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Timestamp: 2019-10-21 09:40:18+00:00

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Uso de software educativo en el aprendizaje de la tabla periódica ... | Masterarbeit, Hausarbeit, Bachelorarbeit veröffentlichen
Uso de software educativo en el aprendizaje de la tabla periódica en la asignatura de Química I
F C Felix Gustavo Castellanos (Autor)
1.CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.7 Diagnóstico: Instituto C
1.7.1 Datos generales:
1.7.2 Aspecto histórico
1.7.3 Ubicación geográfica
1.7.4 Filosofía del centro educativo
1.7.5 Contexto institucional
1.7.6 Recursos de la institución
1.7.6.1 Recursos humanos
1.7.6.2 Recursos materiales
1.7.7 Estructura organizativa
1.7.8 FODA. Departamento de Ciencias Exactas y Naturales
2. CAPÍTULO II: MARCO TEÒRICO
2.2 Base histórica y epistemológica de la tabla periódica
2.3.1. Ventajas y desventajas de las TIC en educación
2.3.2 Recursos didácticos en la enseñanza y aprendizaje
2.3.3 Definición de software educativo
2.3.3.1 Software educativo
2.3.3.2 Software semilibre
2.3.3.3 Software libre
2.3.3.4 Software propietario
2.3.4 Software educativo en la enseñanza y aprendizaje de la Química
2.3.4.1 El software libre Gabedit
2.3.4.2 El visor Jmol
2.3.4.3 El software Avogadro
2.3.4.4 Laboratorios Virtuales de Química(LVQ)
2.3.4.4.1 Model Chemlab
2.3.4.4.2 Crocodile Chemistry
2.3.4.5 QuimAP
2.3.4.6 Qperiodictable
2.3.4.7 Química
2.3.4.8 ChemSketch
2.3.4.9 Periodic Table
2.3.4.10 Integral Scientist Periodic Table
2.3.5 Metodología enseñanza aprendizaje de tabla periódica usando TIC
3. CAPÌTULO III: MARCO METODOLÒGICO
3.2 Definición de universo, población y muestra
3.3 Técnica de recolección de datos
3.5 Variables de la investigación
4. CAPÍTULO IV: DISEÑO DE UNIDAD DIDÁCTICA
4.1 Descripción de la asignatura de Química I
4.2 Expectativas de logro de la unidad Didáctica
4.3 Aspectos disciplinares en la enseñanza aprendizaje de la tabla periódica
4.3.1 Introducción y conceptualización de la tabla periódica
4.3.2 Configuración electrónica y electrones de valencia
4.3.3 Distribución electrónica mediante diferentes modelos
4.3.3.1 Diagrama de orbital
4.3.3.1.1 El principio de exclusión de Pauli
4.3.3.1.2 Regla de Hund
4.3.3.2 Diagrama de Bohr
4.3.4 Ubicación de los elementos en la tabla periódica
4.3.5 Grupos y periodos de la tabla periódica de los elementos químicos
4.3.6 Clasificación de la tabla periódica: Metales, no metales y metaloides
4.4. Planificación de unidad Didáctica: Tabla periódica
5. CAPÍTULO V: RESULTADOS Y CONCLUSIONES
5.1 Breve descripción del análisis de resultados
5.2 Resultados de la encuesta aplicada a estudiantes
5.3 Resultados de la prueba diagnóstica y la prueba final
5.4 Resultados finales en el aprendizaje de la tabla periódica
5.7 Referencias bibliográficas
5.8.1 Anexo 1: Encuesta para estudiantes
5.8.2 Anexo 2: Prueba diagnóstica
5.8.3 Anexo 3: Prueba final
5.8.4 Anexo 4: Socialización de la unidad didáctica asistida por software educativo con los estudiantes a través del blog del docente
A mi madre Adriana Esperanza Castellanos por su apoyo, acompañamiento, respaldo y entrega incondicional para mi formación profesional.
A mi esposa Nidia Suyapa Quiñonez Galo, por su apoyo, comprensión, y motivación en todo momento.
A mi hijo Diego Jahir Ardón Quiñonez por ser mi inspiración para seguir preparándome académicamente.
A mi abuela Genoveva Virginia Castellanos Hernández por su respaldo.
A mis hermanos y a toda mi familia, con quienes compartimos momentos de alegría y hasta los momentos más difíciles.
En primer lugar mi eterno agradecimiento a Dios porque me debo a Él.
Al Dr. Miguel Jerónimo Canda García por su asesoramiento hasta lograr finalizar este trabajo.
Al Maestro Elyin Valle Cano, director de la Academia Interamericana de Capacitación y
Actualización Profesional (AICAP), por su acompañamiento en la realización de este estudio.
A la Universidad Adventista de Nicaragua (UNADENIC) y a la población en general de la Hermana República de Nicaragua, por abrirme sus puertas para realizar estudios de postgrado en su país.
A todos los estudiantes de décimo grado del instituto Cosme García Carranza y el instituto D. por su colaboración en este trabajo de investigación.
En este trabajo se evaluó el uso de software educativo en el aprendizaje de la tabla periódica en la asignatura de Química I, en estudiantes de décimo grado de una institución privada en el municipio de Danlí, Departamento de El Paraíso, durante el primer parcial del año académico 2018. El enfoque del trabajo es cuantitativo con un diseño experimental, donde se conformaron dos grupos: el experimental, perteneciente al instituto C., que recibió la unidad didáctica de la tabla periódica usando software educativo y el grupo control, que pertenece al instituto D., que recibió los mismos contenidos con la metodología tradicional. Se realizaron 3 evaluaciones: Una prueba diagnóstica inicial; una guía con actividades de aprendizaje durante el proceso; y al finalizar la estrategia de aprendizaje se realizó una prueba escrita. Además se utilizó como instrumento de recolección de datos una encuesta a los estudiantes de ambos grupos en el momento de inicio de la unidad de aprendizaje de la tabla periódica de los elementos. Como estrategia de enseñanza aprendizaje se utilizó tres software educativos; QuimAp 2012, Integral Scientist Periodic Table, y Periodic Table. Los resultados demostraron que el grupo experimental obtuvo un mejor rendimiento académico que el grupo control, concluyendo en que el uso del software educativo en la enseñanza y aprendizaje de la tabla periódica en la asignatura de Química I resulta eficiente.
Palabras Clave: Tabla periódica, aprendizaje, software educativo.
In this work the use of educational software in the apprenticeship of the periodic table in the subject of Chemistry I was evaluated, in tenth grade students of a private institution in the municipality of Danlí, Department of El Paraíso, during the first part of the year academic 2018. The focus of the work is quantitative with an experimental design, where two groups were formed: the experimental, belonging to the C. institute, which received the didactic unit of the periodic table using educational software and the control group, which belongs to the D. institute, who received the same content with the traditional methodology. Three evaluations were made: An initial diagnostic test; a guide with learning activities during the process; and at the end of the learning strategy, a written test was carried out. In addition, a survey of the students of both groups was used as a data collection instrument at the time of the start of the learning unit of the periodic table of the elements. As a teaching-learning strategy, three educational software was used; QuimAp 2012, Integral Scientist Periodic Table, and Periodic Table. The results showed that the experimental group obtained a better academic performance than the control group, concluding that the use of educational software in the teaching and learning of the periodic table in the subject of Chemistry I is efficient.
Key words: Periodic table, learning, educational software.
Tabla 1: FODA. Ciencias Exactas y Naturales del instituto C
Tabla 2: Ventajas y desventajas de las TIC en educación
Tabla 3: Actividad de aprendizaje2
Tabla 4: Actividad de aprendizaje3
Tabla 5: Actividad de aprendizaje4
Tabla 6: Actividad de aprendizaje5
Tabla 7: Actividad de aprendizaje6
Tabla 8 : Planificación unidad asistida por software educativo
Tabla 9: Resultados de la prueba diagnóstico y prueba final en el instituto C. y el instituto D
Tabla 10: Rendimiento académico en el aprendizaje de la tabla periódica en el instituto C. y el instituto D
Gráfico 1: Un software educativo es una aplicación tecnológica
Gráfico 2: Software educativo como herramienta de aprendizaje de la tabla periódica
Gráfico 3: Recursos tecnológicos interesantes para el aprendizaje
Gráfico 4: Uso de la tecnología en clase
Gráfico 5: Recursos tecnológicos y la adquisición de aprendizaje
Gráfico 6: Tabla periódica interactiva en la resolución de guías de estudio
Gráfico 7: Tabla periódica como recurso TIC y el rendimiento académico
Gráfico 8: Acceso a ordenadores en casa
Gráfico 9: Uso de los ordenadores por parte de los estudiantes
Gráfico 10: Interés en el aprendizaje de la Química
Gráfico 11: Rendimiento académico en la asignatura de Química
Gráfico 12: Las tecnologías de la información y la comunicación como estrategia para el aprendizaje
Gráfico 13: Resultados de prueba diagnóstico y prueba final en el instituto C. y el instituto D
Gráfico 14: Rendimiento académico en el aprendizaje de la tabla periódica en el instituto C. y el instituto D
Figura 1: Organigrama instituto C
Figura 2: Software educativo Gabedit
Figura 3: Software educativo Jmol
Figura 4: Software educativo Avogadro
Figura 5: Software educativo ChemLab
Figura 6: Software educativo Crocodile Chemistry
Figura 7: Software QuimAP 2012
Figura 8: Software Qperiodic table
Figura 9: Software Química 1.0
Figura 10: Software ChemSketch
Figura 11: Software Periodic Table
Figura 12: Software Integral Scientis Periodic Table
Figura 13: Esquema de la configuración electrónica del elemento Helio Z=2
Figura 14: El diagrama de Möller
Figura 15: Esquema del diagrama de orbitales para el elemento Helio z=2
Figura 16: esquema principio de exclusión de Pauli
Figura 17: Esquema de aplicación de la regla de Hund
Figura 18: Esquema del diagrama de Bohr para el elemento Helio z =2
Figura 19: Ubicación de los elementos en la tabla periódica
Figura 20: Ubicación de los elementos de acuerdo a los orbitales
Figura 21: Señalización de grupos y periodos de la tabla periódica
Figura 22: Esquema de la agrupación de metales, no metales y metaloides
Figura 23: Esqueleto de la tabla periódica.
