Maestría de Investigación en Educación

Especialidad Educación Científica

La escritura en un mundo de cambios:

Una propuesta de escritura basada en la argumentación para

comprender el cambio químico

Carlos Duque Artigas

Trabajo Final de Máster dirigido por la Dra. Mercè Izquierdo i Aimerich.

Departamento de Didáctica de las matemáticas y ciencias experimentales.

Bellaterra, Septiembre de 2015.

Agradecimientos.

Me gustaría expresar mi más profundo y sincero agradecimiento a quienes, con su ayuda,

han colaborado en la realización de este trabajo, en especial a la Doctora Mercè Izquierdo i

Aymerich, directora de esta investigación, por la orientación y el seguimiento a lo largo de estos

meses. Gracias a Isabel Álvarez, Waldo Quiroz y Mariona Espinet por su acogida y enseñanzas.

A las profesoras Nuria Alonso y Nereida Bonet del instituto L´Statut de Rubí por su

excelente disposición, tiempo y permitirme ingresar a sus aulas.

Asimismo, deseo expresar un especial reconocimiento – por el interés mostrado en mi

trabajo y las sugerencias recibidas – a Cristian Merino Rubilar, gracias por el tiempo, los consejos y

la especial amabilidad que lo caracteriza.

A mi esposa Ixia, que sin ella no sería posible este trabajo, gracias por tu amor profundo y

compañía en cada momento.

A mis padres, Inés Artigas y Carlos Duque, por apoyarme en todo momento, gracias por

cada enseñanza que ha hecho que sea lo que soy.

A mis hermanas, gracias por sus buenas vibras…

ÍNDICE DE CONTENIDOS

1. Introducción………………………….…………………...……….……………………….…..5

2. Contextualización del problema de investigación y delimitación de los objetivos…………..7

3. Marco Teórico ………………………………………………………………………………...9

3.1 .El cambio químico en la actividad científica escolar……………………………………10

a. Modelo cognitivo de ciencia…………………………………………………………..10

b. Modelo del cambio químico escolar…………………………………………………..11

c. Proceso de modelización……………………………………………………………...13

3.2. Modelos globalizadores y técnicas interdisciplinares………………………………...…15

a. Modelo de proyectos de lengua de Anna Camps……………………………………...15

b. La importancia del lenguaje en clases de ciencias…………………………………….17

3.3 Argumentación en el aula de ciencias …………………………………………………...19

a. Conceptualización según Giere………………………………………………………..22

b. Conceptualización según la nueva retórica de Perelman……………………………...22

c. Conceptualización desde Toulmin…………………………………………………….24

3.4. La propuesta de argumentación para la modelización del cambio químico………........27

4. Diseño y desarrollo de la investigación……………………………………………………...32

4.1. Justificación y fundamentación del diseño de la investigación y de la elección de la

metodología…………………………………………………………………………………..32

4.2. Justificación de la selección de la muestra/ participantes………………………………..32

4.3. Diseño del plan de recogida de información…………………………………………….33

4.3.1. Selección y justificación de los instrumentos o estrategias de recogida de datos….33

4.3.2. Descripción del proceso de elaboración y de validación de los instrumentos……...34

a. Herramienta ARGU…………………...………………………………………….34

b. Blog científico……………………………………………………………………35

4.4. Diseño de la estrategia para el análisis de datos…………………………………………38

5. Análisis y resultados …………………………………………………………………………40

5.1. Análisis cualitativo de las aportaciones de los estudiantes según la rúbrica para

la estructura del texto argumentativo…………………………...……………………………40

5.2. Análisis de las categorías sobre el modelo de cambio químico……...……………...45

a. Dimensión de proceso químico…………………………………………………..49

b. Dimensión de identificación experimental de sustancias ………………………..52

c. Dimensión de relaciones teóricas de la conservación…………………………….55

d. Dimensión de relación con ejemplos cotidianos…………………………………59

5.3. Análisis de las aportaciones individuales de los alumnos al documento

final argumentativo de los grupos ………………………………………...……....61

6. Análisis cuantitativo de las relaciones entre las rúbricas de estructura del texto

Argumentativo y la diseñada a partir de las categorías del modelo de cambio

químico. Resultados……………...…………………………………………………………..78

7. Conclusiones …………………………………………………………………………………85

8. Referencias bibliográficas…………………………………………………………………....92

9. Anexos – CD

a. Anexo 1: Unidad didáctica n°8

b. Anexo2: Guía didáctica de la actividad de escritura.

c. Anexo 3: Rúbrica de Argumentación

d. Anexo 4: Tablas de análisis de las producciones de los estudiantes.

e. Anexo 5: Rubrica con puntaje sobre el cambio químico.

f. Anexo 6: Actividad grupal

g. Anexo 7: Herramienta ARGU.

h. Anexo 8: Trabajo de los estudiantes.

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1. Introducción

Quien ha tenido la oportunidad de compartir día a día en el aula con estudiantes sabe que en

ese tiempo y espacio se encierra un universo cautivador, complejo y siempre cambiante. Las

experiencias que se viven son diversas, y a menudo hay mucho por observar y aprender, sin

embargo es necesario reflexionar sobre ellas para generar cambios y avanzar. Esto es posible de la

mano de la investigación, por medio de ella se pueden descubrir y explicar nuevas formas de

entender la complejidad de los ámbitos en los que nos desarrollamos.

Con el fin de que los docentes de ciencias seamos artífices de ambientes de intercambio

genuino en el aula, se requerirá trabajar con un lenguaje que permita que todo gire de forma

coherente y significativa. Esta convicción impulsa a investigar acerca del rol de la argumentación

en la construcción del modelo teórico del cambio químico, debido a la necesidad de contribuir a

una nueva forma de enseñar las ciencias en el cual los estudiantes que aprenden de un modelo es

resultado de haber pensado e interpretado teóricamente la experiencia de ese mundo gracias al

lenguaje.

Hace un tiempo tuve el agrado de leer la obra de Mercè y Anna Izquierdo “Oro para la

libertad” (1994) que narra las aventuras de un joven cuya vida está envuelta en un contexto de

profundos cambios políticos. Luego, el libro se transforma en una guía didáctica para la química. La

novela está inmersa en una serie de fenómenos reales que colaboran a contextualizar las actividades

de aprendizaje sobre el cambio químico con los estudiantes. Este material es un ejemplo de

propuesta novedosa, ya que integra aspectos transversales en las disciplinas escolares y posibilita la

reflexión de los docentes sobre cómo incorporar las habilidades cognitivo lingüísticas de manera

didáctica para desarrollar el modelo de cambio químico. Lo anterior nos demuestra que una

modificación didáctica es suficiente para hacer la ciencia más interesante, y más cercana, ya que

trabaja con aspectos cotidianos y beneficia al proceso de abstracción necesario para el proceso de

aprendizaje en ciencias. En base a lo anterior, nos surge la siguiente interrogante: ¿Cuán útil sería

desarrollar actividades que consideren las habilidades cognitivo lingüísticas, como la

argumentación, para comprender el cambio químico?

Por muchos años, se ha asumido el rol de la argumentación para contribuir en la elaboración

de explicaciones, modelos y teorías (Gross, 1990; Siegel, 1995), partiendo del hecho de que los

científicos usan argumentos para relacionar las hipótesis que defienden con los datos o puntos de

partida iniciales. Relacionándolo con la enseñanza de las ciencias, la didáctica de la química se

basa en desarrollar modelos, destacando la importancia de que el pensamiento teórico se configura

6

mediante un proceso de modelización (Izquierdo et al., 1999). También utiliza la argumentación

como un instrumento esencial para que una hipótesis sobre un determinado fenómeno encaje sobre

un modelo científico. Para lo anterior, existen propuestas para implementar la argumentación en

clases de ciencias (Sardà y Sanmartí, 2000; Merino e Izquierdo, 2006) que han realizado aportes en

la sistematización del proceso de argumentación en la didáctica y en su análisis.

Con base a lo anterior, es necesario plantear aportes que hagan explícito el proceso de

modelización involucrado en las prácticas de escritura, a partir de una mirada interdisciplinar. Es

probable que, al explicitarlo, la incertidumbre que experimentan los docentes al incorporar

habilidades cognitivo lingüísticas empiece a ceder. Este paso es indispensable para que el

profesorado pueda saber cómo diseñar sus actividades para sus alumnos.

Bajo este enfoque, en este trabajo se describen las características específicas de 7 grupos de

estudiantes, que trabajan con una actividad para crear un texto argumentativo enmarcado en la

propuesta curricular desarrollada por el Departament de Didàctica de les Matemàtiques i de les

Ciències, UAB y el Centre de Documentació i Experimentació en Ciències i Tecnologia del

Departament d’ Enseyament de la Generalitat de Catalunya denominada “Pensament Científic a l´

ESO, Ciències 12-15”. Su objetivo es procurar que el alumno, en todo momento, sea consciente de

sus propios conocimientos, que los ordene y los comunique para que sea posible completar, resituar,

matizar o cambiar su interpretación.

7

2. Contextualización del problema de investigación y delimitación

de los objetivos

“Just as science can learn of its own history, so can science education

learn from its own history.... Unfortunately historical perspective is

lacking in educational debate, educational wheels are frequently

reinvented” (Matthews, 1994, p. 11)

Cuando los estudiantes de secundaria comienzan a estudiar química ya han tenido contacto

con numerosos fenómenos de la vida cotidiana que están estrechamente vinculados con reacciones

químicas, por ejemplo, la combustión, la oxidación de metales, la lluvia ácida, entre otros. Los

alumnos conocen estos fenómenos químicos como realidades cercanas, por lo que se pueden utilizar

en la enseñanza de la química en la escuela para potenciar un aprendizaje significativo. Sin

embargo, la realidad educativa nos muestra otra modalidad de desarrollo de las clases. Pozo y

Gómez (2006) indican una elevada falta de interés por las ciencias debido a que el proceso de

enseñanza y aprendizaje se condiciona en currículos que están conformados por un gran número de

leyes, conceptos abstractos y un lenguaje simbólico y formalizado que es ajeno al que conocen y

emplean los estudiantes. Por ello estudiar química en la secundaria implica un gran nivel de

abstracción en estos aspectos, lo que produce un alejamiento de los intereses de los estudiantes.

Desde un enfoque de la enseñanza de las ciencias como actividad científica escolar, con un gran

componente experimental y de autorregulación del aprendizaje (Izquierdo, Sanmartí, & Espinet,

1999), se destaca la importancia del pensamiento teórico que se ha de desarrollar en clases a través

de un proceso de modelización. Esto quiere decir desarrollar las hipótesis que consiguen que un

determinado fenómeno llegue a encajar en un determinado modelo científico (Gilbert, 2006).

Un aspecto importante de esta investigación se refiere a la función de la argumentación en

el proceso de modelización. Se ha destacado ya, desde la Didáctica de las ciencias (Sardà &

Sanmartí, 2000) la importancia de enseñar a argumentar, proporcionando los instrumentos

adecuados para facilitar este aprendizaje y a la vez, el proceso de autorregulación que ha de permitir

llegar a la mejor explicación posible. Por otra parte, para que las clases de ciencias sean espacios de

argumentación, los profesores deben convertirse en actores cruciales para implementarlas. Ellos

deben orientar sus acciones para que los estudiantes construyan una visión del conocimiento

científico como la construcción de teorías erigidas a partir de argumentos, con el fin de sacar

conclusiones aceptables partiendo de la investigación (Martin & Hand, 2009). Sardá y Sanmartí

(2000), muestran la importancia de la negociación que tiene lugar entre los miembros de la propia

comunidad cuando se comunican modelos y teorías con la finalidad de validar representaciones

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sobre el mundo, a partir de habilidades relacionadas con la expresión y comunicación de las ideas.

Esto demanda la preocupación por desarrollar, desde la enseñanza de las ciencias, competencias de

orden comunicativo como la argumentación y, de igual manera, reconocer en ellas la relevancia

que tienen al implicar a los docentes en la interacción de aula. Algunas de las conclusiones más

relevantes de este estudio (Sarda & Sanmartí, 2000) manifiestan, en primer lugar, que mejorar la

enseñanza de la ciencia exige optimizar los procesos de interacción comunicativa en el aula para

discutir las relaciones entre las hipótesis, los fenómenos, las experiencias y los modelos teóricos. En

segundo lugar, que los currículos escolares deben prestar atención al desarrollo de la

argumentación, conociendo sus alcances y aportes en la construcción de ciencia escolar. En tercer

lugar, que para promover procesos argumentativos rigurosos es necesario diseñar procesos

didácticos extensos que consideren varias etapas, para poder integrar los conocimientos científicos

y valorar el uso del lenguaje. De igual manera, es necesario implicar a los docentes para el

desarrollo y diseño de actividades argumentativas para motivar la participación de los estudiantes

en su proceso de comprensión del modelo teórico.

A pesar de conocer los aportes didácticos que posee el desarrollo de la argumentación en la

clase de ciencias, los estudiantes tienen escasas oportunidades para practicarla (Driver, Newton, &

Osborne, 2000). Los alumnos tienen dificultades al expresar y organizar un conjunto de ideas en un

escrito desde el punto de vista científico, ya que implica mayor rigor, precisión, estructuración y

coherencia (Sanmartí & Izquierdo, 2000).

Esta investigación busca conocer el modelo de cambio químico que elaboran los estudiantes

de secundaria, a partir de la argumentación en el contexto del proyecto de “Pensament científic a

l’ESO, Ciències 12-15”.

La pregunta que justifica esta investigación es la siguiente:

¿Cómo influye la argumentación en la modelización del fenómeno de la combustión de una

vela en estudiantes de tercer año de educación secundaria?

Para ello hemos de responder también las preguntas siguientes:

1. ¿Qué nos dicen las producciones escritas de los estudiantes sobre la combustión como

cambio químico?

2. ¿Cómo se desarrollan los argumentos de los estudiantes al enfrentarse a este fenómeno?

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3. ¿Se puede relacionar una buena argumentación con una mejor comprensión del cambio

químico?

A partir de esto, se plantean los siguientes objetivos:

◼ Identificar y seleccionar aspectos para elaborar actividades escritas de argumentación

relacionadas con el cambio químico.

◼ Evaluar las riquezas y carencias de la argumentación en la modelización del cambio

químico.

◼ Evaluar los progresos de los estudiantes en relación al concepto de cambio químico.

3. Marco Teórico.

“Lo esencial es invisible para los ojos”

Saint- Exupéry (1966) El principito

En las clases de ciencias se lee, se habla y se escribe. También se realizan observaciones y

experimentos a través de los cuales se desarrollan habilidades comunicativas. En las clases de

ciencias, generalmente, los profesores explicamos y pedimos a los estudiantes que lean textos

escritos por otros, que expresen oralmente sus ideas o que las escriban. En función de lo que dicen,

evaluamos la calidad de las representaciones y proponemos cambios. Este proceso de interacción

que puede surgir entre el alumno con el profesor, o con sus compañeros, promueve la construcción

del conocimiento. Es por ello que se dice que el lenguaje es el instrumento mediador del

aprendizaje por excelencia.

En este trabajo pretendemos hacer una aproximación teórica desde aquellos campos que nos

permitan desarrollar una verdadera 'actividad científica experimental', fundamentada en la

argumentación como componente esencial de un proceso de modelización. Dado lo anterior, para

apoyar teóricamente este estudio, estableceremos el marco teórico en los siguientes apartados: El

modelo de cambio químico escolar, los modelos globalizadores y técnicas interdisciplinares, y la

argumentación en la clase de ciencias.

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3.1 El cambio químico en la actividad científica escolar

En este capítulo plantearemos reflexiones sobre los términos del modelo cognitivo de la ciencia,

el modelo de cambio químico escolar y el proceso de modelización. Con ello nos situamos en una

perspectiva de educación por competencias, que desarrollamos para dar lugar a la Didáctica de las

Ciencias que rige la actividad científica en el aula.

a. Modelo cognitivo de ciencia

El modelo cognitivo de ciencia escolar (Izquierdo, 2004) es un aporte importante para el

diseño de los temas y propuestas que rigen la actividad científica escolar, con el objetivo de mejorar

el proceso de construcción de los aprendizajes en los estudiantes, desde un aspecto cognitivo y

discursivo.

Dicho modelo se inspira en la filosofía cognitiva de la ciencia (Giere, 1992), señalando que

los modelos tienen utilidad para la enseñanza de las ciencias en la medida en que plantean la

importancia de la construcción de modelos científicos y de la reflexión entre el mundo natural y la

teoría establecida. Giere, en Explaining Science (1988), proporciona un Modelo Cognitivo de

Ciencia, que se relaciona con la idea de que todas las personas tienen sus propias representaciones

mentales previas, y que las ponen a prueba con la experiencia. Para Giere, el método científico

permite contrastar los modelos teóricos presentes en los estudiantes con fenómenos próximos que

sean representativos. Estos modelos presentes en la vida cotidiana se pueden intervenir con

experimentos e hipótesis para establecer relaciones de similitud entre ellos (Fig.1.).

Fig.1. Contrastación entre los modelos teóricos con fenómenos del mundo.

En el contexto de aula, el modelo cognitivo de la ciencia fundamenta las interacciones que

hay entre profesor y alumnos en la adopción de estos modelos teóricos mediante la modelización.

Este es un proceso complejo que depende de los objetivos de la ciencia en la escuela y la relevancia

social de los fenómenos que estudian (Fig. 2).

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Fig. 2. Proceso de modelización.

Es ampliamente aceptado que un modelo “es una representación de una idea, objeto,

acontecimiento, proceso o sistema, creado con un objetivo específico” (Justi, 2006). Esta

representación, permite referirnos no sólo de las percepciones directas, sino también de las ideas

previas. Esto nos proporciona un pilar en la enseñanza de las ciencias, en la medida que se

establece la importancia de la consolidación de estos modelos.

b. Modelo del cambio químico escolar.

Para Erduran y Duschl (2004, pág. 122), “chemical models have been presented to

students as final versions of our knowledge of materials”. Por ello las motivaciones, estrategias y

argumentos que promueven el desarrollo, evaluación y revisión de modelos químicos se pasa por

alto. Por lo tanto, el cambio químico es un fenómeno que no es usualmente examinado en un

comienzo de su etapa escolar. Lo anterior, implica que los alumnos no pueden comprender estos

conocimientos, y se considera de poco interés para que ellos se involucren en el proceso de

modelización.

El modelo de cambio químico, según Izquierdo (2014), representa un pilar fundamental

para configurar las explicaciones en el aula en el contexto de aprendizaje de la química. Éste

considera diversos fenómenos paradigmáticos, como la quema de una vela, sobre los cuales se

pueden trabajar conceptos esenciales para la comparación y gestión del cambio químico (Merino

& Izquierdo, 2011).

De aquí, Merino e Izquierdo (2011) establecen ideas irreductibles sobre el cambio

químico.

- La formación de nuevas sustancias.

- La conservación de los elementos.

- Equilibrios vinculados a la energía.

- La conservación de la masa.

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Estas ideas, son fundamentales para la explicación de variados fenómenos en los cuales

pueden intervenir los alumnos guiándose por las preguntas: ¿Qué tengo?, ¿Qué hago?, ¿Qué pasa?,

¿Por qué pasa? Estos fenómenos, que llegarán a ser modelos de cambio químico, han de compartir

las siguientes “reglas del juego” que van caracterizando el concepto (Izquierdo, 2014):

a) Unas substancias (simples y compuestas) desaparecen y aparecen otras, porque, precisamente

éstas, interaccionan entre sí.

b) Se conservan los elementos, los que hay que, en conjunto, forman todas las substancias

conocidas. Se conserva la masa: se conserva la masa de los elementos.

c) Las substancias reaccionan en proporciones fijas de masa, que determinan la magnitud ‘cantidad de

substancia de los elementos’ o ‘masa atómica’.

c) El cambio se puede representar mediante ecuaciones químicas en las que intervienen fórmulas

para las substancias iniciales y finales. Se cuentan los átomos que intervienen (se conserva la

masa), los enlaces (se conserva la energía) y las proporciones (cantidades de substancia).

d) Las propiedades de las substancias pueden relacionarse con su estructura interna.

e) En el estado final, después del cambio, se agota el ‘potencial químico’ disponible. Este estado

puede ser de equilibrio químico.

Finalmente, podemos establecer una relación entre los conceptos básicos de la química que

se enseñan y las reglas antes expuestas. En la medida en que estas reglas se trabajen con mayor

profundidad desde un hecho paradigmático, los estudiantes pueden formular ideas y acciones

propias del modelo de cambio químico. Esto debe estar acorde con el desarrollo de las

competencias científicas en el aula, dejando de lado la mera definición de los conceptos, propio de

una enseñanza tradicional de la ciencia.

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El modelo de cambio químico lo podemos representar en la siguiente figura (Fig. 3):

Fig. 3. Representación de fenómenos como cambio químico (Merino & Izquierdo, 2011).

c. Proceso de modelización.

Tradicionalmente los contenidos propios del cambio químico se enseñan desde una mirada

descriptiva y funcional, perdiendo por un lado su dimensión práctica y semántica, dificultando las

explicaciones sobre los cambios químicos que se producen en nuestro entorno.

