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Combustión de la gasolina como proyecto para la educación ambiental

Carmina Clemente Lechuga, Fátima Yareli García Montoya y Orlando Héctor Rosas Luarca

U. A. del Estado de México

Resumen

El aprendizaje debe ser una actividad significativa para la persona que aprende y dicha significatividad está directamente vinculada con la existencia de relaciones entre el conocimiento nuevo y el que ya posee (Ausubel, 1972). Aprender significativamente supone la posibilidad de atribuir significado a lo que se va aprendiendo a partir de lo que ya se conocía estableciendo vínculos sustantivos y no arbitrarios entre el nuevo contenido y lo que ya se sabía, es decir, los conocimientos previos.

Desde la perspectiva constructivista, el estudiante es un ser activo que recibe y procesa información en el aula para construir su propio conocimiento sobre la realidad. En consecuencia, el conocimiento que logra no es una copia fiel de la misma, sino una construcción interna, activa y personal. Los instrumentos que utiliza para realizar esa construcción son fundamentalmente los esquemas que ya posee, es decir, con los que ya previamente construyó una relación con el medio que le rodea. Si se habla del desarrollo cognitivo, éste se origina por la actividad del sujeto y su interacción con el medio que le rodea (Piaget, 1979).

El presente trabajo se orienta a una actividad integradora basada en  competencias, en la que, el alumno construye su trabajo con los conocimientos adquiridos en clase, investigación personal y el trabajo colaborativo para resolver una problemática planteada, en este caso, un análisis de generación de dióxido de carbono a partir de la oxidación de un hidrocarburo, (gasolina) basándose en datos reales del consumo de gasolina utilizada en el auto de la familia o bien del vecino durante un mes, dicha actividad permite a los alumnos ejercitar los temas vistos en clase y ponerlos en práctica en un tema de la vida cotidiana y permite analizar los efectos ambientales con cantidades medibles y comparables, que ejerce un único automóvil, esto permite establecer una relación entre un automóvil y el efecto invernadero, causas, consecuencias, establecer un análisis de la contaminación en el aire y poder establecer actividades para disminuir este problema ambiental.

Palabras clave: Actividad integradora, trabajo colaborativo, análisis ambiental

INTRODUCCIÓN

La postura educativa que se plasma en el CBU 2009 de la UAEMéx, presenta como intención principal la formación integral de estudiantes reflexivos, críticos, creativos y conscientes de su realidad, capaces de poner en acción los recursos necesarios para adaptarse a las condiciones de la sociedad actual, capaces de aceptar las diferencias y ejercer la tolerancia, el respeto y el aprecio por la diversidad y la dignidad humana.

En la concepción holista, el estudiante es un ser pleno, poseedor de los sentidos, inteligencia y capacidad para conocer y desentrañar los secretos de la naturaleza en la búsqueda de la explicación y comprensión del mundo real; al mismo tiempo, es una persona creativa de forma inherente, depositaria de necesidades y talentos únicos de tipo físico, emocional e intelectual con capacidad limitada para aprender en y para la vida.

La perspectiva holista también recupera el desarrollo de competencias en los individuos, entendidas como  estructuras complejas de atributos (conocimientos, valores, actitudes y habilidades), que permiten desempeños eficientes en situaciones específicas; en la medida que, a través de ellas, el individuo integra y relaciona atributos y tareas, incrementa su capacidad de actuación intencional en varias acciones simultáneas, sin perder de vista el contexto y la cultura del lugar en donde se desenvuelve.

Si se habla del desarrollo cognitivo, éste se origina por la actividad del sujeto y su interacción con el medio que le rodea (Piaget, 1979).

El sujeto es un ser eminentemente social y su conocimiento es producto de la interacción social y de la cultura (Vygotsky, 1988), por lo que el aprendizaje no debe ser considerado como una actividad individual, ya que el estudiante aprende en forma más eficaz cuando lo hace en un contexto de colaboración e intercambio con sus compañeros, realizando interacciones de tipo social, como la discusión o el trabajo en grupo, de aquí la importancia e inclusión del trabajo colaborativo como actividad de aprendizaje.

Se entiende que un aprendizaje es funcional cuando la persona que lo ha llevado a cabo puede utilizarlo efectivamente en una situación concreta para resolver un problema determinado en nuevas situaciones o para efectuar nuevos aprendizajes. Desde esta perspectiva, la posibilidad de aprender se encuentra en relación directa con la cantidad y calidad de los aprendizajes previos y las conexiones que se establecen entre ellos.