El desarrollo de las tecnologías de la información, mejor conocidas co mo las TIC, ha significado un cambio sustancial en la forma de comunicación en interacción en el ámbito económico, político, social, y cultural de los países a nivel mundial.
La educación no es ajena a este tipo de transformaciones. Los estudiantes del siglo XXI también conocido como “nativos digitales”, expresión utilizada por Marc Prensnky (2001) para referirse a las personas que están rodeadas de las nuevas tecnologías desde temprana edad, tienen acceso a una gran cantidad de información a través de la internet y no muestran el mismo interés por aprender de la forma tradicional como lo hicieron sus antepasados.
La docencia en la era digital puede favorecerse del uso de las herramientas tecnológicas para innovar en el proceso de enseñanza aprendizaje a través de estrategias didácticas y de aprendizaje mediadas por el uso de herramientas TIC; El uso de redes sociales, elementos de audio y video, procesadores de texto, presentaciones interactivas, hojas de cálculo, etc.
Muchos de estos recursos están disponibles de forma gratuita en la web y se puede acceder al uso de ellos en línea con previo registro de usuario o mediante descarga del software al ordenador, sin embargo otros requieren de compra del producto o previo pago de licencia para su uso. La falta de recursos económicos no debería ser excusa para que no se haga uso de las tecnologías en los centros educativo públicos y privados, ya que con el equipo tecnológico básico en las aulas de clases, se puede acceder al uso de software libre como estrategia de enseñanza aprendizaje y de esta manera presentar de una forma atractiva e interesante los contenidos curriculares, a los estudiantes de la era digital.
En el aprendizaje y enseñanza de las distintas disciplinas del conocimiento, fácticas y formales, muchos ya han experimentado con la implementación de innovadoras técnicas didácticas con el fin de presentar más interesantes los contenidos para los educandos y facilitar el proceso enseñanza aprendizaje. De esta forma, en el campo de las Ciencias Naturales, en particular la Química que es considerada una ciencia compleja para algunos estudiantes, se ha tomado a bien la incorporación de las TIC para facilitar el aprendizaje en los aprendices.
Con una simple búsqueda en la web se encuentra que actualmente existen diversos software de uso gratuito, software libre, o software de bajo costo que pueden ser incorporados a la enseñanza aprendizaje de la Química, simulando prácticas de laboratorios virtuales, calculadoras científicas, tablas periódicas, entre otros, lo cual constituye el material y equipo tecnológico mínimo requerido en la asignatura de Química I de la modalidad presencial para dar seguimiento al contenido curricular básico de educación media que proporciona la secretaria de educación de Honduras.
Este trabajo pretende dar a conocer una innovadora estrategia de enseñar y aprender los contenidos de Química I, específicamente la tabla periódica de los elementos químicos, de forma atractiva, divertida, eficiente, e interesante, mediada o asistida por el uso de software educativo y cómo influye en el rendimiento académico y la asimilación de conceptos elementales de la Química Básica, de los estudiantes de educación media, para su posterior aplicación práctica en la solución de problemas cotidianos.
1. CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
La realidad educativa y la experiencia docente muestra que no todos los profesores en la segunda década del siglo XXI son nativos digitales, sin embargo la actualización y capacitación en el ámbito de la tecnología educativa les permite familiarizarse con el uso de la misma para que esta sea utilizada como un apoyo o recurso didáctico en el aula de clases.
La incorporación de la tecnología en el aula es un avance significativo en materia educativa, pero no basta solo su utilización sino como estas son utilizadas. Los jóvenes estudiantes en su mayoría se les facilita el uso de la tecnología, pero el problema aquí es que no la utilizan con fines educativos y por ello el docente como facilitador del aprendizaje debe entrar en acción.
En ciertas ocasiones se observa que el rol del docente en el siglo XXI se reduce a utilizar las mismas estrategias tradicionales pero esta vez auxiliado por la tecnología, esa es una situación muy común en algunos países de la región latinoamericana como Honduras. El docente, quien es un “inmigrante digital”, frase utilizada por Marc Prensky (2001) en oposición a los nativos digitales, pretende enseñar con la didáctica tradicional a los estudiantes de la era digital, lo cual resulta aburrido y tedioso para estos últimos. Por ello es necesario redefinir el rol docente para no caer en nuevos “defectos” que en realidad son heredados de los viejos vicios inherentes a la profesión docente (Seoane, 2005).
Los principales actores educativos, docentes y estudiantes, se encuentran en un contexto diferente al siglo XX, donde la enseñanza y aprendizaje necesita adecuarse a las expectativas del estudiante digital, las cuales se ven atraída por el uso de tecnologías de ultimo alcance que les permite interpretar el mundo a su manera, pensar de forma distinta al tiempo de sus antecesores, y disponer de facilidad de acceso a la información.
Esta situación, aunque se ha expresado de forma general, también es particular en la enseñanza y aprendizaje de la Química, asignatura en la cual, según Pozo y Gómez, citado por García (2016) es considerada una disciplina compleja y desmotivante.
La aplicación de los conceptos básico de la Química, entendida esta por Brown (2004) como el estudio de la materia, sus propiedades y los cambios que esta presenta, a través de cálculos matemáticos complejos, la utilización de una variedad de símbolos, la masificación de la información sumado a la rutinaria enseñanza apoyada únicamente en el uso del pizarrón tradicional durante todos los días del periodo escolar, resulta tedioso y propicia la formación de “estudiantes poco comprometidos, desmotivados, que no se apropian del conocimiento, ni le ven sentido, contexto y aplicabilidad” (Martínez, 2007, p.2).
Por otro lado, esta situación resulta frustrante para el docente que con mucho esfuerzo difícilmente logra captar la atención de unos pocos aprendices en el aula de clases cada vez que imparte los contenidos temáticos, desembocando todo esto en un bajo nivel del aprendizaje que es reflejado en el bajo rendimiento de los estudiantes, escasa asimilación de conceptos, poca comprensión de contenidos, y grandes dificultades para la resolución de problemas.
Es por ello que Izquierdo (2004) resalta la importancia de presentar a los educandos recursos que les permitan crear actividades acordes a su contexto y que les permita crear preguntas nuevas sobre su conocimiento del entorno, para así poder resolver problemas propios o de los demás.
En consecuencia, la educación actual se ha visto en la necesidad de cambiar su metodología de enseñanza y aprendizaje empleando el uso de recursos TIC, en los centros educativos públicos y privados, para avanzar en dar respuesta a la demanda de profesionales competententes para la sociedad de la información en el nuevo siglo, lo cual implica la generación o construcción de aprendizajes significativos, cuando para ello es básico que el alumno se sienta motivado, y esto se da cuando los nuevos aprendizajes tienen sentido para Él (Coll, 2007).
Conocer la importancia del uso de software educativo en el aprendizaje de la tabla periódica de la asignatura de Química I de los estudiantes de décimo grado de Bachillerato en Ciencias y Humanidades del Instituto C. durante el primer parcial 2018.
1.3 Objetivos específicos.
1.3.1 Implementar el uso de software educativo como recurso de aprendizaje de la tabla periódica de los elementos químicos dentro de los contenidos curriculares de la asignatura de Química I de décimo grado de educación media.
1.3.2 Evaluar el aprendizaje en los estudiantes de Química I a través de actividades académicas basadas en una metodología de enseñanza aprendizaje asistida por el uso de software educativo.
1.3.3 Comparar el rendimiento académico de los estudiantes de décimo grado de educación media que utilizan software educativo en el aprendizaje de la tabla periódica y los que utilizan tabla periódica tradicional.