A partir de un enfoque de la enseñanza de las ciencias como actividad científica escolar

(Izquierdo, Sanmartí & Espinet, 1999), Izquierdo (2004) plantea un procedimiento llamado

modelización, en el cual se le enseña a un alumno a apropiarse del modelo teórico de cambio

químico. En este proceso se desarrollan hipótesis que consiguen que un determinado fenómeno

llegue a encajar en un modelo científico. La modelización es compleja, puesto que los estudiantes

desconocen las teorías, sus aplicaciones, y el lenguaje propio de la disciplina. Por lo tanto, la

modelización se ha de desarrollar como un proceso de descubrimiento y de justificación de nuevos

conocimientos. Así, cuando los científicos contrastan fenómenos paradigmáticos con ‘modelos’

inmersos en la teoría de referencia, colonizan nuevos ‘territorios’ e introducen las nuevas entidades

y reglas del juego que sugieren la nueva aplicación del modelo o el nuevo modelo que se va

formando (Izquierdo, 2004). El proceso de modelización implica también un cambio de la forma de

hablar sobre los fenómenos, de acuerdo con el modelo que se está generando. Inicialmente, los

procedimientos para describir un fenómeno o alguna interpretación provienen del lenguaje y

analogías relacionadas con situaciones o explicaciones que ya se conocen (Renström, 1988; Seré,

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1992; Selley, 2000). A través de la modelización, los estudiantes reconocen la necesidad de generar

nuevas representaciones y utilizar nuevas palabras para expresar de manera más precisa el modelo

y otorgar sentido a los fenómenos observados.

La formulación de buenas preguntas en la resolución de problemas y del trabajo

experimental, de la lectura de buenos textos y de la argumentación, permite al docente intervenir en

el aula con sus estudiantes. El objetivo de la relación entre alumnos y profesor es interpretar de

manera similar un conjunto de hechos aparentemente diferentes entre sí, como la combustión de una

vela, la oxidación de una lana de hierro y la electrólisis del agua. Lo anterior se puede interpretar de

manera similar mediante las entidades propias de la teoría que se van a ir introduciendo en clase.

(Izquierdo et al., 1999).

En la siguiente figura (Fig. 4) se hace una comparación entre el modelo de un experto (A)

y el modelo de un estudiante (B) para visualizar los modelos cognitivos de ciencias de acuerdo a la

experticia. Un experto contrarresta un nuevo fenómeno con un modelo teórico que ya conoce o que

supone que va a funcionar. En cambio el modelo de un estudiante, que no tiene un modelo teórico

para suponer aquel funcionamiento, recurre a sus concepciones para buscar la interpretación de

aquel fenómeno (fig. 4, Izquierdo, 2004). En un enfoque modelizador en la enseñanza de las

ciencias, el estudiante, en primer lugar, ha de familiarizarse con una nueva cultura. El profesor

selecciona ejemplos que permite al alumno preguntarse sobre cantidades y relaciones, a intervenir

experimentalmente mediante nuevos instrumentos que requieren nuevas maneras de actuar y que

toman sentido en unos modelos que aún no conoce. Además, introduce procedimientos generales

para pensar y actuar que le permiten llegar a dominar las teorías científicas escolares. Este proceso

es necesario para que el estudiante adquiera un modelo que va a permitir establecer relaciones entre

estos hechos y la teoría, explicando la realidad desde un punto de vista científico (Justi y Gilbert

,2002).

Fig. 4. Comparación entre el modelo de un experto y el modelo de un estudiante.

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3.2. Modelos Globalizadores y técnicas interdisciplinares.

El tratamiento de la globalización y la interdisciplinariedad en el proceso de enseñanza-

aprendizaje escolar es uno de los temas recurrentes en educación, ya que atiende a las finalidades

escolares enfocado en el desarrollo de competencias (Pareja, 2000). Los estudiantes adquieren y

desarrollan estas competencias cuando son puestos a pruebas a la hora de resolver situaciones

reales. Por tanto, el aprendizaje debe ir más allá del mero academicismo para lograr “movilizar”

estos conocimientos en una situación “problema” y afrontarla con éxito.

No estamos proponiendo desechar contenidos instrumentales, puesto que las competencias

básicas requieren algunos aprendizajes imprescindibles. Sin embargo, sólo se pueden desarrollar en

el alumno si se potencian situaciones concretas y específicas para que se deban poner “sobre el

tapete” todos los recursos y habilidades de quien aprende. De este modo se cataliza, sin desdeñar

otros aprendizajes más técnicos, la puesta en marcha de procesos cognitivos y sociales que permiten

alcanzar paulatinamente esas competencias de las que hablamos, además de alcanzar un aprendizaje

más integral del alumno. Como ejemplo de ello, en este capítulo abordaremos los proyectos de

lengua de Anna Camps (2003) como una propuesta que contribuye a este enfoque globalizador e

interdisciplinar.

a. Modelo de proyectos de Lengua de Anna Camps.

En esta investigación, nos basaremos en los planteamientos expuestos por Anna Camps en

su texto “Proyectos de lengua” (2003) que se formula como una propuesta de producción de textos

de forma global, con una intención comunicativa. Para poder desarrollar esto, se debe tener en

cuenta los parámetros de la situación discursiva en que se encuentra la situación de escritura y

formular una propuesta de aprendizaje coherente con la tarea. Por otro lado, es importante incluir la

intencionalidad del proyecto, para que la actividad tome valor en su ejecución.

La importancia de la ejecución de esta tarea de escritura con estas características es el

planteamiento de que el aprendizaje de un conocimiento se da a través de la producción de un texto.

Éste se construye realizando interacciones con el contexto educativo (profesor y compañeros) y

gestionándolo de forma colaborativa. Este ejercicio provocará que luego el alumno pueda

independizarse de forma progresiva de este acompañamiento, ya que irá interiorizando los procesos,

y luego pueda utilizar de forma autónoma este instrumento de lengua para realizar procesos de

análisis y reflexión.

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Por sí mismo, un modelo de proyectos se establece a través de tres momentos principales: la

preparación, la realización y la evaluación (Fig. 5). Este orden facilita la tarea del profesor para

plantear una actividad de escritura y desarrollarla en la escuela junto con los alumnos.

Fig. 5. Proyectos de lengua de Anna Camps (2003).

Además, este proceso puede adaptarse a las características de la actividad en que quieras

utilizar la escritura como instrumento de construcción del conocimiento. En primer lugar, la

preparación consiste en que deben establecerse de forma clara cuáles son las características del

proyecto de escritura que se va a realizar, qué es lo que se va a hacer y el proceso que se va a llevar

a cabo. Se deben dejar claras las etapas de trabajo, el objetivo general de aprendizaje que conlleva

la tarea y la evolución de este objetivo a través del proceso. Además, el docente debe enfatizar en la

finalidad de la tarea, haciendo un esfuerzo en crear una motivación para los alumnos que sobrepase

lo meramente evaluativo (por ejemplo, la escritura de un diario escolar, un debate, publicación en

internet). Por otro lado, deben perfilarse los parámetros de la situación discursiva: qué se va a

escribir; con qué intención se va a escribir; y quiénes serán los destinatarios.

La segunda etapa planteada, la realización del texto, se basa en dos tipos de actividades: la

producción del texto y el aprendizaje de las características formales del texto que hay que escribir y

de sus condiciones de uso. Dado lo anterior, la planificación de las sesiones debe contar con el

apoyo de instrumentos que permitan elaborar los contenidos y la estructura formal del texto que se

va a trabajar en el aula (esquemas, programas de escritura, plantillas). Además, se considera que

durante la realización del texto se debe motivar a los alumnos a que interactúen entre sí de forma

colaborativa. Los estudiantes colaboran entre sí, no sólo para la gestión del texto, sino que también

como destinatarios intermediarios que ayudan a controlar el proceso de escritura. Dado lo anterior,

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deben rescatarse también conocimientos previos que el alumno ha automatizado con respecto a la

escritura, realizando ciertas aclaraciones y ejercicios que permitan que los alumnos dominen estos

aspectos.

Finalmente, en la etapa de la evaluación, debe tomarse en cuenta que la escritura es un

proceso en el cual se realizan diversos aprendizajes, por lo cual, es muy importante realizar una

evaluación formativa orientada a la regulación de las etapas del proceso. Hay que tomar en cuenta,

por lo tanto, las decisiones que los alumnos van realizando mientras van ejecutando la tarea, según

el nivel y los objetivos de aprendizaje que se establecen en la planificación de la actividad.

Los aspectos positivos de este planteamiento se centran principalmente en utilizar la

escritura como instrumento de construcción del conocimiento y de análisis de los contenidos, para

integrarlos de forma significativa. Además, permite diseñar actividades que no sólo estén

vinculadas con el aprendizaje de la lengua, sino que también con otras áreas del conocimiento. Es,

por tanto, un planteamiento que nos aporta en el diseño de esta investigación y nos permite

sustentar el enfoque integral e interdisciplinar que queremos darle a la enseñanza y al aprendizaje

de la ciencia.

b. La importancia del lenguaje en clases de ciencias.

En el aula de ciencias, los docentes han de enseñar a estudiantes habilidades relacionadas al método

científico. Pocas veces se consideran las habilidades de comunicación y expresión de ideas como describir

los fenómenos, definir, resumir, argumentar, escribir informes (Izquierdo & Sanmartí, 2000). Sin

embargo, actualmente se le ha otorgado una gran importancia a la relación pensamiento – lenguaje

(Márquez, 2005). Esto contribuye a construir modelos científicos más elaborados en el aula, mediante la

explicación de fenómenos y la evaluación de estas explicaciones, configurando finalmente un lenguaje

más preciso.

Para Ogborn, Kress, Martins, y McGillykuday (1998) las explicaciones científicas son proceso

complejo asemejándose a un iceberg, por lo tanto, para explicar la parte visible debe conocerse la parte

sumergida que es mucho mayor (Fig. 6).

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Fig. 6. La explicación científica como un Iceberg (Gómez- Moliné & Sanmartí, 2000).

Cuando se toma un hecho paradigmático desde la modelización, los estudiantes pueden interpretar y

explicar de una determinada manera, a partir de su sentido común o sus ideas previas. Posteriormente, los

alumnos deben recurrir a nuevas palabras propias de la disciplina para explicar este hecho, que están lejos

del sentido común, pero que finalmente deben satisfacerlo (Izquierdo et al. 1999).

Gómez y Sanmartí (2000) proponen que el lenguaje es un factor primordial en el proceso de

aprendizaje, debido a su función reorganizadora con respecto a los procesos cognitivos (Fig. 7). Esto

posibilita expresar un conjunto de categorías para relacionar e interpretar los hechos reales que los

estudiantes observan o conocen, sistematizando la experiencia.

Fig. 7. Formación de los nuevos conceptos. (Gómez- Moliné & Sanmartí, 2000)

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Por otra parte, en el contexto de aula, el proceso de enseñanza y aprendizaje es, básicamente, un

proceso de comunicación entre el alumnado y el profesorado y entre los mismos estudiantes (Sanmartí &

Izquierdo, 2002). Por lo tanto, el lenguaje cumple con una función doble: en primer lugar, como un

instrumento que da sentido a los fenómenos observados; en segundo lugar, como un medio para contrastar

diferentes explicaciones y consensuar la que se considera mejor en función de los conocimientos del

momento (Sanmartí, Izquierdo, & García, 1999).

La actividad científica escolar tiene principalmente un carácter discursivo, en el que se habla, piensa

y escribe ciencias, a partir de sus diversos constructos utilizados en el aula (oral, escrito, gráfico, etc.). Lo

anterior tiene la finalidad de retroalimentar constantemente las producciones de los estudiantes sobre una

actividad representativa, como quemar una vela. La idea es que los estudiantes puedan comunicarse antes,

durante y al final, para comprender cómo construyen su conocimiento científico mediante proposiciones y

cómo éstas se van ajustando a un modelo teórico. No sólo basta con hacer, lo importante de un

experimento o de una actividad representativa es lo que hablamos y escribimos antes, qué crees que

pasará, por qué, como lo pueden representar, etc. a partir de las preguntas que rigen la ACE; y lo que

hemos aprendido.

En conclusión, el lenguaje parece ser el instrumento indispensable para dar sentido a las acciones y

a los conceptos en el marco de un modelo. En este proceso los alumnos construyen los hechos científicos

y se apropian de ellos. Así pues, «hablar, discutir y escribir sobre los fenómenos en los que se puede

intervenir puede considerarse el método para la construcción de la ciencia escolar» (Izquierdo & Sanmartí,

2000).

3.3. Argumentación en el aula de ciencias.

La Argumentación se puede describir como un tipo de discurso en el cual las afirmaciones

del conocimiento son individuales y se puede construir de manera colaborativa a la luz de la

evidencia empírica y teórica (Erduran & Jimenez-Aleixandre, 2007).

Dentro del Marco PISA 2012 (OECD, 2013) se hace énfasis a tres dimensiones de la

competencia científica que son caracterizadas como habilidades para:

- Identificar cuestiones científicas y preguntas que deben poder resolverse mediante

respuestas basadas en pruebas de carácter científico.

- Explicar fenómenos científicamente aplicando el conocimiento de la ciencia

adecuado a una determinada situación.

20

- Utilizar pruebas científicas requiere que los alumnos capten el sentido de los

hallazgos científicos con el fin de utilizarlos como pruebas para realizar afirmaciones o

extraer conclusiones.

Esta última dimensión puede orientar las prácticas argumentativas en el aula de ciencias, ya que

involucra el uso de pruebas para evaluar las afirmaciones científicas. Esto se logra sacando

conclusiones a partir de las pruebas, o para identificando la evidencia detrás de conclusiones

(Erduran, Ozdem, & Park, 2015).

En los EE.UU., el Consejo Nacional de Investigación (2012, pág.49) describe los aspectos clave de

las prácticas científicas de la siguiente manera:

1. Hacer preguntas (de la ciencia) y la definición de problemas (para ingeniería)

2. Desarrollo y utilización de modelos

3. Planificar y desarrollar investigaciones

4. Analizar e interpretar datos.

5. El uso del pensamiento matemático y computacional.

6. La construcción de explicaciones (de la ciencia) y soluciones de diseño (para

ingeniería)

7. Emplear argumentos desde la evidencia.

8. La obtención, evaluación y comunicación de la información.

Analizando estos aspectos Erduran, Ozdem, y Park (2015) explican que la argumentación se indica

explícitamente en la Práctica 7 (“Emplear argumentos desde la evidencia”) y también

implícitamente dentro de la práctica 4 (“Analizar e interpretar datos ") y 8 (“La obtención, la

evaluación y la comunicación de la información”). Por lo tanto, los objetivos generales que

integran las características de la argumentación se centran en el empoderamiento de los estudiantes

al hablar y escribir ciencia, así como en el apoyo a su enculturación en las comunidades científicas

y su adquisición de criterios epistémicos para la evaluación del conocimiento (Erduran, Ozdem, &

Park, 2015).

Driver, Newton, y Osborne, (2000) muestran las escasas oportunidades que tienen los

estudiantes para practicar argumentaciones en las clases de ciencias, y que éstas han sido abordadas

desde un enfoque positivista. Desde este enfoque, no hay un proceso crítico o de reflexión,

limitándose a un proceso pregunta- respuesta exacta, donde los datos que se recogen para esas

21

afirmaciones no están sujetas a controversia (Driver & Newton, 1997). Sin embargo, actualmente se

ha dado a la argumentación otro enfoque en la construcción del conocimiento científico en aula,

mediante procesos de discusión de las ideas y en el uso del propio lenguaje del estudiante. El

alumno debe combinar los argumentos racionales y los retóricos, como paso previo, a menudo

necesario, para que el lenguaje formalizado propio de la ciencia tome todo su sentido para el

alumnado (Sardá & Sanmartí, 2000).

Los grandes objetivos que se pretenden asumir con la enseñanza-aprendizaje de la

argumentación o razonamiento científico, de acuerdo con Driver y Newton (1997, citado en Sardá y

Sanmartí), son los siguientes:

– Desarrollar la comprensión de los conceptos científicos. En la ciencia escolar es muy importante

la estructuración del discurso argumentativo con sus características. Para que los estudiantes puedan

expresar de forma oral o escrita deben establecer las relaciones existentes entre las hipótesis, los

fenómenos, los experimentos, los modelos teóricos y la evolución de las teorías (Jiménez, 1998).

– La argumentación puede ofrecer una forma de aproximarse a la epistemología de la ciencia. Eso

conlleva enseñar a leer ciencias, a discutir teorías que han sido rechazadas y aceptadas por la

comunidad científica, a explicitar los criterios de las decisiones racionales y el por qué unas teorías

ofrecen una mejor interpretación que las otras (Sanmartí, 2000). Este proceso tiene el objetivo de

que los estudiantes relacionen la epistemología y la interpretación de fenómenos.

– Por otra parte, en una sociedad democrática es necesario formar un alumnado crítico y capaz de

optar entre los diferentes argumentos que se le presentan, de manera que pueda tomar decisiones en

su vida como ciudadanos.

Vamos a ver a continuación distintas maneras de conceptualizar la argumentación desde

distintos autores que influyen en el diseño de esta investigación.

22

a. Conceptualización según Giere.

En el modelo cognoscitivo de ciencia de Giere (1999), la argumentación consiste en un proceso de

evaluación y elección entre diferentes teorías que permiten explicar adecuadamente un fenómeno

particular. Giere (1991, citado por Driver et al., 2000) propone un modelo que representa la

relación entre el razonamiento y los argumentos como un proceso complejo para establecer

conclusiones científicas (Fig. 8).

Fig. 8. Relación entre razonamiento y argumentos según Giere (1991).

En la figura se dan a conocer distintos pasos, partiendo de observaciones del mundo real a través de

la inducción. De lo anterior se obtendrán datos con los cuales trabajar experimentalmente para

finalizar con deducciones que se realizan desde la teoría a través del razonamiento y cálculo, que se

pueden ajustar o no a dicho modelo teórico. Por lo tanto, la actividad de los científicos es valorar

cuál de las alternativas es la más adecuada frente a las evidencias disponibles y, en consecuencia,

cuál puede ser considerada como más convincente para explicar un fenómeno particular de la

realidad.

b. Conceptualización según la nueva retórica de Perelman.

Perelman y Olbrechts- Tyteca (1989) proponen, en su nueva retórica, un interés particular

por las técnicas discursivas, donde su objeto de estudio es el discurso no demostrativo y el análisis

de los razonamientos que no se limitan a inferencias formalmente válidas: “cubre todo el campo del

discurso que busca persuadir y convencer, cualquier sea el auditorio al cual se dirige y cualquiera

sea la materia sobre la cual versar”. La argumentación se encuentra en el centro de la elección de

definiciones, modelos y analogías que representan un fenómeno y en la elaboración de lenguajes

23

adecuados según el campo de conocimiento, y el auditorio en que se inscriba el proceso de

argumentación. En la perspectiva de la nueva retórica, las características de la argumentación son

diferentes a las de la lógica clásica. Para Perelman y Olbrechts- Tyteca (1989) son las siguientes:

- “El fin de la argumentación no es como el de la demostración, probar la verdad de la

conclusión partiendo de la verdad de las premisas, sino transferir a la conclusión la

adhesión concedida a las premisas”

- En la argumentación, lo que se transmite es la adhesión y lo que se retrotransmite es el

desacuerdo.

- La adhesión se intenta producir mediante una relación interpersonal. Esta es una

interacción entre seres humanos libres.

- Ningún argumento es apabullante. De serlo, acabaría con el principio de responsabilidad y

con la posición intermedia entre dogmatismo y escepticismo.

- La argumentación es relativa al auditorio. Toda argumentación depende, en sus

posibilidades de éxito, de lo que el auditorio esté dispuesto a conceder sobre hechos,

verdades, jerarquías y valores. En la argumentación no hay petición de principio.

- Una argumentación es abierta y temporal. Las premisas de la argumentación, por ejemplo,

los hechos, las verdades, las presunciones, las jerarquías de valores y los lugares de lo

preferible varían de una época a otra y de un autor a otro.

En su elaboración más completa, la argumentación forma un discurso donde los puntos de acuerdo

y los argumentos presentados interactúan entre sí, y donde los auditores usan los mismos

argumentos utilizados como objeto de la nueva argumentación. De allí que en el análisis de la

argumentación se requiere analizar el discurso en su conjunto y tener en cuenta aspectos como la

amplitud de la argumentación, el orden de los argumentos y los nexos entre ellos.

Los nexos entre los argumentos, según Perelman y Olbrechts- Tyteca (1989), son de dos

tipos:

a) Los argumentos cuasilógicos tienen apariencia demostrativa porque están construidos a

semejanza de un esquema formal y extraen su fuerza argumentativa de esta semejanza. Son

argumentos cuasilógicos los que apelan al ridículo, la reciprocidad y la transitividad

(implicación, equivalencia e inclusión).

24

b) Los argumentos basados en la estructura de lo real se clasifican en dos subgrupos: basados

en nexos de conexión (causal o pragmática) y los basados en nexos de coexistencia.

A partir de un nexo causal entre fenómenos, la argumentación puede dirigirse hacia las causas, los

efectos y hacia la apreciación de un hecho por sus consecuencias. Los nexos de coexistencia

establecen un nexo entre realidades de desigual nivel, de las cuales una se presenta como la

expresión de la otra, tal como la relación de una persona (no en el sentido ontológico) y sus

acciones, sus juicios o sus obras. En resumen el objetivo de la teoría de la argumentación es

provocar o aumentar la adhesión de las personas a las tesis presentadas, por medio de técnicas

discursivas, a un auditorio específico.

c. Conceptualización desde Toulmin.

Para Toulmin (2007), la argumentación es una actividad en que se planean pretensiones que se

ponen en cuestión, que se respaldan a través de razones que se pueden criticar y refutar.

El principal interés del autor es el funcionamiento de los procesos con los que se justifica una tesis o

una afirmación, sin importar el tópico o dominio al que pertenece. Para Toulmin la lógica debería

investigar, dentro de cada disciplina particular, aquellas estructuras argumentativas típicas, para

establecer cuáles son correctas y cuáles no, cobrando así una dimensión empírica e histórica.