Las condiciones para conseguir aprendizajes significativos son que el material por aprender sea potencialmente significativo, que el alumno disponga de los conocimientos previos que le permitan abordar el nuevo aprendizaje y asignar significados, y que posea una actitud favorable a su realización (suficientemente motivado).  El aprendizaje significativo se manifiesta a través de comportamientos del alumno que normalmente no se generan en el aprendizaje tradicional: cuestiona sus conocimientos previos, reorganiza sus conocimientos a la luz de nueva información; transfiere esos conocimientos a otras situaciones o contextos, descubre los principios en que se basa ese conocimiento; es consciente de su propio aprendizaje y aplica este proceso (aprender a aprender) a otras experiencias escolares, y más aún,  a otras extraescolares.

El aprendizaje reflexivo es aquel que prioriza el pensamiento y no sólo la memoria o el conocimiento en sí mismo; aquel que se produce porque el alumno aprende reflexionando sobre lo que aprende (Ausubel, 1972). La visión de la comprensión obtenida a través de la reflexión y vinculada con el desempeño desafía la centralidad de las representaciones. Lo que el estudiante adquiere no es sólo una representación de la realidad, sino una capacidad de acción y ejercicio maleable sobre ella, indispensable en la demostración de desempeño.

Por tanto, los procesos de aprendizaje deben conducirse de una manera dinámica, facilitando relaciones de cooperación y comunicación entre iguales dentro de la comunidad de aprendizaje y en ambientes educativos abiertos que propicien la construcción del conocimiento. Los intercambios de conocimientos, la construcción de un saber común en función de los acontecimientos que se producen y de los objetivos y necesidades del colectivo son el principio de la nueva organización del trabajo (Perkins, 2003: 121).


DESARROLLO

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO INTEGRADOR

En la tabla siguiente, se muestran los elementos fundamentales para el diseño de la estrategia didáctica que se propone.

ACTIVIDAD INTEGRADORA DEL MÓDULO II.  IMPACTO DE LA GASOLINA EN EL CALENTAMIENTO GLOBAL

Propósito de la actividad: Analizar las  propiedades, composición y estructura de la gasolina, así como su impacto ambiental en el entorno del estudiante.

Competencias a desarrollar:

Genéricas:

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos

Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas.

8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

Aporta puntos de vista con apertura y considerara los de otras personas de manera reflexiva

Disciplinares:

2.- Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas.

11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas de impacto ambiental.

Módulo II: Petróleo. Hidrocarburos, fuente de energía

No. de Sesiones: 15,  de 50 minutos

Temas:

Petróleo, fuente de energía y de materia prima,

Hidrocarburos

Reacciones de combustión

Estequiometría

Ambientes de aprendizaje: Aula, laboratorio de química, casa, biblioteca

Producto de aprendizaje;

Trabajo escrito  del proyecto integrador

Evaluación: Sumativa

Trabajo escrito

Exposición electrónica del trabajo escrito

Instrumentos de evaluación:

Trabajo escrito: Lista de cotejo, rúbrica

Exposición: Guía de observación

Actividad Integradora del módulo II.

“Impacto de la gasolina en el Calentamiento global”

El propósito de esta actividad es analizar las propiedades, composición, estructura de la gasolina, así como su impacto ambiental en el entorno del estudiante.

La actividad se realiza en equipo de 5 personas, se pide a los integrantes del equipo trabajar con claridad,  orden y limpieza. Consta de las siguientes partes:

Portada. Debe contener nombre de la institución, asignatura, título de la actividad integradora, integrantes del equipo, semestre, grupo y   fecha de entrega.

Introducción. En ella el equipo aporta un breve resumen del contenido de la actividad en una cuartilla.

Litros de gasolina que consume un auto al mes en tu familia. Los estudiantes se ponen de acuerdo para reportar el dato que se pide, ya que el grupo es heterogéneo, y puede ser que uno de los integrantes no tenga auto, los integrantes del equipo que tengan auto tendrán que hacer su reporte incluyendo únicamente aquellos de cuatro cilindros. Este dato sirve como base para el desarrollo de la actividad, ya que de aquí se desprende el análisis del resto de la información y los cálculos estequiométricos posteriores.

