjà el riu Llobregat pateix avui una font peculiar de contaminació deguda als residus de les mines de potassa (KCl) de Cardona, Súria i Sallent. És d’aquest últim punt d’on vaig agafar la mostra C (Sallent), fet que explica que la salinitat del riu sigui força elevada. El valor de clorurs és màxim en el punt C. La quantitat de clorurs disminueix en el punt D (el Prat de Llobregat), si bé continua tenint un valor força elevat en comparació amb els punts A (Fonts del Llobregat) i B (la Baells).

— Pel que fa a la duresa, en els dos primers punts de mostreig trobem una aigua semidura ja que la concentració de CaCO3 és inferior a 219 mg/L i la qualitat de l’aigua és bona. En els punts de mostreig C i D l’aigua és força dura, ja que presenta una concentració elevada de CaCO3, i la qualitat de l’aigua és mitjana. El fet que la duresa de l’aigua augmenti des del punt de mos-

treig C fins al punt de mostreig D pot ser degut a la influència del mar en el darrer cas, o a l’abocament involuntari d’alguns productes agrícoles o d’aigües residuals. Els valors, però, es mantenen per sota del límit establert (550 mg de CaCO3/L).

— Pel que fa a la matèria orgànica, s’observa que va augmentant al llarg dels quatre punts de mostreig del curs del riu Llobregat. Al naixement el nivell d’oxigen calculat després de les valoracions és baix, mostrant de nou la puresa que presenta el riu en aquest punt i la poca quantitat de matèria orgànica que conté. En el seu curs mitjà la quantitat de matèria orgànica augmenta fins a arribar a la desembocadura, que és on s’assoleix el punt màxim. És a dir, la zona del delta és la que conté més compostos orgànics i és, probablement, on predomina més l’activitat bacteriana. No obstant, cap de les mostres supera els 5 mg O2/L màxims, i per tant l’aigua és apta per al consum humà.

— La quantitat de nitrats a l’aigua del Llobregat correspon a valors que trobem en aigües no contaminades (inferiors a 10 mg/L, el valor òptim per a la vida dels éssers vius). No se supera tampoc el valor màxim de 50 mg/L de NO3– establert pel Reial Decret. Els valors van augmentant al llarg del curs del riu, amb l’excepció

Figura 7. Gràfics de resultats dels quatre punts de mostreig (A, B, C i D): clorurs, duresa, matèria orgànica, nitrats, mineralització i pH.

Treballs de recerca

del lloc del naixement, que presenta una quantitat relativament alta respecte a trams posteriors. Aquest fet pot ser degut als bacteris que descomponen la matèria orgànica i que viuen en aquest primer tram del riu, o també pot ser degut al tipus de terreny de la zona, on s’hi poden trobar afloraments de margues, gresos i guixos. En el seu curs mitjà la quantitat de nitrats torna a disminuir en el punt B i augmenta fins a arribar a la desembocadura, que és on s’assoleix el punt màxim i on, probablement, s’han anat acumulant els diferents productes de granges sumant-hi l’activitat bacteriana.

— El valor de pH és lleugerament més alt en les aigües més properes al delta, tot i que els valors de pH en els quatre punts de mostreig han estat molt propers a 7. El pH pren valors de 7,06 a 7,25. Aquests valors són òptims per al medi aquàtic i per al consum humà, ja que se situen dins del marge de pH establert pel Reial Decret, de 6,5 a 9,5. Els canvis poden ser deguts a possibles abocaments de residus o a processos biològics al llarg del curs del riu.

— La conductivitat en cap punt no supera el màxim establert, que són 2.500 µS/cm. Per a zones més properes al naixement, la mineralització és mitjana, i una mica més baixa al lloc d’origen. Probablement això deu ser degut a la geologia de la zona i als minerals presents. En el curs mitjà, i per influència de les mines salines, com ja havíem esmentat anteriorment, el nivell de sals a l’aigua puja considerablement fins a valors propis d’una mineralització alta.

Conclusió

Es pot afirmar que els valors dels diferents paràmetres estudiats en les aigües del riu

no arriben a xifres suficientment elevades com per considerar que es tracti d’un cas de contaminació. Per altra banda, s’han comparat els resultats amb valors més sòlids obtinguts per entitats dedicades a l’anàlisi d’aigües, com és l’Agència Catalana de l’Aigua, i es pot afirmar que els nostres valors no s’allunyen de la mitjana i encaixen amb els que es podia esperar. Malgrat tot, l’experimentació s’hauria pogut dur a terme millor i de forma més ampliada si s’hagués disposat de més temps. Les explicacions i interpretacions dels resultats giren en tots els casos al voltant d’unes mateixes raons, que són el transport i l’acumulació de diferents substàncies del terreny o de l’exterior, així com l’abundància d’indústries, granges i abocaments en trams més avançats del riu.

Valoració

Un cop acabat el treball de recerca i assolits els objectius plantejats, em vaig adonar de com havia gaudit del temps que hi havia dedicat. La investigació de la part teòrica em va semblar, en un primer moment, fatigosa, però al mateix temps va ser molt interessant pel fet d’investigar el curs del riu Llobregat per saber d’on extreure les mostres o buscar informació sobre el procés de depuració i potabilització de l’aigua. Cada apartat del treball em va cridar l’atenció per algun aspecte i això va permetre que la recerca m’agradés molt i m’aportés molt d’aprenentatge pel que fa a la química i a l’entorn mediambiental.

A nivell personal vaig adquirir molta autonomia, i vaig saber mantenir un ritme de treball adient al llarg de l’any, cosa que no sempre aconsegueixo. Vaig aprendre a treballar al laboratori tot utilitzant el material adequat i

també vaig adquirir certa facilitat per redactar documents llargs amb l’ordinador. M’emporto, en general, moltes experiències i coneixements que fan que, en definitiva, estigui contenta i satisfeta amb tota la feina i treball fets.

Referències

FundaCió agBar (2004). El Baix Llobregat: història i actualitat ambiental d’un riu

Centre de l’aigua de Can Font (2007). Anàlisi d’aigües [en línia]. <http://docplayer. es/72369467-Analisi-d-aiguescentre-de-l-aigua-de-canfont-autors-anna-closes-inunez-jaume-pont-serraagraim-la-col-laboracio-de. html> [Consulta: 30 maig 2020].

arderiu i roMero, M. (2012). La química ens ajuda: Be SOS. INS Icària.

el lloBregat Llobregat SOStenible [en línia]. <https://www. elllobregat.com/noticia/6594/ historia/el-riu-llobregat.html>. [Consulta: 30 maig 2020].

viquiPèdia Fonts del Llobregat [en línia]. <https://ca.wikipedia. org/wiki/Fonts_del_Llobregat> [Consulta: 30 maig 2020].

viquiPèdia Delta del Llobregat [en línia]. <https://ca.wikipedia. org/wiki/Delta_del_Llobregat 2-06-2018> [Consulta: 30 maig 2020].

Clara Moreno Martín

Ha estat alumna de l’Institut Icària de Barcelona. Actualment estudia enginyeria biomèdica a la Universitat de Barcelona. A/e: claramoreno.m@gmail.com

Premis als Treballs de Recerca de Batxillerat de la SCQ (2015-2020): una anàlisi reflexiva

SCQ awards to the baccalaureate research projects (2015-2020): a reflexive analysis

Jordi Cuadros / IQS Universitat Ramon Llull. Societat Catalana de Química

Fina Guitart / CESIRE Departament d’Educació. Societat Catalana de Química

Aureli Caamaño / Societat Catalana de Química

Pere Grapí / Societat Catalana de Química

resum

Es presenta l’anàlisi dels gairebé 600 treballs admesos en les sis darreres edicions (2015-2020) dels Premis als Treballs de Recerca de Batxillerat dins l’àmbit de la Química pel que fa a la seva procedència, el grau de suport rebut fora del centre educatiu i les temàtiques més freqüents. Es presenten les característiques de la rúbrica usada i se’n compara la valoració en els diferents elements, tant en el conjunt dels treballs estudiats com en els treballs més ben valorats. La reflexió sobre els resultats pot ser útil per orientar els participants en les properes edicions i el professorat que acompanya els alumnes en la realització d’aquests treballs.

paraules clau

Treball de recerca, batxillerat, química, valoració, rúbrica.

abstract

This paper presents the analysis of almost 600 research projects submitted to the last six editions (2015-2020) of the Premis als Treballs de Recerca de Batxillerat dins l’àmbit de la Química, awards to baccalaureate research projects promoted by the Catalan Society of Chemistry (SCQ). Their geographic origin, the support given from institutions outside the school and the most common topics are discussed. The rubric used for assessing the projects is presented. The assessment of the items of the rubric is inspected for the entire set of projects included in the study and for those that received higher marks. We expect that these reflections can be helpful to the future participants to these awards and to the teachers that guide the students in doing these projects.

keywords

Research project, high school, chemistry, assessment, rubric the students.

Introducció

La Societat Catalana de Química (SCQ) convoca des de l’any 2007 els Premis als Treballs de Recerca de Batxillerat dins l’àmbit de la Química. Fins al moment se n’han celebrat catorze edicions i la quinzena edició està prevista per al proper 2021. Us convidem a participar-hi.

En aquest article es dona una visió general de les característi-

ques dels treballs de recerca que s’han presentat a les convocatòries al llarg de les darreres sis edicions (2015-2020), així com dels criteris i indicadors de l’instrument de valoració, a mode de rúbrica, que ha estat utilitzat per identificar els millors treballs. Per tant, d’una banda es descriuen les característiques del conjunt de treballs analitzats (procedència, temàtiques, suport extern al centre

docent...) així com les avaluacions dels treballs d’acord amb l’instrument de valoració utilitzat. Es discuteix i es reflexiona sobre diversos aspectes dels resultats de l’anàlisi de les dades, i les seves implicacions per al futur dels premis, així com sobre els aprenentatges i les competències bàsiques que poden desenvolupar els alumnes en la realització dels treballs de recerca.