¿Existe una metodología eficiente que use las tecnologías de la información y la comunicación en el aprendizaje de la tabla periódica de la asignatura de Química I de décimo grado de educación media para mejorar el rendimiento académico en los estudiantes?
La educación del siglo XXI experimenta un “cambio de paradigma”, frase acuñada por Thomas Kuhn (1922-1996) para referirse a una “revolución científica” que presenta novedades en el rol del docente y estudiante, de tal forma que si el Docentes desea formar discentes que puedan hacer frente a la demanda del mercado laboral actual se debe cambiar de un modelo de educación tradicional, donde la rutina en el salón de clases es la esencialidad siendo el principal protagonista el educador, a un modelo educativo asistido por el uso de las tecnologías de la información y la comunicación que implique el uso recursos tecnológicos como herramienta didáctica para facilitar la enseñanza y que facilite los aprendizajes, cambio en la metodología educativa y en los roles del docente y discente.
Esta transformación debe llevarse a todos los campos de enseñanza de la Ciencia y particularmente a las Ciencias Exactas y Naturales, como la Matemática, la Física, la Biología y la Química, siendo esta última el objeto de este trabajo para que sirva como modelo de aplicación práctica en las otras disciplinas.
Es de conocimiento que aun cuando los docentes emplean una variedad de estrategias de enseñanza aprendizaje para el desarrollo del pensamiento, los estudiantes del siglo XXI muestran deficiencias en el aprendizaje de la Química. Según Nakhleh, Tyson y Treagust citados por Montoya (2015), desafortunadamente a pesar de décadas de investigación y desarrollo de Curriculum, estudiantes modernos aun no aprenden adecuadamente los conceptos necesarios para tener éxito en Química.
De acuerdo con Martínez (2007) “el desinterés y una actitud desfavorable hacia la Ciencia que presentan los estudiantes es debido a la forma como se imparten los conocimientos, ya que están descontextualizados, son memorísticos, repetitivos” lo que genera apatía especialmente hacia las ciencias experimentales como la Física, la Química, y limita su aprendizaje.
En la temática de la tabla periódica, en la asignatura de Química I, autores muestran un punto de vista desde el docente, analizando las dificultades en el proceso de enseñanza aprendizaje de la periodicidad de los elementos químicos desde la opinión de profesores de Química, investigando el tratamiento didáctico de este tema en las aulas de clase (Franco, A.; Oliva, J. & Bernal, S. 2009).
Considerando tales argumentos, es necesario que el docente haga una revisión de las estrategias de enseñanza y aprendizaje, que pueda producir un salto paradigmático de un proceso de aprendizaje tradicional a un aprendizaje basado en el uso de las TIC.
Al respecto, Falieres (2006, p. 3) señala:
“Los educadores deberán considerar la tecnología desde una perspectiva histórico social, cultural y política para entender la sociedad actual y tomar decisiones certeras y apropiadas en relación con su actuación profesional y con los recursos que necesitarán para enfrentar sus prácticas pedagógicas cotidianas.”
Una gran oportunidad para incorporar las tecnologías de la información y la comunicación(TIC) en la enseñanza aprendizaje de forma creativa, divertida, innovadora es el uso de software educativo en el aula de clases ya que de acuerdo con Orlik (2002, citado por González y Blanco. 2011) la enseñanza de la Química se ve beneficiada por el uso de los computadores al utilizar software, el internet como aula virtual y simulaciones de laboratorio de Química, ya que facilitan el aprendizaje y generan motivación en los estudiantes.
Con lo antes expuesto, resulta evidente la importancia de realizar este estudio en el campo educativo de las Ciencias Naturales orientado al aprendizaje de la Química para que los beneficios del mismo puedan ser aplicados en las otras áreas de las Ciencias Exactas y Naturales como la Matemática, la Física, y la Biología en la educación media superior de Honduras.
De esta forma, Johnstone, kozma, Thomas and Schwarz han podido concluir que en la enseñanza tradicional de la Química hay una sobre entrega de información a través de textos, ejemplos y ejercicios que son insuficientes en proveer al estudiante de un entendimiento conceptual solido de las teorías y expresiones encontradas en Química (Informática educacional, 2012).
Por tanto se requiere de la integración de herramientas tecnológicas que han sido creadas con fines educativos y que hasta estos momentos, cerca del final de la segunda década del siglo XXI, no son frecuentes en las aulas de clases de países subdesarrollados como Honduras.
1.6 Delimitación del problema.
Ese trabajo de investigación se realizó en el municipio de Danlí, Departamento de El Paraíso, Honduras, durante el primer parcial del primer semestre académico del año 2018 en colaboración con los estudiantes de décimo grado del Bachillerato Científico Humanista del Instituto C., de la ciudad de Danlí y los estudiantes de décimo grado del Bachillerato Técnico Profesional en Contaduría y Finanzas del Instituto D. de la comunidad de Las Lomas, Valle de Jamastran, del mismo municipio.
1.7 Diagnóstico: Instituto C.
1.7.2 Aspecto histórico.
La demanda educativa de personas que trabajan durante el día fue una de las principales causas de aperturar un centro educativo privado de educación secundaria en la jornada nocturna en la Ciudad de Danlí, Departamento de El paraíso en la región oriental de Honduras, así como una manera de brindar nuevas oportunidades formativas y fundado en el año de 1973 por un grupo de maestras visionarias, que decidieron formar una sociedad a la que bautizaron con el nombre de “Sociedad Superación de Oriente”, nace el instituto C.
En un inicio comienza formando estudiantes en la jornada nocturna ya que no existía ningún centro de educación media que atendiera estudiantes en dicha jornada en la ciudad de Danlí, para en años posteriores extenderse a la jornada diurna debido a la apertura de otros centros educativos nocturnos en la localidad.
En el año 2013, el instituto C., se da a la tarea de ampliar su oferta académica para atender a estudiantes en todos los niveles educativos, desde educación prebásica hasta educación media, impulsando la modalidad de educación bilingüe, español e Ingles, en los grados inferiores y así crecer progresivamente con esta modalidad hasta llegar a educación media.
1.7.3 Ubicación geográfica.
El Instituto C. está ubicado al sureste de la ciudad de Danlí, goza de un clima tropical, su topografía es regular, dentro de Él existe un campo de futbol como área verde de recreación, rodeado de árboles que contribuye a mejorar el ambiente de este centro.
1.7.4 Filosofía del centro educativo.
Brindar a los jóvenes una formación educativa de calidad, cimentada en las exigencias que demanda el nivel de educación superior, mediante un grupo de docentes calificados y de acuerdo a un currículo actual y dinámico.
Ser la alternativa de estudio número uno a nivel medio en la zona oriental del país, egresando jóvenes de calidad con una formación integral tanto en el aspecto académico como en valores, de acuerdo a las exigencias del nivel superior y del mercado laboral.
1.7.5 Contexto institucional.
El instituto C. cuenta con instalaciones propias en el barrio buenos aires abajo y con el requerimiento pedagógico básico para su funcionamiento en los niveles educativos de prebásica, básica y educación media en sus modalidades de español y bilingüe.
1.7.6 Recursos de la institución.
1.7.6.1 Recursos humanos.
Personal Técnico Docente.
Personal de Servicio Civil.
21 profesores, distribuidos en las diferentes áreas de especialización.
Perfil de los docentes.
El docente del instituto C. deberá ser un profesional que domine su materia y sea capaz de orientar adecuadamente los aprendizajes, que posee un espíritu de investigación, de tal manera que haga disfrutar al alumno de los aprendizajes, que ejerza influencia positiva.
Con ética profesional, con calidad humana, consciente de sus derechos, con una equilibrada autoestima, un alto profesionalismo y con una constante actitud crítica ante la realidad del país.
Un formador amigable con liderazgo positivo, aceptado y respetando las opiniones de los demás y siendo un agente de cambio dispuesto a compartir sus conocimientos en una adecuada convivencia grupal.
Que en su aspecto personal muestre pulcritud ejemplar, que cumpla sus deberes y ante todo que disfrute del desempeño docente mostrándose como un profesional eficiente a fin de que su labor trascienda de manera profunda en su razón de ser, dando a sus alumnos la formación que necesitan para que se desarrollen con éxito su vida.
Total de alumnos matriculados en el año 2018:
Educación prebásica: 16
Educación básica: 144
Educación media: 56
Ante las actuales exigencias vistas dentro de la sociedad y que ameritan una pronta solución, un cambio en la forma de hacer frente a las demandas de la sociedad es necesario darle un giro al tipo de profesional que se está formando, adaptándose a los avances tecnológicos, al uso efectivo de las tecnologías de la información y la comunicación descritos en el ámbito del conocimientos, destrezas, aptitudes y habilidades.
