Bioquímica en la vida diaria: el equilibrio químico y la función transportadora de la hemoglobina

La hemoglobina es una proteína sanguínea que puede transportar oxígeno, un gas insoluble en medio acuoso, llevándolo a las diferentes partes del organismo en donde es requerido para su buen funcionamiento, así como productos metabólicos como el CO2 y el hidrógeno, para su excreción. Estos procesos se ven condicionados por factores como el pH, la concentración de BPG, las presiones parciales de O2 y CO2, la cooperatividad de la unión entre la hemoglobina y esos compuestos y los cambios conformacionales que la hemoglobina debe sufrir para captar y soltar eficientemente estas moléculas en el sitio del organismo donde son requeridos. Cambios abruptos en la presión atmosférica ligados a la altura, y la exposición a altas concentraciones de otros gases afines a la hemoglobina como el monóxido de carbono, presente en vehículos o recintos cerrados, pueden comprometer el funcionamiento normal del organismo precisamente porque causan efectos sobre esa función transportadora de la hemoglobina. En este escrito, se explicarán fenómenos de la vida diaria relacionados con el transporte de gases por la hemoglobina, como una demostración de que los conocimientos bioquímicos comienzan a ser útiles desde ahora para entender situaciones cotidianas y a dejarnos la expectativa de su valor para entender muchos de los problemas de salud que tendremos en nuestras manos.

Comprensión del equilibrio químico y dificultades en su aprendizaje.

Este artículo trata sobre el aprendizaje del equilibrio químico, que debido a su complejidad ha sido objeto de numerosas investigaciones en didáctica de las ciencias. El problema que se plantea en este trabajo aborda, en primer lugar, qué se entiende por comprensión del equilibrio químico desde el punto de vista de la enseñanza y, a la luz de esta definición, trata de seleccionar cuáles son los principales obstáculos que se pueden presentar a los estudiantes de química de COU en su apendizaje.

Análisis de problemas de selectividad de equilibrio químico : errores y dificultades correspondientes a libros de texto, alumnos y profesores.

Resumen tomado de la publicación

Implicaciones didácticas en un estudio histórico sobre el concepto de equilibrio químico.

Resumen tomado de la publicación

El equilibrio químico.

Los libros de texto de bachillerato contienen serios errores en la explicación del cálculo cinético del equilibrio químico. Por este motivo, se demuestra aquí la deducción de la constante del equilibrio químico por vía cinética, para que los profesores hagan las correspondientes explicaciones en sus clases.

Una propuesta curricular para el equilibrio químico fundamentada en el estudio del principio de Le Chatelier.

Estudiar las dificultades y errores conceptuales relacionados con la aplicación del principio químico de Le Chatelier. Fundamentar una alternativa conceptual asociada a un tratamiento metodológico y actitudinal que permita superar dichos errores. 1. Estudio de la evolución histórica del principio de Le Chatelier. 2. Análisis termodinámico de dicho principio. 3. Estudio inicial: Se analiza la formulación que del principio de Le Chatelier se realiza en los libros de texto de Química General de COU y primer curso de Universidad y cómo éstos lo utilizan para realizar predicciones cualitativas acerca de la evolución de un sistema en equilibrio que ha sido perturbado; se establecen relaciones entre estos planteamientos didácticos y la forma en que el profesorado utiliza el principio en el aula para resolver problemas; se estudian las estrategias que emplea el alumnado en la resolución de problemas, centrándose en los errores que pueden surgir de la incomprensión del citado principio. Estudio final: Se determina si la persistencia de errores detectados en el estudio inicial se debe a la metodología empleada. Se elabora una alternativa que supere errores conceptuales y dificultades y propicie un verdadero aprendizaje significativo. 4. Reflexión en torno a una mejor adecuación curricular de los aspectos estudiados. Porcentajes. La metodología didáctica empleada en relación con el principio de Le Chatelier conduce a un tratamiento superficial de los problemas y a un operativismo mecánico, propiciando el uso de reglas memorísticas y el empleo de algoritmos carentes de significado para el alumnado. Existe una relación entre los errores conceptuales detectados en el alumnado, que se muestran persistentes, y las estrategias didácticas empleadas en el proceso de enseñanza-aprendizaje, tanto por los libros de texto como por el profesorado. El principio de Le Chatelier se convierte en un obstáculo epistemológico en el aprendizaje del equilibrio químico. Un tratamiento didáctico alternativo al empleo de este principio como regla cualitativa, basado en la utilización de la constante de equilibrio y con ayuda de herramientas informáticas, evitaría los errores detectados. Se proponen nuevas líneas de investigación que integren un planteamiento constructivista del proceso de enseñanza-aprendizaje y una revisión curricular desde los niveles básicos hasta los más avanzados.

