States of matter.

Sólidos, líquidos y gases son los tres estados de la materia y su estudio forma parte de la química. Este texto nos permite conocer cómo ésta se desarrolla no sólo en los laboratorios y entre científicos, sino también en fábricas y plantas químicas, y con múltiples aplicaciones: en la fabricación de fibras sintéticas para los tejidos, de explosivos para los fuegos artificiales, de disolventes para las pinturas, de fertilizantes para los cultivos y de medicamentos para tratar las enfermedades.

Conocer los materiales : ideas y actividades para el estudio de la Física, Química y Tecnología en la Educación Secundaria.

Se presenta una recopilación de actividades sobre los materiales, dirigidas al alumnado y al profesorado del área de Ciencias de la Naturaleza y Tecnología de Educación Secundaria Obligatoria. Tras unas recomendaciones metodológicas se presentan actividades introductorias y de caracter general sobre la historia y el uso de los materiales. Las actividades se estructuran en seis bloques en los que se analizan las propiedades térmicas, eléctricas, químicas y de luz y color de sólidos, líquidos y gases. El último bloque se dedica al estudio monográfico de los metales, presentando actividades con materiales de construcción, y de los plásticos.

El oscilador salino.

Estudio sobre el oscilador salino y su aplicación a las prácticas de la clase de ciencias. En 1970 Seelye Martin, de la Universidad de Washington, descubrió un curioso efecto basado en la diferencia de densidad de dos líquidos. Tal efecto puede ser observado fácilmente si se llena un recipiente alto de vidrio, como por ejemplo una probeta, con agua de manera que el nivel de ésta llegue casi hasta el borde del recipiente. Tomando luego un vasito de plástico de paredes finas, y poniendo en él un líquido coloreado de mayor densidad que el agua, se sumerge el vaso hasta que los niveles de ambos líquidos coincidan. Si a continuación se practica en el fondo del vaso un orificio con ayuda de un alfiler podrá verse cómo una fina vena de líquido coloreado desciende a través del agua. Este flujo descendente está motivado por el hecho de que en la interfase que separa a ambos líquidos la presión ejercida hacia abajo por el líquido coloreado es mayor que la presión ejercida hacia arriba por el agua. Este fenómeno se aprecia muy bien si en el vaso se pone una disolución de sal común en agua. Por este motivo al mencionado dispositivo se le da el nombre de oscilador salino. A continuación, y con el objeto de construir una práctica de laboratorio para alumnos basada en el oscilador salino, se procede a un estudio teórico previo del mismo y posteriormente se realiza un experimento, al objeto de comprobar el cumplimiento de la expresión teórica obtenida por nosotros para el oscilador salino. Para terminar se señala que la práctica reflejada fue realizada por los alumnos de Física de COU del Instituto Ramiro de Maeztu, de Vitoria, con buenos resultados, invirtiendo tres horas en su realización.

Experiencias pedagógicas sobre intercambio iónico.

Se ponen de manifiesto una serie de experiencias pedagógicas sobre intercambio iónico. En los últimos años las resinas artificiales intercambiadoras de iones han ampliado enormemente su campo de aplicaciones, hasta el punto que ha llegado a adquirir la categoría de operación unitaria de la Ingeniería Química. Por otro lado se destaca que es un tema en íntima relación con la creciente contaminación de las aguas. Por ello se han elaborado unas experiencias de intercambio iónico, que además de dar a conocer a los alumnos de COU y al profesorado, una serie de conocimientos prácticos sobre el tema, pueden ser aprovechados para relacionar este fenómeno con diversas cuestiones de Física y de Química, consiguiéndose así una interesante visión de conjunto de todo el proceso. Se emplea como resina cambiadora la Amberlita- IRA-94, que presenta carácter débilmente básico por poseer como grupo activo una base de amonio cuaternaria. A continuación se recuerda el fundamento del proceso de intercambio iónico y se señalan los aparatos que son necesarios y como intervienen en el proceso experimental. Además se señala que con objeto de hacer lo más pedagógicas posibles las experiencias de intercambio, es conveniente emplear disoluciones que contengan aniones coloreados, con lo cual conseguimos que el alumnado vaya observando visualmente los cambios de color en los líquidos que atraviesan la resina cambiadora. Posteriormente se describe la técnica operativa. Por último se hace referencia a los objetivos, algunos de los cuales son que los alumnos observen que una sustancia que estaba contaminando 2 litros de agua, quede concentrada en un volumen de 10 ml, y que aprendan que esta es en esencia la base de toda depuración: conseguir concentrar un determinado contaminante en un pequeño volumen, centenares de veces inferior que el que ocupaba en principio.