En general, los análisis de argumentación en el aula son tomados por la mayoría de los

autores bajo el modelo propuesto por Toulmin (2007) quien los analiza desde la formalidad y la

lógica, siguiendo un proceso lineal desde los datos hasta las conclusiones.

Esta estructura propuesta por Toulmin cuenta con cuatro componentes y tiene la siguiente

organización (fig.9):

- La pretensión o tesis (claim): es el enunciado que el proponente profiere y del cual debe estar

dispuesto a dar razones.

- Razones (grounds): aquellas proposiciones que se aportan a la hora de defender la tesis.

- Garantía (warrant): se trata de la expresión de la conexión existente entre los datos y la tesis.

- Respaldo (backing): campo general de información que está presupuesto en la garantía aducida y

que variará, naturalmente, según el campo del argumento.

25

Fig.9: Organización de los elementos de la argumentación (Toulmin, 2007).

La perspectiva estructural de Toulmin ha sido reconocida, entre otras cosas por:

a) Asignar a la argumentación una connotación universal, es decir, una actividad que ocurre

diariamente en la vida del ser humano y no solamente en el campo de la lógica o la filosofía

(Osborne, 2012).

b) Porque su esquema y los pasos globales para todo tipo de argumentación, posibilita aplicar

normas para evaluar la racionalidad de los argumentos, al valorar las pruebas como apoyo de las

afirmaciones o conclusiones expuestas.

c) Porque aporta a la reflexión con los estudiantes sobre “la estructura del texto argumentativo,

identificando sus componentes y las relaciones lógicas entre ellos” (Sardá & Sanmartí, 2000, p.

408).

Diversos casos de adaptación al modelo de Toulmin se han realizado tanto por su carácter

lógico como formal. Es importante considerar esta adaptación del modelo de argumentación

propuesto por Ana Sarda y Neus Sanmartí (2000), quiénes sobre la base de este modelo prototípico

contemplan el contexto o circunstancias. Esta secuencia consta de una serie de elementos (Sardà y

Sanmartí, 2000):

- Datos. Son los hechos y fenómenos que constituyen la afirmación sobre la cual se construye el

texto argumentativo.

26

- Justificación. Es la razón principal del texto que permite pasar de los datos a la conclusión. Esta

razón debe estar dentro de un marco que valide el contenido de la razón.

- Fundamentación. Es el conocimiento básico de carácter teórico necesario para aceptar la autoridad

de la justificación.

- Argumentación. Proponemos la distinción entre la justificación y la argumentación, entendiendo

que en conjunto se trata de dar razones o argumentos, pero que la justificación sólo legitima la

conexión entre la afirmación inicial y la conclusión. En cambio, estas razones se construyen de

forma retórica con relación a otros aspectos que dan más fuerza y criterios para la validación del

conjunto de la argumentación. Los tres tipos de argumentos o razones que hemos considerado que

forman parte del texto argumentativo son la ventaja (comentario implícito que refuerza la tesis

principal, destacando los elementos positivos de la propia teoría), el inconveniente (comentario

implícito que señala las circunstancias de desventaja) y la comparación (fusión de los dos

anteriores, porque añade otra ventaja de la propia argumentación y cuestiona la validez de los

otros).

- Conclusión. Es el valor final que se quiere asumir a partir de la tesis inicial y según las

condiciones que incluyen los diferentes argumentos.

- Ejemplificación. Es la relación entre la ciencia y la vida cotidiana.

Estos elementos y sus relaciones se estructuran de la siguiente manera (fig.10):

Fig.10. Esquema del texto argumentativo (Sardá & Sanmartí, 2000).

27

Tomando en cuentas estos elementos, podemos decir que para desarrollar la argumentación en el

aula de ciencias, se ha de incidir tanto en el patrón estructural del texto (propio de todos los textos

argumentativos, sea cual sea el tema) como en el patrón temático (las ideas que configuran un

proceso de modelización científica concreto) para progresar en el conocimiento científico de los

estudiantes.

3.4. La propuesta de argumentación para la modelización del cambio químico:

Identificación y selección de aspectos para actividades escritas para argumentar en

ciencias.

El trabajo que presento se interesa en indagar cómo se puede usar el discurso argumentativo

para justificar o refutar racionalmente un punto de vista para luego construir el conocimiento sobre

el cambio químico.

La argumentación se concibe como una estrategia relativamente desconocida en las aulas de

ciencias, que necesita ser apropiada por los estudiantes y su enseñanza debe plantearse de manera

explícita mediante una instrucción adecuada y tareas para su estructuración y modelización

(Erduran, Ozdem, & Park, 2015).

Ya se ha visto que, según Perelman y Olbrechts- Tyteca (1989), el proceso de

argumentación requiere de dos elementos precisos: en primer lugar, deben existir algunas premisas

generalmente aceptadas que funcionen como punto de partida para la argumentación; y en segundo

lugar, tiene que haber un auditorio relevante al que persuadir o convencer. En consecuencia, como

establece Van Eemeren (1992) el discurso argumentativo debería ser estudiado, como una instancia

de comunicación. Además, las interacciones verbales normales deberían ser evaluadas en relación a

un cierto estándar de razonabilidad.

Para la modelización del cambio químico en estudiantes, esta instancia de comunicación

(oral o escrita) se puede establecer mediante los proyectos de lengua (Camps, 2000), en un contexto

acorde con la actividad científica escolar (Izquierdo et al., 1997). Por lo tanto, dentro de la

pragmática (el estudio del uso del lenguaje) se puede reconocer la necesidad de esta convergencia

entre describir la experiencia de aula y las normas que rigen el discurso en la interacción

comunicativa. Así se concibe al estudio de la argumentación como parte de una "pragmática

normativa". Para realizar esta instancia de comunicación, consideramos la propuesta de Stranieri,

Zeleznikov y Yearwood (2001) que se respalda en el mecanismo de inferencia deductiva planteada

en la argumentación no dialéctica. Esto representa un alto nivel de abstracción para representar un

28

conocimiento compartido entre los participantes en un discurso mediante la acumulación de

argumentos a favor de una tesis.

En la Figura 11 se establece el proceso de modelización del cambio químico mediante la

argumentación en el contexto de la experiencia representativa de la combustión de una vela. Esto

se establece a partir del modelo coclear del cambio químico (Merino, Duque y Contreras, 2012), en

el cual se configuran funciones que representan estadios de construcción sobre el cambio químico.

Fig.11: Modelo coclear del cambio químico mediante argumentación.

Las funciones están basadas en las reglas del juego del cambio químico propuestas por Izquierdo

(2014) para la adquisición de competencias. La primera función corresponde a la unidad de cambio

que está relacionada con unas substancias (simples y compuestas) que interaccionan entre sí, y

como consecuencia de este proceso, unas sustancias desaparecen y aparecen otras nuevas. La

segunda función corresponde a la de conservación que se refiere a que se conservan los elementos y

la masa, los elementos que hay que en conjunto en una reacción química y que forman todas las

substancias conocidas. Finalmente la función de la energía está relacionada a la conservación de

ésta. Este proceso de construcción del modelo de cambio químico mediante la argumentación está

basado en la integración entre la experiencia y la construcción intelectual que se puede ofrecer en el

aula de ciencias, a partir de funciones que rigen la interacción comunicativa. La siguiente figura

(Fig.12) representa el vínculo entre la ciencia y argumentación, considerando la propuesta de

Giere (1991) y los elementos de argumentación de Toulmin (2007) a través de un modelo que

representa cómo el razonamiento y los argumentos tienen lugar en el proceso de establecer

conclusiones científicas que sean acordes al modelo teórico de la ciencia escolar.

29

Figura 12: Vínculo entre modelización (Giere, 1991) y elementos de la Argumentación (Toulmin,

2007).

Tomando en cuenta las funciones que hemos establecido y el proceso de modelización

considerando los elementos de la argumentación, es posible concretar una progresión de aprendizaje

para establecer cómo evolucionan las ideas y formas de pensar de los alumnos (Talanquer, 2013).

Las progresiones de aprendizaje permiten describir, con palabras y ejemplos, secuencias de

aprendizaje a través de las cuales se propone que los estudiantes prosperen hacia un entendimiento

de carácter más experto. Lo anterior se desarrolla alrededor de las grandes ideas de un modelo de la

ciencia que se desarrolla en la escuela, aquellas que fundamentan los conceptos, teorías, principios

y esquemas explicativos para los fenómenos de una disciplina (Garritz & Talanquer, 2012).

Para sustentar esta propuesta queremos establecer aspectos que permitan desarrollar una

primera aproximación a la argumentación para establecer actividades iniciales de argumentación

relacionadas con la escritura en el aula de ciencias.

Con el fin de estudiar los textos argumentativos de los estudiantes mediante actividades de

escritura, se siguen las orientaciones de Camps (2000). Para esto se ha diseñado un cuadro (Fig. 13)

contemplando la organización formal (introducción, cuerpo argumentativo y conclusión), su

estructura interna, las preguntas que rigen la actividad científica escolar (Izquierdo, Sanmartí y

Espinet, 1999) y los elementos del esquema de Toulmin (2007).

30

Figura 13: Estructura de composición de la práctica de escritura argumentativa.

La introducción, en su estructura interna, presenta la afirmación y la base, incluyendo paralelamente

la tesis y la fundamentación según el modelo de Toulmin (2007), que finaliza mencionando las

ventajas, relacionadas con la pregunta ¿qué tengo?, para incorporar la acción experimental. El

cuerpo argumentativo, en su estructura interna, presenta dos aspectos. En primer lugar, las garantías

relacionadas con la pregunta ¿por qué pasa?, que incluyen en su fundamentación una idea clave. En

segundo lugar, los respaldos que dan cuenta de las evidencias concretas que apoyan a la garantía

relacionada con el ¿qué pasa? y el ¿qué has hecho?, incorporando los elementos de justificación y

comparación según Toulmin (2007). Finalmente, la conclusión consiste en una recapitulación de lo

dicho anteriormente incorporando la pregunta ¿Qué has aprendido? , aportando ejemplos que

comprende la relación entre la ciencia y la vida cotidiana.

Resumiendo, la finalidad de este trabajo es apostar por una argumentación deductiva (tesis –

argumentos – conclusión), y no dialéctica (acumulación de argumentos a favor de una tesis). Se

parte de premisas generales establecidas en clases de ciencias, las cual nos permitirán trabajar de

manera sistemática la producción de un texto argumentativo en la ciencia escolar, para la

construcción del modelo de cambio químico desde la retórica de la argumentación. Esto se concibe

a partir de un hecho relevante y significativo como la combustión de una vela, además de la

formulación de buenas preguntas que tiendan a guiar a los alumnos para que se manifiesten de

manera explícita y explicativa al momento de escribir. Estos aspectos seleccionados que se

resumen en la siguiente tabla (Fig. 14) constituyen una pauta de referencia para elaborar nuestra

actividad de escritura relacionada con la argumentación.

31

Fig. 14: Tabla de indicadores para elaborar actividades de escritura vinculadas con la

argumentación.

32

4. Diseño y desarrollo de la investigación:

Lo importante no es atinar sino buscar;

pues, es en la exploración donde prospera

La sensibilidad y la inteligencia.

Juan Mata (2004, pág. 80)

4.1. Justificación y fundamentación del diseño de la investigación y de la elección

de la metodología.

Esta investigación se basa y orienta en el ámbito de las investigaciones de la didáctica de

las ciencias experimentales.

Esta investigación busca contribuir sobre los procesos de enseñanza y aprendizaje de las

ciencias mediante la argumentación, para mejorar las prácticas enmarcadas en el desarrollo de

competencias, en el cual se habla, se lee y se escribe ciencias.

Para comprender el desarrollo de cada etapa de esta investigación, es necesario seleccionar

una metodología que explique el paradigma en el que se inscribe y que haga explícito el propósito

de este trabajo. Es posible concretar esto por medio de una metodología mixta, con un mayor

énfasis en los aspectos cualitativos dentro del paradigma hermenéutico – interpretativo.

Su objetivo consiste en brindar oportunidades para describir, caracterizar y comprender los

fenómenos o problemas educativos, y analizar e interpretar los datos observados con la finalidad de

establecer intervenciones didácticas oportunas y contextualizadas.

4.2. Justificación de la selección de la muestra/ participantes.

La investigación se realizó en uno de los centros educativos que experimentan con el

proyecto de innovación “Competències de Pensament Cientific, Ciències 12-15”, el Instituto de

Educación Secundaria (IES) público de Rubí. La muestra son los estudiantes de tercer año de ESO,

que trabajan con una docente de biología y una de química, del cual se seleccionan 7 casos que

corresponden a grupos de estudiantes que realizan actividades argumentativas relacionadas con el

cambio químico.

Considerando las ideas de Gibbs (2007), en esta investigación, la selección de la muestra se

concibe como una manera de establecer una colección de casos, materiales o acontecimientos

seleccionados deliberadamente. Esto permite construir un corpus de producciones escritas de los

33

estudiantes con el fin de estudiar de la manera más instructiva el fenómeno de la argumentación en

la modelización del cambio químico.

La elección de los casos se seleccionan según la intensidad (Patton, 2002, en Gibbs, 2007)

con la que los rasgos interesantes se dan, realizando una búsqueda de aquellos con intensidad

mayor, para posteriormente para ir comparando o integrando sistemáticamente con casos con

intensidades diferentes.

4.3. Diseño del plan de recogida de información:

4.3.1. Selección y justificación de los instrumentos o estrategias de recogida de

datos.

La justificación de la estrategia de recogida de datos, toma en cuenta la idea de que la

investigación cualitativa se interesa por acceder a las experiencias, interacciones y documentos en

su contexto natural, de manera que deje espacio para las particularidades de los materiales en los

que se estudian (Gibbs, 2007). Esta estrategia pretende, por una parte, responder a la hipótesis de

cómo los modelos mentales de los alumnos evolucionan mediante la argumentación en relación a un

experimento que puede acceder al proceso de interpretación de la combustión como cambio

químico. Por otro lado, recordemos que las producciones escritas de los estudiantes que se recogen

pretenden responder a las siguientes preguntas:

1. ¿Qué nos dicen las producciones escritas de los estudiantes sobre la combustión como

cambio químico?

2. ¿Cómo se desarrollan los argumentos de los estudiantes al enfrentarse a este fenómeno?

3. ¿Se puede relacionar una buena argumentación con una mejor comprensión del cambio

químico?

34

En la siguiente figura (Fig.15) se explicitan los objetivos que justifican la estrategia planteada en

esta investigación:

Figura 15: Justificación de la recogida de documentos.

4.3.2. Descripción del proceso de elaboración y de validación de los instrumentos.

En este apartado detallaremos el proceso de elaboración y validación de los instrumentos

que permitirán recoger las producciones escritas de los estudiantes para comprender el rol de la

argumentación en la caracterización del cambio químico, así como el desarrollo global de la

actividad de modelización de los estudiantes. Las producciones escritas serán de dos tipos:

individuales y grupales

Herramienta ARGU (la actividad individual):

La herramienta ARGU es una plantilla Excel que tiene la finalidad de facilitar la

‘cognición distribuida’ (todo lo que se piensa, se sabe y se hace en el grupo es ‘conocimiento’). La

plantilla incide en el aspecto de patrón estructural para un argumento y al ser utilizada por los

estudiantes pone en evidencia el progreso de su propio proceso de modelización científica del

fenómeno que están estudiando (Merino, Izquierdo & Arellano 2006).

35

Para su elaboración se ha considerado tres aspectos fundamentales:

- Reglas fundamentales que guían la actividad química. (Izquierdo, 2005).

- Relatos para dar a conocer el cambio químico. (Bruner, 1997).

- Instrumentos que constituyan un “anclaje material para la cognición’ (Pea, 2001 en Merino

et al, 2006).

ARGU es una herramienta validada que se utiliza en otras investigaciones para caracterizar el

modelo que elaboran estudiantes de secundaria y de universidad en un contexto argumentativo.

Blog Científico (la actividad grupal):

El desarrollo de esta actividad permite que los estudiantes elaboren un texto argumentativo

de forma grupal para una revista científica escolar, que es subido a una entrada de blog. Su diseño

contempla todos los aspectos seleccionados en nuestra propuesta teórica como la retórica de la

argumentación, la argumentación no dialéctica y deductiva para convencer a la audiencia sobre lo

que es el fuego (Fig.16).

Fig.16: Organización de la actividad según su estructura formal y argumentos a favor.

Para la elaboración de esta actividad, la modelización del cambio químico en estudiantes, la

instancia de comunicación escrita se puede establecer mediante los aspectos establecidos para

elaborar actividades de escritura relacionadas con la argumentación (Fig.14). Por una parte se

consideran los proyectos de lengua (Camps, 2000), en un contexto acorde con la actividad científica

escolar (Izquierdo et al., 1997 en Izquierdo, Sanmartí y Espinet, 1999). Por otra parte se busca

vincular las preguntas que rigen la actividad científica escolar con los elementos de argumentación

36

de Toulmin (2007), para que los alumnos puedan relacionar mejor el concepto de garantía, respaldo,

datos, etc, con las preguntas que están en su dossier del proyecto 12- 15 (Anexo 1).

La actividad está diseñada para que los estudiantes elaboren una tesis con respecto la

pregunta ¿Qué es el fuego? En ella los alumnos incorporarán argumentos a favor (argumentación

no dialéctica) con ejemplos concretos vinculados con la experiencia (argumentación deductiva). Al

mismo tiempo la práctica que ellos realizarán está dirigida a una revista científica (retórica de la

argumentación).

El propósito de esta actividad es que los alumnos profundicen lo aprendido en los niveles

anteriores con respecto a la gestión de los cambios químicos y reconocer las reglas que los rigen,

aplicando estos preceptos en todo tipo de situaciones cotidianas. De forma concreta, esto se

realizará, por una parte, identificando de manera experimental la existencia de unas sustancias que

desaparecen y otras nuevas que se forman. Además, se debe identificar la participación de

elementos, masa y energía en este proceso con la finalidad de argumentar sobre estos cambios en

una situación y contexto determinado.

Con esta actividad se pretende que los estudiantes comprendan que los cambios químicos

constituyen un sistema químico formado por una o más sustancias que pueden evolucionar en otras

nuevas y que durante este proceso se conserva la masa, los elementos y la energía. Junto con lo

anterior, en esta unidad se promueve que los estudiantes desarrollen habilidades de pensamiento

científico relacionadas con la formulación de predicciones, la comprensión de conceptos científicos,

la aplicación de una perspectiva científica, mediante una argumentación basada en pruebas

científicas. Para desarrollar este proceso de aprendizaje se estima que los estudiantes deben tener

los siguientes conocimientos previos:

- Procedimientos de medición de masa y de uso de material de laboratorio.

- Cambios aparentemente reversibles e irreversibles, que experimentan diversos materiales

en relación con volver al aspecto macroscópico inicial.

- Elementos que participan en el fenómeno de la unidad didáctica (carbono, hidrógeno y

oxígeno).

- Líquidos y gases del entorno.

Los contenidos involucrados en esta actividad son los siguientes:

- Ley de conservación de la materia en transformaciones físico químicas.

- Transformaciones fisicoquímicas o reacciones químicas en la vida cotidiana

- Procesos de obtención de algunos elementos químicos.

- Constitución microscópica de la materia: el átomo y la molécula.

- Elementos y compuestos comunes en la tierra.

37

Finalmente, las habilidades a desarrollar en la actividad de escritura son:

- Reconocimiento de variables en situaciones experimentales.

- Representación de la información o concepto en estudio a través de la construcción de un

texto argumentativo.

- Formulación de predicciones o hipótesis respecto de los factores que determinan el cambio

químico en la combustión de la vela.

- Registro de los resultados de diversas mediciones relativas a un fenómeno de estudio,

estableciendo conclusiones generales y comunicación para aportar conocimiento.

La implementación de estas actividades comprende un trabajo en aula de 5 semanas con los planes

de clases diarios y mensuales para orientar su implementación (Se describen en el Anexo 2).

Específicamente, se ha vinculado la argumentación al primer apartado llamado “El foc (les flames) i

el llamp (la incandescència)”de la unidad 8 del proyecto 12 -15 referido. Para concretar esto, se

han establecido dos momentos en los cuales se incorpora la actividad de los proyectos de lengua. En

primer lugar, en la pregunta 23 de la unidad didáctica, que consiste en explicar lo que han aprendido

a partir de los experimentos, se utiliza la herramienta ARGU. Para comenzar, se construye la

explicación del fenómeno sobre estas experiencias, y posteriormente se aprende la mecánica de la

argumentación. En segundo lugar, en la pregunta 27 de la unidad didáctica que busca explicar si el

fuego son luz o materiales, se cambia por una actividad grupal en la cual los estudiantes crean un

texto argumentativo para un blog científico en el cual justifican su posición bajo la pregunta “¿Qué

es el fuego?” con el objetivo de convencer a una comunidad científica.

En rasgos generales, el progreso de las sesiones en clases se establece en tres etapas (Fig.17):

Fig. 17: Etapas en las que se desarrollan las sesiones de clase.

La validación de esta actividad es de carácter comunicativa, evaluando los datos solicitando

el consenso entre investigador, tutor y profesoras que realizan la asignatura de ciencias en el tercer

año de ESO.

PRIMERA ETAPA

•Observación y participación en las clases de la unidad

didáctica 12 -15.

•preparación de la actividad (blog científico)

SEGUNDA ETAPA

• Primera etapa de la realización de texto.

•Uso de la herramienta ARGU(primer momento).

TERCERA ETAPA

• Segunda etapa de la realización del texto.

• Elaboración de texto argumentativo.

• Evaluación de la actividad.

