20. Aprenem ciència a la cuina

Castells P. (2010). "Processos fisicoquímics a la cuina".  Educació Química EduQ (7): 37-45.

                     

L’ensenyament de la ciència resulta més engrescador quan es basa en experiències quotidianes. Una proposta atractiva per ensenyar fenòmens relacionats amb la ciència és incorporar a l’aula processos culinaris. Els diferents procediments que es donen a la cuina poden classificar-se en químics, si es produeixen canvis irreversibles en la composició dels aliments, com per exemple quan fem un ou dur, o físics, que són canvis reversibles, com ara fondre xocolata al bany maria.

Els autors del treball mostren un taller de ciència i cuina adreçat a alumnes de secundària. En concret es realitzen activitats sobre l’osmosi i la cocció.

Per treballar el concepte d’osmosi es planteja als alumnes els següents objectius: conèixer el procés de l’osmosi, investigar-ne les aplicacions a la cuina i reflexionar sobre els processos culinaris en els quals intervé.

Abans de començar, els alumnes construeixen una maqueta amb peces de Lego de diferents colors per tal de representar com es dona el procés de l’osmosi. Després, es demana que esbrinin que passarà si posen sucre damunt les maduixes o bé si es bullen patates amb poca aigua i molta sal, processos on l’osmosi s’evidencia per la pèrdua d’aigua dels aliments. En el cas de les maduixes per trobar-se envoltades d’elevades concentracions de sucre i en el cas de les patates per igualar l’elevada concentració externa  de sal.

Fig. 1.- Patates cobertes amb aigua i molta sal

Fig. 2.- Les patates anteriors després de bullir durant 20 minuts

Respecte la cocció, els autors treballen les reaccions de Maillard i la carameli.lització. En aquest cas, també proposen la construcció de maquetes de Lego per visualitzar millor el dos processos. El primer cas correspon a les reaccions que tenen lloc quan s’afegeix sucre a una barreja d’aminoàcids, mentre que la carameli.lització es produeix quan s’escalfen només sucres sobre un punt de fusió. El resultat són diferents compostos que absorbeixen la llum i donen color.

Una manera divertida de construir coneixements científics a través de fenomens culinaris,

19.  On es desfarà abans?

Pedrós Cholvi J. (2017). "Relación entre la velocidad de disolución y la temperatura". Alambique. Didáctica de las Ciencias Experimentales, 87 : 69-74.

                              

La recerca en l’àmbit de la didàctica de les ciències evidencia que els estudiants desenvolupen millor la comprensió conceptual i aprenen més ciència quan participen en investigacions científiques. 

Els autors d’aquest article proposen un treball d’investigació senzill per determinar la relació entre la velocitat de dissolució d’una substància i la temperatura. Els continguts treballats formen part del currículum de Física i Química de 3r curs de l’ESO.

L’activitat s’inicia plantejant una sèrie de qüestions que permeten als alumnes contextualitzar els continguts: “On es desfà abans el cacau, en llet freda o calenta?” “Heu intentat dissoldre una substància en qualsevol líquid?” “Es dissol abans quan el líquid està fred o calent?”. Seguidament, es planteja una qüestió més concreta que serà l’objectiu de la recerca “On es desfarà abans una pastilla de paracetamol, en aigua calenta o freda?”. Els alumnes han de proposar les seves hipòtesis que es resumeixen en tres possibilitats: es dissoldrà millor en aigua freda, en aigua tèbia o en aigua calenta. A partir d’aquí, es va guiant a l’alumne en el procés del disseny del seu experiment assenyalant la importància de controlar totes les variables que intervenen, com la  quantitat d’aigua que utilitzaran i la concreció de les diferents temperatures ( freda, tèbia i calenta). L’experiment es realitza en grups de tres alumnes, un per a cada una de les temperatures de l’aigua.

Mentre es duu a terme l’experiment, els estudiants han d’anar recollint les dades en taules i representar-les gràficament, treballant així els conceptes de variable dependent i independent,  fent prediccions a partir de les gràfiques obtingudes, etc.

Treballar la indagació a la classe de ciències no solament facilita els aprenentatges i potencia la competència científica com hem comentat en diverses ocasions, sinó que també contribueix a que els alumnes estiguin en un ambient ordenat i distès amb una disciplina compartida que evita la necessitat de que el professor hagi de fer grans esforços per mantenir el control de l’aula.

18.  Els bacteris del nitrogen: propostes per estudiar els cicles biogeoquímics 

Lopez JP, Boronat R. (2015). "Aspectos básicos de la fijación de nitrógeno atmosférico por parte de bacterias. Estudio en el laboratorio de educación secundaria".  Revista Eureka sobre Enseñanza  y Divulgación de las Ciencias, 13 (1) : 203-209.

Fig. 1.-  Nòduls en arrel d'una lleguminosa

                              
Malgrat que els cicles biogeoquímics i la microbiologia es treballen a diferents nivells de l'ESO, la fixació del nitrogen atmosfèric a les lleguminoses per part dels bacteris - tot i ser d'una gran importància en el camp de l'agricultura - no és un procés gaire conegut pels estudiants.

