Autores

Molina, M.F. (UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA) ; Carriazo, J.G. (UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA) ; Burgos, A.E. (UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA)

Resumo

Resumen El presente trabajo se une a la celebración del Año Internacional de la Tabla Periódica (2019 IYPT, International Year of Periodic Table) por medio del diseño y construcción de una Tabla Periódica en 3D con cubos. El proyecto se aplica a un grupo de estudiantes de primer semestre de Universidad en la materia de Química General, los cuales participan activamente comenzando con un test ideado por la IUPAC, denominando el Reto, y luego con el diseño de la información que llevaran las 6 caras del cubo. Luego de la elaboración la Tabla se utiliza en un concurso con preguntas de diferentes elementos. El proceso se muestra con útil para divulgar la Tabla Periódica y para aprender sobre los diferentes elementos, además de que es calificado con actitudes muy positivas. De esta forma, la Tab

Palavras chaves

Tabla Periódica; Año Internacional; Tridimensional

Introdução

Introducción En 2019 estamos celebrando el año Internacional de la Tabla Periódica (en inglés, 2019 IYPT, International Year of Periodic Table), promovido por la Unesco, la IUPAC y varias organizaciones a nivel mundial (IYTP, 2019). Conmemoramos 150 años de la primera propuesta de Tabla Periódica hecha por Mendeleev y adicionalmente que contamos ya con la Tabla completamente llena hasta el elemento 118. Estas dos cuestiones muestran el gran desarrollo humano plasmado en un breve documento y lo impresionante que es contar con un resumen tan corto de tanto conocimiento colocado en una Tabla Periódica. Por ello, nos hemos querido unir a esta celebración buscando la forma de divulgar los “secretos” de cada elemento químico, por medio de la elaboración de una Tabla Periódica compuesta por cubos que contienen consignada por cada una de sus caras información relevante de cada elemento. Aunque existen diferentes propuestas de elaboración de tabla periódica (MISHRA & NGUYEN, 1998), y dentro de estas está el cubo (CUBE PROJECT, 2019), no existe una descripción de su uso como metodología didáctica de enseñanza dentro de un curso de química general. De esta forma, este trabajo trata de la elaboración de cubos que representan a cada elemento de la Tabla Periódica y de su uso como medio de aprendizaje. La Tabla Periódica nos permite promover a la química como ciencia, nos permite divulgar el conocimiento de una forma atractiva y resumida. Con esta celebración podemos dar una dimensión a la química que va más allá de la física, ya que modernamente hemos convertido a la química en orbitales o mecánica cuántica, dejando de lado el gran papel que juegan y han jugado los elementos químicos en el desarrollo de la humanidad. Tenemos pues en la Tabla Periódica una posibilidad de rescatar esa parte cualitativa de la química y lograr asombro con el conocimiento. Ese ha sido el espíritu de nuestro proyecto (SCERRI, 2019). Adicionalmente, la metodología activa de construcción de los cubos de los elementos de la Tabla Periódica logra una interacción entre estudiantes, permitiendo un aprendizaje autónomo donde el estudiante es protagonista de este (DIESEL et al, 2017). Nos queda entonces como profesores de química involucrar a los estudiantes, asignar las tareas y dirigir el proyecto. La cercanía que tendrán los estudiantes con la tabla periódica permite que comprendan que esta sirve para comprender los fenómenos químicos, y así pasen de una realidad abstracta a una entendible (SANTOS, 2009).

Material e métodos

Materiales y métodos El desarrollo del proyecto se aplicó a un grupo de 108 estudiantes de primer curso de química universitario, química general, en la Universidad Nacional de Colombia en I-2019. El trabajo comprendió las siguientes actividades: 1. Participación en el Reto de la Tabla Periódica propuesto por la IUPAC (https://iupac.org/100/pt-challenge/) y elaboración de un trabajo sobre las diferentes preguntas y los elementos relacionados. 2. Elaborar las 6 caras de un cubo con información sobre el elemento asignado. Se construye un documento power point siguiendo un modelo propuesto para un elemento (Figura 1). 3. Construcción del cubo y utilización de estos en un concurso sobre conocimiento relativo a los diferentes elementos químicos. La metodología se evaluó por el siguiente test de Likert: 1. La elaboración del cubo fue una tarea agradable y formativa. Totalmente de Acuerdo, TA; Acuerdo, A; Indeciso, I; En Desacuerdo, D; Totalmente en desacuerdo, TD. 2. La participación en el “reto del elemento” permite aprender sobre la Tabla Periódica. TA A I D TD 3. Mi conocimiento sobre los elementos químicos aumento con las actividades realizadas. TA A I D TD 4. El uso de los cubos y la estructura de la Tabla Periódica para el concurso de conocimientos son una herramienta útil para divulgación. TA A I D TD 5. Mencione una cosa que aprendió sobre los elementos químicos que antes no sabía.

