Propuesta de indagación sobre la oxidación de los metales

La plataforma de Aprendo en Casa web ha planificado la tercera experiencia de aprendizaje titulada: Asumimos acciones para preservar la salud y el ambiente. En dicha experiencia se planifican tres actividades para el área de Ciencia y Tecnología para el tercer y cuarto grado de secundaria; siendo  una de ellas, una actividad de indagación sobre la formación de gases contaminantes. En este sentido, he creído conveniente elaborar esta propuesta para trabajar la actividad de indagación con los estudiantes del tercer grado, relacionado a la formación de óxidos en metales, específicamente en clavos de hierro.

Para empezar este proceso con los estudiantes, debemos comprender algunas definiciones como:

Indagación científica

Windschitl define indagación científica como un proceso en el cual «se plantean preguntas acerca del mundo natural, se generan hipótesis, se diseña una investigación, y se colectan y analizan datos con el objeto de encontrar una solución al problema» (Windschitl, 2003).

Competencia

La competencia es la facultad que tiene una persona de combinar un conjunto de capacidades a fin de lograr un propósito específico en una situación determinada, actuando de manera pertinente y con sentido ético(Minedu,2016).

Capacidades moviliza la competencia de indagación científica

¿Cuáles son los procesos de la indagación en la oxidación del clavo de hierro?

En el  proceso de indagación que vamos a trabajar con los estudiantes,  debemos de partir  de la observación del fenómeno que vamos a indagar. En este caso, les podemos mostrar una imagen sobre clavos oxidados para que observen y formulen algunas preguntas:

https://www.panter.es/web/blog.php?lg=es&post=174

Las posibles preguntas que pueden formular los estudiantes pueden ser:

1.-¿Porqué los clavos de hierro se oxidan?

2.-¿Qué es la oxidación de los metales?

3.-¿Cómo podemos evitar la oxidación de los metales?

4.-¿Como influye la humedad del ambiente en la oxidación de los clavos de hierro?

Seleccionamos la pregunta de indagación

No todas las preguntas que formulen los estudiantes son preguntas de indagación. Dichas preguntas deben contener la relación de causa-efecto. Es decir, que contenga la variable independiente y dependiente.

La pregunta seleccionada para nuestro ejemplo puede ser:

¿Cómo influye la humedad del ambiente en la oxidación de los clavos de hierro?

Seleccionamos las variables

Una vez formulada la pregunta de indagación, debemos seleccionar las variables que son:

Variable independiente(causa)

Humedad del ambiente

Variable independiente(efecto)

Oxidación de los clavos de hierro

Variables controladas

Son variables que se tiene que controlar  o mantener constante para neutralizar los efectos en la variable dependiente y a diferencia de las variables intervinientes, es que éstas últimas teóricamente afectan a la variable dependiente, pero no se pueden medirse porque son difíciles de identificar.

Las variables controladas para esta indagación pueden ser:

Masa del clavo de hierro, cantidad de la solución, longitud del clavo, temperatura, etc

Buscamos información científica a cerca de las variables

En seguida, vamos a buscar información científica a cerca de las variables causa- efecto, que servirá para nuestro marco teórico y a partir de ello plantear nuestra hipótesis. En este caso, buscaremos información en fuentes confiables sobre la humedad del ambiente y la oxidación de los metales como el hierro.

Como ejemplo, les cito el siguiente texto:

La palabra “óxido” en la vida diaria nos remite a la herrumbre rojiza que se forma en muchos objetos metálicos (clavos, la lámina de los automóviles y partes del motor, bisagras en las puertas que rechinan, etc.) y que se considera sintomático del deterioro del material. Cuando un metal como el hierro está oxidado o corroído, ello nos indica que éste se “echó a perder”. La herrumbre, ó corrosión u oxidación generalmente corresponde a la acción combinada de la humedad y el oxígeno [O2 ]** del aire sobre el hierro metálico (Gutiérrez, 2002).