38

4.4. Diseño de la estrategia para el análisis de datos

Se analizarán dos aspectos de los datos obtenidos por los estudiantes:

a) Referido a la calidad de la argumentación

Para el análisis cualitativo, en primera instancia se analizarán la estructura del texto argumentativo

según los criterios de Canals (2007), para conocer la claridad y coherencia en la exposición. De

esta forma el destinatario podrá entender de qué trata el tema y las intenciones del autor,

especificando las variables a tener en cuenta para comprobar hasta qué punto los estudiantes de

secundaria construyen un conocimiento más racional y un discurso mejor a través de la práctica de

la argumentación en el aprendizaje de las ciencias.

El criterio para valorar la introducción es situar el tema. Los indicadores dentro de este

criterio son: que se establezca el tema exponiendo los hechos, datos y elementos que nos permiten

situar el problema; y la posición que defiende correspondería a la tesis que se establece en relación

al tema. Posteriormente se analizará cada argumento en base a la suficiencia, (si se presenta el

argumento), la pertinencia (el posicionamiento adecuado y coherente con el objeto de la

argumentación) y la riqueza. Finalmente la conclusión que evalúa la capacidad de síntesis y

transferencia del conocimiento al aportar un nuevo dato, resumir los argumentos, y resumir el

tema.La pauta de análisis en base a estos criterios e indicadores para los textos argumentativos se

aplica a cada grupo de estudiantes de la siguiente manera (Fig. 17)

39

Fig.17: Pauta de análisis para los textos argumentativos según los criterios de Canals (2007).

b) Referido a calidad de la teoría en las explicaciones de los estudiantes.

En esta investigación se analizarán las explicaciones de los estudiantes en relación al cambio

químico, basándonos en dos momentos en el cual los estudiantes utilizan la argumentación para

explicar teóricamente el fenómeno de la combustión de la vela. Por un lado, en una primera

instancia se analizarán los trabajos individuales de cada grupo con la herramienta ARGU, la cual se

plantea como una etapa inicial en el cual los estudiantes se ven enfrentados por primera vez a la

tarea de argumentar. Esta se desarrolla dentro de las actividades experimentales del proyecto 12-15,

en relación a que “unas sustancias desaparecen y se forman otras”. Finalmente, analizaremos los

trabajos grupales de la actividad “Blog Científico”. De esta forma podremos conocer cómo los

estudiantes explican el cambio químico en relación a las tres reglas del juego (“unas sustancias

desaparecen y se forman otras”, “se conserva la masa y los elementos”, y “se conserva la energía”)

a través de un texto argumentativo.

Para llevar a cabo el proceso de análisis se considera el proceso de organización según Bardin

(2002 en Flick, 2004).

a) Pre- análisis: sistematización de las ideas para su análisis.

b) Primer nivel de análisis: fase de codificación. (los datos se desglosan, conceptualizan, y se

vuelven a reunir en nuevas maneras).

c) Segundo nivel de análisis: categorización

40

d) Tercer nivel de análisis: determinar niveles de logro y realizar un análisis relacional entre

los aspectos relacionados.

Los instrumentos para realizar el proceso de análisis en esta investigación son: sistema de categorías

y rúbricas elaboradas a partir de las categorías.

Para el análisis cuantitativo se utiliza el soporte de un programa informático de análisis de

datos cuantitativos (SPSS), en base a rúbricas con un determinado puntaje que buscará una

correlación entre los aspectos argumentativos y del desarrollo del modelo de cambio químico

presente en los siete casos estudiados. Los resultados nos otorgarán una tendencia entre estas

variables, que sólo es aplicable a nuestra población y de los cuales no podemos generalizar.

5. Análisis de los datos y primeros resultados.

En este capítulo se muestran:

5.1. Los resultados del análisis cualitativo de las aportaciones de los

estudiantes según la rúbrica para la estructura del texto

argumentativo que se ha elaborado según los criterios de Canals

(2007),

5.2. Las categorías resultantes del análisis cualitativo de las

aportaciones sobre el modelo de cambio químico a) grupales de los

estudiantes y b) en sus trabajos individuales.

5.3. Aportaciones de las argumentaciones individuales (instrumento

ARGU) al texto argumentativo del grupo

5.1 Análisis cualitativo de las aportaciones de los estudiantes según la rúbrica para la

estructura del texto argumentativo

A partir de las producciones escritas de los estudiantes, cada actividad es analizada según

los criterios de estructura del texto argumentativo que elaboramos en base a los resultados de los

grupos en relación a la rúbrica que hemos elaborado. Basándonos en cada criterio de la rúbrica

(fig.18) realizaremos el análisis que presentamos a continuación.

41

ESTRUCTURA FORMAL DEL TEXTO

CRITERIO INDICADORES G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7

INTRODUCCIÓN

SITUAR EL TEMA. SE ESTABLECE EL TEMA

SE ESTABLECE LA POSICIÓN QUE SE

DEFIENDE

SE ESTABLECE EL TEMA Y LA POSICIÓN QUE

SE DEFIENDE

X X X X X X X

ARGUMENTO 1 SUFICIENCIA SE PRESENTA EL ARGUMENTO X X X X X X

NO SE PRESENTA EL ARGUMENTO X

PERTINENCIA ADECUACIÓN DEL TEMA (SP) X X X X X X X

ADECUACIÓN AL TEMA (NP)

RIQUEZA

RESPALDOS (OBSERVACIONES).

RESPALDOS ( RELACIONES TEORICA –

EXPERIMENTAL).

RESPALDOS (MENCIONA TEORÍA

ESPECÍFICA).

RESPALDOS (OBSERVACIONES , RELACIONES

TEORICA – EXPERIMENTAL).

X

RESPALDOS (OBSERVACIONES ,

MENCIONA TEORÍA ESPECÍFICA).

RESPALDOS (RELACIONES TEORICA –

EXPERIMENTAL MENCIONA TEORÍA

ESPECÍFICA).

RESPALDOS (OBSERVACIONES , RELACIONES

TEORICA – EXPERIMENTAL MENCIONA

TEORÍA ESPECÍFICA).

X x X X X X

ARGUMENTO 2 SUFICIENCIA SE PRESENTA EL ARGUMENTO

X x X X X X X

NO SE PRESENTA EL ARGUMENTO

PERTINENCIA ADECUACIÓN DEL TEMA (SP) X X X X X X X

ADECUACIÓN AL TEMA (NP)

RIQUEZA RESPALDOS (OBSERVACIONES).

RESPALDOS ( RELACIONES TEORICA –

EXPERIMENTAL).

X

RESPALDOS (MENCIONA TEORÍA

ESPECÍFICA).

RESPALDOS (OBSERVACIONES , RELACIONES

TEORICA – EXPERIMENTAL).

RESPALDOS (OBSERVACIONES ,

MENCIONA TEORÍA ESPECÍFICA).

RESPALDOS (RELACIONES TEORICA –

EXPERIMENTAL MENCIONA TEORÍA

ESPECÍFICA).

X x x x

RESPALDOS (OBSERVACIONES , RELACIONES

TEORICA – EXPERIMENTAL MENCIONA

TEORÍA ESPECÍFICA).

X X

ESTRUCTURA FORMAL DEL TEXTO

CRITERIO INDICADORES G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7

ARGUMENTO 3 SUFICIENCIA SE PRESENTA EL ARGUMENTO X X X X X

NO SE PRESENTA EL ARGUMENTO X X

PERTINENCIA ADECUACIÓN DEL TEMA (SP) X X X X X X X

ADECUACIÓN AL TEMA (NP)

RIQUEZA RESPALDOS (OBSERVACIONES).

RESPALDOS ( RELACIONES TEORICA –

EXPERIMENTAL).

X X

RESPALDOS (MENCIONA TEORÍA

ESPECÍFICA).

X X

RESPALDOS (OBSERVACIONES , RELACIONES

TEORICA – EXPERIMENTAL).

RESPALDOS (OBSERVACIONES ,

42

MENCIONA TEORÍA ESPECÍFICA).

RESPALDOS (RELACIONES TEORICA –

EXPERIMENTAL MENCIONA TEORÍA

ESPECÍFICA).

X X

RESPALDOS (OBSERVACIONES , RELACIONES

TEORICA – EXPERIMENTAL MENCIONA

TEORÍA ESPECÍFICA).

X

CONCLUSION SINTESIS APORTA UN NUEVO DATO

SE RESUMEN LOS ARGUMENTOS

SE RESUME EL TEMA. X

APORTA UN NUEVO DATO, SE RESUMEN LOS

ARGUMENTOS

APORTA UN NUEVO DATO Y SE RESUME EL

TEMA.

X X X

, SE RESUMEN LOS ARGUMENTOS Y SE

RESUME EL TEMA.

APORTA UN NUEVO DATO, SE RESUMEN LOS

ARGUMENTOS Y SE RESUME EL TEMA.

X X

Fig. 18: Resultados de los grupos en la rúbrica para la estructura del texto argumentativo.

-Introducción: La totalidad de los grupos estudiados establecen el tema y la posición que

defienden. Los grupos identifican que el tema es sobre la combustión de una vela en un contexto

experimental del trabajo que han realizado en clase. Por lo tanto, la posición que defienden es que

una vela que quema es una reacción química. Esto representa que el objetivo de la actividad escrita

es clara y coherente con lo que se propone en el aula de química relacionando sus objetivos con las

‘reglas del juego’ del cambio químico.

-Argumento 1: “Unas sustancias desaparecen y otras se forman...”

Suficiencia: Se presentan los argumentos en la mayoría de los grupos, exceptuando el

grupo 6. Esto quiere decir que los estudiantes comprenden el hecho de establecer una tesis y

argumentarla. Existe evidencia de una comprensión de la mecánica de un texto argumentativo en

la cual no sólo se establece una opinión, sino que se apoya en razones fundamentadas. En el grupo 6

no se ha podido observar la tesis que defiende, por lo que se reduce a un texto de opinión.

Pertinencia: Los argumentos en la totalidad de los grupos están adecuados al tema, que

corresponde tanto al contexto teórico como al fenómeno ‘una vela que quema’.

Riqueza: La mayoría de los grupos los argumentos presentados se respaldan tanto con

observaciones del experimento como con su teoría específica y con relaciones entre estos dos

aspectos anteriormente mencionados. Los estudiantes relacionan la actividad experimental y los

cambios que se producen con la desaparición y formación de sustancias, ya que explican aspectos

como: la manipulación experimental, cambios de color, cambios de estado, cambios de masa, etc.

El grupo 7 sólo logra incorporar observaciones y mencionar teoría específica.

43

En conclusión, el argumento n°1 es realizado por los estudiantes de manera óptima,

considerando que éste ha consistido en explicar que existen sustancias que desaparecen y se forman

otras nuevas. Creemos que la proximidad de la actividad experimental planteada en la unidad

didáctica con la tesis que se desarrolla en este argumento permite una riqueza en las

argumentaciones que resulta significativa para los estudiantes.

-Argumento 2: “La masa y los elementos se conservan…”

Suficiencia: Se presentan los argumentos en la totalidad de los grupos. Esto quiere decir

que los estudiantes comprenden el hecho de establecer una tesis y argumentarla. Existe evidencia

de una comprensión del formato textual y de contenido de un texto argumentativo en la cual, no

sólo se establece una opinión, sino que se apoya en razones fundamentadas.

Pertinencia: Los argumentos en la totalidad de los grupos están adecuados al tema, que

corresponde tanto al contexto teórico como al fenómeno de la quema de una vela.

Riqueza: Aquí encontramos diferentes matices entre los distintos grupos de estudiantes.

Los grupos 1, 2, 3 y 6 reflejan que sus argumentos se basan en la teoría específica desarrollada en

clases, aplicándola y respaldándola en el contexto de la vela. Esto se produce, ya sea identificando

los elementos en los reactivos y productos, como calculando las masas de cada sustancia que

desaparece y se forma, realizando las condiciones de igualdad. El grupo 4 y 5, a diferencia de los

cuatro anteriores, además de incorporar la teoría específica y relaciones mediadas por el contexto de

la combustión de la vela, vinculan lo anterior con las actividades experimentales realizadas en la

unidad didáctica. El grupo 4 se enfoca a la conservación de la masa a partir del experimento de

pesar la vela y el grupo 5 hace mención a la conservación de los elementos con las actividades

experimentales de la obtención de carbono y agua. Finalmente el grupo 7 sólo se refiere a la ‘regla

del juego’, sin vincularlo con el fenómeno.

En conclusión, la mayoría de los grupos en este argumento hacen mención a la regla del

juego y la respaldan aplicándola al contexto de la combustión de la vela. Esto lo realizaron a través

de realizar los cálculos de masa o bien identificando los elementos a partir de una ecuación química,

donde los estudiantes establecen condiciones de igualdad tanto del tipo de átomos como de gramos

que reaccionan. Sin embargo, hubo excepciones en los cuales lograron contextualizar

experimentalmente la regla del juego, las relaciones de masa y los elementos en una reacción

mediante la observación.

44

-Argumento 3: “La energía se conserva en el proceso…”

Suficiencia: Se presentan los argumentos en la mayoría de los grupos excepto en el grupo

6 y 7. Esto quiere decir que la mayoría de los estudiantes comprenden el hecho de establecer una

tesis y argumentarla. Por tanto, se evidencia una comprensión de la mecánica de un texto

argumentativo en la cual no sólo se establece una opinión, sino que también el apoyo que debe tener

en razones fundamentadas.

Pertinencia: Los argumentos en la totalidad de los grupos están adecuados al tema, que

corresponde tanto al contexto teórico como al fenómeno de quemar una vela.

Riqueza: Aquí encontramos distintos matices entre los distintos grupos de estudiantes. El

grupo 2 y 6 reflejan que sus argumentos se basan en una relación mediada por el contexto, pero no

hay respaldo desde las reglas del juego del cambio químico u observaciones del experimento. Los

grupos 4 y 7 sólo hace mención a la regla del juego y explicaciones basadas en ésta, no existe una

relación con el fenómeno de la combustión de la vela y con alguna observación dentro de éste. Los

grupos 1 y 3 hacen mención tanto a la regla del juego y explicaciones basadas en estas, mediadas

por el contexto de la combustión. El grupo 5 hace mención a la teoría y establece relaciones dentro

del contexto de la quema de la vela. Sin embargo, es el único grupo que logra incluir una

observación experimental en el argumento.

En general podemos concluir que esta etapa de escritura ha resultado más difícil de realizar,

ya que cuatro grupos se enfocan a sólo un aspecto para otorgar riqueza. Esto se realiza a través de

observaciones, mencionando teoría específica o realizando relaciones teóricas experimentales al

argumento, mientras que sólo uno logra relacionar los tres aspectos mencionados anteriormente.

-Conclusión: sólo se observa la síntesis

Síntesis: El grupo 6 no presenta síntesis en ninguno de los aspectos relacionados en la

rúbrica, no resume los argumentos ni el tema, y tampoco aporta un nuevo dato. Por otra parte el

grupo 2 resume el tema, entendiéndose como una falta de análisis y de reconstrucción del

conocimiento en base a este. Este grupo logra ver las partes más importantes y el contexto, pero no

relaciona o aplica la teoría del cambio químico con el experimento o con situaciones cotidianas. El

grupo 3 ,4 y 7 aportan un nuevo dato y resumen el tema, por lo que podemos decir que estos grupos

identifican una idea global de la teoría y del proceso que realizaron. Además, lograron aplicarlas a

otros ejemplos de la vida cotidiana, y pudieron de alguna manera explicarla con la teoría y

ordenarla en base a sus necesidades. Finalmente los grupos 1 y 5 aportan un nuevo dato, resumen el

45

tema y los argumentos. En ellos se observa un proceso de elaboración mayor en el cual establece

una idea global que posteriormente se va haciendo más específica con cada argumento que

presentan y que está relacionada con la teoría, además de lograr aplicarlas a otros ejemplos de la

vida cotidiana.

5.2. Análisis de las categorías sobre el modelo de cambio químico.

Considerando el proceso de análisis según Bardín (2002), se analizaron y se

codificaron las producciones escritas de los estudiantes sobre el modelo de cambio

químico. El proceso de codificación descriptivo se ajusta a esta investigación, ya que

resume en una frase breve o una palabra, un texto que generalmente se describe como un

sustantivo. Se hace hincapié a que este proceso busca identificar temáticamente los códigos,

no como abreviaciones del contenido, sino sobre el qué se escribe o dicen los estudiantes

sobre el cambio químico.

A partir de estos códigos surgen categorías y subcategorías que se agrupan en

dimensiones que nos permiten comprender las producciones de los estudiantes con respecto

al fenómeno (Fig.).

La manera de organizar el análisis en matrices explicativas de las respuestas de los

estudiantes consiste en agruparlos por características comunes lo que nos permite

establecer ‘categorías’ que se agrupan a su vez en ‘dimensiones’ tal como se muestra en la

siguiente red sistémica:

Dimensión Categoría Descriptor código Ejemplo

Proceso

químico

Factor de

cambio

El cambio de color o de

masa son los factores

responsables que ha

ocurrido un cambio

químico. Las

diferencias de estos

factores son parte del

proceso.

Color (1)

- se observan círculos negros.

- El tubo de ensayo se vuelve negro.

Diferencia de

masa (2)

Nos fijamos en la diferencia de masa que tenemos al

inicio de encender la vela que al final.

La vela pierde masa y pesa menos.

La vela desaparece al quemarse y en el peso se notó.

La vela pesa menos después de haber estado

encendida por un tiempo.

Cambios de

estado (3)

Desapareció la parafina ya que la vela ha pasado de

estado líquido y luego a estado gaseosos en el

proceso de combustión….

Acción de quemar

(4)

Creemos que las sustancias que se queman

desaparecen y se forman unas nuevas sustancias

46

Reactivos y

productos

Son aquellas sustancias

que reaccionan, y

desaparecen, para

formar otras

denominadas productos.

Este proceso se

relaciona como un

proceso continuo.

Desaparecen unas

sustancias.

(5) parafina

(6) oxígeno

La sustancia que perdemos es la parafina.(g1)

También se pierde oxigeno porque la vela se apaga

cuando no hay. (g1)

Sin oxígeno la vela se apaga. (g 3)

Se forman nuevas

sustancias.

(7) Dióxido de

carbono

(8) Agua

Cuando se queman las sustancias se forman unas

nuevas que son CO2 y H2O. (g2)

Se pueden apreciar tres sustancias impregnadas en el

vidrio, el CO2 y el H2O en forma de vapor y parafina

gaseosa. (G 3)

Se formaron nuevas sustancias, el agua en el tubo de

ensayo en forma de vapor de agua y CO2 en el humo

que desprendía la vela. (G5)

Relación (9)

Aquellas sustancias que desaparecen, se han

transformado en otras como agua y dióxido de

carbono. (g1)

Cuando las sustancias se queman desaparecen y se

forman unas nuevas. (g2, g4)

Dimensión Categoría Descriptor Código Ejemplo

Identificación

experimental

de

sustancias

Identificación

de reactivos.

Identifica un reactivo,

durante un momento

del procedimiento

experimental. En el cual

estas sustancias

desaparecen.

Uso de oxígeno

Mención (10)

Procedimiento

experimental (11)

Relación teórica-

experimental (12)

- hicimos experimentos, que demostraba que la vela

sin oxígeno se apagaba. (G3)

- podemos comprobarlo con el experimento del tubo

de ensayo. (g2)

- cuando colocamos el vaso de vidrio en la flama

vamos a ver como el oxígeno se acaba consumiendo.

G4.

- cuando tapamos la vela por completo la vela se va a

apagar G6

Uso de parafina

Mención (13)

Procedimiento

experimental (14)

Relación teórica-

experimental (15)

El hecho de la vela pese menos después de estar

encendida por un tiempo. (G5).

Hemos podido observar con el experimento de pesar

la vela al principio y al final.(G1)

En el experimento se notó (G2, G3)

En el experimento se va desvaneciendo(G4)

Cuando hemos apagado la vela hay una diferencia en

su peso.(G6)

Identificación

de productos

Identifica un producto,

durante un momento

del procedimiento

experimental. En el cual

estas sustancias se

obtienen o se forman.

Obtención de CO2

formado

Mención (16)

Procedimiento

experimental (17)

Relación teórica-

experimental (18)

Al poner la vela en un medidor de CO2, observamos

que e nivel de esta sustancia aumentaba. (g3)

En el experimento del cristalizador ha quedado

impregnada estas sustancias.

Obtención de

Carbono formado

Mención (19)

Procedimiento

experimental (20)

Al colocar un cristal sobre la flama, observaremos

como el tubo se colocaba negro, que era el carbón G1

47

Relación teórica-

experimental (21)

Obtención de

agua formada.

Mención (22)

Procedimiento

experimental (23)

Relación teórica-

experimental (24)

En el experimento del cristalizador ha quedado

impreganada estas sustancias. G3

Cuando colocamos el vaso de vidrio sobre la vela

encendida, se empañaba y era vapor de agua G4

Dimensión Categoría Descriptor Sub categoría Ejemplo

Relaciones

teóricas sobre

la

conservación

Conservación

de la masa

Comprende la

conservación de la

masa mediada por el

contexto de la quema de

la vela y un ejercicio

mental.

Proceso

cuantitativo (25)

Vam cremar 3,5 de parafina amb 12,2 d’oxigen,

llavors aquí tenim un total 15,7. Al qual estan present

amb els productes perquè es van formar 11 de diòxid

de carboni i 4,7 d’aigua (G5)

Transformación

(26)

Però que la massa dels reactius inicials es

transformen en la massa finals dels productes (G1)

Igualdad (27) La massa dels productes reactius és la mateixa (G1).

Conservación

de los

elementos

Comprende la

conservación de los

elementos mediada por

el contexto de la

quema de la vela y un

ejercicio mental.