Estudio experimental en temas de Física y Química : equilibrio químico, vibraciones y ondas.

A/ Introducir novedades sustanciales en el enfoque y presentación de determinados temas de Física y Química, buscando una forma de enseñanza más activa y cercana a los alumnos. B/ Contribuir a que el aprendizaje de estas disciplinas en los niveles de BUP y COU, se haga a traves del método experimental. C/ Poner en manos del profesorado un material elaborado que le permita realizar su labor docente con mayor exito. D/ Aportar trabajos originales que contribuyan a la innovación de la enseñanza de los temas vibraciones y ondas y equilibrio químico. A/ Tema 'equilibrio químico' del nivel iniciación: 68 alumnos de segundo de BUP del IB Ciudad de los poetas. B/ Tema 'vibraciones y ondas' del nivel iniciación: 100 alumnos de segundo de BUP del IB Emilia Pardo Bazán. C/ Tema 'vibraciones y ondas' del nivel ampliación: 39 alumnos de tercero de BUP del IB Conde de Orgaz. El proyecto consiste en el diseño de unos módulos de experiencias de Física y Química donde se trata de realizar la aplicación de diversos aspectos de los programas actuales por medio de trabajos experimentales. En las actividades que se proponen se diseñan y construyen, las experiencias correspondientes a los temas de Física, vibraciones y ondas; y de Química, equilibrio químico. Cada tema se compone de un esquema que incluye a su vez objetivos específicos, contenidos y actividades, un desarrollo y unas aplicaciones. Estos se desarrollan desde la perspectiva de un nivel medio, es decir, dirigido a alumnos cuyas edades oscilan entre los 14 y los 18 años. Las actividades específicas se gradúan para dos niveles; A/ Iniciación. B/ Ampliación. Al final se evalúan y exponen los resultados. Diagrama conceptual, esquemas, prueba escrita, test de evaluación del aprendizaje, test de evaluación del proyecto. Notas, porcentajes. Los resultados obtenidos en la experiementación del proyecto son los siguientes: -en general se observa que las calificaciones han sido más elevadas que las conseguidas por estos mismos alumnos en otras pruebas de temas que se expusieron en forma más tradicional. -Se aprecia un corrimiento hacia arriba propiciado con toda seguridad porque el alumnado fija y comprende mejor los conceptos. -Se obtiene una formación menos unidireccional. -Mejora la capacidad de los alumnos para solucionar problemas mediante métodos gráficos. -Finalmente, los estudiantes aceptan la metodología empleada aunque siguen prefiriendo la toma de apuntes tradicional.

Estudio del equilibrio químico homogéneo para un curriculum de química : un problema didáctico.