Los estudiantes del instituto C., como sucede en otros centros educativos de la región, presentan cierto grado de dificultad en el aprendizaje de los contenidos de la asignatura de Química evidenciándose este hecho en el bajo rendimiento académico de los estudiantes en los últimos cinco años anteriores a esta indagación y en la prueba diagnóstica aplicado en la etapa inicial de recolección de datos de este trabajo investigativo.
1.7.6.2 Recursos materiales.
- Espacios de gestión: Dirección, Secretaría, Sub Dirección, Administración, Orientación, Consejería.
- 1 Caseta de Vigilancia.
- 1 Departamento de orientación.
- 1 Departamento de Consejería.
- 4 Área para baños de estudiantes.
- 1 Área para baños de Docentes.
- 1 Sala de Maestros.
- 20 Aulas.
- 1 Cafetería.
- 1 Taller de Hogar.
- 1 Laboratorio de Ciencias Naturales.
- 1 Laboratorio de Computación.
- 1 Cancha de Baloncesto.
- Plaza cívica.
- 4 Kioscos.
Espacios comunes, circulación y comunicación:
- 1 auditórium.
- Varias áreas verdes.
- 1 Estacionamiento privado.
- 3 pasillos pequeños.
- Cerca perimetral completa.
- 2 Bahías para estacionamiento exterior.
- 1 área de juegos para niños de prebasica.
1.7.7 Estructura organizativa.
Figura 1: Organigrama instituto C.
1.7.8 FODA. Departamento de Ciencias Exactas y Naturales.
Tabla 1: FODA. Ciencias Exactas y Naturales del instituto C.
2. CAPÍTULO II: MARCO TEÒRICO.
Un antecedente a este trabajo y realizado en Honduras es el de Torres (2011): “Incorporación de las tecnologías de la Información y la Comunicación en la enseñanza y aprendizaje de la formulación y nomenclatura de Química Inorgánica en tercer curso de ciclo común del Instituto Alfonzo Hernández Córdoba”, en el cual utilizo un diseño cuasi- experimental con pre-prueba y post-prueba, que incluye análisis de elementos cualitativos como cuantitativos y en el cual concluyó que una solución al bajo rendimiento y desinterés de los alumnos de tercer curso en el estudio de la formulación y nomenclatura de la Química Inorgánica es la utilización de software que puedan ser utilizados para el desarrollo de estos temas”
En los últimos cinco años varias investigaciones en diferentes países han abordado el uso de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC), como el uso de software educativo, gratuito, libre o de bajo costo en los procesos educativos, desde diferentes perspectivas. Respecto a estos temas, se han encontrado invest igaciones relacionadas también con la enseñanza y aprendizaje de la Química.
La aplicación de las TIC se observa también en el trabajo de investigación de García (2013). “Diseño de un programa informático y planteamiento didáctico para la mejora en el aprendizaje de la formulación química” en el cual se diseñó y analizó la funcionalidad de un software para mejorar el aprendizaje de la formulación química, concluyendo que el software le permite al estudiante ser participe activo en su propia educación, contribuyendo de forma significativa para que adquiera la capacidad de abstracción necesaria para llegar a comprender la realidad de lo que está aprendiendo.
Otros autores como Obumnenye y Ahiakwo (2013) realizaron el trabajo de investigación “Uso de modelos de estereoquímica en la enseñanza de la nomenclatura de compuestos orgánicos: Efecto en el rendimiento de estudiantes de secundaria en el estado de Nigeria ríos” el cual consistió en un diseño cuasi experimental con grupo experimental que utilizó mode los estereoquímicos para sus clases y el grupo control con la utilización de modelos gráficos (tablero), se encontró que el grupo experimental presentó mejores resultados en el aprendizaje de la nomenclatura orgánica que el grupo control, debido a la manipulación de las moléculas en tres dimensiones.
Moreno (2013) realizo un estudio acerca de la “Efectividad del uso del software Avogadro en la enseñanza y aprendizaje de la nomenclatura orgánica”, utilizando un diseño experimental con un grupo control y otro de experimento. En este trabajo concluye en que el uso del software Avogadro en la enseñanza y aprendizaje de la nomenclatura orgánica permite a los estudiantes estar más motivados, ser autónomos, respetar su estilo de aprendizaje, trabajar a su propio ritmo y estimular el trabajo cooperativo.
Torres Quezada, Celia y Varela Gangas, Patricia y Verónica Frías, María y Flores- Morales, Patricio (2016). Implementación de Avogadro como visualizador y constructor de moléculas para alumnos de primer año de Odontología en la asignatura Química General y Orgánica. En este estudio se utilizó el visualizador molecular Avogadro de libre acceso y se concluye que los alumnos son proclives a usar este programa no solo en cursos de química, sino en otros más avanzados.
2.2 Base histórica y epistemológica de la tabla periódica.
La tabla periódica moderna es producto de un arduo y largo trabajo realizado por varios personajes de la Química en diferentes espacios y tiempo en la Historia. Desde la antigüedad los griegos tenían la curiosidad de saber la consistencia del universo y entorno a la pregunta de los antiguos griegos: “¿De qué está hecho el universo?”, en 1830 ya se tenía una respuesta muy diferente a la esperada. En lugar de unos cuantos bloques básicos de construcción se tenía una lista de 54 elementos químicos y la Química empezaba a convertirse en una selva.
En el foro de la industria nuclear española, Mª Teresa Torres de la Peña (2006) nos relata a través de un viaje, con los químicos, la consolidación de la tabla periódica a través del tiempo:
Johann Wolfgang Döbereiner (Hof, Principado de Bayreuth, 1780 - Jena, 1849). Químico alemán que descubrió, en 1829, que ciertas agrupaciones de tres elementos (las llamadas tríadas de Döbereiner) presentaban propiedades muy parecidas; en tales tríadas, además, el peso atómico del elemento central era aproximadamente la media del peso atómico de los elementos extremos. En 1850 se pudo contar con unas 20 tríadas para llegar a una primera clasificación coherente.
Stanislao Cannizzaro (Palermo, 1826 - Roma, 1910). Químico italiano que enunció la famosa “ley de los átomos” en el primer congreso mundial de química de Karlsruhe, en 1860. Distinguió los átomos de las moléculas e interpretó, de modo riguroso, los hechos sin recurrir a otras hipótesis sobre la constitución de la materia.
Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois (París 1820 – París 1886). Geólogo y mineralogista francés, fue el primero en ordenar los elementos químicos según su peso atómico, en 1862, poniendo en evidencia una cierta periodicidad entre los elementos de la tabla.
Construyó el llamado "tornillo telúrico", una de las formas más atractivas desde el punto de vista visual para clasificar a los elementos.
John Alexander Reina Newlands (Londres 1837- Londres 1898). Químico inglés que siguió los pasos de Chancourtois. En 1864, ordenó los elementos conocidos en orden creciente de su peso atómico y observó que, si se empieza a contar a partir de alguno de ellos, el octavo elemento tiene propiedades similares al inicial. A este hecho, Newlands le llamó la “ley de octavas” como analogía con la escala musical.
Julius Lothar von Meyer (Varel, 1830 – Tubinga 1895) Químico alemán que realizó, en 1868, una tabla de clasificación similar a la de Mendeléiev; sin embargo, no llegó a publicarla hasta el año 1870, un año más tarde que aquel. La tabla de Meyer mostraba de forma gráfica las relaciones entre el volumen y el número atómico y las propiedades periódicas de los elementos.
Dmitri Ivánovich Mendeléiev (Tobolsk, Rusia, 1834 - San Peterburgo, 1907). Químico ruso que demostró, en controversia con químicos de la talla de Chancourtois, Newlands y Meyer, que las propiedades de los elementos químicos son función periódica de sus pesos atómicos.
En 1869, Mendeléiev presentó la primera versión de la tabla periódica en Rusia. Después de varias modificaciones, publicó en el año 1871 una nueva tabla periódica, que fue completando hasta su muerte en 1907. El mérito de Mendeléiev consistió en pronosticar la existencia de nuevos elementos. Dejó algunas casillas vacías, para ubicar en ellas los elementos cuyo descubrimiento se realizaría años más tarde. Incluso vaticinó las propiedades de algunos de ellos. Pero esta tabla periódica presentaba algunas anomalías, que fueron subsanadas por el inglés Moseley.
Henry Gwyn Jeffreys Moseley (Weymouth, Reino Unido, 1887 - Gallípoli, Turquía 1915). Físico inglés que resolvió los problemas de organizació n de la tabla de Mendeléiev, en 1913, mediante la ley que lleva su nombre. Descubrió que el número atómico constituía un principio más apropiado para ordenar los elementos en la tabla periódica que el peso atómico. Esta tabla de Moseley constituye la base de la actual tabla periódica de los elementos químicos.
En un estudio Echeverría, citado por Zamora (2000) establece que estos acontecimientos descritos con anterioridad llevaron a la formulación de una ley científica a la que obedecen los elementos químicos; la ley periódica. Este es un episodio histórico epistemológico fundamental tanto para la Química como para su enseñanza y aprendizaje, que nos permite evidenciar cómo evolucionan las dinámicas científicas y como la construcción de conocimiento en Química es posible gracias a la interacción de los contextos de educación, innovación, evaluación y aplicación.