Resultado e discussão

Resultados y discusión. En la primera actividad, cada estudiante debía entrar vía web al reto de la IUPAC y participar. Contestaba las preguntas, sin considerar si acertaba o no; copiaba y traducía del inglés al español cada pregunta; luego justificaba cada opción, tanto la acertada como las equivocadas. A continuación, vemos un ejemplo: Pregunta: El mercurio es un metal líquido a temperatura ambiente. ¿Qué afirmación sobre el mercurio no es cierta? A. El mercurio es el único elemento líquido a temperatura ambiente. B. Se dice que el que odia a la loca de 'Alicia en el país de las maravillas' está enojado por el mercurio C. El mercurio jugó un papel central en la alquimia. D. El mercurio era común en los termómetros. Justificación A. No es cierto, porque además del mercurio, el galio, el cesio y el francio son todos líquidos al menos en una de las temperaturas ambientes. B. Porque el sombrerero desde niño trabajo con mercurio para la fabricación de sombreros y esto, al pasar los años, genero problemas cerebrales al inhalar este elemento, causándole locura. C. El Mercurio es la consciencia y la inteligencia humana que nace, que surge. D. Es común porque el mercurio se encuentra en un bulbo y toma la temperatura real del aire sin que esta medida se vea afectada por objetos del entorno. Enseguida, en este caso para el mercurio, se debían escribir al menos 2 páginas con información sobre el elemento mencionado en la respectiva pregunta. La actividad total costo de 15 preguntas, y por lo tanto de una indagación sobre por lo menos 15 elementos diferentes. El resultado se presentaba en un archivo Word. La segunda actividad se realizó por parejas de estudiantes (se construyeron 55 cubos en total) y conto con los siguientes pasos: 1. Elaboración y envió de un modelo sobre el elemento nitrógeno, mostrado a continuación: Figura 1. Imágenes que componían cada cara del cubo, en este caso para el nitrógeno. En orden, aparecen las caras 1 a 6, de izquierda a derecha. La primera cara contiene una imagen del elemento, la cara 2 posee datos del descubrimiento y de abundancia; la cara 3 contiene datos de las propiedades fisicoquímicas; la cara 4 incluye los usos y procesos de obtención del elemento; la cara 5 muestra datos de interés biológico y usos adicionales; finalmente la cara 6 indica la composición isotópica del elemento. 2. Luego de contar con todas las caras se realizaba la impresión en cuadrados de 10x10 cm, en papel adhesivo, el cual se pegaba sobre las caras de un cubo de madera de las mismas dimensiones. El resultado final, de las impresiones y del cubo, se aprecia en la figura 2. Adicional a las caras del cubo se realizaba un trabajo más extenso con lo mismo, donde se colocaban las respectivas referencias de la información plasmada. Figura 2. Recortes de las caras y cubo armado de nitrógeno. La información de los diferentes cubos se tomó principalmente de las siguientes páginas web: https://periodictable.com/ https://www.isotopesmatter.com/applets/IPTEI/IPTEI.html http://www.rsc.org/periodic-table https://www.webelements.com/ La tercera actividad se realizó al tener los diferentes cubos de elementos químicos, se esta forma: Contando con 3 preguntas por elemento, suministradas por los estudiantes, en cada caso según el elemento asignado se colocaron todos los cubos en un molde de la Tabla Periódica (figura 3). Luego, se tomaba una de las preguntas y se ofrecía al público, quienes debían marcar en una hoja de respuestas su opción elegida; enseguida alguno de los participantes se levantaba y explicaba la opción correcta, la cual era corroborada finalmente por el grupo elaborador de las preguntas. Se revisaba en el cubo la información del elemento relacionado. La figura 3 muestra una foto de la actividad. Se utilizaron 16 preguntas elaboradas por los estudiantes (quienes la elaboraban no participaban en esa pregunta) y se tuvieron máximo 15 respuestas correctas. En la tabla 1 vemos que un 18% estuvo entre quienes contestaron 15 o 14 preguntas de forma acertada, y que el 75% estuvo sobre 10 o más preguntas correctas. Tabla 1. Preguntas y aciertos al concurso Reto de la Tabla Periódica. No. preguntas 15 14 13 12 11 10 9 o menos % aciertos 9 9 13 9 15 20 25 Un ejemplo de pregunta utilizada se ve a continuación, donde la respuesta correcta es la C, relativa al uso del silicio de alta pureza. Pregunta: Actualmente, la alta precisión en la determinación del peso atómico del silicio juega un papel importante en una labor científica. ¿En cuál? A. La medida de la constante gravitacional de Newton. B. La fabricación de la primera computadora cuántica. C. La redefinición del kilogramo. D. Determinando la edad del universo Figura 3. Concurso reto con la Tabla Periódica y estructura de los cubos. Finalmente se aplicó el test de actitudes, ofreciendo los resultados que aparecen en la tabla 2. Contestaron 58 estudiantes y vemos la cantidad de estudiantes por opción. Los promedios de calificación, donde TA era un 5 y TD un 1, muestran actitudes muy positivas hacia la estrategia, indicando que la elaboración de los cubos, del reto y el uso de estos ayudan al aprendizaje sobre las propiedades de los elementos químicos. Los estudiantes mostraron adicionalmente una gran motivación a la elaboración de su cubo ya en la forma final (el pegado de cada cara). Tabla 2. Resultados al test de Likert. ítem TA A I D TD total Promedio 1 35 21 2 0 0 58 4,6 2 37 18 3 0 0 58 4,6 3 35 18 5 0 0 58 4,5 4 31 21 6 0 0 58 4,4 Considerar la actividad de elaboración del cubo como agradable y formativa lleva suponer que los estudiantes involucrados activamente en su aprendizaje se motivan, adicionalmente que aprenden sobre el tema en cuestión. El grupo de estudiantes valoro positivamente toda la propuesta y nos motiva como docentes a aprovechar todas las oportunidades presentes para enseñar la química de forma más cercana a las personas y que despierte mejores actitudes, ya que estas son una barrera a la hora de aprender química (MOLINA et al, 2011). Sobre el aprendizaje que dejo el proceso, rescatamos las siguientes respuestas: -Las funciones del Litio en la salud. -El uso del Boro en la fabricación del vidrio. -El costo de la producción de aluminio. -Quien descubrió muchos gases nobles. -Davy, fue un gran científico.

