LA ALFABETIZACIÓN CIENTÍFICA
La química es la ciencia que estudia la materia, sus propiedades y los cambios que manifiesta al oxidarse, fermentarse, reducirse, disgregarse, quemarse, digerirse y otras variadas reacciones. Su objetivo es el estudio e investigación de todas las sustancias que conforman el Universo. Es una ciencia natural, como lo es la física, la mineralogía o la biología.
Nuestro mundo actual depende de la tecnología y de los nuevos materiales. La ganada calidad de vida exige una serie de suministros permanentes en forma de grandes cantidades de energía, materias de todo tipo, además de alimentos y medicamentos. La química está presente ahí y en todo lo demás; por ejemplo en el combustible que mueve tu automóvil, en las fibras de tus prendas de vestir, en los cristales de tus gafas graduadas, en las medicinas que cuidan tu salud, en los fertilizantes con los que abonas tus plantas, en la aleación de muchos metales, en las pilas, insecticidas, perfumes, cosméticos, pinturas, lubricantes, plásticos, pegamentos… La propia naturaleza ejerce complejas funciones químicas, como las plantas verdes y la fotosíntesis.
En más de una ocasión habrás escuchado decir que «todo es química». Es evidente que existen fenómenos físicos, mecánicos o de otra naturaleza que no se explican mediante la química, pero lo cierto es que cuando nos referimos a cualquier trozo de materia éste puede ser descrito en términos de su composición, sea animado o inanimado, vivo o muerto, orgánico o mineral.
Si observamos la materia como un conjunto de átomos y moléculas convenientemente organizados, es patente que la química se halla en cualquier cosa que veas, toques o consumas, la química está en todas partes. Al mismo tiempo, muchos de los problemas ambientales actuales, como la contaminación atmosférica, el agujero de la capa de ozono, la calidad del agua o los desechos que generamos, tienen a la química como parte de la solución a esos problemas. Más aún, la química ambiental ya es una profesión con un futuro muy prometedor y muchas universidades las incluyen en sus titulaciones de educación superior.
Todo ello evidencia que unas clases de química pueden resultar sustancialmente más útiles que determinadas asignaturas del currículo. En consecuencia, es importante y necesario que la población posea un mínimo conocimiento científico, una base de entendimiento de cómo funcionan las cosas a nuestro alrededor. Es lo que se ha convenido en denominar «alfabetización científica», un término que la OCDE define como «la capacidad de involucrarse con temas relacionados con la ciencia y con las ideas de la ciencia, como un ciudadano reflexivo». Es evidente que esas capacidades deben comenzar a cultivarse a edades tempranas, para alcanzar más tarde una cultura científica que permita a los individuos, comprender los problemas y descubrimientos que desafían a la ciencia y la sociedad actual. En lo que respecta a los conocimientos de química, su estudio también contribuye al desarrollo de habilidades intelectuales, a mejorar las capacidades de manejar ideas nuevas, al uso de simbolismos y a un sustancial enriquecimiento del vocabulario.
ANTECEDENTES HISTÓRICOS. RESURGIMIENTO Y ESTANCAMIENTO DE LA ALQUIMIA
La química acompañó históricamente al ser humano desde tiempos remotos. El primer fuego o el primer alimento cocinado consistieron en reacciones químicas que, a lo largo del tiempo, los humanos aprendieron a dominar y mejorar. Los primeros indicios de procedimientos químicos nos retrotraen a la antigua Mesopotamia, unos 2.000 años a.C., cuando una mujer conocida como Tapputi-Belatekallim ya elaboraba perfumes para la realeza, siendo considerada la primera química de la historia.