Esta ley es producto como afirma Bensaude Vincent, de una urgencia pedagógica que tras un sueño y un juego de solitario se transformó en una representación iconográfico, que todos y todas asociamos con la Química donde quiera que estemos, la tabla periódica (Camacho, Quintanilla, Cuéllar, Gallego & Pérez, s.f.).
En definitiva, la enseñanza y aprendizaje de la tabla periódica desde una perspectiva histórica y epistemológica, a través del método de investigación-acción, fue documentada en el II Congreso Nacional de Investigación en Ciencias y Tecnología. Esta propuesta fue planteada para mejorar la actitud hacia la ciencia y hacia el desarrollo de la Química (Martínez, 2010).
2.3.1. Ventajas y desventajas de las TIC en educación.
En el siglo XXI la incorporación de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) en ambientes formativos es una situación inevitable, teniendo en cuenta la injerencia que estas tienen en diversos sectores sociales (industrial, agropecuario, salud, entre otros).
Para Ríos (2014) los avances tecnológicos, en cibernética, la creación de la internet (1969), los vertiginosos cambios en la informática, telecomunicaciones y otras Ciencias son característicos de nuestra época.
Estos avances en la Ciencia y la Tecnología son aprovechados cada vez más en varios sistemas educativos del mundo, rompiendo fronteras para el intercambio de la información y el conocimiento. La integración de las TIC en la educación demanda de una transformación en las formas de presentar los contenidos curriculares, cambios en la manera de interactuar y aprender, avaluación, metodologías de enseñanza y aprendizaje.
Más autores opinan acerca de la importancia de estos cambios y su implicación en educación:
Para el Profesor Bravo (2004), la presencia de las Tecnologías de la Información y de la Comunicación (TIC) ha generado cambios importantes en los medios de enseñanza al integrar algunos nuevos y cambiar muchos de los recursos didácticos para fortalecer la enseñanza y el aprendizaje. Por su parte Navés (2015), nos comparte que la práctica docente asociada con el uso de las TIC conduce a una reflexión acerca de los estilos de aprendizaje y la implementación de las TIC como recurso didáctico.
Repáraz (2001), dice que: La globalización instrumentalizada por las TIC favorece el desarrollo de nuevas prácticas escolares y con ello un nuevo modo de actuar en los pro cesos de enseñanza aprendizaje.
Aunque los avances tecnológicos proporcionan de innovadoras formas de comunicación, medios y recursos didácticos mediados por las TIC, también se debe aclarar que esto no garantiza un mejor aprendizaje. El propósito de la utilización de estos recursos es facilitar la apropiación del conocimiento por parte de estudiante, así es percibido por algunos autores de la educación, Zapata (2012) quien lo describe como un elemento que facilita el desarrollo de actividades de aprendizaje, que aportan con el desarrollo de habilidades, actitudes y valores, lo que implica para el docente hacer una selección adecuada y planificada de los contenidos.
Aun con estas argumentaciones a favor de las tecnologías de la información y la comunicación, no se puede obviar que estas también poseen algunas debilidades. Así lo expresan algunos autores:
Quiroga (2011), detalla aspectos relevantes donde se relacionan, tanto las posibilidades como las limitantes que se pueden presentar tras la inclusión de las TIC en entornos educativos.
Fuente: Quiroga (2011)
2.3.2 Recursos didácticos en la enseñanza y aprendizaje.
Los recursos didácticos son aquellos medios que facilitan la acción de enseñar y con ello el proceso de aprendizaje. Blázquez y Lucero en Cacheiro (2011), lo definen como:
Cualquier recurso que el profesor prevea emplear en el diseño o desarrollo del currículo (por su parte o la de los alumnos) para aproximar o facilitar los contenidos, mediar en las experiencias de aprendizaje, provocar encuentros o situaciones, desarrollar habilidades cognitivas, apoyar sus estrategias metodológicas, o facilitar o enriquecer la evaluación.
Ogalde y Bardavid (2003), clasifican los recursos didácticos en:
- Materiales auditivos: voz, grabación.
- Materiales de imagen fija: cuerpos opacos, proyector de diapositiva, fotografías, transparencias, retroproyector, pantalla, entre otras.
-Materiales gráficos: acetatos, carteles, pizarrón, rotafolio, entre otras.
- Materiales impresos: libros.
- Materiales mixtos: películas, vídeos.
-Materiales tridimensionales: objetos tridimensionales.
-Materiales TIC: programas informáticos (software), ordenador (hardware) o el Tablero Blanco Interactivo (TBI).
2.3.3 Definición de software educativo.
2.3.3.1 Software educativo.
Algunos expertos en esta disciplina como Sánchez, definen a un software educativo como cualquier programa computacional que cuyas características estructurales y funcionales le permiten servir de apoyo a la enseñanza, el aprendizaje y la administración educacional (Figueroa, 2014).
De acuerdo con Galvis, citado por Figueroa (2014) un software educativo, por el rol que cumple en el proceso de aprendizaje, es considerado como parte del material educativo, enmarcándose como Material Educativo Computarizado (MEC).
2.3.3.2 Software semilibre.
El software Semilibre es un tipo software que no es libre, pero viene con autorización para que los usuarios usen, copien, distribuyan y modifiquen , incluye la distribución de versiones modificadas, sin fines de lucro, pero también tiene otras restricciones.
2.3.3.3 Software libre.
El software libre es definido por Stallman (2004, p. 59) como “la libertad de los usuarios para ejecutar, copiar, distribuir, estudiar, modificar y mejorar el software”.
2.3.3.4 Software propietario.
Culebro Juárez, Gómez Herrera y Torres Sánchez afirman que el software no libre, también llamado software privativo, se refiere a cualquier programa informático en el que los usuarios tienen limitadas las posibilidades de usarlo, modificarlo o redistribuirlo (con o sin modificaciones), o cuyo código no esté disponible o el acceso a éste se encuentre restringido.
2.3.4 Software educativo en la enseñanza y aprendizaje de la Química.
De acuerdo con Orlik (citado por González & Blanco, 2011) la enseñanza de la Química se ve beneficiada por el uso de los computadores al utilizar software, el internet como aula virtual y simulaciones de laboratorio de química, ya que facilitan el aprendizaje y generan motivación en los estudiantes.
2.3.4.1 El software libre Gabedit.
El software Gabedit posee una interfaz gráfica de código abierto con la cual se pueden realizar una variedad de cálculos incluyendo soporte a la mayoría de los formatos de archivos de moléculas, como puede visualizarse en la Figura 2 ; la última versión estable a la fecha es la 2.4.0 y está en desarrollo permanente.
Figura 2: Software educativo Gabedit.
Fuente: Wikipedia (2017).
2.3.4.2 El visor Jmol.
El Jmol es un programa que permite visualizar en 3D, como se aprecia en la Figura 3, estructuras químicas de compuestos orgánicos, cristales y biomoléculas. Es un software libre y gratuito, escrito en lenguaje de programación Java, multiplataforma y multiidioma; la última versión estable a la fecha es la 13.0 y cuenta con una amplia y activa comunidad de desarrolladores.
Figura 3: Software educativo Jmol.
2.3.4.3 El software Avogadro.
Es un programa libre y gratuito, como puede verse en la Figura 4, que ofrece procesamiento flexible de alta calidad y una potente arquitectura de plugin (Hanwell et al. 2012).
Figura 4: Software educativo Avogadro.
Fuente: Sourceforge (2017).
2.3.4.4 Laboratorios Virtuales de Química(LVQ).
Cabero (2007), plantea que los laboratorios virtuales son herramientas informáticas que aportan las TIC y simulan un laboratorio de ensayos químicos desde un ambiente virtual.
Algunos laboratorios virtuales son el Model Chemlab y Crocodile Chemistry, los cuales se detallan a continuación.
2.3.4.4.1 Model Chemlab.
Es un programa de simulación de un laboratorio de Química, como se observa en la Figura 5. Se utiliza el equipamiento y los procedimientos más comunes para simular los pasos necesarios que se efectúan en los experimentos de laboratorio. Cada tipo de simulación tiene sus propias características y son por tanto extensiones del programa principal de ChemLab, que es el interfaz común a todos ellos.
Figura 5: Software educativo ChemLab.
Fuente: AOL soft (2018).
2.3.4.4.2 Crocodile Chemistry.
Programa educativo para Química, de simulación de experiencias de laboratorio donde se desarrollan multitud de temas en los que se proponen las experiencias químicas correspondientes. Posee una gran cantidad de experiencias ya elaboradas y que se puede modificar, el mismo puede visualizarse en la Figura 6.
Figura 6: Software educativo Crocodile Chemistry.
Fuente: Fernández (2013).