Referente teórico del octano. Los integrantes del equipo acuden a la biblioteca del plantel o a otra y realizan consultas bibliográficas, elaborando fichas, resúmenes, reportes de la investigación documental. También recurren al uso de las TIC para la búsqueda de información, revistas, artículos especializados, videos confiables. Posteriormente, organizan la información que recopilan.

En esta parte del trabajo se menciona de la gasolina: las propiedades físicas y químicas, usos, reactividad química, fórmulas químicas, 5 isómeros estructurales (nombre y fórmula), así como su o sus métodos de obtención.

Esta parte de la actividad se sustenta con lo trabajado en los temas de petróleo y de hidrocarburos: Propiedades físicas y químicas, estructura, nomenclatura e isómeros. La práctica que se realiza en el desarrollo del módulo, le permite al equipo relacionar lo que observaron en el laboratorio con lo que reportan aquí; es decir, verifican lo que ya apreciaron físicamente con lo que se reporta en la literatura química.

Determinar la composición porcentual del octano. Aquí el estudiante pone en práctica los conocimientos adquiridos en estequiometría. Mediante cálculos matemáticos, obtiene la proporción de átomos de cada uno de los elementos presentes en el octano. 

Expresar la reacción de oxidación del octano mediante una ecuación química, balancearla y  expresarla en moles y en gramos. El estudiante recurre a sus saberes referentes a reacciones químicas y estequiometría nuevamente. Esta parte de la actividad es importante ya que el plantear la reacción de oxidación del octano correctamente y la relación gramo – mol, contribuye a la solución de los siguientes incisos.

Calcular de número de moles de octano que consume el automóvil en una semana. El dato de la densidad de la gasolina, ha sido investigado previamente (la densidad de la gasolina es de 680g/L), y con éste el estudiante determina la cantidad de moles que se obtiene de este hidrocarburo en una semana.

Calcular la cantidad de CO2 emitida en un mes por el automóvil, en gramos, en  moles y en m3. El inciso anterior es utilizado para determinar lo que se pide. El estudiante recurre a conocimientos previos referidos a la conversión de unidades.

Comparar el volumen de CO2 emitido por el automóvil con el del aire presente en el salón de clases. El estudiante compara la cantidad de CO2 que se produce en la combustión de la gasolina con el volumen de aire presente en su salón de clases.

Mencionar las acciones a tomar para disminuir la producción de CO2. El estudiante  refleja el conocimiento que ha construido a partir del desarrollo de la actividad al valorar las implicaciones ambientales que se dan por el uso de la gasolina; reflexiona sobre su entorno inmediato, su familia para responder a este apartado. El texto debe ser personal, es decir, de cada uno de los integrantes del equipo.

Conclusiones acerca de la elaboración de la actividad y del impacto que tiene la gasolina en el calentamiento global. Cada integrante del equipo manifiesta por escrito las experiencias de aprendizaje que ha tenido al realizar la actividad, así como también las limitaciones, los desafíos que enfrentó para trabajar colaborativamente y lo que se refiere a la problemática que se planteó al inicio del módulo, lo cual le da sentido a la actividad que se realiza, el impacto que tiene la gasolina en el problema del calentamiento global. El estudiante tendrá que comentarlo con su familia y plasmar sus comentarios en estas conclusiones.

Referencias consultadas. El profesor sugiere que se consulten dos referencias bibliográficas, dos hemerográficas, dos mesográficas  y dos fuentes distintas (las que se mencionaron en el inciso cuatro), utilizando el estilo APA (Apellido del autor, inicial de su nombre.  Año de edición entre paréntesis. Título del libro, país de edición, editorial).

Requerimientos para la presentación del proyecto:

Extensión: De 10 a 12 cuartillas.

Márgenes: sup. 3.0, izq. 3.0, der. 2.5, inf. 2.5

Fuente: Arial 12 puntos

Interlineado: 1.5

Texto justificado

Presentación de la actividad integradora. El equipo entrega el trabajo escrito y su disco de la presentación en electrónico (que contiene la información que el equipo elige). Cada equipo expone su actividad en el aula, mediante su presentación en donde se evalúan los siguientes criterios: organización, expresión oral, escrita, corporal, visual y gráfica, ante sus compañeros y el profesor.