En la Grecia antigua se teorizaba con el hecho de que todas las cosas provenían de una sustancia primigenia que, según los autores, podía ser el agua, el fuego o el aire. El concepto de los elementos fue concebido por el filósofo Empedocles y desarrollado por Aristóteles, quien planteó la existencia de cuatro elementos básicos: agua, tierra, fuego y aire, al que añadió el éter, un hipotético elemento sin peso pero que llenaba todo el espacio. La teoría del atomismo también nació en Grecia, cuando el filósofo Leucipo (y por descendencia su discípulo Demócrito de Abdera) instauró en el siglo V a.C. la idea de que la materia estaba formada por minúsculas partículas indivisibles llamadas átomos. Aunque hoy en día se sabe que los átomos sí pueden dividirse, los griegos acertaban en el concepto básico de que un elemento conservaba sus propiedades químicas hasta la unidad más pequeña en que podía subdividirse; esa unidad era el átomo.
Tras la muerte de Alejandro Magno, surgió en Alejandría un antecedente de la química vinculado al embalsamamiento. También una mujer conocida como María de Alejandría, desarrolló una serie de aparatos para destilar y sublimar; el famoso concepto de «baño María», es una convección térmica que tiene su origen en la práctica de esa antigua mujer alquimista, precursora de la química. Desafortunadamente, apenas quedan pruebas de ello, pues durante la dominación romana se destruyó todo por el temor a que se consiguiera producir oro a partir de otros metales, lo que supondría un poder inconmensurable en manos de quien lo consiguiera.
Los árabes también tuvieron un papel relevante en la «al-kimiya» alrededor del siglo VII, con la influencia de los científicos musulmanes Yabir ibn Hayyan (conocido en latín como Geber) y Al Razi (también médico y filósofo además de alquimista). Sus trabajos y libros inspiraron a numerosos estudiosos de las materias o «sustancias», incluso de variados alquimistas europeos.
En la Edad Media, precisamente de la mano de los árabes, la ciencia tuvo un resurgimiento en Europa, aunque la alquimia todavía se cubría de un halo de brujería que muchas personas le otorgaban, al considerar que esas prácticas podían influir en lo espiritual. Aún así, la capacidad de utilizar unos materiales y convertirlos en otros de más utilidad, fueron recibidos por gran parte de la sociedad con interés y admiración. Persistían no obstante los fines principales de la alquimia, que no eran otros que convertir los metales en oro y obtener el elixir de la inmortalidad. Es obvio, que nada de eso se consiguió, pero en ese trayecto se obtuvo una gran experiencia que permitió perfeccionar muchas técnicas, además de descubrir otras para obtener productos o materiales que venían a mejorar la vida de las personas.
Pero, aquel venturoso resurgir de la ciencia europea se estancaría en lo que respecta a la alquimia, que intentaba progresar a la par que el resto de ciencias. El comienzo del siglo XIV fue el de un parón de 200 años debido a una serie de causas interrelacionadas: guerras, pestes, ciudades abandonadas o desoladas por la devastación de sus pobladores, incluso una guerra que duró «cien años». En esta situación, los centros del saber y de los nuevos conocimientos cerraron sus puertas y el progreso se detuvo. Por si no pareciera suficiente, a las guerras de sucesión en Francia e Inglaterra se unieron la de los reinos cristianos en España, llevando a una población fanatizada por la religión a la superstición más extrema; la Inquisición navegó así en un mar con viento a favor, manteniendo a raya a herejes y judíos conversos, que culminaría con la expulsión de los judíos de Castilla y Aragón en 1492. Y así, judíos, musulmanes, brujas, hechiceros y por supuesto alquimistas, fueron perseguidos sin cuartel. A las «brujas» se les cazaba y se les ejecutaba después de pasar por un suplicio de torturas. No menos persecución sufrían aquellas personas con determinados conocimientos, como las sanadoras, parteras o las que practicaban alguna forma de medicina o química, que a ojos de los gobernantes pudieran parecer ostentar «poderes» que iban contra lo establecido. Según ese escaso entender, tales capacidades podían haber sido obtenidas de boca del mismísimo Belcebú y, en consecuencia, de la misma forma que podían curar también podían causar el mal. El papa Juan XXII prohibió en el año 1317 la práctica de la alquimia fraudulenta en el decreto Spondent Pariter, y aunque ese documento papal especificaba que se refería a las falsificaciones, los alquimistas se vieron impedidos en la práctica a realizar cualquier forma de ciencia química, al ser su actividad susceptible de interpretación en diferentes sentidos a ojos de los censores de la Iglesia.