Figura 1. Imágenes que componían cada cara del cubo, en este caso para el nitrógeno.


Figura 2. Recortes de las caras y cubo armado de nitrógeno.

Conclusões

Conclusiones Celebrar el Año Internacional de la Tabla Periódica se convierte que la mejor excusa para realizar propuestas activas entorno al aprendizaje sobre las propiedades e información de interés de los diferentes elementos químicos. En el medio existen sugerencias, como la elaboración de cubos, que requieren ser puestas en práctica y ser valoradas como metodologías útiles en la enseñanza de la química. De esta forma, nuestra propuesta de una Tabla Periódica en 3D por medio de la elaboración de cubos recibe aceptación y genera actitudes muy positivas hacia el aprendizaje, y adicionalmente conmemora los 150 años de la Tabla Periódica de una forma activa e interesante. Dejamos esta propuesta a nuestros colegas para que sea probada en sus clases y permita rescatar una enseñanza de la química más activa.

Agradecimentos

Agradecimientos A la Universidad Nacional de Colombia por su apoyo en la presentación del proyecto. A la American Chemical Society (ACS) por su apoyo por medio del 3-Festival de Química.

Referências

Referencias.
CUBE PROJECT, https://www.piketon.k12.oh.us/Downloads/ElementCubeResearchProjectWebVersion.pdf Acceso en Junio 28 de 2019.
DIESEL, A., BALDEZ, A. L. S., & MARTINS, S. N. Os princípios das metodologias ativas de ensino: Uma abordagem teórica. Revista Thema, no 14, 268-288, 2017.
IYTP. https://www.iypt2019.org/. Acceso en Junio 28 de 2019.
MISHRA, P., & NGUYEN JAHIEL, K. Multiple visual representations of the periodic system of elements: Epistemological and pedagogic implications. In Proceedings of the 1997 International Visual Literacy Association Conference. 1998.
MOLINA, M. F., CARRIAZO, J. G. Y FARÍAS, D. M. “Actitudes hacia la química de estudiantes de diferentes carreras universitarias en Colombia”, Quimica Nova, vol. 34, no. 9, 1672-1677, 2011.
SANTOS, G. M. Oficinas didáticas sobre a tabela periódica. Manaus. Amazônia Ciência e Cultura. Ufam. 2009.
SCERRI, E. R. Happy 150th Birthday to the Periodic Table. Chemistry–A European Journal, no 25, 1-7, 2019.