Estudio comparativo de las viscosidades en el aceite pesado, aceite medio, aceite ligero, SAE 30 y SAE 60.

Trabajo realizado por los alumnos de sexto curso del Instituto Nacional de Enseñanza Media de Puertollano en el que se desarrolla la experiencia científica y comparativa de los diferentes aceites, llegando a la conclusión de que la viscosidad en los líquidos aumenta con el peso molecular de la sustancia y la variación de la viscosidad con la temperatura tiene gran importancia cuando los aceites son empleados en la industria como lubrificantes, ya que podrían provocar que la maquinaria en dónde se emplean, dejara de funcionar.

Aspectos de física moderna en la escuela primaria : uso de las radiaciones nucleares.

Se inicia con una pequeña reseña histórica sobre el descubrimiento de la radioactividad artificial y de los radioisótopos. A continuación expone sus aplicaciones en medicina: bomba de cobalto, localización de tumores cerebrales, estudio de la actividad de la glándula tiroides, metabolismo de sustancias; medida de la capacidad cardiaca. En agricultura: mejora de cosechas, exterminación de plagas; conservación de alimentos; estudio de enfermedades del ganado. En la industria: medida de espesores; control de nivel de líquidos; control de desgaste en piezas. Termina con una pequeña alusión a la investigación de la radioactividad en España.

Conformación de la estructura mental en el alumno y clase social.

Tras clarificar desde un punto de vista psicológico lo que entienden por estructura mental y analizar teóricamente la posible influencia de algunos factores sociales en la configuración de la misma, se pretende comprobar si la conformación de la estructura mental, en función de la clase social, va desde una forma de inteligencia concreta para las clases sociales bajas a una forma abstracta en las clases altas. Por otro lado, se pretende proyectar los resultados de la investigación al campo de la FP. 179 Sujetos de ambos sexos que cursan estudios de octavo de EGB, de edades comprendidas entre los 13 y 20 meses y los 14 años. La muestra de sujetos se extrajo de 8 escuelas elegidas según los siguientes criterios: distribución territorial en medio rural o urbano, dependencia estatal o privada y posibles diferencias en la pedagogía de enseñanza. El método utilizado para averiguar como el sujeto cubre los pasos básicos del pensamiento formal-abstracto fue el clínico experimental. Los protocolos de las entrevistas piagetianas se analizaban teniendo en cuenta tres aspectos: método, causalidad y anticipación. Para valorar el contexto socio-cultural de los sujetos se tuvieron en cuenta cuatro bloques de variables: socio-económicas, espaciales, temporales y socio-culturales. Pruebas piagetianas: combinatoria de líquidos incoloros, oscilación del péndulo y flexibilidad de las varillas. Test de matrices progresivas de Raven. Cuestionario sobre el contexto socio-cultural elaborado ad-hoc. Porcentajes. No consta la utilización de ningún tipo de análisis estadístico que no sea el índice anteriormente señalado. Sólo el 6 por ciento de los niños de la muestra realizan adecuadamente las tareas propias del pensamiento formal consolidado. De los resultados obtenidos se desprende que, a partir de la clase social, podemos predecir en un 30 por ciento la estructura mental de un sujeto. Los padres con estudios superiores situan a todos sus hijos de este periodo escolar en vías de alcanzar la estructura formal de pensamiento, de modo que poseen el 36'4 por ciento de los niños que alcanzan el máximo nivel de pensamiento abstracto, y la mayoría de los niños situados en las categorías de estructura formal inicial y paso de estructura operatoria concreta a formal. La posibilidad de que un niño se desarrolle en un medio familiar que potencie actividades que comporten un mayor dominio de aspectos espaciales, temporales y de enriquecimiento cultural (aspectos que inciden directamente en la configuración de la estructura mental), está condicionada en un grado considerable por factores como el nivel ocupacional y de estudios del padre y en algunos aspectos más concretos por el nivel de estudios de la madre, pudiendo predecirse con un alto grado de fiabilidad (si se conocen estos niveles) cuáles serán sus limitaciones.