A partir de la mitad del siglo XIV los alquimistas dejaron pues de buscar el elixir de la inmortalidad o la conversión de los metales en oro, y cambiaron las formas de comunicar y difundir el conocimiento alquímico ya existente, de manera que sólo los iniciados «comprendiesen» lo que estaban leyendo. Para ello, echaron mano de un lenguaje más refinado y rebuscado, «adornando» los textos para hacerlos impenetrables a los ojos del fanatismo de la Iglesia y sus inquisidores; misterio y simbolismo fueron dos de los métodos de defensa utilizados para guardar «el gran secreto» que ya llevaba circulando en siglos anteriores de forma más diáfana para los lectores; si esos textos debían ser interpretados y concretados, igualmente podía ser refutada cualquier acusación.
Simultáneamente con la pérdida de libertad de los alquimistas para ejercer sin ser perseguidos, éstos se centraron en otras ramas de la ciencia. Un ejemplo de ello fue el científico alemán Georgius Agricola, considerado el fundador de la moderna mineralogía, quien comenzó a clasificar los minerales según sus caracteres externos; también desarrolló los principios de la minería y la metalúrgica. Simultáneamente, el médico suizo Teofrasto Paracelso siguió un camino orientado a la medicina, manifestándose un cambio y punto final de la alquimia para dar paso a las áreas de la ciencia centradas en la química aplicada, la mineralogía y la medicina. En las universidades de la Edad Moderna, estas disciplinas fueron condensadas de alguna manera en la ciencia conocida como iatroquímica o yatroquímica, la cual combinaba la química y la medicina. Puede considerarse la iatroquímica como la precursora de la moderna farmacología y la bioquímica.
En el siglo XVII, el químico y físico anglo-irlandés Robert Boyle escribió que la filosofía en materia química debía asumirse de manera pragmática, huyendo de cualquier proposición precedente hasta que las mismas no fueran demostradas. En la misma época, Antoine Lavoisier y su esposa Marie-Anne fueron dos de los principales protagonistas de la «Revolución científica», convirtiéndose en los padres de la química moderna, por varios estudios y reorganización de algunos conceptos químicos en leyes ciertas, así como la creación de la ley de conservación de la masa.
La química fue así evolucionando con la aportación de otros científicos de renombre, como Proust, Dalton, Rutherford o Avogadro. A la llegada de 1860 ya se habían descubiertos más de 60 elementos químicos y determinadas sus masas atómicas. Nueve años después el químico ruso Dimitri Mendeléiev consiguió ordenarlos basándose en sus propiedades químicas, creando la primera versión de la tabla periódica de los elementos ampliamente reconocida por la comunidad científica. Aunque el químico alemán Julius Lothar, trabajando por separado, también realizó un ordenamiento de los elementos según las propiedades físicas de los átomos, fue Mendeléiev quien consiguió pronosticar algunas propiedades de elementos que ni siquiera se conocían entonces, anticipando que esos «futuros» elementos pasarían a ocupar los lugares vacíos de su tabla. Las mayorías de las predicciones de Mendeléiev se demostraron correctas cuando fueron descubiertos dichos elementos.
Este recorrido histórico pone de manifiesto la necesidad del ser humano por conocer cómo funcionan las sustancias que rodean su vida, la forma en que se comportan y las reacciones al mezclar unas con otras. Esa necesidad histórica se hace más patente en la actualidad, donde la química, la tecnología y la ciencia en general, se hallan íntimamente ligadas a la vida de las personas. En definitiva, no es sólo una cuestión de cultura general el conocimiento de las reacciones y su acercamiento epistemológico al saber popular, especialmente desde las primeras edades.
LA ENSEÑANZA Y EL APRENDIZAJE DE LA QUÍMICA
Es notorio, que la química se presenta como un cúmulo de información compleja y abstracta, o al menos así es percibido por la mayoría de estudiantes. Es más, se asume que para comprender los principios de esta ciencia también es necesario conocer y dominar su lenguaje y simbología.