El treball de recerca de batxillerat

Els orígens del treball de recerca de batxillerat es remunten a la implementació a Catalunya de la Llei orgànica d’ordenació general del sistema educatiu del 1990 que canviava el BUP i el COU per l’ESO i el batxillerat (LOGSE, 1990). La implementació del batxillerat a Catalunya (Decret, 1996) va incorporar el treball de recerca de batxillerat com a matèria obligatòria, a diferència de la resta de l’Estat espanyol.

Aquest fet situa els alumnes i el professorat de Catalunya davant un nou repte, i per orientar i donar suport al professorat s’organitzen activitats de formació i els centres s’inicien en la incorporació de tutories específiques de TR per guiar i acompanyar els alumnes en la seva elaboració. De tot això fa ja poc més de vint anys, i el treball de recerca s’ha consolidat i constitueix en l’actualitat una tasca rellevant dins el batxillerat, a la qual tutors i alumnes dediquen temps i esforços i que pretén aportar aprenentatges rellevants. Els objectius d’aquesta matèria han estat també incorporats i redefinits al currículum vigent de batxillerat a Catalunya (Departament d’Educació, 2008), i es reflecteixen en els documents específics per a la concreció i el desenvolupament del currículum (Departament d’Educació, 2020a; 2020b).

Segons aquest marc curricular, al llarg del batxillerat l’alumnat ha de consolidar la competència en recerca i saber aplicar-la en les diferents matèries del currículum. Entre els procediments relacionats amb la recerca, hi ha la gestió i el tractament de la informació obtinguda i l’exposició dels resultats. Segons la normativa, el treball de recerca de batxillerat consisteix en un conjunt d’activitats estructurades i orientades a la investigació, que realitza tot l’alumnat de batxillerat en un àmbit que ha escollit i ha delimitat

amb l’orientació i el seguiment del professorat. Això implica tant la realització d’activitats de laboratori o de camp com activitats de documentació bibliogràfica. L’objectiu del treball és que l’alumnat posi en marxa determinats procediments, i que ho faci en àmbits de recerca que poden ser diferents d’aquells on els va adquirir, tot aprofundint sobre algun tema d’interès que estigui al seu abast. En cap cas l’objectiu principal del treball és obtenir resultats científics nous i homologables a la recerca en àmbits educatius o professionals superiors, sinó que la finalitat essencial és aplicar un mètode lògic per a la resolució de problemes abastables que permeti l’aportació personal de l’alumnat i que sigui compatible amb la dedicació horària als altres components del currículum, amb una dedicació horària de l’alumnat de 70 hores aproximadament.

Els Premis als Treballs de Recerca de Batxillerat dins l’àmbit de la Química

Els Premis als Treballs de Recerca de Batxillerat dins l’àmbit de la Química, activitat de la SCQ adreçada a l’ensenyament de la química a l’etapa de la secundària, té com a objectiu contribuir a engrescar els alumnes de batxillerat, i les seves tutores i tutors de treball de recerca, a desenvolupar treballs de recerca de batxillerat en els quals la química tingui un paper rellevant, i a participar al concurs amb la finalitat de compartir l’experiència amb l’alumnat i el professorat que participa a l’acte de lliurament dels premis.

Des de l’any 2011 aquests premis, gràcies a la col·laboració de departaments i facultats de química de les universitats catalanes i de diversos centres de recerca en línies que integren la química, ofereixen als alumnes autors dels treballs seleccionats

com els millors les anomenades «estades científiques». D’aquesta manera els alumnes tenen l’oportunitat de conèixer, al llarg de dues setmanes en acabar el curs escolar, algunes de les línies de recerca que desenvolupen aquests centres, i participar en algun dels grups de treball. És d’agrair l’esforç que realitzen aquests centres per acollir els alumnes, que viuen una experiència molt profitosa durant aquests dies.

Selecció dels treballs: jurat i instrument de valoració (rúbrica) Per presentar-se a la convocatòria cal el suport del centre mitjançant un breu informe de valoració on hi consta la nota obtinguda. Els treballs han d’estar escrits en català i cada centre en pot presentar un màxim de tres. Això implica que només accedeixen a la convocatòria una part seleccionada dels treballs dins de l’àmbit de la química que es realitzen als centres. Des de la gestió administrativa dels premis només s’inclouen entre els treballs acceptats aquells que s’ajusten a aquests criteris.

L’atorgament de premis requereix algun sistema de valoració per tal de seleccionar tenint com a base uns criteris compartits. En les convocatòries dels premis s’ha designat un conjunt de professionals, anomenat jurat dels premis i que es fa públic en cada convocatòria, format generalment per deu persones, entre les quals hi ha tots els membres de la junta de la SCQ vinculats a l’educació secundària i alguns representants d’ensenyament universitari i de centres de recerca, així com professorat de secundària extern a la junta.

El procés de selecció s’organitza en dues fases, en la primera de les quals cada treball és valorat per dos membres del jurat. Els treballs més ben valorats en aquesta primera fase

passen a una segona on són valorats per dos o tres membres addicionals del jurat.

Per tal de seleccionar els treballs mereixedors dels premis i les estades científiques els membres del jurat utilitzen un instrument per a la valoració dels treballs a mode de rúbrica amb descriptors o ítems, anomenats també elements, definits sobre la base dels criteris de valoració i els indicadors del grau d’assoliment per a cada ítem.

Aquest instrument de valoració dels treballs presentats a les catorze edicions dels premis ha estat pràcticament el mateix des dels seus inicis, i des de la setena edició incorpora dos ítems per valorar, amb mirada holística, en quin grau un treball és rellevant per ser mereixedor de premi o accèssit, i si té una quantitat i qualitat destacades d’activitats realitzades.

En el disseny de l’instrument d’avaluació s’han tingut compte aspectes curriculars de la matèria Treball de Recerca de batxillerat, com ara la presència de treball de camp i de laboratori i una recerca bibliogràfica rigorosa, així com el fet que plantegi una proposta de recerca per donar resposta a una pregunta o problema. Evidentment l’instrument de valoració contempla els aspectes que apareixen en les bases de la convocatòria i que són la qualitat i la presentació dels continguts, el treball experimental, el bon plantejament i el grau de dificultat de la recerca, la quantitat de feina desenvolupada i l’originalitat del treball i la capacitat creativa dels alumnes.

Els ítems estan agrupats en apartats que porten per títol aspectes relacionats amb els criteris de valoració. A tall d’exemple, en el primer apartat s’inclou l’originalitat de la temàtica, la concreció i l’adequació dels objectius i l’estructuració del treball. Hi ha un apartat

dedicat a la valoració del plantejament de recerca (pregunta, hipòtesis, recollida de dades, conclusions en relació amb els objectius i les hipòtesis...).

Així doncs, en l’instrument de valoració utilitzat en els premis s’hi reflecteixen criteris que fan referència a diversos objectius d’aprenentatge del treball més enllà del plantejament de recerca, que per descomptat és del tot important. El plantejament de recerca esdevé un bloc més entre els altres blocs de l’instrument de valoració.

Per tot el que s’ha comentat, els ítems que conté l’instrument de valoració inclou els següents: 01 Originalitat, 02 Objectius, 03 Estructura, 04 Pregunta de recerca, 05 Recollida de dades, 06 Anàlisi de resultats, 07 Terminologia adient, 08 Comprensió dels continguts, 09 Bibliografia, 10 Maquetació, 11 Escriptura (redacció i ortografia), 12 Rellevància global i 13 Treball (qualitat i quantitat de tasca realitzada).

Els indicadors, que expressen el grau d’assoliment, han estat redactats en quatre nivells (baix, mitjà, bo i excel·lent) als quals s’ha assignat una puntuació des de zero fins a tres per a cadascun i concreten el que es consideren assoliments màxim, elevat, suficient o incomplet. En les primeres edicions es van realitzar lleugers canvis en la seva redacció per ajustar-los millor a les característiques dels treballs, tot incorporant el feedback d’edicions anteriors, i no han patit canvis des de la setena edició.

L’instrument de valoració a mode de rúbrica es mostra a la fig. 1.

Les puntuacions del jurat en la primera fase del procés de selecció, en les edicions del 2015 al 2020, són les dades que s’usen en l’anàlisi que es presenta en aquest article.

Descriptiva dels treballs admesos

L’anàlisi efectuada exclou els treballs presentats que no

compleixen les condicions dels premis per no estar clarament o de manera rellevant relacionats amb la química.

Així, s’analitzen 594 treballs admesos en les sis edicions dels premis celebrades entre els anys 2015 i 2020, ambdós inclosos. La fig. 2 mostra la distribució dels treballs admesos en cada edició. Entre el 2015 i el 2018 els treballs considerats van ser més de cent cada any. Els dos darrers anys el nombre de treballs ha estat inferior sense que els autors tinguem en aquests moments cap explicació que pugui donar raó d’aquesta disminució.

Els treballs de recerca poden ser realitzats per un estudiant de forma individual o per un grup que treballa de forma conjunta en el mateix treball. L’anàlisi dels treballs admesos mostra que la immensa majoria dels treballs (89 %) són realitzats per un sol estudiant. Només 18 dels 594 treballs estudiats han estat duts a terme per més de dos estudiants.

