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- Guía didáctica -

Propuesta didáctica

El REA "El Universo Químico de Gases y Disoluciones" es una propuesta didáctica para la materia de Física y Química de 4º de ESO que presenta una situación de aprendizaje para trabajar los saberes básicos relacionados con los bloques A, las destrezas científicas básicas y B. la materia.

Esta situación de aprendizaje tiene como referencias metodológicas, principalmenteel aprendizaje basado en proyectos y el aprendizaje cooperativo, desde una perspectiva basada en el “Inquiry Based Learning (IBL)”, que consiste en impulsar el aprendizaje del estudiante a través de su propio proceso de investigación ante las cuestiones planteadas en el aula. Los estudiantes tienen la oportunidad de resolver problemas del mundo real. Este proceso mejora su capacidad de abordar los desafíos de manera lógica y desarrollar estrategias para superarlos. Existen varios tipos de enseñanza y aprendizaje basados ​​en la investigación con diferentes estructuras según el contexto de aprendizaje:

  • Actividades en las que se presenta un tema específico y luego se realizan preguntas para guiar a los estudiantes a través de una actividad con el conocimiento adquirido. Este método ayuda a los estudiantes a aprender a seguir procesos y a recopilar y registrar datos con precisión.
  • Investigación estructurada donde se plantea la pregunta principal y el procedimiento a seguir. Luego, los estudiantes sacan conclusiones y generan explicaciones para sus descubrimientos mediante el análisis y la evaluación de los datos recopilados.
  • Investigación guiada donde se plantea a los estudiantes una pregunta de investigación. Los estudiantes deben diseñar sus propios procedimientos para poner a prueba y comunicar sus hallazgos.

El IBL promueve el trabajo en equipo y la interacción a la hora de resolver problemas. De igual forma, promueve el pensamiento crítico, fomentando habilidades de pensamiento de orden superior esenciales para el éxito en el siglo XXI (como, por ejemplo, argumentación, análisis, solución de problemas, evaluación).

Se tratan, por tanto, de metodologías activas, que desarrollan competencias y cumplen los principios del D.U.A, ya que emplean recursos variados, suponen un estímulo y un desafío para el estudiante, le implican en el trabajo en equipo y en la resolución de situaciones significativas, que se presentan por medio de tareas guiadas y dirigidas a una producción final global.

El Universo Quimico de Gases y Disoluciones

Descargar la propuesta didáctica en formato editable o en pdf

Las tareas, proponen al alumnado retos variados combinando la investigación en la red, el trabajo de investigación científica, las lecturas, el trabajo con vídeos, la elaboración de pósteres científicos, de vídeos, de informes científicos, estudio de casos, etc. Se mantienen las estructuras de situación de aprendizaje, ya que están dirigidas a una producción final evaluable, ponen en contexto los contenidos curriculares y son competenciales.

Como en todos los REA del proyecto EDIA, la propuesta didáctica responde a una "estructuración granular", es decir, hace referencia a que la estructura del recurso depende de los objetivos de aprendizaje que se proponga cada docente, de manera que, aunque está organizada de una forma determinada, abarcando las competencias y todos los saberes básicos del tema, las diferentes tareas pueden ser reorganizadas y replanteadas por el profesorado. Así, éste tiene la posibilidad de usarlas como fuentes de inspiración o combinarlas con otras actividades que se adecúen mejor a su aula, a su programación o su tiempo lectivo. Esta "reusabilidad didáctica" repercute directamente en que el profesorado pueda utilizar los REA más fácilmente.

Indicar también que podemos conectar algunas tareas con otras materias STEAM, como biología y geología (gases, intercambio de gases durante la respiración, disoluciones, etc), matemáticas (unidades de medida, escalas, porcentaje, proporcionalidad directa e inversa, escalas, interpretación tablas de datos.), tecnología, informática (simulaciones, empleo de aplicaciones web, ...)  para su posible inclusión en un itinerario interdisciplinar. 

Del mismo modo, esta propuesta es muy adecuada para llevarla a cabo en un "aula del futuro" por las características de sus distintas tareas: búsqueda y producción de información, comunicación, experimentación, etc.

Referencias curriculares

Mediante este REA se desarrollan las competencias específicas y saberes básicos descritos en el Real Decreto 217/2022, de 29 de marzo, por el que se establece la ordenación y las enseñanzas mínimas de la Educación Secundaria Obligatoria, desarrollado luego por cada Comunidad en sus correspondientes decretos autonómicos.