La química no estudia un mundo ficticio, aunque gran parte de su conocimiento deba ser expuesto mediante distintos niveles teóricos. La química estudia el mundo real y cotidiano, y para representarlo se han buscado modelos que permitan explicar sus propiedades y características. Así, a nivel macroscópico podemos describir los fenómenos que son observables, es decir, la realidad visible de la materia, sus cambios, mediciones, etc.; podemos por ejemplo observar cómo se comporta un líquido como el agua al hervir, cómo se transforma en gaseoso y cómo retorna a su estado líquido al condensarse por efecto del frío. A nivel nanoscópico (invisible con la tecnología actual) se presenta la materia, en forma de partículas básicas (átomos y moléculas), las cuales llevamos a su construcción mental mediante modelos teóricos; para «entender» su organización es preciso dotarse de una gran imaginación y capacidad de abstracción. Finalmente, a nivel simbólico, representamos los modelos mediante una nomenclatura, una serie de fórmulas y ecuaciones que se rigen por determinadas reglas y formalismos que es preciso seguir.
A la vista de los citados niveles conceptuales, es evidente que un estudiante sin entrenamiento previo ni una guía del método, es muy difícil que pueda relacionar y manejar la información de esos modelos. Para que en la enseñanza de la química exista un balance entre los modelos descriptivos y simbólicos, es preciso combinarlos equilibradamente, es decir, hay que intentar mantener siempre la conexión entre el mundo real y el conocimiento teórico.
Recordemos que el objetivo del estudio de la química no se limita a asimilar teorías, hechos, fórmulas y ecuaciones, sino más bien a enfatizar la importancia y razón que esos conocimientos interrelacionados tienen para nuestras vidas. En consecuencia, una parte importante del estudio de la química reside no sólo en entrenar a los estudiantes en la observación, sino también en enseñarles a cuestionar su propia forma de entender la realidad. Si no somos capaces de que los alumnos comprendan cómo son los fenómenos que ocurren a nuestro alrededor y la razón de las propiedades de los materiales que utilizamos, limitándose a que asimilen la información sin ninguna capacidad de relacionarlos con la realidad que viven, el estudio de la química se torna entonces en una actividad sin motivación, tediosa y vagamente útil, por no decir inútil.
Una dificultad añadida en el aprendizaje de la química es que se trata de un cuerpo de conocimientos ordenados, todos los modelos y teorías están construidos unos sobre los otros. Así, no es posible entender un enlace químico si previamente no se hace una descripción del modelo del átomo. En consecuencia, existe el riesgo de que un estudiante no pueda prosperar en el conocimiento de un modelo de la química, si no ha sido capaz de comprender el funcionamiento del modelo anterior. Por tanto, es muy importante que esos conocimientos se vayan incorporando en el orden correcto y de manera sólida y completa.
El aprendizaje, sea de la química u otra disciplina científica, es ineludiblemente un proceso personal, por ello la motivación por aprender debe también ser inculcada para «despertar» en el alumno ese deseo de conocer. Una forma de motivar en el aprendizaje de la química, es la satisfacción de poder entender la naturaleza y el mundo físico que nos rodea, ayudando al estudiante a relacionar las temáticas de la asignatura con la vida diaria y los problemas a los que nos enfrentamos. La descripción de los brillantes descubrimientos históricos, es también una forma de motivar al alumno a crear los vínculos de los modelos nanoscópicos de la química con su propia experiencia y conocimiento.
TRABAJOS Y MODELOS PARA LA ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE DE LA QUÍMICA
La mayor inquietud de un profesor de química es casi siempre conseguir representar la asignatura de manera accesible al alumno. En ese sentido, se han realizado muchos estudios e investigaciones que pueden ayudar a enriquecer la labor docente. En las últimas décadas se ha multiplicado el número de trabajos sobre la filosofía de la enseñanza, metodologías, seguimientos, enfoques y otros muchos aspectos.