Pel que fa a la seva procedència, geogràficament els treballs corresponen a la majoria de les comarques catalanes. S’han rebut treballs de totes de les comarques excepte de la Val d’Aran, el Pallars Sobirà, l’Alta Ribagorça, el Priorat, el Ripollès i la Cerdanya. La distribució dels treballs en les diferents comarques de Catalunya es mostra a la fig. 3. S’observa que un gruix dels treballs ve de Barcelona i rodalies, especialment del Barcelonès, el Baix Llobregat i el Vallès Occidental. També és notable la presència de treballs dels entorns de Tarragona i de Lleida.

Una de les característiques analitzades d’aquest conjunt de treballs de recerca és el grau de suport extern (centres de recerca, altres empreses o entitats...) en la realització del treball. S’estableixen tres categories segons si els treballs de recerca han estat realitzats: a) íntegrament al

Treballs

centre educatiu; b) en alguna part, generalment d’experimentació, en instal·lacions fora del centre educatiu, o c) fora del centre educatiu, d’acord amb l’apreciació dels membres del jurat que han avaluat els treballs. La fig. 4 mostra que la majoria de treballs, respecte al nombre total, han estat realitzats amb algun tipus de col·laboració externa, i predominantment amb certa ajuda

externa (b), la qual cosa posa de manifest les diverses sinergies que s’estableixen en la realització d’aquests treballs, i la disponibilitat de les diverses entitats per apropar-se a l’educació secundària oferint el seu suport.

Una mirada als temes dels treballs

La temàtica que emmarca el treball de recerca està relacionada amb els interessos dels

alumnes, amb les propostes dels centres i amb els mitjans a l’abast que tenen, uns i altres, per dur a terme un treball de l’àmbit de la química. Des d’aquesta òptica, resulta d’interès fixar-se també en aquest aspecte dels treballs.

Per identificar i presentar les temàtiques més freqüents s’han utilitzat, d’una banda, els núvols de paraules (per unigrames i per bigrames) obtinguts a partir dels

Figura 1. Instrument de valoració dels treballs presentats.

Figura 2. Nombre de treballs admesos en les edicions dels premis dels anys 2015 al 2020.

Figura 3. Procedència geogràfica dels treballs admesos en les edicions 2015-2020.

a. Núvol de paraules (per unigrames)

b. Núvol de paraules (per bigrames)

dels treballs.

títols dels treballs i, d’altra banda, els resultats de la categorització de les temàtiques, per part de tres membres dels jurats dels premis.

a) En centre educatiu

b) Amb ajuda externa

c) En centre extern

6.

de paraules (per unigrames) als títols dels treballs fets als centres educatius o amb diferent grau de suport extern.

La fig. 5 mostra els núvols de paraules del conjunt de treballs en estudi, que són una forma molt visual de posar de manifest les paraules més freqüents en els títols dels treballs. La fig. 5a mostra el núvol de paraules soltes (per unigrames) i la fig. 5b mostra el núvol de parelles de paraules consecutives (per bigrames).

A la fig. 5a cal destacar que apareixen com a paraules més repetides anàlisi i aigua i, en segon

lloc, cuina i síntesi. El ventall d’altres paraules és molt ampli i permet fer-se una idea del que els autors consideren més destacat dels treballs. Aquest resultat podria interpretar-se per la proximitat i l’interès que desvetllen contextos com les aigües i la cuina, i per la facilitat de tenir material a l’abast. A més, indica que en els treballs de recerca és freqüent la vessant de les anàlisis i de les síntesis, que són dos aspectes rellevants molt lligats a l’experimentació en química.

La fig. 5b mostra de manera molt destacada el bigrama fotosíntesi artificial, seguit del bigrama additius alimentaris. De manera molt menys destacada hi apareixen parelles de paraules com: punts quàntics, protectors solars, olis essencials, cuina molecular... L’aparició de bigrames destacats es pot explicar principalment perquè són parelles de paraules molt utilitzades per a un significat concret, mentre que altres significats concrets es poden expressar amb més d’una parella de paraules. Si a més hi ha temàtiques concretes amb especial incidència, com és el cas de la fotosíntesi artificial, temàtica concreta present en diversos treballs de recerca amb suport extern al centre, la seva presència al núvol de paraules (per bigrames) resulta especialment destacada. També són força freqüents treballs sobre additius alimentaris, cremes solars, olis essencials o cuina molecular, la qual cosa explica la seva aparició al núvol de paraules.

La comparació dels núvols de paraules per unigrames dels treballs realitzats al centre educatiu i en les dues modalitats de suport extern (fig. 6) indica que en els treballs realitzats en centres educatius les dues paraules aigua i anàlisi són les més repetides. Aquestes paraules són també molt repetides en els treballs que han comptat amb

Figura 4. Grau d’intervenció externa al centre educatiu.

Figura 5. Núvol de paraules (per unigrames i per bigrames) als títols

Figura

Núvols

Treballs

NúmeroÀmbit temàtic Descripció

1Aigua i mediambientAnàlisi d’aigües naturals, contaminació atmosfèrica i altres relacionats amb paràmetres ambientals.

2 Aliments i cuinaAnàlisi d’aliments, elaboració de plats de cuina amb mirada científica, elaboració o comparació científica de cerveses, vins, olis, begudes edulcorades o altres.

3 Cosmètica Elaboració i/o descripció des de la química de sabons, perfums, cremes solars i altres productes relacionats.

4 Nanociència i nanotecnologia Experimentació relacionada amb nanociència i nanotecnologia (nanopartícules, grafè...), tècniques microscòpiques utilitzades en nano. Treballs realitzats amb la col·laboració d’un centre de recerca nano...

5 Energia

6 Farmàcia

Construcció de piles casolanes, de cel·les solars amb colorants, economia de l’hidrogen, combustibles alternatius...

Síntesi i/o anàlisi de fàrmacs al laboratori escolar, comparativa del seu ús i altres estudis.

7 InstrumentacióDisseny i construcció d’instruments i muntatges a l’abast del laboratori escolar (refractòmetres, colorímetres, electrolitzadors...).

8Jocs i recursos didàcticsElaboració de recursos didàctics diversos (activitats ludificades, jocs, treballs pràctics, simulacions...).

9Bioquímica i salutEstudis dels aspectes bioquímics en malalties, realització d’enquestes sobre aspectes de salut...

10 Colors Estudis i experimentació relacionats amb la llum i el color, tincions de teixits o altres materials.

11 Altres Qualsevol tema no classificable en els anteriors.

Figura 7. Descripció del contingut de les categories escollides.

cert suport extern, junt amb la paraula cuina, mentre que en els treballs realitzats als centres externs deixa d’aparèixer la paraula cuina i hi apareix la paraula nanopartícules. A banda de les paraules més destacades, el conjunt de paraules que apareixen al núvol permet fer-se una idea del que és més freqüent als títols de les tres tipologies de treballs.

Anàlisi temàtica per categories

D’acord amb l’experiència en la participació com a membres del jurat dels premis, i en una primera lectura dels títols dels treballs, es va considerar establir deu categories que podien representar els treballs amb temàtiques més freqüents. Es va afegir una categoria «Altres» que inclou els treballs als quals no

s’ha trobat encaix en les categories establertes. La fig. 7 mostra la descripció d’aquestes categories temàtiques establertes.

La fig. 8 mostra les categories ordenades en funció del nombre de treballs que tenen assignats, a excepció de la categoria «Altres» que apareix al final. L’assignació de categorització s’ha realitzat a partir dels títols dels treballs i de manera independent per tres dels membres del jurat. En un 68 % dels treballs s’ha assignat la categoria per unanimitat, en un 29 %, per majoria, i només en un 3 % no hi ha hagut acord.

Per a cadascuna de les categories es mostren els núvols de paraules (per unigrames) que informen de la freqüència de les paraules al títol (fig. 9). S’observa que hi ha uns núvols com els d’«Alimentació i cuina», «Cosmètica», «Energia», «Instrumentació» i «Altres» en els quals destaquen moltes paraules, mentre que en d’altres com «Aigua i medi ambient», «Bioquímica i salut» i «Colors» en contenen molt poques. En la categoria «Altres» hi apareixen com a més freqüents les paraules síntesi, efecte i, en menor nombre, les paraules reaccions, anàlisi, laboratori i repte No hi destaca clarament cap nova paraula relacionada amb una temàtica en especial, a banda de les paraules computacional, forense, materials i plantes, entre d’altres. També s’analitza el nombre de treballs que pertanyen a cada categoria de manera diferenciada entre «centre educatiu», «cert suport extern» i «centre extern». Els resultats es mostren a la fig. 10. La freqüència en què apareixen les categories «Alimentació i cuina» i

«Aigua i medi ambient» disminueix en el cas dels títols dels treballs realitzats en un centre extern, mentre que en aquesta tipologia adquireixen protagonisme les categories «Bioquímica i salut» i «Nanociència i nanotecnologia». Els treballs de la categoria «Farmàcia» apareixen en nombre similar en les tres tipologies de treball. El nombre de treballs en la categoria «Cosmètica» és especialment elevat en la tipologia de treballs realitzats amb certa ajuda externa.

Com són els treballs i com són els treballs més ben valorats Vista la descripció general dels treballs admesos i l’anàlisi de les seves temàtiques, s’aborda

Alimentació i cuina (a)

Bioquímica i salut (d)

Nanociència i nanotecnologia (g)

Instrumentació (j)

Colors (h)

Cosmètica (c)

(f)

i recursos didàctics (i)

(k)

Figura 9. Núvols de paraules per categories.

Energia (e)

Jocs

Altres

Aigua i mediambient (b)

Farmàcia

Figura 8. Resultats de l’anàlisi temàtica per categories.

Treballs de recerca dels alumnes

Premis als Treballs de Recerca de Batxillerat de la SCQ (2015-2020): una anàlisi reflexiva número

l’anàlisi de les avaluacions dels treballs per part dels membres del jurat, seguint la rúbrica utilitzada i mostrada en la fig. 1.