Se pretende hacer un estudio sistemático y progresivo sobre el aprendizaje y enseñanza del equilibrio químico en sistemas homogéneos y no-iónicos, a nivel de los cursos preuniversitarios o-y cursos introductorios del tercer nivel educativo (universitarios, politécnicos, etc.) a modo de ejemplo de un planteamiento didáctico adecuado para estos cursos.. La atención se enfocó unicamente en cómo era aprendido el tema por el alumno. A través del análisis cuidadoso de diferentes exámenes escritos de grupos de alumnos se extraerían conclusiones respecto a los errores de mayor importancia y a los errores que se repetían con mayor frecuencia. Se manejaron únicamente datos recogidos en el primer curso de Ciencias Químicas.. Para realizar esta investigación didáctica, se ha seguido el método del modelo cíclico del desarrollo del curriculum publicado en el 'Schools Council Working Papel n:10'. Se ha elegido entre sus alternativas posibles la de iniciar el ciclo por la etapa de la evaluación. De esta forma, se ha trabajado con diversas muestras de alumnos lográndose resultados consistentes que legitiman la metodología empleada. Se preparó un texto-cuadernillo de acuerdo con un programa inicial de contenidos que se distribuyó entre los alumnos. De esta forma, se dispuso de una base objetiva para hacer un estudio del aprendizaje del tema.. Con los resultados obtenidos tras la evaluación de diferentes grupos de alumnos, que utilizaron en el Estudio Principal diferentes estrategias de enseñanza-aprendizaje, se puede afirmar que existen claras posibilidades de mejorar notable y significativamente el aprendizaje del tema y se confirma lo que viene manteniéndose por diversos autores: el estudio y aprendizaje del tema del Equilibrio Químico homogéneo resulta ser un punto inicial cuando se programa el currículum de Química General. Queda demostrado que se debe incluir el estudio del tema considerando 'El equilibrio químico homogéneo' entre los propios del currículum de Química General por su gran valor interdisciplinar, ya que permite relacionar campos de estudio como: reacciones químicas, energética y cinética, estegniometría, lenguaje y terminología química, cálculos matemáticos y álgebras estratégicas y habilidades para resolver problemas..

Los simuladores como recurso educativo ante las consideraciones alternativas del Equilibrio Químico en estudiantes universitarios

El Equilibrio Químico en todas sus vertientes (reacciones de oxidación- reducción, comportamiento ácido-base, principio de Le Chatelier, etc.) es uno de los conceptos esenciales de la Química y es la base para la comprensión de una amplia gama de situaciones de interés en dicho campo. Por lo tanto es fundamental que el alumno alcance esa destreza-concepto lo antes posible, lo que conlleva que sea necesaria una revisión metodológica para adaptarse a los nuevos tiempos y a las nuevas necesidades de los alumnos. Dicha revisión está encaminada a tratar de dar respuesta a las consideraciones alternativas que presentan los alumnos en el ámbito universitario en relación al concepto de Equilibrio Químico. Para llevarla a cabo, se propone el uso de simuladores interactivos como recurso de apoyo que permita el acceso a un escenario novedoso que facilite la interacción directa con los principios y conceptos más significativos. Los simuladores, desde un enfoque constructivista, dan respuesta a la necesidad de adaptación y cambio que suscita el cambio de paradigma metodológico en ambientes universitarios, contribuyendo, en gran medida, al aprendizaje autónomo del alumno.

Tiempo y equilibrio en sistemas reaccionantes : interacciones y sistemas, proyecto cib-nivel optativo.

Se presenta material didáctico sobre el tiempo y el equilibrio en sistemas reaccionantes. Se trata de una unidad didáctica experimental para el estudio integrado de la física y la química. Se analizan tres unidades temáticas sobre: la velocidad de reacción; el equilibrio químico; y un último tema sobre el equilibrio y la velocidad en cambios químicos. Además de esta parte teórica, se incluye una parte práctica con actividades y experiencias relacionadas con la materia estudiada.

Química de COU : bases para una coordinación.