Se encuentran

(28)

Lo demostramos con el experimento donde pusimos

un tubo de ensayo tocando a la mecha, pudimos ver

como el hidrogeno se había juntado con el oxígeno y

se había formado H2O, que éste entraba en forma de

vapor de agua en dicho tubo (G3).

Els components que podem trobar al principi d’una

espelma són: La parafina: Què està formada per: C,H

i :El oxigen: Format per : O. Es componen que

trobem en el resultat són: El diòxid de carboni: C,O i

Aigua: H,O. (G1)

Se consumen (29) Los elementos que se consumen son los mismos

hasta que se acaba la parafina o el oxígeno se acaba.

(G4)

Igualdad (30) los elementos que están presentes en los reactantes y

los productos son los mismos(G4)

Reaccionan (31) “Lo demostramos con el experimento donde pusimos

un tubo de ensayo tocando a la mecha, pudimos ver

como el hidrogeno se había juntado con el oxígeno y

se había formado H2O, que éste entraba en forma de

vapor de agua en dicho tubo.

48

Conservación

de la energía

Comprende la

conservación de la

energía mediada por el

contexto de la quema de

la vela

Uso (32)

Finalmente la energía es conserva, quan encenem

l’espelma estem utilitzant (U), llum, calor, treball

(g1)

Necesidad (33)

Finalmente lo que sucede es que la parafina por

quemar necesita energía (G4)

Libera (34) Finalment podem saber que l’energia es la flama que

allibera energía en forma de calor, llum i treball i

aquesta energia s’escampa per l’entorn (g6)

Cambios de

estado (35)

con la energía se transforma en líquido, y de liquida a

gaseosa.(G3)

Se conserva (36) Respecto a lo que sucede con la energía en el proceso

de combustión, se conserva (G2).

Manifiesta (37)

Perquè l’energia está en forma de calor, llum i

treball (G5)

Dimensión Categoría Descriptor Sub categoría Ejemplo

Relaciones

con ejemplos

cotidianos

Ejemplos de

cambios

químicos

El alumno es capaz de

ejemplificar cambios

químicos mediante

situaciones cotidianas o

familiares.

Combustibles

(38)

Cuando quemamos leña en el fuego. Se produce el

mismo efecto que con la parafina. (G7)

Procesos

naturales (39)

En canvi hi han procés de combustió com el llamp

que no es necessari que la iniciem nosaltres (g1)

una lechuga donde la combustión va más rápida si lo

quemamos que si lo dijerimos (g3)

Fig.18. Dimensiones y categorías obtenidas del proceso de codificación

Elaboramos matrices explicativas basadas en los modelos de Miles y Huberman (1994),

gracias a las cuales observamos que dimensiones y categorías son las que corresponden a cada uno

de los escritos de los grupos tal como se presenta en el siguiente ejemplo:

Fig.19: Matriz explicativa a partir de los trabajos de los estudiantes.

Analizamos a continuación el contenido de los textos argumentativos de los grupos en

términos de estas dimensiones y categorías:

49

a) Dimensión Proceso Químico.

Categoría: Factor de cambio

En esta categoría se da a conocer los factores responsables de que ha ocurrido un cambio

químico relacionado con las observaciones experimentales trabajadas en el aula. Las diferencias de

estos factores en un estado inicial y final son aquellas que podemos distinguir en los códigos. Los

códigos obtenidos a partir de las respuestas de los estudiantes son el color, la diferencia de masa, la

acción de quemar y el cambio de estado. Se puede observar que en la categoría de factor de cambio

los grupos de estudiantes recurren a la diferencia de masa que presenta la vela con un 71%, seguida

por los cambios de color con un 43% y seguidos por acción de quemar y los cambios de estado con

un 29% respectivamente. A continuación, analizaremos en detalle esta categoría, identificando

características en común entre los distintos grupos, estableciendo así grupos de análisis que se

organiza a partir del siguiente esquema (Fig.20) incorporando respuestas de los estudiantes como

ejemplos representativos de los textos argumentativos realizados.

Fig.20: Análisis de la categoría factor de cambio.

Grupo de análisis n°1: G1, G5, G6

Los grupos 1,5 y 6 ponen en evidencia el factor de cambio a partir de la diferencia de peso

de la vela (cuando ha estado encendida por un tiempo determinado) y los cambios de color

asociados a la obtención de carbono en los experimentos. Esto indica que existe una relación fuerte

en los alumnos con estas experiencias planteadas en la unidad didáctica, ya que evidencian una

argumentación en que toman en cuenta para argumentar que unas sustancias desaparecen y forman

otras nuevas.

50

Grupo de análisis n° 2: G2, G3 y G7

Los grupos 2, 3 y 7, generan respuestas distintas relacionadas con la diferencia de masa y

los cambios de estados relacionados con la acción de quemar. Estos grupos realizan una abstracción

que relacionan con la teoría que han visto en años anteriores y que les permitió explicar el

fenómeno con el uso de un lenguaje más próximo a la química. Tanto los cambios de estado como

la acción de quemar planteadas en las producciones escritas de los estudiantes se desarrollan en un

ámbito microscópico, complementando observaciones con teoría. Cabe destacar que la intervención

del grupo 3 sobre el aumento de dióxido de carbono fue fruto de la presencia de un aparato

medidor que estuvo disponible en el aula a causa de un programa de aula sostenible. Se presentó la

oportunidad de utilizar este instrumento en clase y se pudo evidenciar su significatividad en este

grupo para identificar el aumento de dióxido de carbono durante el transcurso de la reacción

química. Ésta se considera una experiencia relevante para identificar la formación y el aumento de

esta sustancia.

Grupo de análisis n°3: G4

El grupo 4 no ha evidenciado el factor de cambio en su producción escrita, por lo que

podemos inferir que los detalles como los cambios de color, diferencias de masa y otros aspectos no

fueron considerados para explicar la dimensión de proceso químico

Categoría: Reactivos y productos:

En esta categoría se da a conocer la existencia de sustancias que reaccionan, y desaparecen,

para formar otras denominadas productos. A continuación, analizaremos en detalle esta categoría,

identificando características en común entre los distintos grupos, que se organiza a partir del

siguiente esquema (Fig.21).

51

Fig.21: Análisis de la categoría reactivos y productos.

Grupo de análisis n°1: G1, G2 G3, G6

Los grupos 1, 2, 3 y 6 indican todas las categorías en las cuales establecen que unas

sustancias desaparecen y otras se forman a partir de observaciones realizadas en los experimentos.

Las observaciones realizadas por los alumnos son, por un lado, el consumo de la vela y el oxígeno,

y por otro, la producción de dióxido de carbono y agua, además de la obtención de carbono.

También estos grupos de estudiantes logran establecer relaciones teóricas experimentales en las

cuales los estudiantes explican lo que ocurre en el experimento en base a las reglas del juego.

Grupo de análisis n°2: G4

El grupo 4 realiza relaciones breves y menos elaboradas en comparación con los

otros grupos de alumnos. Ellos identifican la idea principal y especifican que tipo de

sustancias desaparecen, sin embargo no ocurre lo mismo con el tipo de sustancias que se

forman. Esto se evidencia en que no hacen referencia a la formación de dióxido carbono en

la obtención de nuevas sustancias y a que no establece una relación teórica con el

procedimiento experimental en el caso del agua.

52

Grupo de análisis n°3:G5, G7

Los grupos 5 y 7 realizan relaciones de carácter general enfocadas al consumo y

producción de sustancias en la reacción química, sin especificar qué sustancias participan.

Al momento de referirse a los aspectos experimentales, el grupo 5 tiende a confundir la

obtención de dióxido de carbono con la formación de carbono producida por la combustión

de la vela. El grupo 7 no hace mención a la formación de sustancias como el carbono y el

dióxido de carbono, además, hay poca elaboración en las explicaciones relacionadas al

consumo de oxígeno y parafina.

B) Dimensión: Identificación experimental de sustancias.

Categoría: identificación de reactivos.

En esta categoría se da a conocer la descripción de procedimientos experimentales en las

sustancias que reaccionan (oxígeno y parafina). A continuación, analizaremos en detalle esta

categoría, identificando características en común entre los distintos grupos, que se organiza a partir

del siguiente esquema (Fig.22).

Fig. 22: Análisis de la categoría identificación de productos.

53

Grupo de análisis n°1: G1, G6

Los grupos 1 y 6 indican todas las categorías relacionadas con la identificación de la parafina y el

oxígeno que participaba en la reacción química. Estos establecían, por un lado, el procedimiento

experimental en el cual la parafina perdía peso, y por otra parte el uso de oxígeno al tapar con un

vaso la vela. Estos grupos también establecen relaciones con la teoría desarrollada en clases, ya que

esta es vinculada con las observaciones realizadas del experimento.

Grupo de análisis n°2: G3, G5, G6

Los grupos 3 y 5 consideran todas las categorías en uno de los reactivos, incorporando

procedimiento experimental y relaciones teóricas. Sin embargo, en el otro reactivo a explicar, los

estudiantes mencionan el resultado del experimento, pero no explican el procedimiento para llegar a

él.

Grupo de análisis n°3: G2, G4, G7

Los grupos 2, 4 y 7 no hacen referencia a procedimientos experimentales, y tampoco

especifican cómo han logrado identificar la parafina y el oxígeno que ha participado en la reacción.

Los estudiantes mencionan que han realizado un experimento y observaciones en las cuales

pudieron ver estos cambios.

Categoría: identificación de productos.

En esta categoría se da a conocer la descripción de procedimientos experimentales en el

cual se obtienen sustancias (Agua y dióxido de carbono). A continuación, analizaremos en detalle

esta categoría, identificando características en común entre los distintos grupos, que se organiza a

partir del siguiente esquema (Fig.23).

54

Fig. 23: Análisis de la categoría de identificación de productos.

Grupo de análisis n°1: G1, G5, G6

Los grupos 1 y 5, explican con claridad el procedimiento experimental en la obtención de

carbono y agua. Sin embargo, no hacen referencia al procedimiento para la obtención de dióxido de

carbono o no vinculan la liberación de los distintos gases en que el dióxido de carbono está

presente. Además, el grupo 6 confunde el procedimiento experimental del carbono con el de

dióxido de carbono. Esto muestra las dificultades presentes en estos grupos para identificar el

dióxido de carbono, ya que se encuentra en forma de gas en conjunto con otros gases, como el

vapor de agua o parafina gaseosa.

Grupo de análisis n°2: G2, G3

Los grupos 2 y 3, explican con claridad el procedimiento experimental, tanto al referirse a

la obtención de agua como de dióxido de carbono. Ellos se remiten a justificar la reacción química

que ocurre a nivel de reactivos y productos. Esto evidencia que los alumnos logran abstraer que el

dióxido de carbono está en conjunto con otros gases y lo pueden observar en el humo que desprende

la vela. Por otra parte, pueden rescatar lo propuesto por el grupo 3 al vincular una actividad de “aula

sostenible” e incorporarlo en su argumento. Esto permitió a este grupo, justificar de manera

sistemática, aludiendo al procedimiento en el cual la cantidad de dióxido de carbono aumentaba a

medida que se quemaba la vela.

55

Grupo de análisis n°3: G4, G7

Los grupos 4 y 7, explican de manera general lo realizado para respaldar la tesis, sin

especificar el procedimiento experimental o realizando un proceso de abstracción a partir de la

misma. Estos grupos sólo mencionan que han realizado el experimento para identificar las

sustancias.

C) Dimensión: Relaciones teóricas de la conservación

Categoría: conservación de la masa.

Esta categoría comprende la conservación de la masa mediada por el contexto de la quema

de la vela y un ejercicio mental. A continuación, analizaremos en detalle esta categoría,

identificando características en común entre los distintos grupos, que se organiza a partir del

siguiente esquema (Fig.24).

Fig.24: Análisis de la categoría sobre la conservación de la masa.

56

Grupo de análisis n°1: G1, G3

Los grupos 1 y 3 indican todas las categorías, estableciendo una condición de igualdad

respaldada por un proceso cuantitativo a través de un esquema trabajado en clases. En éste se indica

la masa de cada reactivo y producto que están presentes en la reacción, con la finalidad de

establecer con números la ley de conservación de la masa. Estos grupos explican que, como las

sustancias se transforman, también lo hacen las masas de los reactivos para formar los productos.

Grupo de análisis n°2: G2, G5, G6

Los grupos 2, 5 y 6 establecen la conservación de la masa netamente de manera

cuantitativa. Establecen el enunciado “la masa de los reactivos y productos es la misma”, y

posteriormente incorporan como respaldo el ejercicio mental trabajado en clases mediante un

esquema o por escrito.

Grupo de análisis n°3: G4, G7

Los grupos 4 y 7 no hacen referencia a la conservación de la masa o sólo la establecen

como una proposición, en la cual, no especifican el proceso cuantitativo y no vinculan el fenómeno

con esta regla del juego.

Categoría: conservación de los elementos.

Esta categoría comprende la conservación de los elementos mediado por el contexto de la

quema de la vela y un ejercicio mental. A continuación, analizaremos en detalle esta categoría,

identificando características en común entre los distintos grupos, que se organiza a partir del

siguiente esquema (Fig.25).

57

Fig. 25: Análisis de la categoría conservación de los elementos.

Grupo de análisis n°1: G1, G3, G5, G7

Los grupos 1, 3, 5 y 7 explican la conservación de los elementos estableciendo una

condición de igualdad identificando o mencionando los elementos presentes en las sustancias que

interaccionan en la reacción de la combustión de la vela. La condición de igualdad que establecen

estos grupos está fundamentada en el tipo de átomo que interacciona en la combustión de la vela.

Los alumnos, al identificar el carbono y el hidrógeno en la parafina, reconocen que estos son

capaces de formar nuevas sustancias, como el dióxido de carbono y el agua cuando interaccionan

con el oxígeno presente en el ambiente.

Grupo de análisis n°2: G2, G6

Los grupos 2 y 6, explican de manera más general la conservación de la masa. Por una parte, el

grupo 2 establece una condición de igualdad, pero sin especificar los elementos que intervienen en

el fenómeno. Sin embargo, este grupo genera la idea principal de manera adecuada respaldándola

por el esquema trabajado en clase. Por otra parte, el grupo 6 menciona esta condición de igualdad,

pero su respaldo es más débil ya que no incluye el esquema trabajado en clase.

58

Grupo de análisis n°3: G4

El grupo 4 explica de manera similar a los grupos 1,3,5 y 7, sin embargo, cambia el término

“reacción química” por el de “consumo” que se producen entre los elementos. Se puede observar

que explicar con este término puede ser confuso para el destinatario o para los mismos autores de

este texto, ya que al decir que los elementos se consumen podría interpretarse como que no existe

una interacción con otros elementos que permitan formar nuevas sustancias, entendiéndose que

solamente que estos sólo desaparecen.

Categoría: conservación de la energía.

Esta categoría comprende la conservación de la energía mediada por el contexto de la

quema de la vela y un ejercicio mental. A continuación, analizaremos en detalle esta categoría,

identificando características en común entre los distintos grupos, que se organiza a partir del

siguiente esquema (Fig.26).

Fig. 26: Análisis de la categoría de la conservación de la Energía.

Las grandes diferencias entre los grupos están relacionadas con la cantidad de categorías

utilizadas en este argumento. Posteriormente iremos revisando en detalle el tipo de categoría y la

profundidad empleada por los estudiantes en sus explicaciones.

59

Grupo de análisis n°1: G3 y G5

Los grupos 3 y 5, establecen al menos 3 categorías para explicar la conservación de la

energía. En primer lugar, el grupo 3 establece que la energía se manifiesta en diversas formas como

la luz, el calor y el trabajo, y que esta se conserva y se libera por el ambiente. Este grupo agrega

también el uso de la energía, estableciendo que a medida que transcurre la reacción se está usando

energía, y en el caso contrario, cuando esta reacción acaba no hay más energía. En segundo lugar,

el grupo 5 considera tres categorías en su explicación: establece que la energía se manifiesta en

forma de calor, luz y trabajo, que la energía se conserva y se libera hacia el entorno.

Grupo de análisis n°2: G1, G4, G6

En los grupos 1, 4 y 6, se encuentran diferencias en las dos categorías utilizadas por los

estudiantes. En primer lugar, el grupo 1 y 6 establece que al quemar una vela estamos usando

energía que se libera hacia el entorno. En segundo lugar, el grupo 4 establece la necesidad de

energía para iniciar una reacción química de combustión y que esta es capaz de producir cambios de

estados en la vela.

Grupo de análisis n°3: G4, G7

Finalmente, los grupos 4 y 7, explican en un párrafo breve que la energía se conserva en el

proceso cuando existe la misma energía al principio y al final, y por otro lado cuando la energía

producida se libera por el ambiente.

D) Dimensión y categoría: Relación con ejemplos cotidianos

Esta dimensión tiene una única categoría con este mismo nombre. Esta categoría se refiere

a la transferibilidad del modelo de cambio químico, en el cual los estudiantes ejemplifican cambios

químicos mediante situaciones cotidianas o familiares. A continuación, analizaremos en detalle esta

categoría, identificando características en común entre los distintos grupos, que se organiza a partir

del siguiente esquema (Fig.27).

60

Fig. 27: Análisis de la categoría relaciones con ejemplos cotidianos.

Grupo de análisis n°1: G1, G5

En primer lugar, el grupo 1 y 5 incorporan un mayor número de categorías en las

conclusiones desarrolladas en las composiciones escritas de los estudiantes, relacionando

fenómenos naturales como el caso de la lechuga y el rayo, además de otros ejemplos de combustión.

Por lo tanto, en estos dos grupos existe una transferencia del modelo de cambio químico más

elaborado hacia distintos ejemplos cotidianos, indicando una tendencia de universalidad de las

reglas del juego en todas las reacciones químicas y en las propuestas didácticas desarrolladas

anteriormente.

Grupo de análisis n°2: G3, G4, G7

En segundo lugar, los grupos 7, 3 y 4, hacen referencia a la quema de leña como ejemplos

de reacción química. Estos son correctos y cotidianos, pero la transferencia del modelo se considera

limitada, ya que sólo se enfoca a otorgar casos de cambio químico en el ámbito de la combustión.

Grupo de análisis n°2: G2, G6

Finalmente, los grupos 2 y 6 no incorporan ejemplos cotidianos en sus conclusiones por lo

que no podemos evidenciar si existe una transferencia del modelo.

61

5.3. Análisis de las aportaciones individuales de los alumnos al documento final

argumentativo de los grupos

En este apartado analizaremos los trabajos individuales de los estudiantes con la

herramienta ARGU, que utilizaron para poner en relación los experimentos trabajados en clase y la

primera regla del juego “unas sustancias desaparecen y se forman otras nuevas”. Además,

relacionaremos estos trabajos con los trabajos grupales a los cuales pertenecían los alumnos. Con

ello podemos comprobar el progreso de los estudiantes en relación al modelo de cambio químico,

que elaboran los estudiantes a través de la argumentación en estas dos etapas.

Con el objetivo de sistematizar este análisis y encontrar puntos de convergencia entre los

trabajos individuales y grupales, se diseña una rúbrica basada en las categorías obtenidas

anteriormente. En las rúbricas se desarrollan los siguientes objetivos de aprendizaje e indicadores

utilizando los códigos más representativos obtenidos en esta investigación, que corresponden ahora

a objetivos de aprendizaje que han alcanzado

Objetivo 1: Reconocen la combustión de la vela como un cambio químico en base a que unas

sustancias desaparecen y se forman otras.

Este objetivo se configura a través de la segunda categoría denominada reactivos y

productos dentro de la dimensión de proceso químico. En este se pretende que los estudiantes

identifiquen el fuego como una reacción química y que la relacionen con la primera regla del juego

“unas sustancias desaparecen y se formen otras”, identificando las sustancias que reaccionan

(oxígeno y parafina) y se forman (agua y dióxido de carbono).

Objetivo 2: Relacionar la teoría química con las actividades experimentales desarrolladas en

clases para respaldar la tesis: “el fuego es una reacción química”.

El objetivo se vincula con la categoría “factor de cambio” dentro de la dimensión de

cambio químico. Este tiene como finalidad relacionar aquellos cambios observados durante el

transcurso de las distintas actividades experimentales. El primero de estos factores considera los

cambios de color asociados a la identificación de carbono. Por otra parte, se considera que los

estudiantes identifiquen la diferencia de masa en relación al experimento, para determinar el uso de

la parafina durante un tiempo determinado. También se pretende que los estudiantes reconozcan

cambios de estado en relación a la condensación del agua, en el experimento de obtención de esta

sustancia. Finalmente, se establece que los alumnos también deban establecer un proceso

cuantitativo en relación a las diferencias de masas mencionadas anteriormente.

62

Objetivo 3: Identificar situaciones significativas en el proceso experimental.

Este objetivo está relacionado con la dimensión “identificación experimental de sustancias”

donde se consideran sus dos categorías: “identificación de reactivos” e “identificación de

productos”. Su propósito consiste en identificar aspectos de los procedimientos experimentales

realizados, para establecer relaciones de causalidad que conforman el modelo de cambio químico.

Dentro de este objetivo, existen indicadores relacionados con los códigos vinculados con la

identificación experimental de cada sustancia que ha participado en la combustión como el uso de la

parafina, uso de oxígeno, obtención de agua, obtención de dióxido de carbono, y obtención de

carbono.

Objetivo 4: Comprende la conservación de la masa y los elementos, mediada por el contexto de la

vela y a través de un ejercicio mental.