Les puntuacions analitzades corresponen en tots els casos a les mitjanes de l’avaluació dels dos membres del jurat. Cada treball correspon d’aquesta manera a un conjunt de puntuacions mitjanes per a cada ítem de la rúbrica; cada puntuació va de 0 a 3. La puntuació total d’un treball correspon a la suma d’aquestes puntuacions i, per tant, és un valor entre 0 i 39.

Aquestes valoracions s’analitzen, primer, fixant-nos en la distribució de les puntuacions totals i per a cada ítem de la rúbrica. Seguidament es contrasta l’efecte de la participació d’institucions externes en les valoracions dels treballs. Finalment, posem el focus en el 10 % de treballs més ben valorats, per tal de destacar aquells factors que acaben sent més crítics en la percepció del jurat.

La valoració total dels treballs admesos en aquestes sis edicions analitzades es distribueix entre un valor mínim de 5,5 i un valor màxim de 37,5. La mitjana és de 23,1 i la desviació estàndard és de 5,2. El 10 % dels treballs més ben valorats tenen una puntuació superior o igual a 30.

La fig. 11 mostra les puntuacions del conjunt dels treballs admesos en els diferents elements de la rúbrica, d’acord amb les valoracions dels membres del jurat. Si deixem de banda els dos elements finals de la rúbrica, de naturalesa més global, el diagrama de caixa de la figura mostra que els aspectes en els quals els treballs tenen pitjor valoració són els que corresponen a la pregunta de recerca (04 Pregunta) i a la gestió de les referències bibliogràfiques (09 Bibliografia). D’altra banda, la valoració és generalment millor en aspectes com la

comprensió del treball realitzat (08 Comprensió), la motivació de la recerca (02 Objectius), l’estructura del treball (03 Estructura), l’ús de la terminologia científica (07 Terminologia) i la redacció del treball (11 Escriptura).

Quan centrem l’efecte de la participació de centres externs en els treballs de recerca, la distribució de les puntuacions en funció d’aquesta variable permet observar que les puntuacions són més altes quan hi ha participació de centres i institucions externs a l’escola. Aquesta diferència (entre els treballs fets en el centre educatiu i aquells on hi ha participació externa) és estadísticament significativa d’acord amb una prova de Mann-Whitney i un nivell de significació del 95 %.

La fig. 13 mostra la distribució de les valoracions als elements de la rúbrica en els tres tipus de treballs. Aquests resultats mostren com la recerca fora del centre educatiu dona lloc a

Figura 10. Anàlisi temàtica per categories i suport rebut pels alumnes.

Figura 11. Distribució de les valoracions dels treballs de recerca en cada element de la rúbrica.

motivació de la recerca (02 Objectius) i la recollida i l’anàlisi de les dades (05 Recollida i 06 Resultats).

Conclusions

L’anàlisi dels treballs de la mostra posa de manifest que els treballs presentats als premis procedeixen gairebé d’arreu de Catalunya i que han estat realitzats bàsicament per un sol alumne. La majoria dels treballs tenen alguna participació externa al centre educatiu, tot i que hi ha força treballs realitzats íntegrament al centre. Hi ha temàtiques molt majoritàries globalment i en funció de si el treball es realitza al centre o amb suport extern. En general destaquen les temàtiques relacionades amb l’aigua i amb qüestions mediambientals, així com del context de la cuina i els aliments.

Els treballs realitzats fora del centre reben puntuacions més elevades en la concreció d’objectius i l’estructura del treball, en l’ús de la terminologia científica, així com en la recollida de dades i l’anàlisi de resultats.

puntuacions més elevades en la recollida de dades (05 Recollida), en la motivació de la recerca (02 Objectius), en l’estructura de la recerca (03 Estructura), en l’anàlisi dels resultats (06 Resultats) i en l’ús de la terminologia científica (07 Terminologia).

Finalment, si ens fixem en el 10 % dels millors treballs (fig. 14), s’observa com alguns d’elements són sistemàticament ben valorats en aquest grup de treballs.

Aquests elements acaben sent els elements crítics que fan que un treball sigui interpretat com un bon treball per part dels membres del jurat. Des de l’òptica del jurat, un bon treball està ben estructurat (03 Estructura), presenta un bon domini de la terminologia (07 Terminologia), manifesta una comprensió completa del treball realitzat (08 Comprensió) i està ben redactat (11 Escriptura). També són molt importants la

L’anàlisi del 10 % de treballs més ben valorats indica que, des de l’òptica del jurat, un bon treball està ben estructurat, presenta un bon domini de la terminologia i mostra una bona comprensió dels continguts i està ben redactat. També té els objectius ben definits i fa una bona recollida i anàlisi de les dades.

Referències

Llei orgànica d’ordenació general del sistema educatiu (LOGSE) (1990). BOE, 4 d’octubre de 1990. Departament d’Educació. Generalitat de Catalunya (1996) 82/1996, de 5 de març, pel qual s’estableix l’ordenació dels ensenyaments del batxillerat. Departament d’Educació. Generalitat de Catalunya (2008)

Figura 12. Puntuacions totals dels treballs de recerca, en funció de la participació de centres externs.

Figura 13. Valoracions dels treballs de recerca per a cada element de la rúbrica, en funció de la participació de centres externs.

Treballs

DECRET 142/2008, de 15 de juliol, pel qual s’estableix l’ordenació dels ensenyaments del batxillerat [en línia]. <http://xtec.gencat.cat/web/. content/alfresco/d/d/workspace/SpacesStore/0059/83149087e159-41c6-a9b3-a9693cdd8f19/ decret_batxillerat.pdf>

— (2020a). Documents per a l’organització i la gestió dels centres Concreció i desenvolupament del currículum del batxillerat [en línia]. <https:// documents.espai.educacio. gencat.cat/IPCNormativa/ DOIGC/CUR_Batxillerat.pdf> — (2020b) El treball de recerca [en línia]. <http://xtec.gencat.cat/ ca/curriculum/batxillerat/ treballrecerca/>

Jordi Cuadros Margarit

És professor titular a IQS Universitat Ramon Llull, dins del Departament de Mètodes Quanti-

tatius. És doctor en química per la Universitat Ramon Llull i llicenciat en pedagogia per la UNED. Actualment és l’investigador principal del grup de recerca ASISTEMBE (Analytics, Simulations and Inquiry in STEM and Business Education). Fa recerca en didàctica de la química i en analítiques de l’aprenentatge. També col·labora en els cursos de formació per a docents de batxillerat que s’ofereixen a IQS.

A/e: jordi.cuadros@iqs.edu

Fina Guitart Mas

És doctora en química per la Universitat de Barcelona (UB) i catedràtica d’ensenyament secundari, actualment amb dedicació al CESIRE (Centre de Recursos Específics per a la Innovació i Recerca Educatives) del Departament d’Educació. És professora associada de la Facultat d’Educació de la UB on imparteix

classes al Màster de Formació de Professorat de Secundària, i autora d’articles, comunicacions i tallers en jornades de l’àmbit de l’educació química i les STEAM. És coeditora de la revista Educació Química EduQ

A/e: jguitar3@xtec.cat

Aureli Caamaño Ros

És doctor en química per la Universitat de Barcelona (UB) i graduat en humanitats per la Universitat Pompeu Fabra (UPF). Ha estat catedràtic de física i química de secundària a Barcelona i ha impartit nombrosos cursos de formació a Espanya i a Llatinoamèrica. És autor de diversos llibres i monografies i de més de cent articles sobre l’ensenyament de les ciències i de la química. És coeditor de les revistes Alambique i Educació Química EduQ

A/e: aurelicaamano@gmail.com

Pere Grapí Vilumara Llicenciat en ciències químiques (UB) i doctor en filosofia i lletres –programa història de la ciència–(UAB). Ha estat catedràtic de física i química d’ensenyament secundari. Les seves principals àrees de recerca en història de les ciències són la química de finals del segle xviii i principis del segle xix, i les relacions entre la història de la ciència i l’ensenyament.

A/e: pgrapi@gmail.com

Figura 14. Distribució de les valoracions dels treballs de recerca més ben valorats, en cada element de la rúbrica.

365 cares de la taula periòdica dels elements. Els saborosos fruits del projecte via Twiter #1TPdia

365 faces of the Periodic Table of Elements. The tasty fruits of the project via Twiter # 1TPdia

Eduard Cremades / Escola Virolai, Barcelona Pep Anton Vieta / Saint Georges’s School, Fornells de la Selva (Girona)

resum

Amb motiu de la celebració de l’Any Internacional de la Taula Periòdica dels Elements Químics, dos joves professors de secundària, químics i apassionats col·leccionistes del que considerem que és la icona de la ciència, afrontem un repte: al llarg del 2019, cada matí piularem una taula periòdica dels elements diferent i rellevant a Twitter. Amb aquesta publicació fem una reflexió sobre el projecte i presentem a la comunitat educativa el recurs didàctic que suposa el conjunt de les 365 taules, degudament etiquetades i classificades.

paraules clau

Taula periòdica, cultura científica, xarxes socials, Twitter.

abstract

On the occasion of the celebration of the International Year of the Periodic Table of Chemical Elements, two junior high school teachers, chemists and passionate collectors of what can be considered as an icon of science, we faced a challenge: throughout 2019, every morning, we would tweet a different and relevant periodic table. With this paper we reflect on the project and we present to the educational community the teaching resource of these set of 365 tables, properly labeled and classified.

keywords

Periodic table, scientific culture, social networks, Twitter.