En aquest treball, els autors proposen una activitat pràctica que permet observar els bacteris presents en el nòduls de les arrels de les faves (Vicia faba).  Pel nivell dels seus continguts, considerem que aquesta experiència seria adequada tant en Biologia i Geologia de 4t d'ESO,  com a Biologia de 2n de Batxillerat.

El procediment de l'activitat és força senzill:

1. Rentar arrels de faveres amb aigua clorada per eliminar altres microorganismes del sòl
2. Tallar els nòduls en cubs de 2 mm d'aresta i introduir-los en un tub d'assaig
3. Afegir 1 mL formaldehíd al 3% i deixar que es fixin les estructures durant 24 hores a 4ºC
4. Prendre els cubs i posar-los en un vidre de rellotge amb blau de metilè al 1% durant 5 minuts
5. Rentar diverses vegades amb aigua
6. Posar els cubs en un portaobjectes, cobrir i aixafar suaument
7. Observar a 1000 augments amb oli d'immersió

Els resultats s'observen en la següent imatge:

Fig. 2.- Bacteris dels nòduls de les arrels d'una  favera 

    

En la mateixa línia, proposen una activitat d'indagació sobre el cicle del nitrogen on es presenta una situació en un context quotidià on l'alumne caldrà que instrumentalitzi els seus coneixements per resoldre un problema que se li planteja, en aquest cas, en un aquari:   

Activitat d'indagació sobre el cicle del nitrogen

En aquestes activitats es treballa la competència científica, s'aprofundeix en conceptes tals com la simbiosi i els cicles biogeoquímics i es reforça  la idea de que els bacteris no sempre són sinònims de malalties sinó que molts d'ells juguen un paper molt important en les nostres vides, contribuint, entre altres processos, a mantenir l'equilibri dels ecosistemes.

17. Si us plau, quan entreu a classe..... engegueu el mòbil !

Leiva S. (2016). "Arbolapp, o com treballar amb el telèfon mòbil amb els alumnes de ciències naturals". Ciències, 32: 2-4.

Diferents estudis demostren que l’ús dels dispositius mòbils a l’aula fa augmentar l’ interès per  les ciències, proporcionant habilitats i actituds cap el mètode científic, a més de fomentar la construcció social de l’aprenentatge, l’adquisició de coneixement i l’augment de la motivació.  Tot i amb això, el seu ús com a recurs educatiu encara no està gaire establert. Entre les causes principals d’aquesta situació,  destaquen la reticència de la seva aplicació per gran part del professorat, que el relaciona amb la distracció i la pèrdua de temps,  l’escassa formació dels docents en les noves tecnologies, el poc temps destinat a l’elaboració de recursos tecnològics i els problemes econòmics dels centres per implantar aquestes eines educatives.

Aquest treball mostra l’ús didàctic dels telèfons mòbils per estudiar les claus dicotòmiques i classificar els arbres de l’escola mitjançant l’aplicació Arbolapp. Creada pel Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC), Arbolapp es pot descarregar gratuïtament, i inclou informació sobre 118 espècies d’arbres dels boscos i hàbits naturals d’Espanya, Portugal, Andorra i les Illes Balears. L’aplicació mostra les espècies organitzades en 98 fitxes amb fotografies, mapes de la seva localització, un text descriptiu i altres curiositats, a més d’un glossari amb tots els termes tècnics que es treballen.

Imatge de l'aplicació Arbolapp

L’experiència es va dur a terme en un grup d’estudiants de 1r d’ESO.  L’activitat consistia en emplenar una fitxa lliurada prèviament per la professora on s’indicaven les dades que havien de recollir de les diferents espècies d’arbres del centre. Com que un cop descarregada l’aplicació no cal disposar de  connexió a Internet, els alumnes van poder treballar de forma autònoma pel pati. A més, es va proposar continuar la tasca fora del centre, classificant alguns arbres del municipi. En aquest cas, es va demanar que realitzessin l’activitat en família, fet que va fer augmentar el protagonisme de l’alumne i millorar les seves competències.

La valoració final de l'autora és molt positiva, destacant el treball autònom, l’ intercanvi d’idees i la implicació de la família en el procés d’aprenentatge dels fills en una etapa de canvis important, com és l’inici de l’educació secundària.

16. Mastega bé i digeriràs millor

Martínez Aznar, Mª M., Bárcena Martí, A.I.. (2013) "Una actividad de indagación en el aula de diversificación: Es beneficioso masticar bien para realizar una buena digestión?"  Educación Química EduQ 14: 19-28.

Habitualment, la metodologia utilitzada a les aules de secundària per a l’ensenyament de les ciències és de tipus deductiu, de manera que el professor sovint exposa les lleis i les teories científiques per tal de que, posteriorment, els alumnes  realitzin exercicis aplicant els continguts apresos.  Investigacions neurològiques i psicològiques recomanen però altres metodologies, com els mètodes inductius, que no solament permeten aprofundir més en el coneixement i afavorir el desenvolupament intel·lectual dels alumnes, sinó que també fomenten l’interès cap a la ciència. En les activitats basades en la inducció, els alumnes s'enfronten a un desafiament i cal que aprenguin que els hi fa falta per poder resoldre’l.