EVALUACIÓN DE LA ACTIVIDAD

En las tres fases que se sugieren para la estrategia didáctica, se obtienen subproductos, los cuales son evidencias del fortalecimiento de las competencias. La evaluación por competencias, se lleva a cabo de la siguiente manera: En la fase de apertura se considera la evaluación diagnóstica,  ya que es el momento en el que el estudiante autoreflexiona (se autoevalúa) acerca de su proceso de aprendizaje. Con respecto a la fase de desarrollo, se promueve la coevaluación, que corresponde a la evaluación formativa y continua, por lo que el docente debe centrar toda su atención en promover el aprendizaje en el estudiante.

Por último, en la fase de cierre se lleva a cabo una evaluación sumativa, ya que en este momento se concluye el módulo II. Aunque es importante mencionar que en esta fase destaca también la metaevaluación, ya que el estudiante reconoce lo que aprendió, se percata de sus limitaciones y sus logros, de las dificultades que se le presentaron en la realización de las actividades, en la adquisición de roles en el equipo, en la organización y procesamiento de la información, etc. 

INTERACCIONES

En los tres momentos en los que se desarrolla la estrategia didáctica se llevan a cabo interacciones. En la fase de apertura, el estudiante manifiesta sus conocimientos previos y atiende instrucciones del profesor por lo que la interacción estudiante – profesor es de suma importancia. En la fase desarrollo, se llevan a cabo actividades que nutren y complementan el propósito del proyecto integrador, en ésta,  surge la interacción estudiante – estudiante en el trabajo en equipo, en la toma de decisiones y en la asignación de roles para  llevar a cabo las actividades, en la búsqueda de información, cuando los estudiantes se comunican para aclarar, reforzar o bien para corroborar la información. El profesor como guía y facilitador en el proceso de aprendizaje, da lugar a otro tipo de interacción en la fase de desarrollo, profesor – estudiante en un clima de armonía y confianza enriquece el trabajo en el aula. Por último, las interacciones estudiante – estudiante y estudiante – profesor, tienen lugar en la fase de cierre, en la que éstas se potencializan al concluir el proyecto integrador. 

INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN

 Para la evaluación del producto que se obtiene con el desarrollo de la estrategia didáctica propuesta, sugiero la utilización de una lista de cotejo y una rúbrica para el trabajo escrito; y para la exposición del mismo, una guía de observación. Estos instrumentos de evaluación se muestran a continuación.


GUÍA DE OBSERVACIÓN PARA EVALUAR LA EXPOSICIÓN DEL PROYECTO INTEGRADOR

ACTIVIDAD INTEGRADORA DEL MÓDULO II:

“Impacto de la gasolina en el Calentamiento global”

Integrantes del equipo:

Fecha: __________________________________________

INDICADORES

Cumplimiento

Ejecución

Observaciones

No

Ponderación

Calificación

1

Manejan el contenido del proyecto adecuadamente

2.0

2

Manifiestan orden en el contenido de la exposición

2.0

3

Exponen sus ideas de manera clara y coherente

2.0

4

El material didáctico de apoyo está completo

2.0

5.

Motivan al grupo

2.0

Calificación de esta evaluación

10.0

Tabla de ponderación

1 = sí cumplió

0 = No cumplió

La calificación se obtiene multiplicando el cumplimiento por la ponderación

Evaluador:

Elaboró: M. en D.A.E.S. Carmina Clemente Lechuga


 PROPUESTA DE RÚBRICA PARA EVALUAR LA ACTIVIDAD INTEGRADORA II:

“Impacto de la gasolina en el calentamiento global”

INTEGRANTES DEL EQUIPO:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

FECHA: ______________________________________________

INDICADORES

Cumplimiento

Ejecución

Observaciones

No

Ponderación

Calificación

Portada (Nombre de la institución, asignatura, título de la actividad integradora, integrantes del equipo, semestre, grupo y  fecha de entrega).

Introducción. Da a conocer el contenido de la actividad

Reportan cuántos  litros de gasolina  consume un auto al mes (en su familia)

Referente teórico del octano:

Propiedades físicas y químicas, usos, reactividad química, 5 isómeros estructurales (nombre y fórmula), así como el o los métodos de obtención.

Determinan  la composición porcentual del octano

Expresan  la reacción de oxidación del octano mediante una ecuación química, balancearla y  expresarla en  moles y en gramos.