Any Internacional de la Taula Periòdica dels Elements Químics

L’Any Internacional de la Taula Periòdica (AITP) dels Elements Químics va ser oficialment inaugurat a París, el 29 de gener, amb una solemne cerimònia i amb gran presència de personalitats de la comunitat química internacional (IUPAC, 2019a). Els actes per a celebrar l’efemèride durant tot l’any, a nivell mundial, es van poder seguir a través del web IYPT2019 (IUPAC, 2019b) i a les

xarxes socials Facebook, Instagram i Twitter amb l’usuari @iypt2019, mitjançant la gestió de la International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC).

A Catalunya l’acte inaugural va tenir lloc el 5 de febrer a l’Institut del Teatre a Barcelona, va ser multitudinari i va acollir parlaments d’autoritats i acadèmics, així com la interpretació de peces musicals (Marcé, 2019). Va ser la Societat Catalana de Química (SCQ), filial de l’Institut d’Estudis

Catalans, l’encarregada de promoure la celebració en l’àmbit català, acollint i catalitzant activitats divulgatives de tota classe, al llarg de tot l’any i arreu del territori a través de la web https://www.taulaperiodica.cat (SCQ, 2019b). Es feu un especial èmfasi en l’impuls d’activitats dirigides als més joves, amb el propòsit de fomentar vocacions i contribuir a la construcció d’un futur amb ciutadans més compromesos amb la ciència.

Apuntant també en aquesta direcció es comptà amb les xarxes socials més populars (Twitter, Facebook i Instagram), essent presents en totes amb l’usuari @LTPeriodica, per comunicar les propostes i amplificar les activitats organitzades, i essent especialment actius i reconeguts a Twitter, allà on bull l’olla de la divulgació i la comunicació científiques.

A nivell estatal la celebració es va seguir a través del web de la Real Sociedad Española de Química (RSEQ, 2019) i també amb la seva presència a les xarxes socials, Facebook (@realsociedadespanoladequimica.rseq) i Twitter (@RSEQUIMICA).

Després de 365 dies intensos, 12 mesos carregats d’activitats i projectes apassionants, en l’àmbit català la celebració es tancava des de Tarragona el 14 de novembre (SCQ, 2019a), i el 5 de desembre de 2019 s’acomiadava l’Any Internacional de la Taula Periòdica a nivell mundial, amb un solemne acte de clausura des de Tòquio (IUPAC, 2019c).

Una icona cultural... i digital

Més enllà del seu interès acadèmic per a l’estudi de la química en si i de ser una excellent infografia molt útil per als estudiants (González, 2013), la taula periòdica dels elements ha esdevingut la imatge més identificativa de la ciència, fins i tot ha sortit dels laboratoris i els llibres de text per convertir-se en una icona cultural. És un símbol mundialment conegut i representa el llenguatge universal de la ciència. És una icona de la nostra civilització, tan fàcil d’identificar com el logotip de Nike, el Taj Mahal o els cabells d’Einstein (Gray & Mann, 2011). Fins i tot hi ha qui s’ha aventurat a batejar-la com la pedra de Rosetta de la natura (Baum, 2003). El seu perfil i estructura en files i columnes

s’ha fet servir per a classificar tot tipus de conceptes i objectes (Álvarez et al., 2019).

També podem trobar la taula periòdica dels elements impresa sobre tot tipus de suports, de manera que n’hi ha un ampli estoc de marxandatge. Tant la podem lluir al biquini i a la tovallola un calorós dia d’estiu, com gaudir-ne en la intimitat duent-la estampada a la manta i als mitjons, davant la llar de foc, un fred vespre d’hivern. També la podem portar a la butxaca. Avui tenim a l’abast múltiples versions de la taula periòdica dels elements en forma d’app per a dispositius mòbils molt útils per a la consulta, per a aprendre o per a divertir-se (Vieta, 2019).

Fent un recorregut per les 118 caselles podem viatjar a través de la mitologia i la història i molts artistes l’han reinventada i recreada. També ha aparegut, a tall de cameo, en pel·lícules i sèries de televisió i ha protagonitzat novel·les. Els mateixos autors d’aquest article hem publicat recentment articles que van en aquesta direcció, la seva popularització mitjançant la literatura, l’art i la música (Shaik et al., 2019) i la recerca dels seus elements entre les pàgines de la Bíblia (Malé & Vieta, 2019).

Des del projecte «Una Taula Periòdica al dia» (#1TPdia) vam voler dedicar-nos exclusivament a compartir diferents cares de la taula periòdica dels elements. Com no podia ser d’altra manera, la primera de les 365 imatges va ser el sistema periòdic que Mendeléiev publicà el març de 1869 a la revista de la Societat Russa de Química. I la darrera va ser el logotip de l’AITP (fig. 1) aguantat per nosaltres, els dos autors de #1TPdia, cadascun des de casa seva tal i com vam estar treballant a quatre mans al llarg de tot l’any, en una foto collage carregada de simbolisme. Val la

pena llegir el fil de tuits que l’acompanyen, mitjançant el qual aquell 31 de desembre fèiem una reflexió final sobre el projecte que llavors tancàvem (LTPeriòdica, @LTPeriodica, 2019).

Figura 1. Logotip de l’Any Internacional de la Taula Periòdica (AITP 2019).

La taula periòdica el 2019: un any de rècords

Tot i que el 2019 es van celebrar els cent cinquanta anys de la taula periòdica, es podria dir que, essent centenària, durant aquest any ha estat més viva que mai. I és que l’any 2019 va portar una sèrie de rècords que cal remarcar. Una de les principals característiques d’un rècord és que sol ser temporal. Sempre hi haurà algú disposat a superar-lo i potser, per què no, de forma molt folgada. No podia ser menys en el cas de la taula periòdica, tenint en compte l’efemèride celebrada. És per això que aquelles taules periòdiques dintre del grup de les «més»: la taula periòdica més gran, la taula periòdica més petita, la taula periòdica més antiga… han vist perillar la seva posició en el podi. Cronològicament aquest en va ser el relat.

12 de març de 2019. S’inaugurà al St. Catharine’s College, a Cambridge, una exposició per a celebrar l’efemèride. S’hi exposà la que es considera la taula periòdica més cara del món (86 a #1TPdia). Interpretada segons el disseny de 1920 de George Schaltenbrand, es tracta d’una espiral feta de plata, or, platí, pal·ladi i diamants (fig. 2). A més a més, està signada per Yuri Oganessian, l’única persona viva

que té un element anomenat en honor seu (l’oganessó, 118). Tot i ser considerada com la taula més cara, no se n’ha desvelat el seu preu (Leach, 2019).

13 de març de 2019. La Universitat de Nottingham aconseguia un nou rècord mundial (76) en imprimir una taula periòdica de catorze per set micròmetres, i rebaixava així sis vegades la superfície del rècord anterior (20). Les línies per a escriure cada un dels símbols mesuren trenta nanòmetres, aproximadament la mida d’un virus de mida petita. Pel que fa al gruix, aquesta fa entre cent nanòmetres i un micròmetre, o sigui que és mil vegades més prima que una sola capa de pell. La taula es va imprimir mitjançant la tècnica de litografia per feix d’electrons que es basa a disparar un feix d’electrons d’alta energia que deixa una marca a la superfície d’una fina capa de polímer. Aquest rècord es va batre en ocasió de la visita a la Universitat de Yuri Oganessian. És per això que juntament amb la taula es poden veure impreses les figures de la cara de Mendeléiev i Oganessian (Icke, 2019). Cal tenir en compte que el rècord anterior també estava en possessió de la Universitat de Nottingham. 21 de març de 2019. L’organització Guinness World Records certificà com a taula periòdica en format cartell més antiga la que es va trobar el 2014 a la universitat escocesa de Saint Andrews (44). La datació de la taula, de 1885, és un veritable cas de química forense que mereixeria ser a tots els llibres d’història de la química (O’Hagan et al., 2019). Per altra banda, el 9 de maig una nova candidata a taula periòdica més antiga va aparèixer a la Universitat de Sant Petersburg (148). Tot i que la funció d’ambdues era la d’ajudar els estudiants en l’estudi, mentre que la primera presenta un format pòster,

Figura 2. Detall de la taula periòdica més cara del món segons els organitzadors de l’exposició de la taula periòdica al St. Catharine’s College, a Cambridge.

3. La taula periòdica més antiga (1876), trobada a Sant Petersburg.

aquesta última està pintada directament a mà en un llenç emmarcat amb fusta. Es creu que la taula russa, datada del 1876, va estar comissionada pel mateix Dmitri Mendeléiev i, tot i que ara es troba en un nou edifici, en un inici estava penjada a l’edifici on Mendeléiev feia classe (Stoye, 2019) (fig. 3).

19 i 23 d’octubre de 2019. En només quatre dies es va intentar, per partida doble, batre el rècord de la taula periòdica temporal més gran feta el 2016 entre més de cent escoles de Texas, a San Antonio, en un camp de futbol

americà (18). Es va construir a partir de lones de 3,5 x 4,5 metres i va ocupar 2.000 m2 (Stoye, 2017). La primera a intentar batre el rècord va ser la Universitat Grand Valley State, a Allendale, Michigan. Ho va fer de forma molt similar al rècord de 2016, en un camp de futbol americà, però en aquest cas amb lones de 5,5 x 4,1 metres que ocupaven una longitud d’uns 100 metres (292). Només quatre dies més tard, i en ocasió del Dia del Mol (23 d’octubre), una altra universitat de Michigan, la Universitat Wayne State a Detroit, ho va fer amb lones de 9 x 12

Figura

metres cobrint una superfície d’uns 17.000 m2 (299) (Davenport, 2019).