A finales de los ochenta del pasado siglo XX, el químico irlandés Alex H. Johnstone propuso un modelo de procesamiento de información que viene a ilustrar las dificultades que surgen en el aprendizaje de la química. Según Johnstone, en general los estudiantes se enfrentan a dificultades para pasar de un nivel representacional a otro (macroscópico, nanoscópico o simbólico), llevándolos en muchas ocasiones a realizar concepciones alternativas que se demuestran erróneas.
Según el modelo de Johnstone, el aprendizaje no consiste sólo en la adquisición de información, sino que la nueva información obtenida debe interactuar con el conocimiento ya adquirido previamente por el alumno (la memoria a largo plazo). Esa nueva información debe ser retenida por el alumno de forma temporal (la memoria a corto plazo), al tiempo que es interpretada y comparada con el contenido de su memoria a largo plazo. Es así como la información más reciente puede ser reconocida, organizada y procesada, adquiriendo para el estudiante un sentido y coherencia que le permita almacenarla en su propio conglomerado de conocimientos.
Algunos trabajos, a pesar del tiempo transcurrido desde que fueron planteados, son considerados fundamentales y siguen vigentes. Uno de ellos es el presentado por el profesor de la universidad de Stanford, Lee S. Shulman: «Knowledge and Teaching: Foundations for a New Reform». Este docente basa su modelo de enseñanza en la comprensión y razonamiento de los temas. Él denomina «contenido pedagógico» a la materia científica que ha sido transformada y adaptada para hacerla accesible, comprensible, motivadora y enriquecedora para los alumnos. Así, describe en su modelo la manera de presentar los conceptos, el diseño de esquemas y figuras, los ejemplos, ejercicios y experimentos, el uso de analogías e incluso la presentación de demostraciones o vídeos. Aún así, Shulman recalca que no existe un contenido pedagógico ideal, debiendo ser adaptado según las circunstancias, por ello el profesor debe ser perceptivo y tener preparadas una serie de alternativas para aplicarlas cuando sea necesario. Obviamente, una base pedagógica, conocimientos sólidos de los temas a tratar y una ganada sabiduría fruto de la práctica, son cuestiones fundamentales en el docente que pretenda impartir una clase de química con éxito.
OBSERVACIÓN, EXPERIMENTACIÓN Y DEMOSTRACIÓN
La química es una ciencia que se construyó a partir de deducciones empíricas y experimentales. Las teorías, modelos y conceptos nacieron de observaciones e interpretaciones del mundo físico, pero la forma en que se suelen representar a los alumnos raramente muestra esa relación, porque ellos no experimentan el cuestionamiento a lo conocido, la duda, la interrogante, la perplejidad o la crítica al conocimiento establecido. En conclusión, no se plantean el reto de alcanzar a comprender lo observado. La realidad, es que el estudiante percibe la química como un conjunto estático de dogmas que no admiten discusión, paradigmas que los alumnos aceptan de plano ignorando su carácter vivo y evolutivo. En consecuencia, el reto del profesor es mostrar al estudiante la esencia cambiante de la química, contribuyendo a motivar su estudio y ayudarle a entender que esta ciencia busca la comprensión de los hechos que suceden a nuestro alrededor.
Ese reto del docente se ataca partiendo de la observación sensorial de los fenómenos, para a continuación practicar las deducciones y conclusiones que permitan contrastarlas con el conocimiento ya adquirido (la memoria a largo plazo que ya comentamos anteriormente). La forma de enfrentar al estudiante con la observación de un hecho, el análisis, la deducción y posterior contraste con sus propios conocimientos, es sin duda mediante la experimentación directa en un laboratorio, pero no siempre es posible contar con los medios ni el tiempo suficiente para abarcar todos los contenidos del curso, por ello una forma rápida y práctica de fomentar ese proceso intelectual en los alumnos es recurrir a las demostraciones de experimentos en el aula.