Calculan de número de moles de octano que consume el automóvil  en una semana.

Calculan la cantidad de CO2 emitida en un mes por el automóvil, en gramos, en  moles y en m3.

Comparan el volumen de CO2 emitido por el automóvil con el del aire presente el salón de clases.

Mencionan las acciones a tomar para disminuir la producción de CO2

Conclusiones del equipo acerca de la elaboración de la actividad y del impacto que tiene la gasolina en el calentamiento global.

Las referencias consultadas cumplen con las características requeridas.

Elaboró: M. en D.A.E.S. Carmina Clemente Lechuga


RECURSOS

Los recursos materiales que se requieren para el desarrollo de la estrategia son los siguientes:

Recursos materiales: El salón de clase con pintarrón y butacas, la biblioteca, proyector, CPU (equipo de cómputo), laboratorio de química con instrumental y reactivos para realizar la práctica “propiedades físicas de hidrocarburos”, hojas para anotaciones, cuadernos, fuentes de información (libros, revistas, páginas electrónicas, periódicos), bolígrafos, plumones.

Recursos didácticos: Investigación documental referente al petróleo, a la gasolina, al calentamiento global, fichas bibliográficas, mapas conceptuales, resúmenes, presentaciones en electrónico (Power Point), clase magistral,  cuestionarios, experiencia de cátedra, guía para realizar la práctica de laboratorio, cuestionario para recuperar los conocimientos referentes al petróleo, lista de derivados del petróleo, ejercicios impresos de nomenclatura y reacciones de combustión de hidrocarburos y de estequiometría.

CONCLUSIÓN

El desarrollo del tema con un enfoque basado en competencias,  depende en gran parte de la planeación de actividades centradas en el aprendizaje y para el aprendizaje, más que de enseñanza, para llevarlas a cabo en el aula y fuera de ésta también; ya que hemos comprendido que en nuestro desempeño como planificadores, guía y facilitadores cobra  gran importancia cuando se trata de buscar la  alineación entre las actividades de aprendizaje y de enseñanza, los objetivos curriculares y las tareas de evaluación.

Durante el desarrollo del tema, el proceso de aprendizaje se suscita en la acción, es decir, que el estudiante  aprende haciendo, manipulando, adquiriendo una metodología  adecuada para afrontar los problemas que se le presentan; sólo así se involucra hasta llegar a obtener un aprendizaje significativo, sin dejar a un lado la afirmación de  Ausubel, al insistir en que se requiere la participación activa del docente como mediador y guía para lograr dicho aprendizaje. 

En la actualidad las actividades de enseñanza aprendizaje se basan en modelos por competencias, pero es necesario no perder de vista que los temas a desarrollar tienen efecto directo en la sustentabilidad, en esta actividad en particular el alumno utiliza el conocimiento adquirido en clase, analiza los resultados y los contrasta con actividades comunes, como el uso de un automóvil, obtiene datos de cuanto dióxido de carbono se emite a la atmosfera, lo compara con el volumen de un salón, esto permite al alumno identificar la contaminación que genera un automóvil y  ponerlo en perspectiva, además se genera conciencia sobre la contaminación producto de la actividad humana y se incentiva a que ellos por propongan actividades que contrarresten la contaminación por emisiones de a la atmosfera. Este último punto es de suma importancia ya que nuestros alumnos deben desarrollar una conciencia ambiental que les permita entender como nuestras acciones benefician o perjudican en entorno en donde nos desenvolvemos.

Finalmente, podemos decir que la formación como docente de nivel medio superior bajo un enfoque por competencias, debe ser permanente, para contribuir al logro de competencias en el bachiller, cuyo perfil de egreso lo hará capaz de enfrentar los problemas y de tomar decisiones favorablemente y con éxito.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Hernández, R. et.al. (2008) Metodología de la Investigación. Ed. Mc Graw Hill. México.  

Marzano, R. J. (2001). Designing a new taxonomy of educational objectives.Experts in Assessment Series, Guskey, T. R., &Marzano, R. J. (Eds.). Thousand Oaks, CA: Corwin

Tamayo, M. (2004) El proceso de la investigación Científica. Ed. Limusa . México.

Zorilla, S. (2004) Introducción a la metodología de la investigación. Ed E. Cal Editores S.A México.

Para obtener información de contacto de los autores, favor de escribir a info@transformacion-educativa.com.