5 de desembre de 2019. A la Universitat Edith Cowan, a la població australiana de Perth, es presentà la façana d’un nou edifici de ciències amb una taula periòdica feta amb planxes d’alumini que cobreix una superfície de 660 m2 (345). Aquesta supera en més de quatre vegades la superfície de l’anterior rècord de taula periòdica fixa més gran, que estava en possessió de la Facultat de Química de la Universitat de Múrcia (19). En aquest cas a la seva façana es pot observar una taula que ocupa 150 m2 (Krämer, 2019).

Diferents tipus de taules periòdiques

Més enllà d’aquests rècords han estat moltes, i d’índole molt variada, les propostes dutes a terme per a retre homenatge a la taula periòdica dels elements que hem recollit i ordenat cronològicament al web del projecte (LTPeriodica, 2019) amb l’objectiu que pugui servir com un gran calaix de recursos per als docents. Si bé hem publicat taules de diferents anys, a continuació ens limitem a aquelles creades específicament per a commemorar l’Any Internacional i les comentem catalogades per temàtiques.

Educatives

En una època en què la Terra està en plena crisi de recursos, tant la Societat Europea de Química, EuChemS (5), com la revista Science Focus de la BBC (129) van voler recordar que fins i tot els elements químics es troben en perill d’extinció. Per altra banda, en vistes de l’infame article publicat (i ja retirat) per la revista Angewandte Chemie el 2020, mai no és un mal moment per a recordar que la química és una

ciència inclusiva i per això la secció Chemists With Disabilities de l’American Chemical Society va publicar, per una banda, una taula periòdica on es ressalta aquella gent amb discapacitat que ha descobert elements (337) i, per l’altra, una taula accessible que incorpora el llenguatge de Braille i el de signes (192).

Lúdiques

Els professors Fernando Blasco i Miquel Duran van proposar «52 jocs amb la taula periòdica» dins el projecte Magic and Science (Blasco & Duran, 2019). Els autors van publicar un joc durant cada setmana de l’any 2019, a Twitter,

amb l’etiqueta #52gamespt. És molt recomanable (24) (fig. 4). Per altra banda, els amants de l’Scrabble van poder gaudir d’una taula periòdica on s’especifiquen els punts que faríem si escrivíssim els noms dels elements en anglès (190).

En gadgets i objectes

Hi va haver una gran diversitat de propostes, des de la taula periòdica de macramé (99) de Jane Stewart, la qual va presidir un gran nombre d’exposicions durant l’Any Internacional, com per exemple a Edimburg, Cambridge o Londres, fins a la proposta de calendari de les biblioteques de

Figura 4. Taula periòdica dels elements amb peces de Tetris. Per a retallar i jugar. Un dels 52 jocs dissenyats per Blasco i Duran.

Figura 5. La taula periòdica gegant (25 m x 16 m) del projecte «Una taula per a tothom». Saint George’s School (Fornells de la Selva, Girona).

Girona (297), la taula feta de rodals (140) o la insígnia de l’escoltisme (306).

Projectes d’escoles i instituts

Un dels objectius de la UNESCO en declarar l’Any Internacional de la Taula Periòdica va ser incidir en la importància de l’educació científica (United Nations, 2017). Especialment a Catalunya, les escoles i instituts, i també les facultats, es van bolcar massivament a participar en les activitats organitzades per a ells i a dissenyar-ne d’altres i a proposar projectes ben interessants. Un dels exemples més clarificadors és el cas de l’Institut Guindàvols de Lleida on un grup d’estudiants de secundària van guanyar el primer premi del concurs In your Element a escala europea, organitzat per la secció de joves (EYCN) de la Societat Europea de Química (EuChemS) (193).

Tampoc no podem passar per alt els tres primers premis del concurs Nuestra Tabla Periódica, de la Real Sociedad Española de Química. En segon lloc, ex aequo, trobem una taula periòdica en forma de catedral del Colegio Virgen de Atocha de Madrid (341) i una proposta de taula periòdica gegant de l’IES Valle del Saja de Cabezón de la Sal (Cantàbria) (340). En primer lloc trobem una taula periòdica tridimensional proposada per l’IES María Guerrero de Collado Villalba (Madrid) (339).

A més a més d’aquestes obres, que van causar més rebombori, des del compte de Twitter vam rebre moltes propostes per a publicar. La majoria van ser de l’Any Internacional de la Taula Periòdica, mentre que d’altres, encara que fossin anteriors al 2019, les vam trobar prou significatives per a ser difoses. Totes són interessants i per això us recomanem que aneu directament al repositori i les visiteu d’una en una.

De totes maneres, en volem remarcar alguns exemples, com l’elaboració de 118 samarretes, una per a cada element, per part dels alumnes de 3r d’ESO de l’INS Santa Coloma (105) o bé la proposta químico-solidària «Una taula per a tothom», de l’escola Saint George’s School de Fornells de la Selva (130), on en Pep Anton és professor. En aquest projecte els alumnes van aconseguir recollir reserves per al Banc dels Aliments fins a acabar omplint fins a 800 caixes, amb les quals van construir una taula periòdica gegant (25 m x 16 m). Les imatges aèries impressionen! (fig. 5) (Saint George’s School, 2019). Aquest darrer projecte és dels pocs del nostre país que apareix referenciat al mapa d’activitats, a escala mundial, de la pàgina oficial de l’Any Internacional de la Taula Periòdica (IUPAC, 2019d).

Artístiques

L’anamorfosi a l’entrada de l’exposició de la taula periòdica al St. Catharine’s College a Cambridge (87), la proposta floral (217) o la daliniana (239) en serien exemples. En aquest sentit, el 2019 hi ha hagut una exposició on s’ha mesclat la taula periòdica amb la fotografia (277) i una altra anomenada «Inseparable: science + art» (284) per deixar clar que no hi ha

dues cultures, sinó només una. Des del Japó ens va arribar la proposta del prolífic professor Nagayasu Nawa en format d’orizuru, grua japonesa feta de paper (316).

Llibres sobre la taula periòdica

S’ha publicat l’obra 150 anys de taules periòdiques a la Universitat de Barcelona, de Claudi Mans i Santiago Álvarez, premiat amb el Premi Crítica Serra d’Or de Recerca 2020 (112) (Álvarez & Mans, 2019), o el llibre 100 curiositats de la taula periòdica i els elements químics (Álvarez et al., 2019), escrit per Santiago Álvarez, Josep Duran, Xavier Duran, Claudi Mans i els dos autors d’aquest article, Eduard Cremades i Pep Anton Vieta, per a celebrar l’Any Internacional de la Taula Periòdica (163). També el passat 2019 va ser publicat ¿Qué sabemos de la tabla periódica de los elementos químicos?, dels reconeguts químics espanyols José Elguero Bertolini, Pilar Goya Laza i Pascual Román Polo (201) (Elguero et al., 2019). Pel que fa a la novel·la de ficció vam fer referència al llibre Els crims de la taula periòdica, de Xavier Duran i Jordi de Manuel (363) (Duran & De Manuel, 2019).

Comestibles

Com que qui menja sopes se les pensa totes, no hem pogut

Figura 6. Taula periòdica mona de Pasqua, disseny de la Pastisseria Natcha, per encàrrec de la nostra companya Fina Guitart.

passar sense mostrar unes taules comestibles delicioses: el pastís i les pastes que va fer la Royal Society of Chemistry per a la inauguració de l’AITP a París (36) o la taula feta de dònuts (184) també per a celebrar l’Any Internacional. Aquí cal fer esment de la proposta encarregada per la Fina Guitart, membre del CESIRE i de l’equip d’editors de la revista EduQ, a la pastisseria Natcha d’una taula periòdica mona de Pasqua feta amb 118 ous, un per a cada element (fig. 6) (110). A més a més de ser una mona impressionant, va ser el tuit amb més interaccions de tots els publicats (3 comentaris, 45 retuits i 133 agradaments).

Efemèrides i reivindicacions

Google ens va animar el 2 d’octubre amb un doodle per a celebrar l’aniversari del naixement de William Ramsay (276). Vam reivindicar el paper de la dona i la nena a la ciència amb un logo que va il·lustrar el simposi «La dona i la taula periòdica», organitzat per la Facultat de Química de la Universitat de Múrcia (42), i el Dia de la Dona amb una animació de les nacions unides sobre el paper de la dona en el descobriment d’elements de la taula periòdica (67).

De col·leccionista

Com a obra magna del colleccionisme trobem una taula periòdica feta de 118 segells amb motius químics (118) (Chem13 News Magazine, 2019). També vam voler deixar constància de tots els països que van emetre un segell commemoratiu com a homenatge a l’AITP: Espanya, amb un segell amb els símbols dels elements vanadi, wolframi i platí, descoberts per espanyols (8), Kirguizstan (211), Portugal (218), Moldàvia (272), Bulgària (309), Sri Lanka (310), Hongria (311), Algèria (312) i Macedònia del Nord (321). Per altra banda, a

Espanya també es van emetre un cupó de l’ONCE (58) i un dècim de loteria (61), ambdós amb la imatge de la taula periòdica de la façana de la Facultat de Química de la Universitat de Múrcia.

Esculturals

La plaça del Baluarte de Pamplona es va llevar durant el mes de maig amb una taula periòdica feta amb pilones cúbiques de formigó (145) per a celebrar l’esdeveniment de divulgació científica Naukas.

Amb persones

Ha estat de tal magnitud la celebració de l’AITP que a la Facultat de Ciències de la Universitat de Lisboa 118 persones vestides amb una samarreta d’un element químic van realitzar una flashmob (56) i els estudiants de la Facultat de Química de la Universitat de Sevilla van fer una desfilada d’elements per als alumnes de secundària (146). De forma més discreta, la Royal Society of Chemistry va organitzar una taula periòdica humana de gorres d’elements (203).