Competencias clave

  • Competencia en comunicación lingüística (CCL)
  • Competencia plurilingüe  (CP)
  • Competencia matemática, ciencia, tecnología, ingeniería (STEM)
  • Competencia digital (CD)
  • Competencia personal, social y de aprender a aprender (CPSAA) 
  • Competencia ciudadana (CC)
  • Competencia emprendedora (CE)
  • Competencia en conciencia y expresiones culturales (CCEC)

Competencias específicas y criterios de evaluación

Competencia específica 1: Comprender y relacionar los motivos por los que ocurren los principales fenómenos fisicoquímicos del entorno, explicándolos en términos de las leyes y teorías científicas adecuadas, para resolver problemas con el fin de aplicarlas para mejorar la realidad cercana y la calidad de vida humana.

Criterios de evaluación
1.1 Identificar, comprender y explicar los fenómenos fisicoquímicos cotidianos más relevantes a partir de los principios, teorías y leyes científicas adecuadas, expresándolos, de manera argumentada, utilizando diversidad de soportes y medios de comunicación.

1.2 Resolver los problemas fisicoquímicos planteados utilizando las leyes y teorías científicas adecuadas, razonando los procedimientos utilizados para encontrar las soluciones y expresando adecuadamente los resultados.

1.3 Reconocer y describir en el entorno inmediato situaciones problemáticas reales de índole científica y emprender iniciativas en las que la ciencia, y en particular la física y la química, pueden contribuir a su solución, analizando críticamente su impacto en la sociedad.

Competencia específica 2: Expresar las observaciones realizadas por el alumnado en forma de preguntas, formulando hipótesis para explicarlas y demostrando dichas hipótesis a través de la experimentación científica, la indagación y la búsqueda de evidencias, para desarrollar los razonamientos propios del pensamiento científico y mejorar las destrezas en el uso de las metodologías científicas.

Criterios de evaluación

2.1 Emplear las metodologías propias de la ciencia en la identificación y descripción de fenómenos a partir de cuestiones a las que se pueda dar respuesta a través de la indagación, la deducción, el trabajo experimental y el razonamiento lógico-matemático, diferenciándolas de aquellas pseudocientíficas que no admiten comprobación experimental.

2.2 Seleccionar, de acuerdo con la naturaleza de las cuestiones que se traten, la mejor manera de comprobar o refutar las hipótesis formuladas, diseñando estrategias de indagación y búsqueda de evidencias que permitan obtener conclusiones y respuestas ajustadas a la naturaleza de la pregunta formulada.

2.3 Aplicar las leyes y teorías científicas conocidas al formular cuestiones e hipótesis, siendo coherente con el conocimiento científico existente y diseñando los procedimientos experimentales o deductivos necesarios para resolverlas o comprobarlas.

Competencia específica 3: Manejar con soltura las reglas y normas básicas de la física y la química en lo referente al lenguaje de la IUPAC, al lenguaje matemático, al empleo de unidades de medida correctas, al uso seguro del laboratorio y a la interpretación y producción de datos e información en diferentes formatos y fuentes, para reconocer el carácter universal y transversal del lenguaje científico y la necesidad de una comunicación fiable en investigación y ciencia entre diferentes países y culturas.

Criterios de evaluación

3.1 Emplear datos en diferentes formatos para interpretar y comunicar información relativa a un proceso fisicoquímico concreto, relacionando entre sí lo que cada uno de ellos contiene, y extrayendo en cada caso lo más relevante para la resolución de un problema.

3.2 Utilizar adecuadamente las reglas básicas de la física y la química, incluyendo el uso de unidades de medida, las herramientas matemáticas y las reglas de nomenclatura, consiguiendo una comunicación efectiva con toda la comunidad científica.

3.3 Poner en práctica las normas de uso de los espacios específicos de la ciencia, como el laboratorio de física y química, asegurando la salud propia y colectiva, la conservación sostenible del medio ambiente y el cuidado de las instalaciones.

Competencia específica 4: Utilizar de forma crítica, eficiente y segura plataformas digitales y recursos variados, tanto para el trabajo individual como en equipo, para fomentar la creatividad, el desarrollo personal y el aprendizaje individual y social, mediante la consulta de información, la creación de materiales y la comunicación efectiva en los diferentes entornos de aprendizaje.

Criterios de evaluación

4.1 Utilizar recursos variados, tradicionales y digitales, mejorando el aprendizaje autónomo y la interacción con otros miembros de la comunidad educativa, con respeto hacia docentes y estudiantes y analizando críticamente las aportaciones de cada participante.
4.2 Trabajar de forma adecuada con medios variados, tradicionales y digitales, en la consulta de información y la creación de contenidos, seleccionando con criterio las fuentes más fiables y desechando las menos adecuadas y mejorando el aprendizaje propio y colectivo.