2.3.4.5 QuimAP 2012.
Programa educativo sobre Química, véase la Figura 7, distinto a los típicos programas que simulan la tabla periódica, ya que se trata de una aplicación con numerosas aplicaciones químicas y además se encuentra completamente en el idioma español. Su gran base de datos de información, sus numerosas utilidades y opciones hacen de QuimAP 2012 una completa suite de educación Química.
Figura 7: Software QuimAP 2012.
Fuente: Fernández (2014).
QPeriodicTable muestra en una tabla todos los elementos químicos. Se pueden ordenar según su valencia, peso atómico y su estado natural. También se puede comprobar cuándo fueron descubiertos.
Se trata de la clásica tabla de elementos con algunas opciones extra que facilitan su estudio. QPeriodicTable es una aplicación interesante y gratis para Windows, que pertenece a la categoría Educación y Ciencia de la subcategoría Ciencias Naturales, en particular la Química (véase la figura 8).
Figura 8: Software Qperiodic table.
Fuente: Peel (2018).
2.3.4.7 Química 1.0
Es una aplicación muy completa, la Figura 9 hace referencia al software, que permite repasar los conocimientos de formulación Química. Puede ser utilizada tanto para uso particular como didáctico, ya que está preparada para el trabajo con estudiantes.
Fuente: García (2006).
El programa cuenta con varias herramientas para el dibujo en dos y tres dimensiones, como se observa en la figura 10, accesos directos a toda la información de la tabla periódica de elementos, tabla de radicales y plantillas con estructuras comunes como la de los alcaloides, carbohidratos, azúcares, etc.
Figura 10: Software ChemSketch.
Fuente: Bio Soft Net (2015).
2.3.4.9 Periodic Table.
Periodic Table es mucho más que una simple tabla periódica, vea la figura 11. Este programa está absolutamente repleto de funciones y sería un gran recurso para cualquier estudiante de química. Periodic Table contiene todos los elementos de la tabla periódica, junto con imágenes de los elementos en su estado natural, así como gran cantidad de información y pantallas interactivas (Freshney, 2008).
Figura 11: Software Periodic Table.
Fuente: Portal programas (2018).
2.3.4.10 Integral Scientist Periodic Table.
Integral Scientist Periodic Table está diseñada para químicos profesionales, educadores y estudiantes. Ofrece seis estilos importantes de la tabla, cinco pantallas detalladas de la información (general, físico, químico, nuclear, energía), la característica del elemento y campos de información. Demuestra la exhibición gráfica de orbitarios, como puede verse en la figura 12. El software integral Periodic Table tiene en cuenta la representación gráfica de la comparación de características múltiples y de la búsqueda lógica en características de los elementos químicos. El programa fue aceptado dos veces para la presentación en las conferencias del Nacional American Chemical Society (ACS).
Figura 12: Software Integral Scientis Periodic Table.
Fuente: Aniablesoftware (2018)
Jimenez y Llitjos realizan una revisión histórica de medios informáticos utilizados en la Química, desde el uso de la radio hasta la multimedia y el internet (Jimenez & Llitjos, 2006).
El diseño de software educativo para la enseñanza aprendizaje de la Química lo describe Grisolia, donde incluye contenidos conceptuales, procedimentales y actitudinales en el diseño y elaboración de un software como material de apoyo para trabajar el tema de Estequiometría, involucrando el uso de materiales hipermedia (Grisolía, M. & Grisolía, C., 2009).
Una propuesta de aula que documenta el uso de las TIC en cursos de Química Orgánica e Inorgánica, mediante el uso de hojas de cálculo y la construcción de representaciones de las fórmulas químicas, incorporando la tecnología en la resolución de problemas y el laboratorio (Gómez, 2006).
3.1 Enfoque de investigación.
Es un tipo de investigación cuantitativa, posee un enfoque cuantitativo en cuanto al análisis del rendimientos académico, es decir “…usa la recolección de datos para probar hipótesis, con base en la medición numérica y el análisis estadístico, para establecer patrones de comportamiento” (Hernández, 2006).
3.2 Definición de universo, población y muestra.
El universo está constituido por todos los Institutos de educación media, públicos y privados del municipio de Danlí, y la población que se investigo fue dos centros educativos de educación media, el instituto C. del sector privado y el instituto D. del sector público.
La muestra fue de 52 estudiantes, misma que la constituyen los 26 estudiantes de décimo grado del instituto C., del sector privado, y 26 estudiantes del sector público el instituto D.
3.3 Técnica de recolección de datos.
Para recolectar la información se utilizó una prueba diagnóstico inicial en los estudiantes, encuestas, guía de actividades de aprendizaje para el uso de software educativo en la solución de ejercicios prácticos, y una prueba final escrita.
3.4 Diseño de la investigación.
Para este estudio se realizó un diseño experimental, analizando el problema en estudio junto a sus variables, para proporcionar las conclusiones de la investigación y que a manera de efecto se efectúe su aplicabilidad en el aprendizaje de la tabla periódica en la asignatura de Química I de los diferentes bachilleratos técnicos profesionales (BTP) y el bachillerato científico humanista (BCH) de educación media de Honduras.
3.5 Variables de la investigación.
En esta investigación se analizaron las siguientes variables:
4. CAPÍTULO IV: DISEÑO DE UNIDAD DIDÁCTICA.
4.1 Descripción de la asignatura de Química I.
La Química como rama de las Ciencias Naturales, de acuerdo a el diccionario de la Real Academia Española (2001), es una Ciencia que estudia la estructura, propiedades y transformaciones de la materia a partir de su composición atómica.
El campo del conocimiento de Química I está contemplado dentro del programa de formación fundamental, de los Bachillerato Técnico Profesional y Bachillerato en Ciencias y Humanidades, que forma parte del área de Ciencias Naturales. Está asignatura es cursada en el primer semestre académico, el cual incluye dos periodos o parciales, para décimo grado.
De acuerdo al programa curricular del área de Ciencias Naturales proporcionado por la Secretaría de educación pública de la republica de Honduras (2014), esta asignatura orienta la introducción de conceptos que permitan la comprensión del mundo químico, partiendo de datos que la realidad inmediata nos proporciona y tomando la experimentación como base de cualquier discusión o información teórica. Los contenidos tratados en este programa incluyen el objeto de estudio de la Química, estructura atómica, enlace químico, reacción química. Mediante estrategias adecuadas de aprendizaje tales como: Exposiciones, debates, prácticas de laboratorio, redacción de informes, estudio de casos, resolución de guías de estudio, entre otros.
El centro temático de esta investigación tiene lugar en la Unidad didáctica II; Estructura atómica, donde se hace uso de la tabla periódica de los elementos para abordar los siguientes temas:
- Configuración electrónica y electrones de valencia.
- Distribución electrónica de diferentes elementos químicos mediante modelos.
- Ubicación de los elementos en la tabla periódica.
- Grupos y períodos de la tabla periódica.
- Clasificación de los elementos de la tabla periódica: Metales, no metales y metaloides.
4.2 Expectativas de logro de la unidad Didáctica.
- Describen la estructura electrónica del átomo a partir del modelo atómico, comprendiendo la organización periódica de los elementos.
- Describen a los elementos de acuerdo a su ubicación en la tabla periódica, destacando sus propiedades físicas y químicas.
4.3.1 Introducción y conceptualización de la tabla periódica.
La tabla periódica consiste en la organización de los elementos químicos en casillas que contienen la información básica de cada uno de ellos y agrupados de acuerdo a sus características físicas y químicas.
Andrés, Antón y Barrio (2011, p. 92), explican que la tabla periódica “es una ordenación de los elementos químicos, que tiene como criterio de organización el orden creciente del número atómico”.
Actividad 1: Después de la explicación, sobre la conceptualización de la tabla periódica, usando el software “QuimAp 2012” responden lo que a continuación se le solicita:
I. Escribe el nombre o símbolo de los siguientes elementos, según corresponda.
4.3.2 Configuración electrónica y electrones de valencia.
La configuración electrónica consiste en una organización de los electrones en los niveles y subniveles de energía de un átomo, es decir, la manera en que están distribuidos los electrones entre los distintos orbitales atómicos (Chang, 2010). Para una mejor comprensión véase la Figura 13.
Figura 13: Esquema de la configuración electrónica del elemento Helio Z=2.
Fuente: Área Ciencias (s.f.).
En la enseñanza de la Química comúnmente se sigue un esquema (Figura 14) que representa el orden de los niveles y subniveles de energía para hacer la respectiva distribución de los electrones en un átomo.
Figura 14: El diagrama de Möller.
Fuente: Biografías y Vidas. La enciclopedia bibliográfica en línea (2018)
Para una mejor comprensión de la distribución de los electrones en un átomo los estudiantes visualizan y confirman en el software “QuimAp 2012” la configuración electrónica completa y abreviada de los siguientes elementos:
Escribe la configuración electrónica de los átomos con números atómicos de 4 a 10, escribe también el nombre y el símbolo del elemento respectivo.