El presente objetivo, está vinculado con la dimensión “relaciones teóricas sobre la

conservación” y las categorías asociadas a la conservación de la masa y de los elementos. En ellas

se consideran procedimientos que realizan los estudiantes para respaldar y otorgar coherencia al

argumento vinculado a la regla del juego “la masa y los elementos se conservan en una reacción

química”. En las categorías observadas, se reconoce el uso de tres distintas estrategias por parte de

los estudiantes. En primer lugar, mencionar que es un procedimiento superficial en el cual sólo se

nombra esta regla del juego con poca relación con el fenómeno que se estudia. En segundo lugar,

“vincular con el contexto” significa que los estudiantes relacionan esta regla del juego con el

fenómeno y son capaces de asociarla con el proceso de combustión. Finalmente, se considera el uso

de un ejercicio mental, el cual está relacionado con el fenómeno y otorga respaldo, a través del

aporte de datos cuantitativos sobre la cantidad de masa y el número de elementos que participan en

la combustión.

Objetivo 5: Reconocen que los elementos se conservan en una reacción química.

Este objetivo se configura dentro de la dimensión “relaciones teóricas de la conservación”,

específicamente con la categoría de “conservación de los elementos”. En ésta se consideran

fundamentales los códigos “se encuentra” e “igualdad” que nos permiten reconocer si los

estudiantes pueden comprender que los elementos presentes en los reactivos y los productos son los

mismos y que estos sólo se reorganizan.

Objetivo 6: Reconocen que la masa en los reactivos es la misma que en los productos en una

reacción química.

63

Al igual que el objetivo anterior, se configura dentro de la dimensión “relaciones teóricas

de la conservación”, pero considerando la categoría “conservación de la masa”. En ella se

consideran fundamentales los códigos “proceso cuantitativo” e “igualdad”. Este objetivo tiene la

finalidad de identificar si los estudiantes reconocen que la masa se conserva. Esto se evidencia en

que los alumnos mencionan que la masa es la misma en los reactivos y productos, pero con una

organización diferente, y que puedan establecer un proceso cuantitativo determinando la cantidad

de masa que reacciona y se forma en cada sustancia que participa en la combustión.

Objetivo 7: Reconoce que la energía se conserva en la reacción.

Este objetivo se establece a partir de la categoría “conservación de la masa” dentro de la

dimensión “relaciones teóricas de la conservación”. En ella se consideran fundamentales los

códigos “se libera”, “se manifiesta” y “se conserva” en los trabajos de los estudiantes. Su finalidad

es conocer si los alumnos reconocen que la energía se conserva en la reacción cuando observan que

se libera energía en forma de luz, calor y trabajo hacia el ambiente producto de la reacción química.

Objetivo 8: Incorpora ejemplos cotidianos en su tesis.

Este objetivo nos muestra el grado de transferibilidad del modelo de cambio químico

elaborado por los estudiantes, identificando si son capaces de incorporar ejemplos de reacciones

químicas distintas al fenómeno de la combustión de la vela. Este objetivo se establece a partir de la

categoría “ejemplos de cambios químicos” dentro de la dimensión “relación con ejemplos

cotidianos”, considerando relevante las subcategorías “combustibles” y “procesos naturales”.

Teniendo en cuenta estos objetivos la rúbrica de los aprendizajes (Fig.28) se presenta de la siguiente

manera:

64

Ideas , argumentaciones y explicaciones de los estudiantes

O1: Reconocen la combustión de la vela como un cambio químico, en base a que unas sustancias

desaparecen y se forman otras.

a) Identifica el fuego como una reacción química (1pto)

b) Reconoce que existen unas sustancias que desaparecen llamadas reactivos (1pto)

c) Reconoce que existen unas sustancias que se forman llamadas productos (1pto)

d) Identifica los reactivos que participan en la reacción ( parafina y oxígeno) (1 pto)

e) Identifica los productos que participan en la reacción ( dióxido de carbono y agua) (1pto)

O2: Relacionan la teoría química con los factores de cambio a través las actividades

experimentales realizadas en clases para respaldar la tesis que el fuego es una reacción química.

a) Identifican cambios de color. (1pto)

b) Identifica las diferencias de masa. (1pto)

c) Identifican Cambios Físicos. (1pto)

d) Describen una relación cuantitativa entre los reactivos y los productos cuando se quema una vela.

(2pto)

O3: Identifican situaciones significativas del proceso experimental.

a) Uso de parafina. (1pto)

b) Uso de oxígeno. (1pto)

c) Obtención de carbono. (1pto)

d) Obtención de dióxido de carbono. (1pto)

e) Obtención de agua. (1pto)

O4: Comprende la conservación de la masa y los elementos mediada por el contexto de la

quema de la vela y un ejercicio mental.

a) Mediada por el contexto. (1pto)

b) A través de un ejercicio mental. (1pto)

c) Solo hace mención. (1pto)

O5: Reconocen que los elementos en una reacción química se conservan.

a) Reconocen elementos en las sustancias finales que son las mismas que las iniciales, pero con una

organización diferente. (2pto)

b) Identifica los elementos que hay en cada sustancia presente en la reacción. (2pto)

O6: Reconoce que la masa en los reactivos es la misma en los productos en una reacción química.

a) Reconocen que la masa en las sustancias finales son las mismas que las iniciales, pero con una

organización diferente. (2pto)

b) Identifica la masa que hay en cada sustancia presente en la reacción. (2 pto)

O7: Reconoce que la energía se conserva en la reacción.

a) Reconoce que la energía se conserva en el fenómeno (1pto)

b) reconoce que se libera calor en forma de calor y luz al entorno. (1pto)

c) reconoce que la reacción realiza un trabajo al apartar los gases de la atmosfera. (2ptos)

O8: incorpora ejemplos cotidianos para apoyar su tesis.

a) incorpora ejemplos de combustión (1pto)

b) incorpora ejemplos de fenómenos naturales (1pto)

Fig. 28: Rúbrica de análisis a partir del análisis de las categorías.

65

A partir de esta rúbrica encontramos que los objetivos 1, 2, 3 y 8 convergen entre los trabajos

individuales y los grupales, con lo cual podremos comparar y ver progresos en el modelo de

cambio químico en los estudiantes. Se establecerá un puntaje para cada indicador y procederemos a

establecer un concepto según el nivel de logro de la siguiente manera (Fig. 29):

CONCEPTO % DE LOGRO

Logrado (L) 100 – 80%

Medianamente

Logrado (ML)

79 – 60 %

No Logrado (NL) 59 – 0 %

Fig.29: Cuadro de conceptos a partir del nivel de logro en los objetivos.

Estos niveles de logro reflejan el grado en que los estudiantes incluyen los aspectos planteados en

cada objetivo (Fig.30). Para que sea considerado un buen desempeño no es necesario el objetivo

esté desarrollado de forma completa, ya es que aceptable que exista cierto margen de error o falten

ciertos aspectos en los escritos de los estudiantes.

Logrado Medianamente Logrado No logrado

El estudiante comprende e

integra la totalidad o la

mayoría de los aspectos del

objetivo, según los conceptos

entregados en clase

El estudiante incorpora parte

de los aspectos de los objetivo,

tomando en cuenta los

conceptos tratados en clase.

El estudiante incorpora

ligeramente o no presenta los

aspectos planteados en el

objetivo.

Fig. 30: Descripción de los niveles de logro por objetivo

Análisis de los trabajos individuales con ARGU de los alumnos del grupo 1.

El grupo 1 está conformado por cuatro estudiantes de los cuales se puede observar distintas

concepciones una vez que se ha trabajado con ellos en la experiencia. En primer lugar, la mayoría

de los estudiantes de este grupo identificaba el fuego como una reacción química, sin embargo, el

alumno 2 lo concebía como una energía que es proporcionada por una reacción. En segundo lugar,

los estudiantes implícitamente identificaban unas sustancias que desaparecen y otras que se forman,

ya que principalmente se referían a reactivos y productos. Finalmente tres de los 4 alumnos del

curso incorporan ejemplos cotidianos.

66

Al relacionar los factores de cambio para explicar el fuego como una reacción química, la totalidad

de los estudiantes mencionan las diferencias de masa en relación al uso de parafina. Sin embargo,

en una menor proporción, el alumno 1 y 4 identifican cambios de estado y aún en menor frecuencia,

el alumno 4 identifica los cambios de color y el alumno 3 establece un proceso cuantitativo.

Al momento de evidenciar o establecer el cómo convencer a su destinatario, los estudiantes en su

totalidad recurren al procedimiento experimental sobre el uso de oxígeno, explicando que al tapar

con un vaso una vela encendida, esta finalmente se apaga. Sin embargo, otros estudiantes utilizan

otros procedimientos experimentales: la obtención de agua al colocar la flama cerca de un tubo de

ensayo; colocar la flama en una placa en el cual se obtiene carbón; pesar la vela al principio y

después de un rato de estar encendida.

Análisis grupal

En el objetivo 1 el grupo de estudiantes incorpora todos los descriptores asociados a este,

explicando que el fuego es una reacción química, donde hay unas sustancias que desaparecen y

otras que se forman, identificando las sustancias que participan. En el objetivo 2, los estudiantes

recurren a los cambios de color y de masa como los factores más representativos en su trabajo,

aludiendo a la formación de carbono al observar círculos negros y al consumo de la parafina de la

vela después de un rato encendida. En el objetivo 3, identifican todos los procedimientos

experimentales excepto la obtención de carbono. En el objetivo 4, los estudiantes consideran todos

los descriptores, mencionando la regla del juego, vinculándola con el contexto y un ejercicio mental

trabajado en la unidad 12-15. Los objetivos 5, 6 y 7 consideran todos los descriptores relacionados a

la conservación de la masa, los elementos y la energía. Finalmente, en el objetivo 8 incorporan

ejemplos tanto de combustión como de fenómenos naturales.

Comparación de objetivos comunes en ARGU y trabajo final.

Al comparar los trabajos individuales de los estudiantes con el trabajo final, podemos apreciar se

presentan una mayor variedad de categorías en el trabajo grupal, lo que nos señala que los alumnos

integran sus impresiones al momento de trabajar con sus otros compañeros. Además, los errores

conceptuales que fueron cometidos en sus trabajos individuales fueron corregidos en la elaboración

grupal.

En el primer objetivo, el grupo 1 establece al fuego como una reacción química de combustión. Este

propuesta se construye a través de los aportes de A1 y A4 (el fuego es una reacción química) y los

realizados por A3 (el fuego es una combustión) establecidos en sus trabajos individuales. Por tanto,

67

se corrige el caso de A2 que establecía al fuego como una energía. Por otra parte, se hace explícita

regla del juego “unas sustancias desaparecen y otras se forman”, al momento de identificar qué

sustancias son las que desaparecen y cuáles se forman, y no sólo llamándolas reactivos y productos.

En el segundo objetivo, en el trabajo grupal se consideran las diferencias de masa y los cambios de

color como factores de cambio. Sin embargo, en la herramienta ARGU, algunos alumnos

incorporan aspectos relacionados a los cambios de estado. Finalmente, podemos apreciar que al

momento de referirse a procedimientos experimentales, los alumnos en sus trabajos individuales no

contemplan todas las categorías o los procedimientos asociados a cada sustancia, mientras que en el

trabajo grupal si se consideran todas estas categorías.

En relación a la evolución del aprendizaje en los estudiantes en la etapa inicial y final, la siguiente

tabla (Fig. 30), nos indica que los alumnos han mejorado los aprendizajes a lo largo del proceso,

manteniendo los objetivos logrados al mismo nivel y mejorando los que tenían deficiencias.

Los resultados obtenidos por este grupo tanto a nivel individual como grupal se pueden

visualizar en la siguiente tabla:

Objetivo A1 A2 A3 A4 GRUPO

% Con % Con % Con % Con % Con

1 60 ML 0 NL 100 L 100 L 100 L

2 40 NL 20 NL 60 ML 60 ML 40 NL

3 60 ML 40 NL 20 NL 80 L 100 L

8 0 NL 0 NL 0 NL 0 NL 100 L Fig. 30: Tabla de comparación entre trabajo grupal e individual según porcentaje y nivel de logro.

Análisis de los trabajos individuales con ARGU de los alumnos del grupo 2.

En este grupo conformado por tres estudiantes se aprecian distintas respuestas de los

estudiantes con respecto a la tarea de fundamentar la combustión de la vela en base a los

experimentos de realizados en clase. En el primer objetivo, la totalidad de los estudiantes

comprende el fuego como una reacción química. Posteriormente, A1 y A2 reconocen la parafina y

el oxígeno como las sustancias que interaccionan en el proceso de combustión. Relacionado con lo

anterior, sólo A1 se refiere a los productos que se forman específicamente en la reacción química,

en cambio A2 y A3 la explican en función de la liberación de energía proveniente de la llama y no

hacen mención de los indicadores presentes en la rúbrica. Finalmente, A1 es capaz de identificar la

obtención de dióxido de carbono y agua como producto de la reacción.

68

Los demás objetivos de la tarea se desarrollan de diferentes maneras por los alumnos. En el objetivo

2, sólo A1 se refiere a los cambios de masa, mientras que los demás alumnos no poseen estas

categorías en su respuesta. En el objetivo 3, sólo A1 incorpora aspectos experimentales al explicar

el uso de oxígeno y parafina. Finalmente, en el objetivo 8, los estudiantes A1 y A2 incorporan

ejemplos cotidianos relacionados con la combustión, mientras que A3, incorpora el carbón,

indicando que no es una reacción química porque no tiene flama, lo cual es incorrecto.

Análisis grupal

En el objetivo 1, los estudiantes incluyen todos los descriptores, reconociendo el fuego

como una reacción química, donde unas sustancias desaparecen (oxígeno y parafina) y forman unas

nuevas (dióxido de carbono y agua). En el objetivo 2, los estudiantes relacionan aspectos

experimentales solamente con las diferencias de masa de la vela antes y después de estar encendida

por un tiempo. En el objetivo 3, el grupo incorpora la mayoría de los procedimientos

experimentales para identificar cada sustancia en la reacción, exceptuando el procedimiento

experimental de reconocimiento del carbono. Por otro lado, el desarrollo del objetivo 4 muestra que

la producción escrita de los estudiantes está contextualizada en el fenómeno que se estudia,

incorporando un ejercicio mental que respalda la tesis planteada. Posteriormente, en el objetivo 5,

los alumnos son capaces de reconocer la conservación de los elementos, estableciendo que los

elementos en las sustancias iniciales como el carbono, el hidrógeno y el oxígeno están presentes en

las sustancias finales pero con una organización diferente.

Comparación de objetivos comunes en ARGU y trabajo final.

Al comparar los trabajos individuales de los estudiantes con el trabajo final, podemos apreciar que

hay una mayor cantidad de categorías que se presentan en el trabajo grupal, en las cuales se observa

un progreso en su concepción del modelo de cambio químico. Durante el desarrollo del primer

objetivo, se pudo apreciar que A1 tiene todos los descriptores de este objetivo y que se plasmaron

en el trabajo grupal. Por otra parte, en el objetivo 2 no se observa un progreso en los descriptores

referido a los factores de cambio. Sólo A1 había incorporado un descriptor relacionado con las

diferencias de masa, el cual se presenta de igual manera en el trabajo grupal. El objetivo 3 presenta

una mayor cantidad de descriptores en el trabajo grupal que en los trabajos individuales, en el cual

se incorporan procedimientos experimentales con la obtención de agua y de dióxido de carbono.

Finalmente en el objetivo 8, los descriptores no cambian en el trabajo grupal, en el cual sólo se

incorporan ejemplos relacionados con la combustión.

69

En relación a la evolución del aprendizaje en los estudiantes en la etapa inicial y final (Fig.

31), nos indican que han mejorado los aprendizajes en algunos aspectos y otros que siguen

incompletos manteniendo los objetivos con un nivel de logro bajo.

Los resultados obtenidos por este grupo tanto a nivel individual como grupal se pueden

visualizar en la siguiente tabla:

Objetivo A1 A2 A3 GRUPO

% Con % Con % Con % Con

1 100 L 60 ML 20 NL 100 L

2 20 NL 0 NL 0 NL 20 NL

3 40 NL 0 NL 0 NL 80 L

8 50 NL 50 NL 50 NL 50 NL Fig. 31: Tabla de comparación entre trabajo grupal e individual según porcentaje y nivel de logro.

Análisis de los trabajos individuales con ARGU de los alumnos del grupo 3.

El grupo tres está formado por tres alumnos. En relación al objetivo 1, los estudiantes

reconocen la combustión de la vela como un cambio químico, sin embargo, no se vincula este

fenómeno con la regla de que unas sustancias desaparecen y otras se forman. Sólo el A1 de este

grupo incorpora las sustancias que participan en la reacción como el oxígeno, la parafina, el agua y

el dióxido de carbono. En el objetivo 2, A2 no menciona algún factor de cambio, mientras que A1 y

A3, desarrollan un aspecto sobre esta categoría. A1 incorpora cambios de masa y por otro lado A3

se refiere a los cambios de estado. En el objetivo 3, solamente A1 incorpora aspectos

experimentales en su trabajo con ARGU, ya que explica el procedimiento del uso de la parafina. En

el objetivo 8, dos de los tres estudiantes incorporaron ejemplos cotidianos, en los cuales se

refirieron específicamente a ejemplos de combustión.

Análisis grupal

En el objetivo 1 los estudiantes reconocen la combustión como un cambio químico a partir

de la regla del juego “unas sustancias desaparecen y se forman otras nuevas”, e identificando las

sustancias que participan el proceso. En el objetivo 2, los estudiantes hacen referencia a los cambios

de estado y de masa para relacionar los factores de cambio que ocurren durante una reacción

química. El tercer objetivo desarrollado por los estudiantes incorpora situaciones significativas del

procedimiento experimental relacionado con la obtención de agua, como el uso de parafina y de

oxígeno. En el objetivo 4, los estudiantes comprenden la conservación de los elementos y de la

masa mediada por el contexto y un ejercicio mental. El objetivo 5, 6 y 7 es desarrollado

completamente por los estudiantes ya que reconocen que los elementos y la masa en las sustancias

70

iniciales son las mismas que las finales. Además, identifican los elementos y la cantidad de

sustancia presentes en cada una de estas y que en este proceso se conserva la energía que se puede

manifestar de distintas maneras (luz, calor o trabajo). Finalmente en el objetivo 8 el grupo incorpora

ejemplos cotidianos exclusivamente relacionados con los fenómenos de combustión.

Comparación de objetivos comunes en ARGU y trabajo final.

Al comparar los trabajos individuales de los estudiantes con el trabajo final, podemos apreciar que

hay una mayor cantidad de descriptores que se presentan en el trabajo grupal y que indican un

progreso en el modelo de cambio químico. Los cambios progresivos que se observan en los trabajos

escritos del grupo son, en primer lugar, un progreso significativo en el primer objetivo, ya que

incorporan la regla del juego “unas sustancias desaparecen y se forman otras”. Además, identifican

la parafina y el oxígeno como reactivos y el dióxido de carbono y el agua como productos de la

reacción química. En segundo lugar, se mantienen los descriptores asociados a los factores de

cambio propuestos por A1 y A3 en el trabajo grupal. Es importante agregar el aporte de estos

alumnos en este caso, ya que cada alumno agregaba información nueva que complementaba, en

alguna medida, el trabajo grupal. En tercer lugar, en el objetivo 3 se observa un progreso en la

identificación de situaciones significativas en el proceso experimental. En los trabajos individuales

solamente un estudiante incorpora un descriptor relacionado con el uso de la parafina. Por otra

parte, en el trabajo grupal, se aprecia una mayor cantidad de descriptores relacionados con la

identificación de reactivos y productos que participan en el fenómeno, como el caso de la parafina,

el oxígeno y el agua. Finalmente, en el objetivo 8, el grado de transferibilidad del modelo aumenta,

ya que en el trabajo grupal se incorporan fenómenos naturales, como la digestión de un cacahuete,

comparándolo con petardos y otros combustibles según su velocidad de reacción.

Los resultados obtenidos por este grupo tanto a nivel individual como grupal se pueden

visualizar en la siguiente tabla (Fig.32):

Objetivo A1 A2 A3 GRUPO

% Con % Con % Con % Con

1 60 ML 20 NL 20 NL 100 L

2 20 NL 0 NL 20 NL 40 NL

3 20 NL 0 NL 0 NL 60 ML

8 50 NL 50 NL 0 NL 100 L Fig. 32: Tabla de comparación entre trabajo grupal e individual según porcentaje y nivel de logro.

71

Análisis de los trabajos individuales con ARGU de los alumnos del grupo 4

El número de integrantes de este grupo es de tres alumnos. Respecto al primer objetivo se

observa en los trabajos individuales que la totalidad de los estudiantes identifica el fuego como una

reacción química, pero no incorporan la ‘regla del juego’, al no reconocer que existen unas

sustancias que desaparecen y otras que se forman. Sin embargo, A1 y A2 identifican las sustancias

que participan en la reacción, como la parafina, el oxígeno, el agua y el dióxido de carbono,

mientras que A3 no hace referencia a estas. En el segundo objetivo, A1 no hace referencia a

ninguno de los descriptores relacionados con los factores de cambio que participan en la reacción

química de combustión. A2 incorpora aspectos como las diferencias de masa y los cambios de

estado para explicar los principales cambios que han ocurrido en las experiencias realizadas en

clases. A3 solamente incorpora las diferencias de masa para relacionar la reacción química con los

factores de cambio. En el tercer objetivo, sólo A2 y A3 identifican situaciones significativas en

relación a procedimientos experimentales. Por una parte, A2 procede a describir el procedimiento

del uso de parafina, como el de obtención de agua. Por otra, A3 sólo hace referencia al uso de la

parafina. Finalmente, en el objetivo 8, los 3 estudiantes de este grupo incorporan ejemplos

cotidianos relacionados con la combustión como quemar leña, carbón y parafina.