Competencia específica 5: Utilizar las estrategias propias del trabajo colaborativo, potenciando el crecimiento entre iguales como base emprendedora de una comunidad científica crítica, ética y eficiente, para comprender la importancia de la ciencia en la mejora de la sociedad, las aplicaciones y repercusiones de los avances científicos, la preservación de la salud y la conservación sostenible del medio ambiente.

Criterios de evaluación

5.1 Establecer interacciones constructivas y coeducativas, emprendiendo actividades de cooperación como forma de construir un medio de trabajo eficiente en la ciencia.

5.2 Emprender, de forma guiada y de acuerdo a la metodología adecuada, proyectos científicos que involucren al alumnado en la mejora de la sociedad y que creen valor para el individuo y para la comunidad.

Competencia específica 6: Comprender y valorar la ciencia como una construcción colectiva en continuo cambio y evolución, en la que no solo participan las personas dedicadas a ella, sino que también requiere de una interacción con el resto de la sociedad, para obtener resultados que repercutan en el avance tecnológico, económico, ambiental y social

Criterios de evaluación

6.1 Reconocer y valorar, a través del análisis histórico de los avances científicos logrados por hombres y mujeres de ciencia, que la ciencia es un proceso en permanente construcción y que existen repercusiones mutuas de la ciencia actual con la tecnología, la sociedad y el medio ambiente.

6.2 Detectar en el entorno las necesidades tecnológicas, ambientales, económicas y sociales más importantes que demanda la sociedad, entendiendo la capacidad de la ciencia para darles solución sostenible a través de la implicación de todos los ciudadanos.

 Saberes básicos

Se trabajan los saberes básicos (conocimientos, destrezas y actitudes básicas) de los siguientes bloques de la materia de Física y Química de 3º de ESO:

A. Las destrezas científicas básicas.

  • Metodologías de la investigación científica: identificación y formulación de cuestiones, elaboración de hipótesis y comprobación experimental de las mismas.
  • Trabajo experimental y proyectos de investigación: estrategias en la resolución de problemas y en el desarrollo de investigaciones mediante la indagación, la deducción, la búsqueda de evidencias y el razonamiento lógico-matemático, haciendo inferencias válidas de las observaciones y obteniendo conclusiones.
  • Diversos entornos y recursos de aprendizaje científico como el laboratorio o los entornos virtuales: materiales, sustancias y herramientas tecnológicas.
  • Normas de uso de cada espacio, asegurando y protegiendo así la salud propia y comunitaria, la seguridad en las redes y el respeto hacia el medio ambiente.
  • El lenguaje científico: unidades del Sistema Internacional y sus símbolos. Herramientas matemáticas básicas en diferentes escenarios científicos y de aprendizaje.
  • Estrategias de interpretación y producción de información científica utilizando diferentes formatos y diferentes medios: desarrollo del criterio propio basado en lo que el pensamiento científico aporta a la mejora de la sociedad para hacerla más justa, equitativa e igualitaria.
  • Valoración de la cultura científica y del papel de científicos y científicas en los principales hitos históricos y actuales de la física y la química en el avance y la mejora de la sociedad.

B. La materia.

  • Sistemas materiales: resolución de problemas y situaciones de aprendizaje diversas sobre las disoluciones y los gases, entre otros sistemas materiales significativos.

Itinerario

En la siguiente tabla se muestra el itinerario didáctico del REA:

Tareas  Objetivos Sesiones
Itinerario de aprendizaje

 El objetivo de esta tarea preliminar es la presentación del itinerario de aprendizaje que se va a seguir durante todo el proyecto. El o la docente explicará las tareas a realizar y cómo se valorarán, poniendo a disposición del alumnado los instrumentos de evaluación. También se formarán en esta etapa los equipos cooperativos base con sus normas de funcionamiento.

 1/2 sesión

Los Gases

 Leyes de los gases

Bajo este epígrafe se presentan diferentes tareas con sus respectivas actividades.

  1. "Leyes fundamentales de los gases", se comienza con una detección de conocimientos previos sobre el tema para adentrarnos en el estudio y experimentación de las leyes de los gases. Se experimentan mediante el uso de simulaciones las leyes fundamentales de los gases y como tarea final elaboramos un vídeo que muestre la creación de un experimento científico en el que se manifieste alguna de las leyes de los gases. En este punto también se hace una evaluación formativa (3,5 horas).
  2. En "Ley combinada de los gases" aplicamos la ley a la resolución de varias situaciones-problema. (0,5 horas).
  3. Ley de Avogadro: aplicamos la ley a la resolución de varias situaciones-problema. (0,5 horas)
  4. Ley de los gases ideales: diferenciamos gases ideales y gases reales, y aplicamos la ley a la resolución de varias situaciones-problema. (0,5 horas)
5 sesiones + trabajo en casa
¡Gases en acción!