Tabla 3: Actividad de aprendizaje 2.
El danés Niels Bohr (1885-1962), a quien se le conoce por su trabajo sobre el átomo de hidrógeno y por su modelo planetario de los electrones en los átomos, pudo deducir que cada nivel de energía de un átomo sólo podía contener cierto número de electrones. Para hacer referencia a los electrones que se encuentran en el último nivel de energía se habla de electrones externos o electrones de valencia. “Los electrones del nivel de energía más externo se conocen como electrones de valencia” (Burns, 2010).
Actividad 3: Con ayuda del software “Periodic Table” los estudiantes identifican y dibujan los electrones de valencia en el modelo atómico de Bohr de los siguientes elementos:
Tabla 4: Actividad de aprendizaje 3.
4.3.3 Distribución electrónica mediante diferentes modelos.
4.3.3.1 Diagrama de orbital.
También es posible representar la configuración electrónica con un diagrama de orbital que muestra el giro del electrón como se puede ver en la Figura 15:
Figura 15: Esquema del diagrama de orbitales para el elemento Helio z=2.
Fuente: Portal Educativo Conectando Neuronas (2015).
4.3.3.1.1 El principio de exclusión de Pauli.
El principio de exclusión de Pauli es útil para determinar las configuraciones electrónicas de los átomos polielectrónicos, como puede verse en la Figura 16. Este principio establece que no es posible que dos electrones de un átomo tengan los mismos cuatro números cuánticos (Chang, 2010).
Figura 16: esquema principio de exclusión de Pauli.
4.3.3.1.2 Regla de Hund.
La regla de Hund establece que la distribución electrónica más estable en los subniveles es la que tiene el mayor número de espines paralelos (véase la Figura 17).
Figura 17: Esquema de aplicación de la regla de Hund.
Actividad 4: Después de la explicación brindada por el docente, realizan diagramas de orbitales y verifican el mismo con el software “Integral Scientist Periodic Table” para los siguientes elementos:
Tabla 5: Actividad de aprendizaje 4.
4.3.3.2 Diagrama de Bohr.
De acuerdo con el modelo atómico de Bohr (Figura 18), los electrones se mueven en órbitas en torno al núcleo, de manera semejante al movimiento de los planetas en órbitas alrededor del Sol, es así como de esta forma también se puede representar la configuración electrónica.
Figura 18: Esquema del diagrama de Bohr para el elemento Helio z = 2
Fuente: Glogster (2012).
Actividad 5: Utilizar el software “Periodic Table” para visualizar, y analizar el diagrama de Bohr de los siguientes elementos químicos.
Tabla 6: Actividad de aprendizaje 5.
4.3.4 Ubicación de los elementos en la tabla periódica.
Brown, T.; LeMay, E.; Bursten, B.; y Burdge, J. (2004) resumen la organización de los elementos de esta forma;
En la tabla periódica los elementos se ubican con base en su configuración electrónica. Los elementos en los que la subcapa más exterior es s o p se denominan elementos representativos o de los grupos principales. Los metales alcalinos (grupo 1A), los halógenos (grupo 7A) y los gases nobles (grupo 8A) son ejemplos de elementos representativos.
Los elementos en los que se está llenando una subcapa d se llaman elementos de transición (o metales de transición). Los elementos en los que se está llenando la subcapa 4f se denominan elementos lantánidos. Los elementos actínidos son aquellos en los que se está llenando la subcapa 5f. Los elementos lantánidos y actínidos se agrupan bajo la denominación de metales del bloque f. Estos elementos aparecen como dos filas de 14 elementos debajo de la parte principal de la tabla periódica. Lo descrito anteriormente puede verse en la figura 19 y figura 20.
Figura 19: Ubicación de los elementos en la tabla periódica.
Fuente: Cabrera (2016).
Figura 20: Ubicación de los elementos de acuerdo a los orbitales.
Fuente: Universidad Central Caracas Venezuela (s.f.).
Tabla 7: Actividad de aprendizaje 6.
Actividad 6: Utilizar el software “QuimAp 2012” para completan la siguiente tabla
4.3.5 Grupos y periodos de la tabla periódica de los elementos químicos.
La tabla periódica comprende siete filas horizontales de elementos, llamadas periodos. La variación en cuanto a propiedades físicas y químicas en un periodo es aproximadamente paralela a la variación de las propiedades en otros periodos: Primero hay metales reactivos y brillantes a la izquierda de la tabla periódica, seguidos de sólidos opacos, no metales reactivos y, finalmente, un gas noble. Dentro de las columnas verticales, llamadas grupos o familias de elementos, todos los átomos tienen el mismo número de electrones de valencia y participan en reacciones químicas similares (Burns, 2010).
Para un mejor comprensión de los antes descrito puede ver a continuación la figura 21.
Figura 21: Señalización de grupos y periodos de la tabla periódica.
Fuente: Aul@mbiental(2009).
Actividad 7: utilizan el software “QuimAp 2012” y realizan el juego “Tabla Periódica”. El juego consiste en la colocar los elementos que se le presenten en la casilla correcta de la tabla periódica con un periodo determinado de tiempo.
Para la evaluación de esta actividad de aprendizaje el estudiante deberá tomar una captura de pantalla que confirme los resultados obtenidos en la misma, imprimir la imagen y adjuntar esta a la hoja de anexos de la guía de actividades de aprendizaje.
4.3.6 Clasificación de la tabla periódica: Metales, no metales y metaloides.
Los elementos pueden dividirse en metales, no metales y metaloides. La mayor parte de los elementos son metales; ocupan el lado izquierdo y la parte media de la tabla periódica. Los no metales aparecen en la sección superior derecha de la tabla. Los metaloides ocupan una banda angosta entre los metales y los no metales. La tendencia de un elemento a exhibir las propiedades de los metales, llamada carácter metálico, aumenta conforme bajamos por una columna y disminuye conforme avanzamos de izquierda a derecha por una fila (Brown, T.; LeMay, E.; Bursten, B.; & Burdge, J., 2004).
Véase la Figura 22 para comprender mejor lo antes mencionado.
Figura 22: Esquema de la agrupación de metales, no metales y metaloides.
Fuente: Home Security (s.f.)
Actividad 8: Considerar los esqueletos de la tabla periódica y apoyarse en el software “QuimAp 2012” para colorear cada una de las subdivisiones y clasificaciones.
Fuente: Aguilar(2010).
4.4. Planificación de unidad Didáctica: Tabla periódica.
5. CAPÍTULO V: RESULTADOS Y CONCLUSIONES.
5.1 Breve descripción del análisis de resultados.
En primer lugar se detallan los resultados obtenidos de las encuestas aplicadas a estudiantes del grupo experimental del Instituto C. y los estudiantes del grupo control del instituto D.
Posteriormente, se muestran los resultados obtenidos en las pruebas diagnósticas por estudiantes de ambos centros educativos en estudio.
Finalmente, se presentan los resultados de la evaluación a través de la guía didáctica colaborativa y la prueba final escrita de forma individual.
5.2 Resultados de la encuesta aplicada a estudiantes.
Se encuestaron un total de 52 estudiantes, y se seleccionaron 26 estudiantes al azar del Instituto C. (ICGC), y 26 estudiantes del Instituto D. (IDCM).
A continuación se muestran los resultados obtenidos:
1. Un software educativo es una aplicación tecnológica creado con fines educativos ¿Ha utilizado alguno?
Gráfico 1: Un software educativo es una aplicación tecnológica.
El 60.5% de los estudiantes de ambos institutos no han utilizado un software educativo. Los estudiantes que si han utilizado algún software se refirieron a Microsoft Word, Excel y Power Point.
2. ¿Le gustaría utilizar software educativo como herramienta de aprendizaje de la tabla periódica?
Gráfico 2: Software educativo como herramienta de aprendizaje de la tabla periódica.
El 75% de los estudiantes de ambos institutos les gustaría utilizar algún software educativo en sustitución de la tabla periódica tradicional para aprender el contenido temático de la tabla periódica de los elementos químicos.
3. ¿Considera usted que los recursos tecnológicos hacen su proceso de aprendizaje interesante?
Gráfico 3: Recursos tecnológicos interesantes para el aprendizaje.
En su mayoría, el 94% de los estudiantes en ambos institutos consideran que el uso de herramientas tecnológicas como recurso de enseñanza aprendizaje hace su proceso formativo más interesante.
4. ¿Considera usted que hacer uso de la tecnología en las clases resulta que estas sean agradable?
Gráfico 4: Uso de la tecnología en clase.
El 92.5% de los estudiantes de ambos centros educativos, instituto C. y el instituto D., consideran que las clases de Química, asistidas por la tecnología, son amena, interesante y agradable.
5. ¿Cree usted que los recursos tecnológicos favorecen la adquisición de aprendizaje?
Gráfico 5: Recursos tecnológicos y la adquisición de aprendizaje.
La mayor parte de los estudiantes de ambos instituto, el 87%, consideran que los recursos tecnológicos favorecen el aprendizaje de los contenidos de Química I.