1. Unificar criterios en el desarrollo del programa de estudios. 2. Actualizar la terminología. 3. Proponer actividades de autoevaluación que permitan una valoración del grado de consecución de los objetivos propuestos. La programación de Química en COU, con el fin de sugerir la posibilidad del inicio de una coordinación entre los profesores, rompiendo con la dinámica de actuaciones individuales. Se abordan los temas que los autores consideran básicos de Química además de un tema que intenta conectar con el BUP, una introducción a la Química del Carbono y una referencia a lo que podría ser el tratamiento de la Química Inorgánica descriptiva. Los temas a tratar son: 1. Termodinámica, 2. Cinética de reacciones, 3. Equilibrio químico, 4. Ácidos y bases, 5. Reacciones de transferencia de electrones, 6. Reacciones de precipitación. 7. Estructura atómica y sistema periódico y 8. Enlace químico. En cada uno de los temas que se abordan dentro de la Química de COU, se discute el enfoque y comentan los aspectos más destacados de la programación con especial incidencia en la actualización terminológica. Se exponen los objetivos del tema, el programa, los comentarios y se proponen ejercicios múltiples de autoevaluación: frases incompletas, afirmaciones de las que el alumno debe comentar su veracidad o falsedad, ejercicios numéricos, formulación, etc., que, según los autores, permitirán una valoración del grado de consecución de los objetivos propuestos. Se proponen también una serie de cuestiones y ejercicios para un inicio de las clases de Química de COU, para detectar los conocimientos que los alumnos poseen sobre cuestiones básicas. Se pone de manifiesto la necesidad de una coordinación entre los profesores de Química de COU y de los distintos niveles educativos. Viendo, además, la necesidad de abarcar otros aspectos como la actualización científica, la actualización pedagógica, orientación, investigación didáctica, etc.

Uso de analogías en la enseñanza de la Química : necesidad de elaborar decálogos e inventarios.

Resumen basado en el de la publicación

Química : COU.

Libro de texto de química para COU en la modalidad a distancia que consta de cuatro temas. En el tema 1 se aborda la transformación química y las leyes ponderales; en el tema 2 la estructura extranuclear y su evolución histórica; en el tema 3 el enlace químico; y en el tema 4 la energía de las reacciones químicas, las entalpias de reacción y de formación, la espontaneidad de las reacciones químicas y el equilibrio químico. Cada tema propone una serie de ejercicios de comprensión y aplicación de los que se ofrece la solución al final de cada tema.

El estudio de las enzimas en COU.

Se desarrolla un estudio sobre las propiedades de los enzimas, su naturaleza química, el sitio activo de los enzimas, el equilibrio químico y energía de activación, el complejo enzima-sustrato, la transformación del complejo ES, cinética de estado estacionario, cálculo y significado de los parámetros cinéticos, enzimas y ambiente celular, y la clasificación y nomenclatura de los enzimas. Por último, se incluyen algunos experimentos cualitativos que reflejan algunos de estos conceptos teóricos citados.

Elaboración de materiales de trabajo en Física y Química usando la hoja de cálculo de Open Access II.

Se presenta una experiencia de elaboración de materiales de Física y Química usando la hoja de cálculo de Open Access II aplicada a tercero de BUP y COU. Se analiza el contexto del centro en el que se desarrolla la experiencia y se procede a la presentación del proyecto, especificando los objetivos propuestos, las posibles aplicaciones didácticas de la hoja de cálculo, la metodología de trabajo en el aula y los conocimientos informáticos necesarios para utilizar el material elaborado. Se presentan los modelos sobre los que se trabaja: 1. Cinética química, 2. Equilibrio químico, 3. Valoración ácido-base, 4. Reacciones de precipitación, 5. Farmacocinética: dosificación de medicamentos, 6. Tiros, 7. Oscilador armónico lineal, 8. Composición de movimientos vibratorios armónicos, 9. Ondas. 10. Interferencias y pulsaciones. Para cada modelo se presenta una guía del profesor y un guión de trabajo para el alumno. El uso de estas aplicaciones acerca al alumno a las técnicas de modelización y simulación. Se adjuntan transparencias y diskettes de apoyo.