Poètiques

De forma sintètica, l’escriptora Mary Soon Lee ens va oferir un haiku per a cada un dels elements de la taula periòdica en el seu llibre Elemental Haiku: Poems to Honor The Periodic Table, Three Lines at a Time (79) (Lee, 2019).

En xarxes socials / 2.0

El magnífic compte Compound Interest (@compoundchem), a més de regalar-nos unes magnífiques infografies per a cada element durant l’AITP (364), en els darrers anys també ens ha delectat per Nadal amb un Calendari d’Advent, i en el de l’any 2019 darrere de cada finestra vam trobar una taula periòdica (360). La revista Bloomberg BusinessWeek (247) ens va sorprendre amb un especial on mescla

economia i taula periòdica. El mapa interactiu «Places of the Periodic Table» (205) ens va mostrar multitud de localitzacions relacionades i, finalment, una taula periòdica ens va quantificar el nombre de visites rebudes per cada un dels elements durant l’última dècada a la Wikipedia, l’enciclopèdia 2.0 per excel·lència (263).

Florals

S’han fet magnífics tributs multicolors com la proposta de la Càtedra de Cultura Científica i Comunicació Digital de la Universitat de Girona en ocasió de Girona, Temps de Flors amb un muntatge amb metacrilat (132); l’estora de l’Institut de Montsoriu per les Enramades d’Arbúcies (171), o, en el mateix sentit, l’obra mitjançant la tècnica Pookalam basada en l’art efímer tradicional de l’Índia (278).

Projectes sobre taules periòdiques Fou el cas d’una magnífica proposta químico-solidària del Departament de Química de la Universitat d’Aberdeen per a recollir diners per als més necessitats a partir de la realització d’una taula periòdica amb retalls cosits (142).

A tall de resum el quadre 1 mostra els tuits corresponents a cada un dels tipus de taules periòdiques.

Reflexió final

Els arqueòlegs excaven i desenterren material que amb el pas del temps ha anat quedant sepultat sota estrats de sediments. De la mateixa manera, avui fem aquest exercici de gratar entre la muntanya de tuits que hem anat piulant des de 2019 per desenterrar els 365 del projecte #1TPdia. Precisament aquesta eina, el hashtag o etiqueta, ens permet fer aquesta destil·lació de manera senzilla d’entre un total de 2.418 tuits que hem piulat fins a dia

De rècord

Dia de l’any 2019 / número de tuit (1-365)

18-20, 44, 50, 76, 86, 100, 104, 148, 270, 292, 299, 345

Històriques 1, 10-17, 48

Acadèmiques / educatives

2-7, 25, 57, 62, 75, 85, 90, 101, 106, 107, 120, 124, 129, 131, 135, 147, 153, 159, 161, 168, 174, 176, 177, 186, 190, 197, 200, 210, 219, 221, 226, 229, 230-232, 237, 238, 246, 248, 251-253, 256-259, 265, 279, 280, 285-290, 293-295, 302, 308, 317, 324, 330-335, 337, 344, 346, 351, 352, 358, 361

Per jugar 24, 38, 53, 98, 108, 151, 154, 169, 170, 187, 202, 244, 268, 307, 350, 356

En 3D 113, 144, 204, 214, 223, 241, 243, 245, 260, 264, 281-283, 318, 320, 323, 336, 349, 353, 354, 357

Humorístiques 22, 33, 74, 84, 189, 222, 300, 362

En gadgets / objectes 46, 47, 65, 99, 111, 133, 140, 156, 158, 162, 172, 173, 181, 182, 191, 213, 220, 235, 240, 255, 262, 291, 297, 306, 347, 355

Projectes d’escoles i instituts 95, 105, 117, 126, 128, 130, 134, 149, 179, 180, 188, 193, 209, 242, 269, 296, 298, 329, 339-341

Projectes 21, 94, 123, 142

Artístiques 26, 49, 51, 54, 60, 63, 68, 77, 81, 83, 87, 91, 103, 115, 116, 119, 122, 139, 143, 217, 234, 239, 266, 277, 284, 315, 316

Musicals 326-328

De llibre / còmic 27, 69, 97, 112, 152, 163, 178, 201, 212, 216, 224, 363

Comestibles 36, 66, 71, 110, 157, 184, 275, 301, 338

Efemèrides / festives 39, 42, 45, 67, 73, 254, 267, 276, 304, 305, 319, 359

Televisives 23, 102, 233, 325

De col·leccionista (segells, cupons) 8, 30, 58, 61, 118, 211, 218, 272, 309-314, 321

De portada 34, 35, 37, 40

Esculturals / murals 9, 31, 55, 70, 78, 82, 88, 109, 145, 160, 167, 273, 343

De diferents idiomes 32, 52, 125, 183, 192, 198, 228, 249, 250, 261, 303

Amb mostres 29, 41, 43, 59, 92, 114, 136, 141, 206, 227, 236, 322, 342, 348

Amb persones 56, 89, 146, 203, 365

Poètiques 64, 79, 80, 208

En xarxes socials / 2.0 72, 93, 96, 121, 127, 138, 150, 155, 164, 175, 185, 194, 195, 199, 205, 207, 215, 225, 247, 263, 360, 364

De publicitat 137 165, 166, 196, 274

Florals 132, 171, 278

Quadre 1. Classificació de les 365 taules periòdiques segons la temàtica.

d’avui (1 d’abril de 2020) amb el compte @LTPeriodica, que segueix viu per contribuir a la tasca de la comunitat de divulgadors i comunicadors científics 2.0 en català.

Aquest article ha estat una reflexió que volíem fer, que necessitàvem plasmar sobre paper, en calma i amb la perspec-

tiva dels mesos, després d’un any de follia. Ara mateix és el primer dia d’abril. Tanquem el que ha estat un mes fatídic, del qual es parlarà als llibres d’història dels propers segles, i esperem estar encetant el mes de la sortida d’aquesta crisi sanitària causada per aquest nou coronavirus. Els

dos autors acabem de redactar el present article en ple període de confinament, mentre fem classes ben sols, davant de l’ordinador, veient els nostres alumnes per la pantalla. Precisament en una situació com aquesta el recurs que ofereix el conjunt dels 365 tuits del projecte #1TPdia esdevé

més útil i necessari que mai (LTPeriodica, 2019).

Satisfets d’haver contribuït a la generació de recursos digitals, material útil per als nostres companys professors de secundària i de la universitat, però també per a la divulgació científica, traiem el cap per la finestra, cadascú des de casa seva, i veiem un arc de Sant Martí pintat. Ens omple d’esperança i imaginem un demà molt millor. Imaginem una societat amb més cultura científica, un país amb més suport a la recerca, un futur amb ciutadans més lliures (Duran, 2014). Tanquem la finestra i tornem a seure convençuts que «tot anirà bé».

Referències

álvarez, s.; Mans, C. (2019). 150 anys de taules periòdiques a la Universitat de Barcelona Barcelona: Universitat de Barcelona.

álvarez, s.; CreMades, e.; duran, J.; duran, x.; Mans, C.; vieta, P. A. (2019). 100 curiositats sobre la taula periòdica i els elements químics. Valls: Cossetània Edicions.

BauM, R. M. (2003). Chemical & Engineering News Archive, vol. 81, núm. 36, p. 27-29

BlasCo, F.; duran, M. (2019). 52 jocs amb la taula periòdica [recurs electrònic]. Girona: Magic and Science. <https://52gamespt. wordpress.com/> [Consulta: 1 abril 2020].

CHeM13 news Magazine (2019). An Introduction to the Philatelic Table of the Elements 2.0 [recurs electrònic]. Waterloo: University of Waterloo. <https:// uwaterloo.ca/chem13-newsmagazine/april-2019/feature/ introduction-philatelic-tableelements-20/> [Consulta: 1 abril 2020].

davenPort, M. (2019). Two ginormous periodic tables in Michigan vie for world record [recurs

electrònic]. Washington: Chemical & Engineering News. <https://cen.acs.org/education/outreach/IYPT-its-bighome-International-Year-Periodic-Table/97/i47/> [Consulta: 1 abril 2020].

duran, X. (2014). «Divulgar la química: com, a qui i per què?». Educació Química EduQ, núm. 18, p. 4-11.

duran, X.; de Manuel, J. (2019). Els crims de la taula periòdica L’Hospitalet de Llobregat: Santillana Grup Promotor. elguero, J.; goya, P.; roMán, P. (2019). ¿Qué sabemos de la tabla periódica de los elementos químicos? Madrid: Los Libros de la Catarata. gonzález, P. (2013). «Què diu i què no diu la taula periòdica». Educació Química EduQ, núm. 15, p. 19-24. gray, T. W.; Mann, N. (2011). Els elements. Una exploració visual de tots els àtoms coneguts de l’univers. Barcelona: Institut d’Estudis Catalans; València: Universitat de València; Bellaterra: Universitat Autònoma de Barcelona.

iCKe, J. (2019). World’s smallest periodic gift for super-heavy scientist [recurs electrònic]. Nottingham: University of Nottingham. <https://www. nottingham.ac.uk/news/ pressreleases/2019/mar/ yuri-periodic-table.aspx/> [Consulta: 1 abril 2020].

IUPAC - International Union of Pure and Applied Chemistry (2019a). Opening Cerimony [recurs electrònic]. La Haia: International Union of Pure and Applied Chemistry. <https://iypt2019. org/opening-ceremony/> [Consulta: 1 abril 2020].

IUPAC - International Union of Pure and Applied Chemistry (2019b). The International Year of the Periodic Table 2019 [recurs electrònic]. La Haia: International Union of Pure and Applied

Chemistry. <https://iypt2019. org/> [Consulta: 5 juliol 2019].