Planteamiento de hipótesis

Una vez obtenida la información a cerca de las variables a indagar,  el estudiante puede plantear una hipótesis o una posible respuesta a la pregunta de investigación. Para ello, utiliza las variables seleccionadas y  puede quedar redactada de la siguiente manera, aunque también pueden usar el «si» y el «entonces» para unir las dos variables:

«La humedad del ambiente favorece  la oxidación del clavo de hierro «

Diseña estrategias de indagación

Para poder comprobar dicha hipótesis los estudiantes deben diseñar estrategias de indagación y para ello, se sugieren responder estas preguntas:

1. Qué es lo que quiero lograr?
2. ¿Qué materiales voy a utilizar?
3. ¿Cuáles son los procedimientos que voy a seguir?
4. ¿Cómo voy a manipular la variable independiente?
5. ¿Cuál será mi grupo de control y cuál mi grupo experimental?
6. ¿Cómo voy a medir la variable dependiente?
7. ¿En cuanto tiempo voy a observar y medir a la variable dependiente?
8. ¿Cómo voy a controlar las variables intervinientes?
9. ¿Cómo voy a registrar los datos?
10. ¿Qué medidas de bioseguridad debo considerar?

Materiales

Una vez respondidas estas preguntas entonces el estudiante seleccionará sus materiales como:

• 5 clavos de hierro nuevos de 2 pulgadas
• 5 vasitos descartables
• Solución de agua salada
• Solución de vinagre
• Solución de agua potable
• Papel higiénico
• Cinta de embalaje
• Plumón indeleble
• Regla

Después va ha seguir una serie de procedimientos para probar experimentalmente su hipótesis. Estos procedimientos pueden ser:

Registra datos o información

El siguiente paso que realizarán los estudiantes es registrar la información en una tabla de datos, donde la variable independiente va como columna y la variable dependiente como fila. A continuación les muestro como ejemplo, la tabla de datos vacía y  también con los datos obtenidos por un estudiante.

Analiza datos e información

Una vez llenada la tabla con la información, los estudiantes pueden analizar e interpretar dichos datos. Para lograr ello, deben de formularse una serie de preguntas como:

• ¿Qué diferencia observamos en los resultados de las muestras experimentales con la muestra control?
•  ¿Cómo ha influido el agua potable en la oxidación de los clavos?
• ¿Cómo ha influido la humedad en la oxidación del clavo?
•  ¿Cuál de las muestras tiene mayor oxidación?
• ¿Cuál de las muestras tiene mayor porcentaje de oxidación?
•  ¿Cómo se forman los compuestos óxidos?, ¿De dónde obtienen el oxígeno?

Luego de responder a las preguntas deben comparar la hipótesis con las observaciones analizadas y llegar a una conclusión:

Aquí les presento la evidencia de como el estudiante hace el análisis de los datos obtenidos en la tabla anterior y elabora sus conclusiones.

Como veremos el estudiante a través del análisis de los datos obtenidos llega a una conclusión, afirmando su hipótesis. Además, es capaz de dar recomendaciones luego de su comprobación experimental. Aquí les doy otro ejemplo:

Evalúa y comunica los resultados de su indagación

Los estudiantes evalúan y comparten el proceso y los resultados de su indagación. En esta etapa, el estudiante puede evaluar cuales han sido sus logros y  que dificultades o limitaciones que ha tenido.

Para que puedan elaborar el informe, el maestro le puede dar un formato de informe de indagación que les comparto a continuación:

Una vez terminado el informe, el estudiante puede presentar a su maestro, utilizando diversos medios orales, escritos o virtuales.

Puedes descargar la ficha didáctica para el estudiante y el pdf de la sesión de clase virtual.

FICHA DIDÁCTICA SEMANA 02 TERCERA EXPERIENCIA DE APRENDIZAJE

PROCESOS DE LA INDAGACIÓN CIENTÍFICA

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