Análisis grupal:

En el primer objetivo, los estudiantes identifican el fuego como una reacción química,

además de reconocer que existen unas sustancias que desaparecen durante este proceso. También

identifican los reactivos y productos que participan en la reacción. En el objetivo 2, no se aprecia

una relación entre los factores de cambio y el fenómeno que se estudia. Se puede decir que incluyen

implícitamente las diferencias de masa, al incorporar frases como “en el peso se notó”, pero no

especifica si hubo un aumento o pérdida de esta. En el objetivo 3, el grupo identifica la mayoría de

las situaciones significativas relacionadas con el procedimiento experimental, exceptuando el

procedimiento vinculado con la obtención del carbono. En el objetivo 4, los estudiantes

comprenden la conservación de la masa y de los elementos mediados por el contexto, y no incluyen

un ejercicio mental realizado en clases durante sus explicaciones. En el objetivo 5, el grupo

reconoce que los elementos en una reacción química se conservan, comprendiendo que estos, en las

sustancias iniciales y finales son las mismas, pero con una organización diferente. Además,

especifican elementos presentes en cada sustancia de la reacción. En los objetivos 6, 7 y 8 no hay

desarrollo en los aspectos de la conservación de la masa y la energía, y no se presenta la

incorporación de ejemplos cotidianos para apoyar su tesis.

72

Comparación de objetivos comunes en ARGU y trabajo final.

Al comparar los trabajos individuales con el grupal, se puede observar progresos y

retrocesos en el logro de los objetivos de aprendizaje que hay en común entre estos trabajos. En el

primer objetivo, hay un avance en la cantidad de indicadores empleados en el trabajo grupal al

momento de compararlo con los trabajos individuales, específicamente al incorporar que unas

sustancias desaparecen durante la reacción química. En el objetivo 2, podemos apreciar un retroceso

en los descriptores asociados a los factores de cambio. Esto lo reconocemos en que, en primer lugar,

los alumnos 2 y 3 incorporan aspectos relacionados con las diferencias de masa y los cambios de

estado de forma explícita. En la actividad grupal, implícitamente se puede interpretar que los

estudiantes se refirieron a las diferencias de masa mediante la frase “en el peso se notó”. En el

objetivo 3, podemos apreciar una mayor cantidad de indicadores en el trabajo grupal que en el

individual, ya que describen situaciones significativas del procedimiento experimental del uso de

parafina, del uso de oxígeno, de la obtención de agua y de dióxido de carbono. Por el contrario, los

alumnos 2 y 3 se referían al uso de parafina y la obtención de agua solamente. Finalmente, en el

objetivo 8, observamos un retroceso al momento de transferir lo aprendido mediante otros ejemplos,

ya que los tres estudiantes de este grupo incorporan en sus trabajos ejemplos de combustión,

mientras que en la actividad grupal no se evidencia la presencia de estos. Los resultados obtenidos

por este grupo tanto a nivel individual como grupal se pueden visualizar en la siguiente tabla (Fig.

33):

Objetivo A1 A2 A3 GRUPO

% Con % Con % Con % Con

1 60 ML 60 ML 20 NL 80 L

2 0 NL 40 NL 20 NL 20 NL

3 0 NL 40 NL 20 NL 80 L

8 20 NL 20 NL 20 NL 0 NL Fig. 33: Tabla de comparación entre trabajo grupal e individual según porcentaje y nivel de logro.

73

Análisis de los trabajos individuales con ARGU de los alumnos del grupo 5.

Este grupo está integrado por cinco alumnos. En el primer objetivo, la totalidad de los

estudiantes reconoce el fuego como una reacción química: A1, A2 y A4 identifican que existen unas

sustancias que desaparecen, mientras que A1 y A4 agregan que a estas sustancias que desaparecen

forman otras nuevas. La totalidad de los estudiantes identifican los reactivos que participan en la

reacción, con excepción de A5, que solamente menciona la parafina. Por otra parte, A3, A4 y A5

identifican los reactivos que participan en la reacción. En el objetivo 2, donde se vinculan los

factores de cambio con las actividades experimentales, los alumnos utilizan distintos indicadores

para referirse a él: A1 identifica la disminución de masa de la parafina; A2 identifica cambios

físicos y diferencias de masa; A3 solamente identifica cambios físicos; A4 identifica cambios de

color y cambios físicos; finalmente, A5 identifica sólo diferencias de masa. En el objetivo 3, A1 no

incorpora ninguna situación experimental, mientras que los demás estudiantes incorporan al menos

2 procedimientos experimentales que les resultaron significativos. A2 y A5 describen el

experimento que explica el uso de la parafina. Por otro lado, solamente A2 describe el uso de

oxígeno y A2, A3, A4 y A5 describen el proceso de obtención de carbono. Posteriormente A3, A4 y

A5, describen el proceso de obtención de agua y solamente A3 describe el proceso de obtención de

dióxido de carbono. Finalmente, al momento de incorporar ejemplos cotidianos para apoyar su tesis,

todos los estudiantes recurren a ejemplos de combustión como una chimenea, la madera, el gas

butano, etc.

Análisis grupal

Este grupo desarrolla todos los objetivos con un alto nivel de logro. En el primer objetivo,

reconocen la combustión de la vela como una reacción química, en base a las regla del juego “unas

sustancias desaparecen y otras se forman” identificando los reactivos y productos que participan en

la reacción. En el segundo objetivo, los estudiantes vinculan la totalidad de los factores de cambio

asociados a las actividades experimentales. Describen cambios de color, diferencias de masa

mediante una relación cuantitativa y cambios físicos como la condensación. Con respecto al tercer

objetivo, los estudiantes describen el procedimiento experimental sobre el uso de la parafina, al

explicar que se pesó la vela antes de estar encendida por un tiempo y posteriormente se volvió a

pesar. Por otra parte describen el uso del oxígeno, al mencionar que han tapado la vela encendida

con un vaso de precipitados. Además, describían el procedimiento de la obtención de carbono,

utilizando un tubo de ensayo y la obtención de agua al colocar un vaso de precipitados cubriendo la

vela encendida. Sin embargo, los alumnos no describen la obtención de dióxido de carbono. En el

objetivo 4, los estudiantes comprenden la conservación de la masa y de los elementos, mediada por

74

el contexto y también incorporando un ejercicio mental desarrollado en clase. Los objetivos 5,6 y 7

son desarrollados de manera óptima al incorporar todos los descriptores. Los estudiantes

comprenden la conservación de la masa y los elementos, al reconocer que se presentan tanto en las

sustancias finales como iniciales con una organización diferente, identificando los elementos y la

masa presente en cada sustancia que participa en la reacción. Además, los alumnos reconocen que

la energía se conserva en la reacción al vincularlo con el fenómeno e identificando que se

manifiesta en forma de luz, calor y trabajo que se libera hacia el entorno. Finalmente, el grupo

incorpora ejemplos cotidianos vinculados con la combustión y aspectos naturales, como por

ejemplo la quema de leña, la digestión de un cacahuete o la combustión de la lechuga.

Comparación de objetivos comunes en ARGU y trabajo final.

Al comparar los trabajos individuales con la actividad grupal, podemos observar como los distintos

descriptores presentes en los trabajos individuales, contribuyen en el desarrollo de la actividad

grupal. Por ejemplo, en los objetivos 1 y 3 se pueden apreciar todos los indicadores distribuidos de

manera heterogénea en los trabajos individuales, mientras que en los trabajos grupales se observan

todos los indicadores. En el objetivo 2, se observa un progreso en las explicaciones de los

estudiantes, ya que añaden a los demás descriptores una relación cuantitativa entre los reactivos y

productos que surgen cuando se quema una vela. Finalmente, en el objetivo 8, se mantiene el

progreso de la transferibilidad del modelo al incluir ejemplos relacionados con aspectos

combustibles, como por ejemplo la leña. A partir estos resultados, podemos inferir desde sus

trabajos individuales, que los alumnos aportaron con distintos descriptores que permitieron mejorar

su desarrollo o mantener el logro de los objetivos en la actividad grupal.

Los resultados obtenidos por este grupo tanto a nivel individual como grupal se pueden

visualizar en la siguiente tabla (Fig.34):

Objetivo A1 A2 A3 A4 A5 GRUPO

% Con % Con % Con % Con % Con % Con

1 80 L 60 ML 60 ML 100 L 60 ML 100 L

2 20 NL 40 NL 60 ML 40 NL 20 NL 100 L

3 0 NL 60 ML 60 ML 40 NL 60 ML 100 L

8 50 NL 50 NL 50 NL 50 NL 50 NL 100 L Fig. 34: Tabla de comparación entre trabajo grupal e individual según porcentaje y nivel de logro.

75

Análisis de los trabajos individuales con ARGU de los alumnos del grupo 6.

Este grupo está integrado solamente por dos alumnos. En el primer objetivo, A1 incorpora

todos los indicadores identificando el fuego como una reacción química, aplicando la regla del

juego “unas sustancias desaparecen y se forman otras nuevas” e identifica los reactivos y productos

que participan en la reacción. Por otro lado, A2 también reconoce el fuego como reacción química e

identifica los reactivos y productos, pero sin aplicar la regla del juego. En el objetivo 2, tanto A1

como A2 identifican factores de cambio relacionados con las diferencias de masa, y A1 describe

una relación cuantitativa entre los reactivos y productos al explicar esta diferencia de masa de

manera detallada. En el objetivo 3, A2 se limita a identificar situaciones significativas del

procedimiento experimental relacionado con los reactivos (uso de parafina y de oxígeno), mientras

que A1 se refiere tanto a reactivos como productos, al describir el procedimiento experimental del

uso de parafina, de la obtención de agua y del procedimiento de obtención de carbono. Finalmente

al momento de incorporar ejemplos cotidianos, sólo A1 los incorpora, al utilizar la leña como

ejemplos de combustión.

Análisis grupal

En el primer objetivo, el grupo incorpora todos los indicadores haciendo uso de la regla del

juego, identificando la parafina y el oxígeno como reactivos y el dióxido de carbono y agua como

productos, para reconocer el fuego como una reacción química. En el segundo objetivo, el grupo

relaciona los factores de cambio con las actividades experimentales, identificando los cambios de

color al poner un tubo de ensayo y que este se volvía de color negro y las diferencias de masa al

pesar la vela después de un rato encendida. En el tercer objetivo, se describen los procedimientos

experimentales del uso de la parafina, uso de oxígeno, así como con la obtención de agua y dióxido

de carbono. Sin embargo, los alumnos no describen la obtención de carbono. En el cuarto objetivo

el grupo comprende la conservación de la masa y los elementos vinculándolo con el contexto de la

quema de una vela y a través de un ejercicio mental que es desarrollado en la unidad didáctica. En

los objetivos 5 y 6, reconocen la conservación de la masa y de los elementos incorporando algunos

descriptores, ya que, no identifican la cantidad de materia y el tipo de elementos que están presentes

en cada sustancia que participa en la reacción. Sin embargo, establecen que la cantidad de materia y

el tipo de elementos son los mismos en las sustancias iniciales como las finales. En el objetivo 7, los

alumnos no reconocen que la energía se conserva en la quema de la vela, pero si son capaces de

identificar que se libera energía en forma de calor, luz y trabajo hacia el entorno. Finalmente en el

objetivo 8 el grupo no hace referencia a ejemplos de carácter cotidiano.

76

Comparación de objetivos comunes en ARGU y trabajo final.

Al comparar los trabajos individuales con el grupal se pueden observar progresos y retrocesos en el

logro de los objetivos de aprendizaje que hay en común entre estos trabajos. En el objetivo 1, se

observa que el trabajo grupal tiene los mismos indicadores, que el trabajo individual de A1 y A2, y

progresa en este aspecto al incorporarse la regla del juego en la actividad grupal. En el objetivo 2,

relacionado con los factores de cambio, se incluye en el trabajo grupal los cambios de color, ya que

en los trabajos individuales solamente hacían referencia a las diferencias de masa. En el objetivo 3,

podemos apreciar que A2 incorporaba procedimientos experimentales en relación a la parafina y

oxígeno, mientras que A1 lo hace en relación a la parafina, dióxido de carbono y agua. En la

actividad grupal se incorporan todos los indicadores de A1, y A2, por lo que suponemos que ambos

estudiantes aportan en la construcción y mejoramiento de este objetivo, sin embargo, no describen

el procedimiento de obtención de carbono. Finalmente, en el objetivo 8, se observa un retroceso, ya

que en los trabajos individuales A1 había incorporado ejemplos de combustión, mientras que en la

actividad grupal no existe presencia de ejemplo cotidiano alguno.

Los resultados obtenidos por este grupo tanto a nivel individual como grupal se pueden

visualizar en la siguiente tabla (Fig. 35):

Fig. 30: Tabla de comparación entre trabajo grupal e individual según porcentaje y nivel de logro.

Análisis de los trabajos individuales con ARGU de los alumnos del grupo 7.

Este grupo está conformado por dos estudiantes. En el primer objetivo, A1 sólo logra

identificar el fuego como una reacción química, mientras que A2, incorpora todos los indicadores,

incluyendo la regla del juego la identificación de los reactivos y productos que participan en la

combustión. En el segundo objetivo sólo A1 hace referencia a factores de cambio al identificar

cambios de estados. En el tercer objetivo ninguno de los dos estudiantes de este grupo identifican

situaciones significativas durante el procedimiento experimental. Finalmente, en el objetivo 8, A1 y

A2 incorporan ejemplos cotidianos relacionados con la combustión. Estos trabajos presentaron bajo

nivel de logro en la mayoría de los objetivos, ya que principalmente incorporaban aspectos de

energía, que no aportaban coherencia con la formación de nuevas sustancias ni los experimentos

relacionados en clase.

Objetivo A1 A2 GRUPO

% Con % Con % Con

1 100 L 60 ML 100 L

2 60 ML 20 NL 40 NL

3 60 ML 40 NL 100 L

8 50 NL 0 NL 0 NL

77

Análisis grupal

En el primer objetivo, el grupo incorpora la totalidad de los indicadores, identificando el

fuego como una reacción química, en base a la regla del juego “unas sustancias desaparecen y se

forman unas nuevas”, además de identificar los reactivos (parafina y oxígeno) y los productos

(dióxido de carbono y agua) que participan en la reacción. En el objetivo 2, el grupo no relaciona la

combustión de la vela con los factores de cambio presentes en los experimentos realizados en clase.

En el tercer objetivo, el grupo describe el procedimiento experimental relacionado con el uso de la

parafina y de oxígeno, además de la obtención de agua. El cuarto objetivo es desarrollado por el

grupo utilizando el contexto de la quema de la vela para comprender la conservación de la masa y

los elementos. Sin embargo, no incorpora el ejercicio mental desarrollado en clases, lo cual influye

en los objetivos 5 y 6, ya que el grupo sólo reconoce que la masa y los elementos que están en las

sustancias iniciales y finales son las mismas, pero con una organización diferente. Esto imposibilita

identificar la masa y el tipo de elementos en las sustancias que participan en la reacción. En el

objetivo 7, los alumnos no reconocen que la energía se conserva en el proceso y se limitan a

explicar que en la quema de la vela se libera energía en forma de calor y luz. Finalmente, en el

objetivo 8 el grupo incorpora ejemplos cotidianos relacionados con la combustión para sustentar su

tesis.

Comparación de objetivos comunes en ARGU y trabajo final.

Al comparar los objetivos en común entre el trabajo final y los trabajos iniciales con

ARGU, se observa una mejora en el desarrollo de estos, pero siguen teniendo debilidades. Esto se

puede visualizar en el objetivo 2, en el cual hay un indicador presente en un trabajo individual y

posteriormente, en la actividad grupal existe total ausencia de los factores de cambio. Por otro lado,

se observa la presencia de indicadores en el objetivo 3, relacionados con la descripción de

procedimientos experimentales como el uso de parafina y de oxígeno y la obtención de agua, lo cual

es una notable mejoría si consideramos que en los trabajos individuales no había indicador alguno.

Finalmente, en el objetivo 8 se mantienen los ejemplos cotidianos en los trabajos individuales y en

la actividad grupal.

Los resultados obtenidos por este grupo tanto a nivel individual como grupal se pueden

visualizar en la siguiente tabla (Fig. 36):

78

Objetivo A1 A2 GRUPO

% Con % Con % Con

1 20 NL 100 L 100 L

2 20 NL 0 NL 0 NL

3 0 NL 0 NL 60 ML

8 50 NL 50 NL 50 NL

Fig. 36: Tabla de comparación entre trabajo grupal e individual según porcentaje y nivel de

logro.

6. Análisis cuantitativo de las relaciones entre las rúbricas de estructura de texto

argumentativo y la diseñada a partir de las categorías del modelo de cambio

químico. Resultados.

En esta sección se buscará relacionar los aspectos vinculados a las categorías que caracterizan

el modelo de cambio químico que han construido los alumnos y la estructura formal de la

argumentación en los siete casos estudiados en esta investigación.

Estructura de la argumentación elaborada por los grupos: resultados.

Nos referimos a los resultados que ya se justificaron en el apartado 5.1 y 5.2. En primer

lugar la introducción elaborada en la totalidad de los estudiantes es desarrollada de forma clara y

coherente a la posición que defiende, que corresponde a la idea que el fuego es una reacción

química. Su postura está mediada por una serie de experimentos y actividades que les permite

argumentar sobre tres reglas del juego del cambio químico; que unas sustancias desaparecen y otras

se forman, que se conservan los elementos y la masa y finalmente, que se conserva la energía

durante el proceso.

En el primer argumento la gran mayoría de los casos estudiados se ha desarrollado de

manera óptima tanto a nivel argumentativo como teórico conceptual al referirse a la primera regla

del juego para argumentar el cambio químico. Este argumento es respaldado tanto por las

observaciones vinculadas a los factores de cambio, como a las relaciones entre la teoría y los

experimentos desarrollados en clase para explicar el consumo de parafina y oxígeno, además de la

formación de dióxido de carbono y agua. El grupo 4 y 7 en este aspecto son quienes tuvieron más

dificultades en desarrollar este argumento a nivel teórico, a pesar de presentar el argumento y estar

acorde al tema, ya que no pudieron defender el argumento mediante relaciones entre las

observaciones producto de los cambios observados y algunas sustancias formadas como el dióxido

de carbono.

79

El segundo argumento, consistía en explicar la conservación de la masa y de los

elementos. Lo desarrollado por los grupos adquiere distintos matices en base a su riqueza

argumentativa, ya que tenían diferentes vías para elaborar sus explicaciones en base a los

experimentos como a procesos cuantitativos. Los grupos 4 y 5 destacan al establecer condiciones

de igualdad tanto a la cantidad de sustancia que reacciona en la combustión de la vela como en la

interacción de los elementos presentes en la reacción. En los demás grupos se puede visualizar que

logran identificar los elementos presentes en la reacción y realizan los cálculos matemáticos para

respaldar el argumento de la conservación de la masa.

El tercer argumento consistía en explicar la conservación de la energía en el contexto de la

vela. Si bien en la mayoría de los grupos presentaron el argumento y era pertinentes el desarrollo de

este, representó un desafío a los estudiantes, ya que significaba un proceso de abstracción mayor

para comprender el fenómeno. Realizaban proposiciones en algunos casos (grupo 2 y 6) que

relacionaban el contexto de la flama con la liberación de calor y emisión de luz, pero no se

presentaba el argumento o no se relacionaba con la regla del juego. Otros sólo hacían mención a la

regla del juego y explicaban la conservación de la energía sin contextualizar en la llama de la vela o

vinculando con observaciones. El grupo 5 logra destacar sobre los demás al conectar el contexto de

la vela con la regla del juego, como un proceso que libera energía, calor y trabajo. Ellos establecen

que finalmente esta energía queda en el ambiente y que es omnipresente en el proceso de

combustión además de explicar que la vela al apagarse, se acaba la energía.

La conclusión en un cierto punto representaba el grado de la transferibilidad del modelo de

cambio químico elaborado por los estudiantes, ya que incluía el aspecto de aportar nuevos datos a

partir de las reglas del juego de cambio químico desarrolladas por los estudiantes. La mayoría de

los grupos aportaban un nuevo dato, principalmente relacionado con el proceso de la combustión,

como la combustión de madera, de un cacahuete u otros como la pólvora. Sin embargo el grupo 1 y

5, resume lo aprendido en el contexto de la vela en base a las reglas del juego y es capaz de

extrapolar estas reglas que funcionan en la vela en otros ejemplos como la quema de leña, de una

lechuga, una digestión y un rayo.

A modo de síntesis preliminar hemos visto que hay grupos en los cuales su forma de

estructurar el texto argumentativo coincide con un mayor desarrollo del modelo de cambio químico.

Además, ciertos argumentos representan un mayor grado de dificultad debido a un mayor nivel de

abstracción y un distanciamiento del contexto experimental para argumentar sobre la conservación

de los elementos o de la energía, este último el más difícil para los estudiantes. El grupo 1 y 5 son

aquellos que sobresalen en aspectos de desarrollo del modelo de cambio químico, estableciendo una

80

mayor cantidad de relaciones entre la teoría y la experiencia. Los alumnos vinculan otros

fenómenos cotidianos y además la estructuración de su texto argumentativo es óptima, ya que

considera la gran mayoría de los criterios establecidos en la rúbrica de argumentación. El grupo 7

mantiene una posición intermedia en el cual su desarrollo del modelo de cambio químico es

correcto pero bastante general al igual que la forma en que se plantea su texto argumentativo.

Reconoce las grandes ideas pero no hay un mayor desarrollo, por lo que su riqueza argumentativa

es menor en comparación a otros grupos que sobresalen. Por otra parte los grupos 2 y 6 son aquellos

que presentaron mayores debilidades tanto a nivel argumentativo como de desarrollo del modelo de

cambio químico, principalmente al argumentar sobre la conservación de la energía y elaborar

conclusiones donde no establecen relaciones entre el fenómeno de la quema de una vela y se

presenta poca transferibilidad con otros ejemplos del modelo.