IUPAC - International Union of Pure and Applied Chemistry (2019c). Closing celebrations of IYPT2019 [recurs electrònic]. La Haia: International Union of Pure and Applied Chemistry. <https:// iypt2019.org/news/closing-celebrations-of-iypt2019/> [Consulta: 1 abril 2020].

IUPAC - International Union of Pure and Applied Chemistry (2019d). Events worldmap [recurs electrònic]. La Haia: International Union of Pure and Applied Chemistry. <https://iypt2019.org/eventsworldmap/ > [Consulta: 1 abril 2020].

KräMer, K. (2019). Giant periodic table four times larger than previous record holder [recurs electrònic]. Cambridge: Chemistry World. <https:// www.chemistryworld.com/ news/giant-periodic-tablefour-times-larger-than-previous-record-holder/4010824. article/> [Consulta: 1 abril 2020].

leaCH, M. (2019). Schaltenbrand’s Helical Gathering of the Elements [recurs electrònic]. Bury: Meta-Synthesis. <https://www. meta-synthesis.com/ webbook/35_pt/pt_database. php?PT_id=1005/> [Consulta: 1 abril 2020].

lee, M. S. (2019). Elemental Haiku: Poems to Honor The Periodic Table, Three Lines at a Time. Nova York: Ten Speed Press, 2019. ltPeriòdiCa [recurs electrònic] (2019). Girona: Bloc de Pep Anton Vieta. <http://ltperiodica. cat/> [Consulta: 1 abril 2020]. ltPeriòdiCa. (@LTPeriodica, 2019). «365 i ÚLTIMA #1TPdia [Obrim fil]: Ens fa molta il·lusió acabar el projecte “Una #TaulaPeriòdica al dia” traient la cara, tot enarborant la que ha estat la nostra ensenya, aquest 2019. El logo de l’#aitp2019

#iypt2019, amb els símbols N, C, O, H, Md i la cara de #Mendeléiev». Twitter, 31 desembre 2019, 08.02 h.

Malé, J.; vieta, P. A. (2019). «La Bíblia té química: en els cent cinquanta anys de la taula periòdica de Mendeléiev». Revista de la Societat Catalana de Química, núm. 18, p. 62-81.

MarCé, R. M. (2019). Ja hem inaugurat l’Any Internacional de la Taula Periòdica dels Elements Químics a Catalunya! [recurs electrònic]. Barcelona: Societat Catalana de Química. <https://www. taulaperiodica.cat/blog/ ja-hem-inaugurat-lany-internacional-de-la-taula-periodica-dels-elements-quimics-acatalunya/> [Consulta: 1 abril 2020].

o ’H agan , d.; P ilar g il , M.; a it K en , A. (2019). Is this the world’s oldest classroom periodic table? [recurs electrònic]. Cambridge: Chemistry World. <https://www.chemistryworld.com/opinion/ is-this-the-worlds-oldestclassroom-periodic-table/3009960.article/> [Consulta: 1 abril 2020].

RSEQ - Real Sociedad Española de Química [recurs electrònic] (2019). Madrid: RSEQ. <https:// rseq.org/quimica-y-sociedad/ ano-internacional-de-la-tablaperiodica/> [Consulta: 1 abril 2020].

saint george’s sCHool IYPT2019 (2019). Saint George’s School. Periodic table with 800 food boxes [recurs electrònic]. Fornells de la Selva: Saint George’s School. <http://saintgeorgeschool.es/ iypt2019> [Consulta: 1 abril 2020].

sHaiK, S.; CreMades, E.; álvarez, S. (2019). «The Periodic-Table - A Universal Icon: Its Birth 150 Years Ago, and Its Popularization Through Literature Art and Music». Angew. Chem. Int.

Ed., vol. 58, núm. 38, p. 1319413206.

SCQ - Societat Catalana de Química (2019a). Acte de cloenda de l’Any Internacional de la Taula Periòdica dels Elements Químics [recurs electrònic]. Barcelona: Societat Catalana de Química. <https://www. taulaperiodica.cat/activitat/ acte-de-cloenda-de-lanyinternacional-de-la-taulaperiodica-dels-elements-quimics/> [Consulta: 1 abril 2020].

SCQ - Societat Catalana de Química (2019b). Equip [recurs electrònic]. Barcelona: Societat Catalana de Química. <https:// www.taulaperiodica.cat/ presentacio/equip/> [Consulta: 1 abril 2020].

stoye, E. (2017). This may be the world’s largest (permanent) periodic table ever [recurs electrònic]. Cambridge: Chemistry World. <https:// www.chemistryworld.com/ news/the-worlds-biggest-periodic-table-probably/3007512. article/> [Consulta: 1 abril 2020].

— (2019). New candidate for oldest classroom periodic table emerges in Russia [recurs electrònic]. Cambridge: Chemistry World. <https://www.chemistryworld.com/news/ new-candidate-for-oldestclassroom-periodic-tableemerges-in-russia/3010467. article/> [Consulta: 1 abril 2020].

united nations (2017). Proposal for the Proclamation by The United Nations of 2019 as an International Year of The Periodic Table of Chemical Elements [recurs electrònic]. Nova York: United Nations. <https://unesdoc. unesco.org/ark:/48223/ pf0000259063/> [Consulta: 1 abril 2020].

vieta, P. A. (2019). «La taula periòdica dels elements. Un

calaix de recursos en línia». Educació Química EduQ, núm. 25, p. 48-56.

Eduard Cremades Martí Va néixer a Barcelona l’any 1983. És doctor en química per la Universitat de Barcelona i actualment és professor a l’Escola Virolai, a la Universitat de Barcelona i a la Universitat Oberta de Catalunya. Fan incondicional de la taula periòdica, ha coescrit 100 curiositats sobre la taula periòdica i els elements químics. En el seu temps lliure busca vincles entre la química i la cultura popular i ho piula des de Twitter (@eduardcremades).

A/e: eduard.cremades@gmail.com

Pep Anton Vieta Corcoy Va néixer a Blanes l’any 1986. És doctor en química per la Universitat de Girona, professor de ciències a secundària, al Saint George’s School (Fornells de la Selva), i fan de la taula periòdica dels elements com a símbol de la cultura científica, a més d’un apassionat dels experiments de ciència recreativa i de les eines TIC i 2.0, sobretot Twitter (@pquimic), com a recursos per a la comunicació, la divulgació i la didàctica de la ciència.

Web: pepquimic.pepantonvieta.cat

A/e: pepquimic@gmail.com

Encara no has vist l’app i els vídeos del llibre Els elements, de Theodore Gray?

Jordi Llorca / Catedràtic de la UPC i membre de l’IEC

Possiblement heu tingut a les mans el llibre Els elements. Una exploració visual de tots els àtoms coneguts de l’Univers , de Theodore Gray. Si encara no heu tingut l’ocasió de fullejar-lo, no us el perdeu! És un llibre que combina de forma efectiva les imatges i el text i que ens endinsa de manera amable dins la taula periòdica. Cada element es tracta individualment i se’n resumeixen les característiques i aplicacions més importants. I tot plegat, acompanyat d’unes fotografies que, per si soles, són molt inspiradores. La qualitat de les fotografies i la precisió i alhora senzillesa dels textos fan d’aquest llibre una obra exemplar per als qui estimem la química i, també, per fer que la química tingui una entrada afable en aquells que encara l’han de descobrir. La versió en català del llibre va ser publicada el 2011 per l’Institut d’Estudis Catalans (IEC), Publicacions de la Universitat de València i la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), gràcies a l’esforç dels catedràtics emèrits de la UAB i membres de l’IEC Pilar González i Salvador Alegret. I tan gran ha estat l’èxit de l’obra, que tot just ara se n’ha fet la segona edició.

Doncs bé, també existeix l’aplicació en català per a iPad i iPhone (no encara la versió per a Android, i no sembla que hagi d’arribar aviat). Aquesta app té una característica que fa que sigui, de debò, espectacular. Es

tracta d’un conjunt de fotografies dels elements i objectes que els representen. Aquests objectes es poden fer girar lliurement amb la carícia d’un dit i també es poden ampliar per veure’n els detalls. També hi ha imatges estereoscòpiques molt ben aconseguides per endinsar-nos en els objectes fent ús d’unes ulleres 3D. Moure’s per l’app és molt senzill i, a més del material gràfic, hi ha un munt d’informació sobre les propietats dels elements i, fins i tot, anècdotes que fan d’aquesta aplicació una eina molt útil per a la docència. A més, l’aplicació està connectada a una base de dades constantment actualitzada que permet ampliar la informació sobre les propietats físiques i químiques de tots els elements. El preu de l’app per a iPad és de 9,99 € (8,99 per a iPhone), i per

5,49 € més podem adquirir el paquet complet de vídeos didàctics de la col·lecció Els elements en acció, un conjunt de vídeos en què es mostren experiments reals de diversos elements que pretenen, com ja va dir Schlesinger l’any 1935, «fer els fets de la ciència prou fàcils per aprendre’ls i impressionants per recordar-los» (J. Chem. Educ., núm. 12, p. 524; una joia d’article, per cert). També podem descarregar-nos de manera gratuïta l’app Els elements: ‘flashcards’, que conté un conjunt d’exercicis per aprendre a reconèixer els elements i la seva ubicació a la taula. Aquestes aplicacions són, sens dubte, una porta d’entrada a la taula periòdica que juga amb la nostra curiositat i sorpresa i, alhora, unes eines educatives de primer nivell.

Figura 1. Entrada de l’app en català del llibre Els elements, de Theodore Gray.

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 [en línia]: Marco de la evaluación. Conocimientos y habilidades en Ciencias, Matemáticas y Lectura. 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 caràcter divulgatiu 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

Reacció química

Substància química