Aprendizaje y desarrollo : las exigencias cognitivas de los programas escolares y la asimilación de contenidos en la segunda etapa de EGB.

Revisar los métodos didácticos de las disciplinas científicas, analizar los libros de texto y la comprensión que de ellos tiene el alumno. Analizar las pruebas que se realizan en los colegios y sondear las explicaciones que los niños dan a los fenómenos naturales. Muestras independientes: 1. 110 sujetos entre 4 y 9 años. 2. Manuales de EGB de distintas editoriales. Muestra de 72 sujetos de quinto de EGB y 87 de séptimo de EGB. 3. Dos grupos de sujetos de séptimo de EGB. 4. Alumnos de sexto, séptimo y octavo de EGB, de tres colegios (n= 389 sujetos). 5. Niños de 8, 9, 10, 11 y 12 años. 1. Nivel de líquidos: aplicación de la prueba piagetiana de la horizontalidad. Diseño de tres grupos intersujeto según el nivel de ayuda. 2. Análisis y comprensión de libros de texto: análisis de contenido de varios libros y análisis empírico de la comprensión de un texto específico seleccionado. La variable dependiente, recuerdo de lo leído, se evalúa mediante un cuestionario. 3. Análisis de los conocimientos de la asignatura de Física: análisis comparativo entre los exámenes oficiales del centro y una prueba paralela diseñada para ello. Diseño de dos grupos (clase social alta-baja) con medias repetidas. 4. Explicación de fenómenos cotidianos. Aplicación de un cuestionario colectivo que evalúa conocimientos y comprensión. Diseño de tres grupos (según metodología didáctica del centro y clase social). Los resultados se operativizan mediante categorías de respuesta y niveles de complejidad. 5. Comprensión de nociones científicas. Aplicación de una prueba de comprensión. Las respuestas se obtienen mediante entrevista semiestructurada siguiendo el método clínico. En la prueba de horizontalidad, obtienen la secuencia típica de desarrollo propuesto por Piaget. Los textos escolares no son adecuados para los niveles propuestos. En la prueba de comprensión sólo el 30 por ciento reproducen los conceptos centrales. En las calificaciones, se observa una deficiente expresión del alumno ante problemas no vinculados a la vida real. Solo un 35 por ciento de los sujetos responden adecuadamente al cuestionario paralelo de conceptos físicos. Los resultados indican un predominio del aprendizaje memorístico y una escasa comprensión. Respecto a la comprensión de las nociones científicas, se observa una confusión conceptual y una deficiente asimilación de los conceptos. El niño posee una física no sistemática que en muchas ocasiones recuerda las explicaciones científicas antiguas. Enseñar el método científico y favorecer una actitud de indagación crítica más que enseñar contenidos específicos desde edades tempranas y siempre en conexión con el ambiente que rodea al niño.

El agua y sus propiedades : análisis del proceso de emisión, verificación y modificación de hipótesis en niños de 10-11 años.