A continuación se realizará un análisis cuantitativo que permitirá apoyar en la interpretación

y análisis de las producciones de los estudiantes de esta investigación. Para ello hemos recurrido a

un programa informático de análisis de datos cuantitativos (SPSS), que buscará una correlación

entre los aspectos argumentativos y del desarrollo del modelo de cambio químico presente en los

seis casos estudiados.

Los valores numéricos en esta investigación surgen de dos rúbricas basadas en los aspectos

anteriormente mencionados que serán sometidos a validación. En base a la rúbrica sobre la

argumentación que considera los criterios de Canals (2007) presentada anteriormente se han

asignado los siguientes puntajes, donde el máximo a obtener por los estudiantes es de 20 puntos

(Fig.37).

81

ESTRUCTURA

FORMAL DEL

TEXTO

CRITERIO INDICADORES puntaje

Introducción SITUAR EL

TEMA Se establece el tema 1

Se establece la posición 1 Se establece la posición y el tema. 2

Cuerpo

argumentativo. (Argumento 1, 2 y

3)

Suficiencia

se presenta el argumento 1 x3 no se presenta el argumento 0

Pertinencia

Adecuación del tema (sp) 1 x 3 No adecuación al tema (np) 0

Riqueza

Respaldos (observaciones).

1 x3

Respaldos ( relaciones teorica –

experimental).

1 x3

Respaldos (menciona teoría

específica). 1 x 3

Respaldos (observaciones ,

relaciones teorica – experimental). 2 x3

Respaldos (observaciones ,

menciona teoría específica). 2 x3

Respaldos (relaciones teorica –

experimental menciona teoría

específica).

2 x3

Respaldos (observaciones ,

relaciones teórica – experimental

menciona teoría específica).

3x3

Conclusión Síntesis Aporta un nuevo dato. 1 Se resumen los argumentos 1 Se resume el tema. 1 Aporta un nuevo dato, se resumen

los argumentos 2

Aporta un nuevo dato y se resume

el tema. 2

Aporta un nuevo dato, se resumen

los argumentos y se resume el

tema.

3

Puntaje máximo 20 Fig. 37: Rúbrica de indicadores con sus respectivos puntajes en el aspecto argumentativo.

82

Los resultados obtenidos por los grupos son los siguientes (Fig.38).

Grupo Introducción Cuerpo

argumentativo

Conclusión Total

1 2,00 15,00

3,00

20,00

2 2,00 10,00

1,00

13,00

3 2,00 14,00

3,00

19,00

4 2,00 14,00

2,00

18,00

5 2,00 15,00

2,00

19,00

6 2,00 11,00 0,00 13,00

7 2,00 11.00 2,00 15,00 Fig.38: Resultados obtenidos a partir de la rúbrica de argumentación basada en los criterios de

Canals (2007).

Estos datos sometidos a un análisis de fiabilidad otorgan un 0.772 en el alfa de cronbach,

concluyendo que la selección de puntajes dentro de la rúbrica, y los resultados obtenidos por los

grupos de esta investigación son fiables y es replicable (Fig.39).

Estadísticos de fiabilidad Resumen del procesamiento de los casos

N %

Casos Válidos 7 100,0

Excluidos(a) 0 ,0

Total 7 100,0

Alfa de Cronbach N de elementos

,772 4

Fig.39: Resultados análisis de fiabilidad con SPSS.

Posteriormente se diseña una rúbrica con puntajes para evaluar el modelo de cambio químico en los

estudiantes (Anexo 5).

83

Los resultados obtenidos por los estudiantes en objetivos fueron los siguientes. (Fig.40)

Grupo O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 TOTAL

1 5,0 2,0 4,0 3,0 4,0 4,0 4,0 2,0 28,0 2 5,0 1,0 4,0 3,0 2,0 4,0 2,0 1,0 22,0 3 5,0 2,0 3,0 3,0 4,0 4,0 4,0 2,0 27,0 4 4,0 1,0 4,0 2,0 4,0 0,0 0,0 0,0 15,0 5 5,0 5,0 5,0 3,0 4,0 4,0 4,0 1,0 31,0 6 5,0 2,0 4,0 3,0 2,0 2,0 2,0 0,0 20,0 7 5,0 0,0 3,0 2,0 2,0 2,0 2,0 1,0 17,0

Fig. 40: Resultados obtenidos por grupo en los objetivos propuestos en la rúbrica.

Posteriormente los resultados de fiabilidad fueron los siguientes (Fig.41):

Resumen del procesamiento de los

casos

N %

Casos Válidos 7 58,3

Excluidos(a) 5 41,7

Total 12 100,0

a Eliminación por lista basada en todas

las variables del procedimiento.

Estadísticos de

fiabilidad

Alfa de

Cronbach

N de

elementos

,766 9

Fig.41. Resultados análisis de fiabilidad con SPSS.

En base a estos resultados se pretende realizar un análisis correlacional entre los totales

obtenidos por los estudiantes en el aspecto argumentativo y del modelo teórico del cambio

químico. Para lo cual lo representamos en la siguiente gráfica (Fig. 42).

84

Fig. 42: Gráfica del análisis correlacional en SPSS entre el modelo teórico de cambio químico y

argumentación Por otro lado el coeficiente de correlación de Pearson es de 0,548 y 1 entre las dos variables en el

nivel 0,01. Esto significa que para un 99% de nivel de confianza, esperamos "equivocarnos”

solamente en un 1% de los casos, respecto de nuestras conclusiones.

Correlaciones

CAMBIO_QUIMICO ARGUMENTACIÓN

CAMBIO_QUIMICO

Correlación de Pearson 1 ,548

Sig. (bilateral) ,203

N 7 7

ARGUMENTACIÓN

Correlación de Pearson ,548 1

Sig. (bilateral) ,203

N 7 7

** La correlación es significativa al nivel 0,01 (bilateral).

85

A partir de los resultados obtenidos en la gráfica, podemos observar una correlación moderada y

positiva entre la calidad de un texto argumentativo en su estructura textual, como en la coherencia

que se desarrolla a lo largo de la escritura del texto con el desarrollo del modelo teórico de cambio

químico como respaldo en sus argumentos.

Aquellos alumnos que desarrollaron mejor el modelo teórico fueron aquellos que lograron

un texto argumentativo de mejor calidad, ya que la estructura del texto permitía desarrollar sus ideas

de forma ordenada. También existieron casos en que su bajo puntaje en la argumentación coincidía

con el poco desarrollo de su modelo de cambio químico. Sin embargo, hay excepciones como el

grupo 6, que a pesar de tener un bajo desarrollo en su texto argumentativo, desarrollaba aspectos del

modelo de cambio químico de mejor manera en comparación a los grupos que también tenían un

bajo desempeño en argumentativo.

7. Conclusiones:

“La palabra debe originar la idea, ésta debe pintar

el hecho: he aquí tres huellas de un mismo cuño. Y como las palabras son las

que conservan y transmiten las ideas, resulta que no se puede perfeccionar la

lengua sin perfeccionar la ciencia, ni la ciencia sin la lengua; y por muy ciertos

que fuesen los hechos, por muy justas que fuesen las ideas que originasen, sólo

transmitirían impresiones falsas si careciéramos de expresiones exactas para

nombrarlas...” Antoine Lavosier (1789)- Éléments de Chimie

En esta sección damos cuenta de los aportes de esta investigación respecto a la pregunta:

¿Cómo influye la argumentación en la modelización del fenómeno de la quema de una vela en

estudiantes de tercer año de ESO? Esta pregunta se concretó en las siguientes subpreguntas:

1. ¿Qué nos dicen las producciones escritas de los estudiantes sobre la combustión como

cambio químico?

2. ¿Cómo se desarrollan los argumentos de los estudiantes al enfrentarse a este fenómeno?

3. ¿Se puede relacionar una buena argumentación con una mejor comprensión del cambio

químico?

A continuación, recuperamos cada una de estas preguntas y las vinculamos con los

objetivos de nuestra investigación para responderlos individualmente. Por último enumeramos

algunas reflexiones que surgen de este trabajo de investigación.

86

Respecto a la primera pregunta: ¿Qué nos dicen las producciones escritas de los estudiantes

sobre la combustión como cambio químico?

Esta pregunta la vinculamos con los siguientes objetivos Evaluar los progresos de los

estudiantes en relación al concepto de cambio químico y Evaluar las riquezas y carencias de la

argumentación en la modelización del cambio químico. Esto con la finalidad de ver como que nos

dicen las producciones escritas de los grupos a través de la actividad planteada y observar los

progresos que hay en relación al trabajo a nivel individual.

Las producciones grupales de los estudiantes nos ha permitido reconocer e identificar los

aspectos claves sobre los cuales argumentan (reglas del juego del cambio químico) y el desarrollo

de certezas teóricas acordes al fenómeno de la combustión. Esto también significa que si algunos de

los grupos no argumenta sobre alguna de estas reglas quiere decir que su modelo no está completo.

A continuación procederemos a explicar cada regla del juego sobre el cambio químico

desarrollada en cada argumento:

- El primer argumento que desarrollaron los grupos de manera óptima fue “Unas sustancias

desaparecen y se forman otras nuevas”. Creemos que esta situación refleja que la

experiencia que tuvieron los alumnos con las prácticas experimentales, la herramienta

ARGU y la actividad grupal ha contribuido a los estudiantes a establecer relaciones entre

esta regla del juego y el fenómeno. Lo anterior, ha permitido plasmar sus ideas de forma

coherente y argumentada científicamente.

- El segundo argumento vinculado a “la conservación de los elementos y la masa” presentó

dificultades, ya que en algunos casos se limitaban a establecer la regla del juego mediante

una condición de igualdad, sin utilizar un respaldo que apoyara a la tesis que el fuego es

una reacción química. Creemos que esto se debe a que los alumnos no tuvieron un respaldo

experimental para esta regla del juego, por lo que se basaron mucho más en el material

teórico que se les facilitó en la clase (ejercicio mental de la página 17 -18).

- El tercer argumento referido a “Se conserva la energía en el proceso” presentó aún

mayores dificultades y diversidad de respuestas en los estudiantes. Unos casos no

presentaban el argumento, o no eran suficientes al relacionarlos con la regla del juego.

Otros sólo explicaban que la energía se conserva, pero no se contextualizaba al fenómeno

de la quema de una vela. Sin embargo, el grupo 5 logra destacar sobre los demás al conectar

el contexto de la vela con la regla del juego, como un proceso que libera energía, calor y

87

trabajo. Creemos que esto se debe a que los alumnos no tuvieron mayor aplicación sobre

esta regla del juego (pág. 19 de la unidad didáctica), y significaba un proceso de abstracción

mayor para comprender que la energía se conserva en la reacción.

- Finalmente en la conclusión hemos podido apreciar que los estudiantes son capaces de

resumir el tema y resumir los argumentos, sin embargo, al momento de dar ejemplos, la

mayoría se referían a situaciones de combustión. Esto limita el grado de transferibilidad de

las reglas del juego en esta instancia, y sería importante vincular el fenómeno de la quema

de la vela con otros tipos de reacciones que no sean de combustión.

Por otra parte, las producciones escritas nos permiten observar los progresos del modelo de

cambio químico en los estudiantes al realizar la comparación entre los trabajos realizados de manera

grupal e individual.

A nivel individual podemos concluir que:

-Hemos podido evidenciar que aunque todos los estudiantes realizaron la misma actividad

experimental y disponían de información teórica en la unidad didáctica, el concepto de

cambio químico se presentaba de distintas maneras. Los alumnos seleccionaron ideas y

observaciones experimentales distintas al momento de argumentar el por qué el fuego es

una reacción química y, en algunos casos existían ideas erróneas que se consideraban

superadas. Las principales diferencias se debieron a una baja relación entre la tesis y las

evidencias obtenidas de las actividades experimentales para argumentar que el fuego es

“una reacción química entre materiales”.

-Si bien la actividad con la herramienta ARGU es de carácter abierto, se utiliza basándose

en las actividades planteadas en la unidad didáctica que, procura llegar a un resultado que

pueda interpretarse sin dudas para llegar a una única respuesta final. En ella, la mayoría de

los estudiantes pudo establecer esta relación. Sin embargo, existieron casos en que su tesis

se remitía a que el fuego es energía, por ejemplo, al establecer como evidencia la luz o el

calor que la llama emite, siendo que las actividades realizadas en la unidad didáctica

estaban vinculadas con diferencias de masa, de color y de estado físico.

- En las producciones los estudiantes recurrían a distintos respaldos para su tesis al describir

uno o dos procedimientos experimentales. Esto significó que los estudiantes decidieron

elegir entre todas las actividades experimentales realizadas en clases, la que creemos que

les resultó más significativa. Esto como una forma de convencer a sus destinatarios y como

evidencia de los resultados obtenidos de estas experiencias descritas.

88

- Al momento de incorporar otros ejemplos se remitían a situaciones relacionadas a la

combustión, como la quema de leña, combustible y carbón, quedando limitada la

transferibilidad del modelo de cambio químico en este tipo de situaciones.

Por otra parte al comparar las actividades individuales con las grupales podemos decir que:

- En la actividad grupal se observó un progreso en el modelo de cambio químico elaborado

por los estudiantes. En primer lugar, al incorporar en sus escritos aspectos relacionados a la

conservación de la masa, los elementos y la energía. En estos, además de establecer la regla

del juego “unas sustancias desaparecen y se forman otras nuevas”, desarrollan argumentos

que implican un mayor proceso de abstracción vinculadas a las reglas “se conservan la

masa y los elementos” y “se conserva la energía en el proceso de la reacción”. Esto amplía

el modelo de cambio químico, avanzando en los estadios propuestos para la modelización,

basándonos en las funciones establecidas en nuestra progresión de aprendizaje.

En segundo lugar, al comparar los objetivos en común entre las actividades con ARGU y la

elaboración grupal de un texto argumentativo, podemos evidenciar que mantienen o

aumentan el nivel de logro asociados a estos en la gran mayoría de los grupos. Esto da

cuenta de la importancia del trabajo en grupo para sociabilizar la construcción del concepto

de cambio químico. En este proceso, los estudiantes aportan distintas apreciaciones u

observaciones obtenidas a partir de los experimentos para configurar, a partir del fenómeno,

el modelo de cambio químico. Por ejemplo, hemos observado que se puede construir la

visión de lo que es el fuego en el grupo 1, que se concibe como “una reacción química de

combustión”. Esta visión se construye a partir del aporte de distintos estudiantes, como el

consenso de los alumnos para establecer el fuego como una reacción química. Además

hemos podido apreciar en varios objetivos que los indicadores están distribuidos de

manera heterogénea en los trabajos individuales, mientras que en los trabajos grupales se

89

observan todos los indicadores, ya sea para agregar factores de cambio, procedimientos

experimentales, análisis cuantitativo o ejemplos de reacciones químicas.

En relación a la segunda pregunta: ¿Cómo se desarrollan los argumentos de los estudiantes al

enfrentarse a este fenómeno?

Para responder esta pregunta nos orientamos en el objetivo seleccionar aspectos para

elaborar actividades escritas de argumentación relacionadas con el cambio químico. La actividad

planteada en esta investigación nos permitió estructurar el desarrollo de la práctica de

argumentación en los estudiantes, a través de los proyectos de lengua de Anna Camps (2003). Esta

actividad de escritura que fue diseñada considerando aspectos que hemos seleccionado para la

argumentación (Argumentación no dialéctica, deductiva y desde la retórica) permitió fortalecer

algunos aspectos que contribuyen a la modelización del concepto de cambio químico en los

estudiantes al enfrentarse al fenómeno de la combustión de la siguiente forma:

- La preparación de la tarea: Nos permite orientar el proceso de modelización a un contexto

y a una situación comunicativa con unos determinados destinatarios desde la retórica de la

argumentación (Perelman & Olbrechts- Tyteca, 1989; Van Emeren & Grootendorst, 2002).

Permite también establecer sobre qué se va a escribir y con qué intención desde la

argumentación no dialéctica (Stranieri, Zeleznikov, & Yearwood, 2001). Algo muy

importante para lograr es que el proceso de escritura cumpla con una secuencia de escritura

para la apropiación de las reglas del juego del cambio químico, como la acumulación de

argumentos a favor.

- La realización del texto: En una primera etapa orientada a aprender características formales

del texto que hay que escribir y de sus condiciones de uso. La herramienta ARGU

contribuye de manera significativa en la planificación de las sesiones que permiten

elaborar los contenidos y la estructura formal del texto que se ha trabajado en el aula.

ARGU permite el trabajo individual de los estudiantes, ya que colabora en el proceso

metacognitivo y de autorregulación del aprendizaje al incorporar el esquema textual de

Sardà et al. (2000) y de Toulmin (1993). Lo anterior con el objetivo de llegar a compartir la

mejor explicación posible previa a la actividad grupal. Su implementación en las diversas

actividades experimentales de la unidad del proyecto 12-15, permitió un mayor desarrollo

de los argumentos en las producciones escritas de los estudiantes relacionados en la

dimensión de proceso químico. Se especifican procedimientos experimentales y se

identifican los factores de cambio que se relacionan con la desaparición y formación de

90

sustancias. En una segunda etapa, se establece un trabajo colaborativo en el cual la

actividad grupal ha de desarrollarse. La “pragmática normativa” que establecemos a través

de la organización textual, permite a los estudiantes vincular los aspectos argumentativos

(Toulmin, 2007), con las preguntas que rigen la actividad científica escolar (Izquierdo et al.,

1999), para la apropiación de las reglas del juego del cambio químico (Izquierdo, 2014). En

este aspecto, es de vital importancia la labor del docente para propiciar estos espacios de

discusión y de interacción entre los estudiantes para la gestión del texto. Además, los

profesores guían la participación de los alumnos como destinatarios intermediarios que

ayudan a controlar el proceso de escritura con un rigor científico.

- Finalmente, en la etapa de la evaluación, la actividad contaba con preguntas orientativas

que permitía tanto al grupo como al docente regular el proceso de aprendizaje. Además, se

establecen evaluaciones formativas en base al acompañamiento para ir observando las

decisiones que toman los alumnos mientras van realizando la tarea.

En la implementación de este tipo de actividades se recuperan aspectos positivos cuando se

utiliza la escritura como instrumento de construcción del conocimiento y de análisis de los

contenidos para integrarlos de forma significativa. El uso de la herramienta ARGU en clases resultó

sencilla de aplicar para casi todos los estudiantes y en la medida que van desarrollando el

experimento fueron completando la grilla. Posteriormente, el desarrollo del texto argumentativo de

manera grupal permite un ambiente de interacción entre los alumnos que favorece la construcción

del conocimiento científico.

Como hemos mencionado anteriormente seleccionamos aspectos para la elaboración de

actividades argumentativas de escritura desde una línea retórica, deductiva y no dialéctica. La

argumentación retórica permitió que los estudiantes desarrollen la escritura hacia un destinatario

que tiene conocimientos de química, por lo que la rigurosidad científica de la tarea representa un

aspecto clave para convencer al destinatario. El aspecto deductivo y no dialéctico planteado en la

investigación, ha permitido que los estudiantes modelicen en relación a un tema como es la

combustión. Esto se inicia a partir de una predicción o una pregunta hasta llegar a una conclusión

mediante la suma de argumentos a su favor. Su desarrollo permitiría consolidar el modelo de

cambio químico mediante la argumentación, basándose en estas reglas del juego, el cual daría pie

para posteriores procesos dialécticos en situaciones conflictivas que impliquen la utilización del

modelo.

91

En relación la pregunta: ¿Se puede relacionar una buena argumentación con una mejor

comprensión del cambio químico?

Para responder a esta pregunta se utilizó una metodología mixta que se desarrolló de la

siguiente manera:

- A nivel cualitativo: Hemos podido observar que los alumnos que mejor

desarrollaron su modelo de cambio químico argumentaban con más respaldos, que estaban

mejor relacionadas con cada regla del juego del cambio químico. Esto establecía que el

argumento presentara mayor riqueza al incorporar observaciones, teoría específica o

relaciones teóricas – experimentales en coherencia con la regla del juego y su tesis

principal. Lo anterior evidenció que los estudiantes desarrollaran una mejor capacidad de

síntesis, al resumir el tema (el fuego es una reacción química), resumir los argumentos

(reglas del juego del cambio químico) y aportar nuevos datos (ejemplos). Sin embargo,

existieron algunas excepciones en las cuales se desarrolló un buen modelo de cambio

químico en base a la riqueza que presentaban los argumentos. Sin embargo, sus

producciones carecían de aspectos como plantear el argumento, o la capacidad de síntesis

que establecen en la conclusión. Esto reflejaba un conocimiento sobre el modelo y sus

reglas del juego pero no se lograba concretar en el texto lo que les dificultó visualizar la

globalidad de su trabajo.

- A nivel cuantitativo podemos decir que al vincular los puntajes obtenidos en las

rúbricas de argumentación como del modelo de cambio químico, hemos podido establecer

que existe una correlación positiva entre estos aspectos en los grupos que han participado

en esta investigación. Por lo que podríamos afirmar que en esta investigación los grupos de

estudiantes que mejor argumentaban eran aquellos que desarrollaban de mejor manera el

modelo de cambio químico.

Finalmente como reflexión final, se puede afirmar que para realizar un texto argumentativo

científico se debe experimentar con la teoría que queremos que los estudiantes aprendan, para que

pueda ser utilizada dentro de sus producciones escritas. Esto implica la relación entre la

argumentación con la modelización, como un proceso de construcción y reconstrucción de la

información. Como consecuencia de lo anterior, al observar los trabajos de los estudiantes podemos

observar las fortalezas y debilidades que posee su modelo de cambio químico.

92

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