Una demostración consiste en un experimento rápido que se lleva a cabo inmediatamente antes o después de tratar un tema concreto. El experimento debe ser elegido y convenientemente preparado para incitar al estudiante a observar un hecho. Al saltar de los conceptos teóricos o simbólicos a la demostración, por más simple que sea, se capta inmediatamente la atención de los alumnos, fomentando su curiosidad y capacidad de observación. Después de la observación viene el análisis y la interpretación de por qué sucedió lo observado. Si en ese momento el alumno lo contrasta con el conocimiento que ya posee y consigue establecer una conexión, entonces aceptará lo observado porque tiene sentido para él. Si no consigue la conexión y se contradice su conocimiento previo con lo observado, es cuando se produce un conflicto que le obliga a resolver, sea reevaluando la observación o cuestionando su propio conocimiento. Este ejercicio intelectual no es más que lo que viene haciendo la ciencia constantemente. Obviamente, el profesor debe estar atento para evitar que una observación sea malinterpretada, resolviendo de la manera más adecuada el conflicto que pudiera surgir entre el alumno y sus conocimientos previos.
Un ejemplo de demostración utilizado frecuentemente al tratar el tema del átomo, es el de la coloración que imparten ciertos elementos sometidos al fuego. Esto permite al alumno relacionar los conceptos abstractos del modelo atómico con los efectos claros de su propia observación. La energía que despide cada sustancia en forma de luz adquiere una coloración particular, por ejemplo, los iones de sodio producen una llama de color amarillo; los de litio un color rojizo intenso; los de cobre un color verde; la combustión del alcohol puro sería casi invisible… Este conocimiento empírico puede ayudar al alumno a conectar con su propia memoria a largo plazo, como sería el caso de los colores que producen las sustancias utilizadas en los fuegos artificiales.
El simple encendido de una cerilla (fósforo) es otro ejemplo de demostración de un proceso químico, aunque en este caso más complejo de lo que pueda parecer, pues en esa acción tienen lugar varias reacciones químicas. La superficie áspera donde frotamos la cerilla está recubierta por fósforo rojo mezclado con una sustancia abrasiva; al frotar la cerilla contra el fósforo rojo una pequeña cantidad se transforma en fósforo blanco y se enciende, en ese momento prende la cabeza de la cerilla que contiene clorato de potasio, y en su descomposición desprende oxígeno, que es uno de los elementos importantes para que se produzca la llama junto con el azufre. Pero, para que la llama no se descontrole, la cabeza también alberga otras sustancias como fosfato monoamónico, que se se suele usar en muchos extintores de incendios, de esa forma la velocidad de reacción de la llama se ralentiza y es más controlable. La cabeza también puede contener otras sustancias que permita arder con más intensidad, como la parafina o el sulfuro de antimonio. Cuando la deflagración (que no explosión) concluye, la alta temperatura que se produjo en esa reacción ha sido suficiente para incendiar el palito, que puede ser de madera o de otro material inflamable.
INTRODUCCIÓN DE LOS NIÑOS A NIVEL DEL HOGAR EN EL CONOCIMIENTO DE LA QUÍMICA
Un buen padre/madre de familia, siempre estará preocupado por preparar a sus hijos para enfrentarse a un mundo que puede ser muy diferente a aquel otro mundo en el que creció. La sociedad actual se halla tecnológicamente mucho más avanzada, y los ciudadanos deberán formarse en ciencias y tecnologías que, de alguna manera, formarán parte del día a día. Incluso aquellos niños que no lleguen a encauzar sus vidas hacia una ingeniería, la física, la química u otra disciplina científica o técnica, deberán estar en posesión de algún conocimiento de ciencias o tecnología para la aplicación en sus vidas cotidianas. Simplemente en cuestión de salud y seguridad, por citar dos de las áreas importantes en nuestro tiempo, requieren a nivel de la ciudadanía de una serie de conocimientos que les permitan tomar decisiones acertadas y bien fundamentadas. En ese sentido, los niños necesitan ser guiados en sus primeros pasos para que lleguen a introducirse en el mundo tecnológico de los adultos con capacidad y autosuficiencia, en resumen, prepararlos para el mundo que les espera.