El treball mostra el desenvolupament d’una activitat d’indagació a partir del plantejament d’una qüestió: “És beneficiós mastegar bé per fer una bona digestió?”.

L’activitat es va realitzar en nou alumnes de 3r d’ESO de l’aula de diversificació curricular de l’INS de Torrejón d’Ardoz. La classe es va dividir en dos grups que van proposar la mateixa hipòtesi: “A més masticació, major facilitat per a la transformació dels aliments en nutrients”.

Per contrastar la hipòtesi, cada grup va plantejar una estratègia diferent: Un grup va proposar utilitzar un líquid comercial com el de l’estómac (àcid clorhídric), mentre que l’altre, es va decantar per la Coca-Cola. En ambdós casos, els alumnes van deixar en remull en el líquid triat,  l’aliment sencer i l’aliment trossejat per esbrinar quin desapareixia primer. Al llarg de l’experiència, van anar sorgint diferents conceptes com ara: la digestió mecànica, la digestió química i el reactiu limitant, convertint als alumnes en protagonistes del seu propi procés  d’aprenentatge.

Els autors conclouen que els alumnes adquireixen més confiança quan es planteja una situació propera a ells. A més, en el cas d’aquesta tipologia d’alumnat,  que sovint es mostra reticent a expressar-se tant per escrit com oralment,  s’observa que se sent més còmode i inclús s'engresca en participar en debats per discutir els resultats obtinguts amb la resta dels companys.

15. Estudiant l'àtom en context

Marchán-Carvajal I, Sanmartí N. "De com l'àtom es va fer útil i ensenyable". (2014). Educació Química EduQ (19): 26-32.

La construcció del coneixement químic per part dels estudiants no és una tasca senzilla. A les dificultats intrínseques i terminològiques de la pròpia matèria, cal afegir les idees i models mentals que han anat construint al llarg del seu propi procés d’aprenentatge.

L’objectiu de la química, i en general de la ciència, no s’ha de limitar a l’assimilació de fets, teories, fórmules i equacions, sinó que cal enfatitzar en la importància que aquest conjunt interelacionat de coneixements té per a la nostra vida quotidiana i per al nostre futur. Per tant, és molt important mantenir la connexió entre el coneixement teòric i el món real.

Una de les unitats més difícils d’abordar és l’àtom, donat que sovint s’utilitzen models didàctics molt abstractes pels estudiants. En aquest treball es presenta una proposta didàctica en la qual el coneixement de l’estructura atòmica és rellevant i proper a la vida quotidiana de l’alumnat.

La unitat didàctica de l'article s'adreça als alumnes de 3r i 4t d'ESO en la matèria de Física i Química. La seva planificació es resumeix així:

A la taula s’observa com els continguts que es van introduint es relacionen amb situacions conegudes pels alumnes, com ara el tractament del càncer, la datació de  restes arqueològiques amb carboni 14 o les centrals nuclears, entre altres.

La seqüència d’aprenentatge dels diferents conceptes es duu a terme proposant un seguit d'activitats: recerca per internet dels models atòmics, estudi de la taula periòdica, discussió de notícies sobre la datació de les restes d’un dinosaure, proposta d’experiments per demostrar fraus publicitaris relacionats amb la temàtica,  entre altres.

El final de l’article recull algunes de les reflexions que van manifestar els alumnes en acabar la unitat que mostren la validesa d’aquesta proposta didàctica.

14. Quin arribarà primer al terra?

Vera F, Rivera R, Fuentes R, Romero D. (2015). " Estudio del movimiento de caída libre usando videos de experimentos". Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias 12 (3): 581-592.

Ensenyar ciències no és una tasca fàcil. Com a docents,  hem de ser capaços de generar un ambient adequat que en faciliti el seu aprenentatge, si bé hem de ser conscients  de que l’èxit dependrà també del nivell d’activitat intelectual de l’estudiant durant el seu propi procés d’aprenentatge.

L’objectiu d’aquest treball és mostrar que l’ús de vídeos d’experiments amb guies basades amb la metodología indagatòria, és una eina molt útil per ensenyar  Física tant a les escoles com a les universitats. Aquesta metodologia promou que els estudiants facin prediccions, discuteixin amb els seus professors i comprovin les seves hipòtesis amb els resultats d’experiments reals gravats en vídeos.

L’article descriu diferents experiments sobre la caiguda lliure dels cossos. Per dur a terme l’experiència, els autors utilitzen la Galeria del projecte Galileo (http://www.GaleriaGalileo.cl/) constituida per un conjunt d’experiments simples dissenyats per ser utilitzats com a part d’una seqüència dins del procés d’ensenyament-aprenentatge de la Física. A l’inici de cada secció, es troba un botó PDF que mostra el llistat de vídeos associats a cada tema de la galería.

Imatge del projecte "La Galeria de Galileo"

Els autors conclouen que l´ús de vídeos pot ser una eina poderosa per millorar l’aprenentatge de la Física i, en general, per  comprendre més profundament conceptes claus de ciències.