6. ¿Le gustaría hacer uso de una tabla periódica interactiva para resolver sus guías de trabajo?
Gráfico 6: Tabla periódica interactiva en la resolución de guías de estudio.
Una mayoría, el 83 % de los estudiantes de ambos institutos les gustaría utilizar una tabla periódica interactiva, es decir utilizar un software educativo que presente en forma dinámica y digital la tabla periódica de los elementos químicos.
7. ¿Considera que el aprendizaje del tema “tabla periódica” puede facilitar y mejorar su rendimiento académico haciendo uso de recursos tecnológicos?
Gráfico 7: Tabla periódica como recurso TIC y el rendimiento académico.
Una mayoría significativa, el 90.5% de ambos centros educativos del nivel medio consideran que el uso de herramientas tecnológicas les permitirá mejorar el rendimiento académico.
8. ¿Posee ordenador en su casa?
Gráfico 8: Acceso a ordenadores en casa.
No menos del 77% los estudiantes de décimo grado de ambos institutos, poseen ordenador en su casa.
9. Cuando utiliza el ordenado lo hace por:
Gráfico 9: Uso de los ordenadores por parte de los estudiantes.
El 45% de alumnos de ambos centros educativos han utilizado una computadora para realizar actividades academias, un 38% utilizan el ordenador como entretenimiento y un 17% no utilizan ordenador en su casa.
10. ¿Cuál es su interés por aprender Química?:
La mayor parte de los estudiantes, un 58.5% de ambos institutos consideran alto su interés por aprender Química además de un 30% que consideran en un nivel medio su interés por el estudio de la Química y una minoría de 11.5% de estudiantes les interesa poco estudiar el contenido de la tabla periódica de los elementos.
11 ¿Cómo considera que es su rendimiento académico en la asignatura de Química?
Gráfico 11: Rendimiento académico en la asignatura de Química.
El un 54.5% de los estudiantes del instituto C. y el instituto D. consideran que su rendimiento en la asignatura de Química es muy bueno. El 32% de alumnos de ambos centros educativos consideran que su rendimiento académico en Química I es satisfactorio, y un 27% consideran que su rendimiento académico es avanzado.
12. Considera usted que puede mejorar su rendimiento académico incorporando las tecnologías de la información y la comunicación como estrategia para su aprendizaje.
Gráfico 12: Las tecnologías de la información y la comunicación como estrategia para el aprendizaje.
El 96.5% de los encuestados consideran que la incorporación de las TIC como estrategia de aprendizaje puede mejorar el rendimiento académico y tan solo un 3.5% piensan lo contrario.
5.3 Resultados de la prueba diagnóstica y la prueba final.
A continuación se presentan los resultados de esta investigación en 71 estudiantes pertenecientes de décimo grado de educación media del instituto C. y el instituto D., 27 estudiantes del grupo experimental y 44 estudiantes del grupo control.
Tabla 9: Resultados de la prueba diagnóstico y prueba final en el instituto C. y el instituto D.
Gráfico 13: Resultados de prueba diagnóstico y prueba final en el instituto C. y el instituto D.
El puntaje obtenido en la prueba final fue superior al puntaje de la prueba diagnóstica tanto para el grupo control del Instituto D. (IDCM), con la metodología tradicional, como lo hizo el grupo experimental del Instituto C. (ICGC), utilizando software educativo. Sin embargo, el puntaje promedio en la prueba final obtenido por el grupo experimental supero con un puntaje de 20.56 al grupo tradicional que logro en promedio un puntaje de 13.97 en la prueba final.
5.4 Resultados finales en el aprendizaje de la tabla periódica.
A continuación se muestra los resultados finales obtenidos en la asignatura de Química I en 71 estudiantes, 44 alumnos del grupo control del instituto D. y 27 alumnos del instituto C. (grupo experimental).
Tabla 10: Rendimiento académico en el aprendizaje de la tabla periódica en el instituto C. y el instituto D.
Gráfico 14: Rendimiento académico en el aprendizaje de la tabla periódica en el
El puntaje promedio final del primer parcial, primer semestre 2018, obtenido por el grupo experimental, quien utilizo software educativo como recurso de aprendizaje de la tabla periódica fue superior al que obtuvo el grupo control del instituto D.
5.5.1. La incorporación de la tecnología educativa en el proceso de enseñanza aprendizaje para programar actividades de aprendizaje puede incluir el uso de recursos TIC como es el software educativo, para sustituir el uso de la tabla periódica tradicional por una tabla interactiva instalada en un ordenador, lo que resulta una estrategia motivadora y eficiente para los estudiantes del siglo XXI.
5.5.2 En la evaluación del aprendizaje del contenido temático de la tabla periódica de los elementos químico haciendo uso de software educativo se puede percibir que esta metodología estimula el interés de los estudiantes hacia el estudio de la Química, lo que se manifiesta en un proceso de aprendizaje eficiente respecto a aquellos estudiantes que son evaluados por una metodología tradicional.
5.5.3 El aprendizaje del contenido temático de la tabla periódica en los estudiantes de décimo grado de educación media que usaron software educativo refleja un mayor rendimiento académico respecto de aquellos estudiantes que fueron evaluados usando la tabla periódica tradicional como recurso de enseñanza aprendizaje.
5.6.1 Al personal directivo, administrativo y propietarios de los centros educativos públicos y privados de educación media se les invita a acondicionar una sala de audiovisuales con el equipo tecnológico mínimo para la incorporación de software educativo en el ordenador y que estos puedan ser utilizados por los estudiantes de décimo grado como herramienta de aprendizaje de la tabla periódica en la asignatura de Química I.
5.6.2 A los docentes se les motiva a incorporar el uso las tecnologías de la información y la comunicación, particularmente el uso de software educativo en el proceso de enseñanza aprendizaje de la asignatura de Química I, con la finalidad de planificar clases más amenas, divertidas e interesantes para sus estudiantes y que estos últimos puedan adoptar una postura abierta al aprendizaje de la tabla periódica.
5.6.3 Socializar este trabajo de investigación entre los docentes del área de Ciencias Naturales, en particular de la Química, para que puedan retomar el diseño de una unidad didáctica que incorpore el uso de software educativo como estrategia de aprendizaje en el contenido temático de la tabla periódica y puedan aplicarlo en sus clases de Química dando continuidad a dicha estrategia de enseñanza aprendizaje con el resto de contenidos temáticos de la misma asignatura.
5.6.4 Hacer uso del laboratorio de computación en horarios hábiles para realizar actividades de aprendizaje asistidas por el uso de software educativo en las asignaturas de Ciencias Naturales, en particular Química I, con el propósito de mejorar la calidad del proceso de enseñanza aprendizaje y que esto se pueda reflejar en una mejora significativa del rendimiento académico de los estudiantes de décimo grado de educación media.
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5.8 Anexos.
5.8.1 Anexo 1: Encuesta para estudiantes.
Estimado estudiante, agradezco de antemano su grandiosa colaboración con el llenado de la presente encuesta. Este instrumento tiene como fin principal encontrar estrategias innovadoras que mejoren el proceso de enseñanza aprendizaje de la Química en el Instituto C.
INSTRUCCIONES: Marque con una X en el espacio de la respuesta de su agrado
1. Un software educativo es una aplicación tecnológica creado con fines educativos, ¿Ha utilizado alguno?.
6.¿Le gustaría hacer uso de una tabla periódica interactiva para resolver sus guías de trabajo?
7. ¿Considera que el aprendizaje del tema “tabla periódica” puede facilitarse y mejorar su rendimiento académico haciendo uso de recursos tecnológicos?
11 ¿Cómo considera es su rendimiento académico en la asignatura de Química?
12 Considera usted que puede mejorar su rendimiento académico incorporando las tecnologías de la información y la comunicación como estrategia para su aprendizaje
5.8.2 Anexo 2: Prueba diagnóstica.
Examen diagnóstico de Química I Tema: La tabla periódica
PRÁCTICO total: 20%
INSTRUCCIÓN: Trabaje en forma clara y ordenada, dejando constancia del trabajo realizado.
3. Clasifique los siguientes elementos en metales y no metales. (1% c/u)
Carbono, Aluminio, Cinc, Nitrógeno, Mercurio, Oxigeno, Selenio, Manganeso, Boro, Platino
4. Escriba la configuración electrónica(completa y abreviada), el diagrama de Bohr y de orbitales del elemento:
5.8.4 Anexo 4: Socialización de la unidad didáctica asistida por software educativo con los estudiantes a través del blog del docente.
Blog del docente: http://procesospedagogicosmediadosporlastic.blogspot.com/2018/02/
121 von 121 Seiten
Felix Gustavo Castellanos (Autor)
V464972
9783668964174
Felix Gustavo Castellanos (Autor), 2018, Uso de software educativo en el aprendizaje de la tabla periódica en la asignatura de Química I, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/464972
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