Averiguar cuáles son las posibilidades reales de los alumnos de quinto curso de EGB (10-11 años) en lo referente al proceso de emisión, verificación y modificación de hipótesis, dentro del contexto real de una clase, con la orgnización, métodos de trabajo y contenidos habituales de la misma. Obtener conclusiones metodológicas que puedan derivarse de la observación, método de trabajo y contenidos habituales de la misma. Obtener conclusiones metodológicas que puedan derivarse de la observación del trabajo de los alumnos y que supongan una mejora en la manera de enseñar. 30 alumnos de quinto de EGB pertenecientes a un colegio de Ávila. La experiencia ha durado 4 meses, en sesiones semanales o quincenales de 2 a 4 horas. Cada experiencia concreta se desarrolló en una o dos sesiones lo más próximas posible. Los grupos constaban de 3 alumnos, formados libremente por ellos. Se elaboró una guía sobre los pasos que se debían de dar en cada experiencia y lo que debían de anotar los alumnos en sus cuadernos de trabajo; al final se recogería y se analizaría por los profesores. Los contenidos desarrollados fueron: +cómo se mezclan los líquidos entre sí?, aproximación al concepto de densidad; el agua y los líquidos son incompresibles; los líquidos ejercen fuerzas (presiones) en todas direcciones; los líquidos ejercen un empuje hacia arriba; los líquidos transmiten las presiones en todas las direcciones; la prensa hidráulica. Los niños de estas edades solamente emiten hipótesis previas cuando están familiarizados con el fenómeno o cuestión planteada. Cuando los chicos se enfrentan a fenómenos relativamente conocidos, generalmente modifican muy poco sus hipótesis iniciales después de escuchar las de sus compañeros. Realizan el control de variables que ellos han considerado como pertinentes, no incorporando ninguna variable escuchada a los compañeros y que no ha sido hecha suya. El trabajo experimental siempre lo han realizado como lo han diseñado. No han tenido ninguna dificultad en modificar las hipótesis iniciales cuando éstas no concordaban con los resultados de la experimentación. Obtienen dos tipos de conclusiones, unas descriptivas (solamente describen los resultados de la experiencia sin intentar dar una explicación del porqué ocurren esos fenómenos), y explicativas (intentan dar una explicación del porqué ocurren los fenomenos que han estudiado).

Diseño y realización de experimentos de Física para uso del profesor en la elaboración de su proyecto docente.

Elaborar un material didáctico experimental para que pueda ser utilizado por el profesorado de Física General (nivel: BUP, COU y primero de licenciatura). Diseñar, realizar y evaluar experimentos caseros e integradores. 1. Experimentos caseros: alumnos de Física General de la UNED, de BUP y COU. 2. Experimentos integradores: alumnos de la facultad de Ciencias de la UNED. Se han diseñado dos tipos de experimentos: caseros e integradores. Para los experimentos caseros se han seleccionado algunos fenomenos que han marcado pautas de progreso en el desarrollo de la ciencia. Comienzan con la mecánica, haciendo especial énfasis en la interacción gravitatoria de Newton y los modelos mecánicos de intercambio de energía. A continuación abordan los fenómenos eléctricos, magnéticos y ópticos. La evaluación se realizará a través de los profesores-tutores de ciencias en los centros asociados de la UNED. Los experimentos integradores se plantean como pequeños trabajos de investigación que pueden ser interpretados con los conocimientos de Física y Matemáticas del Primer Ciclo de Licenciatura; los fenómenos electromagnéticos y ópticos son los más desarrollados. La evaluación se lleva a cabo con alumnos de la Facultad de Ciencias de la UNED. Fórmulas, figuras. 1. Experimentos caseros: se han elaborado manuales para la realización de los siguientes 16 experimentos. 1.1. El péndulo simple. 1.2. Péndulos encadenados. 1.3. Péndulos acoplados. 1.4. Elasticidad. 1.5. Péndulo de torsión. 1.6. Fuerzas entre cargas eléctricas. 1.7. Fuerzas entre imanes. 1.8. Imanes y corrientes. 1.9. Circuitos de corriente continua. 1.10. Propagación de la luz a través de los diferentes medios. 1.11. La polarización de la luz. 1.12. Difracción de la luz. 1.13. Absorción y emisión de la luz por los átomos. 1.14. Sólido, líquido y gas. 1.15. El gas ideal. 1.16. Y los líquidos reales. 2. Experimentos integradores: se han desarrollado 8 de los 9 experimentos. Su relación es la siguiente: 2.1. Permitividad eléctrica y permeabilidad magnética del vacío. 2.2. Resistencia eléctrica de conductores óhmicos. 2.3. Fuerzas entre imanes. 2.4. La luz en la superficie de separación de dos medios. 2.5. El arco iris. 2.6. Polarización de la luz. 2.7. Interferencias luminosas. 2.8. Difracción de la luz. 2.9. Espectroscopia. Además se ha comprobado que los alumnos que han realizado estos trabajos, motivados, no los rechazan a pesar del gran esfuerzo teórico y experimental que tienen que llevar a cabo; por la dificultad de la tarea, tienden a trabajar en equipo; la redacción de la memoria final desarrolla su capacidad de análisis y síntesis; aprueban más facilmente las asignaturas correspondientes.