Vamos al laboratorio  y realizamos, por medio de la técnica de las estaciones, diversos experimentos que reflejan las propiedades y leyes de los gases. Debemos presentar un informe científico.

1 sesión
Las Disoluciones  ¿Qué entendemos por disolución?

Comenzamos con ¿Cuánto sabemos? para detectar los conocimientos previos sobre el tema y  adentrarnos en el estudio y experimentación de las disoluciones.

Trabajamos mediante un vídeo interactivo sobre qué es una disolución, y completamos una tabla para analizar todos los tipos posibles de disoluciones. Resolvemos cuestiones relacionadas con nuestra vida cotidiana.

A continuación analizamos cómo se produce el proceso de disolución mediante una animación. Finalmente dibujamos el proceso a nivel molecular.

1 sesión

Solubilidad

Realizamos un experimento de solubilidad de una sustancia común (azúcar) en casa.

Analizamos la variación de la solubilidad con la temperatura a partir de la interpretación de distintas gráficas.

Resolvemos situaciones muy cercanas a nuestra vida cotidiana y finalmente elaboramos un mapa conceptual sobre solubilidad.

2 sesiones + trabajo en casa

Concentración de las disoluciones

Diferenciamos conceptos como saturada, insaturada, sobresaturada, diluida, concentrada, etc. y expresamos la concentración de forma cuantitativa de distintas formas.

Ayudándonos de una simulación aprendemos a preparar disoluciones de una concentración dada.

Resolvemos varios retos químicos y aplicamos todo lo aprendido para resolver situaciones problema relacionadas con la concentración de una disolución.

3,5 sesiones

Dominando las disoluciones en el laboratorio

Preparamos en el laboratorio distintas disoluciones con diferentes concentraciones. Trabajamos con diluciones y aplicamos esto al estudio de una pseudociencia muy extendida, la homeopatía, para llegar a conclusiones sobre la misma basándonos en la evidencia. Hacemos evaluación formativa.

4,5 sesiones
Estudio de caso: La calidad de nuestra agua Se utiliza la metodología de estudio de casos para abordar un problema real o casi real. En este caso la aparición de peces muertos. Como investigadores debemos encontrar la causa de esta mortandad de peces y debemos analizar diferentes posibilidades y elaborar un informe científico con nuestras conclusiones basadas en datos.

Además se realiza la evaluación final del porfolio, la coevaluación, autoevalución, etc.

3,5 sesiones

TOTAL DE SESIONES: 21 sesiones + trabajo en casa

Evaluación

A lo largo de todo el proceso se realiza una evaluación formativa y formadora que nos permite recoger, tanto al alumnado como al profesorado, información del proceso de enseñanza y aprendizaje y modificar, incorporar o reorganizar las pruebas y el tiempo lectivo para poder atender a las necesidades del alumnado. De la misma forma, el propio alumno/a puede autoevaluarse, reflexionar sobre su aprendizaje y ofrecer o solicitar ayuda entre iguales, incorporando así elementos metacognitivos en su evaluación para hacerse consciente de sus logros y dificultades.

Se valora tanto el trabajo en grupo como el individual a través de los distintos documentos del porfolio personal del alumno/a, que se nutre de lo trabajado en equipo y de aportaciones extras que pueda realizar. En este sentido son también importantes las observaciones in situ que pueda hacer el docente mientras se desarrolla el trabajo en equipo. También se propone una evaluación del funcionamiento del equipo y una autoevaluación.

Como es una propuesta modificable, el profesorado, una vez elegido el itinerario que va a emplear, puede integrarla en otra más amplia, donde también tendrán cabida otras pruebas de evaluación u otros trabajos o producciones que puedan realizarse durante la secuencia didáctica.

La propuesta evaluativa evalúa competencias educativas y cumple con todos los criterios de evaluación curriculares de los bloques de destrezas científicas y la materia.

Los instrumentos de evaluación que se proponen se emplean para:

  • Evaluaciones docentes
  • Autoevaluación del propio alumnado
  • Valoración externa
  • Coevaluación entre grupos de alumnos/as
  • Autoreflexión del aprendizaje

Y son los siguientes:

  • Escala de valoración del porfolio
  • Escala de Autoevaluación del propio trabajo
  • Escala de valoración del trabajo en el laboratorio
  • Escala de valoración de un informe escrito científico
  • Escala de valoración del trabajo con simulaciones
  • Rúbrica elaboración de un mapa conceptual
  • Rúbrica elaboración de un vídeo de creación un experimento científico
  • Rúbrica de co-evaluación del trabajo en equipo.
  • Diario de aprendizaje.

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