Investigaciones sobre pensamiento y lenguaje : un estudio evolutivo sobre el uso de cuantificadores en niños de 4 a 7 años.

Observar si existía alguna relación entre los diversos niveles de edad y las producciones lingüísticas asociadas, mediante el empleo de tareas que requerían del sujeto emitir juicios sobre la cantidad, describiendo las diferencias que se le presentaban. Se pretende estudiar qué tipo de cuantificadores utilizan los sujetos cuando se les propone tareas que hacen referencia a la cantidad, para lo cual se distinguen tres modos de describir la evaluación: mediante cuantificadores objetivos, subjetivos o combinación de estos dos tipos. 216 niños que están asistiendo a los colegios públicos y jardín de infancia. Los sujetos pertenecían a los cursos de Preescolar y primero de EGB, cuyas edades están comprendidas entre 4; 1-7; 4 años. Los niños pertenecen a la clase media, considerando las profesiones maternas y la ubicación de los centros escolares. Diseño no paramétrico. El plan experimental es una estructura formal caracterizada por presentación de unas tareas con el objetivo de clasificar las respuestas lingüísticas de los sujetos y poder establecer la relación nivel de edad-producción lingüística. Material utilizado: dos muñecos, niño y niña, plastilina, dos lápices (cuyas dimensiones varían en longitud), bolas. El experimentador da a los muñecos cantidades distintas de plastilina, número diferente de bolas del mismo tamaño y solicita del niño que describa lo que se le ha dado a los muñecos. La misma técnica se emplea para el caso de los lápices. A los sujetos se les administró también la prueba de conservación de los líquidos (Piaget). Análisis cualitativo a través de cuadros de respuestas presentados en frecuencias relativas. Análisis estadístico utilizando 'Chi cuadrado' de Pearson. La tarea bolas es descrita preferentemente por medio de cuantificadores objetivos, siendo las diferencias entre las diversas edades estadísticamente significativas. En la tarea lápices podemos observar como el término más utilizado ha sido el cuantificador objetivo del tipo 'éste es más grande; éste es más pequeño' fundamentalmente a partir de los 5 años. Sólo existen diferencias significativas entre los niños más pequeños frente a los de 6 y 7 años. En el caso de plastilina, los cuantificadores objetivos aparecen significativamente menos en los niños de menos edad, frente a los de 6 y 7 años. Los resultados sugieren un modelo de evolución en la evaluación de las cantidades, a saber: un primer período donde se utilizan cuantificadores subjetivos. Un segundo, donde se combinan los cuantificadores. Un tercer período, donde se emplean dos cuantificadores objetivos (antónimos), con o sin adjetivo. Un cuarto período, en el que se emplea un solo cuantificador, con predominio del objetivo y polarización positiva en una oración simple.

El sol, fuente energética del futuro.

Título anterior de la publicación: Boletín de la Comisión Española de la UNESCO