El conocimiento científico es acumulativo. Así, las cosas nuevas que se van aprendiendo tienen que ser fundamentadas en otras que ya conocemos o hemos aprendido con anterioridad. Por ello, es importante que el niño comience a aprender a edades tempranas y directamente en su entorno más próximo, de la mano de sus familiares más cercanos. La mejor forma de iniciar ese proceso es compartiendo con él nuestro interés por el conocimiento científico, motivando al niño con nuestro propio entusiasmo. No podemos obligar a los niños a aprender, eso es algo que en pedagogía tiene sus métodos y procedimientos, pero sí podemos alentarlos para que sean capaces de percibir a través de la profundidad de nuestras palabras la importancia de las ciencias, en este caso el conocimiento de la química, y de cómo disfrutar del aprendizaje apreciando su valor para la vida cotidiana y su preparación para el futuro.
Los padres pueden hacer muchas actividades de ciencias en su interacción cotidiana con los niños, siempre desde la estrategia de la motivación. Desde la simple observación, se pueden obtener buenas enseñanzas, por ejemplo un ejercicio en una noche estrellada puede ser la búsqueda de las constelaciones, observando sus hipotéticas formas o figuras, muchas de ellas mitológicas, pero también animales reconocibles como una jirafa, un león, un caballito… En el hogar podemos descubrir la química y la física en actividades cotidianas, como la observación de los cambios que se producen al hornear un bizcocho, de cómo la leche de un vaso termina rebosando cuando vamos añadiendo azúcar, de lo que le sucede al agua cuando la calentamos a punto de ebullición, o del chispeante burbujeo que se produce al introducir en el agua una pastilla efervescente. Después podemos analizar el por qué suceden esos fenómenos y hallarles una explicación científica.
A los niños hay que incitarles a que planteen preguntas. Es casi seguro que no tengas respuesta a todas las cuestiones que formule, pero no te preocupes, nadie tiene todas las respuestas, ni siquiera los científicos. Tú puedes hacerle comprender eso, que la vida es un misterio y está llena de incógnitas, a pesar de que la humanidad avanzó mucho en la tarea de desvelar los mecanismos de la naturaleza. Si existe alguna solución factible para una pregunta, el padre puede aprovecharlo para fomentar en el niño el interés por el análisis y la búsqueda de una explicación. Por ejemplo, ante el planteamiento de la pregunta se le puede responder con un ¿Qué piensas tú sobre eso?, dejando que el niño lo teorice o busque soluciones; incluso pueden ambos participar en ese juego diciéndole «vamos a investigarlo juntos».
Evidentemente la ciencia no nos da todas las respuestas, y hallar las que ya conocemos llevó a muchos científicos a lo largo de la historia a probar y cometer numerosos errores, experimentando, fracasando y de nuevo volviéndolo a intentar antes de encontrar una solución aceptable, y aún así debemos dotarnos de cierto nivel de escepticismo, pues nuestras conclusiones científicas pueden cambiar o verse alteradas conforme se van realizando nuevos descubrimientos.
De la misma forma que debemos motivar a los niños a que formulen preguntas, es igualmente interesante que les preguntemos a ellos para que compartan sus ideas y escuchar qué tienen que decir. Los niños forman sus ideas a partir de las experiencias, aunque muchas de esas no encuadren dentro de las interpretaciones científicas aceptadas. Es ahí donde podemos ayudar al niño a enfocar las cosas desde nuevos puntos de vista, que podrían chocar con sus propios conceptos todavía débiles y poco asentados. Por ello, debemos ser cuidadosos en nuestra forma de corregirlos, por ejemplo, ante una respuesta errónea no debemos decir «no, esa respuesta no es correcta», porque puede surgir el desaliento y la frustración; lo adecuado es darle una información precisa o proponerle encontrarla, así el niño se sentirá más seguro ante sus propios razonamientos y eso le alentará por profundizar más en el conocimiento de la ciencia.
La experiencia práctica resulta muy eficaz en la etapa infantil, que es mucho más receptiva. Experimentar e investigar a esas edades ayuda a fijar ideas y conocimientos que, en etapas posteriores, serían más difíciles de implantar. Los niños más pequeños se interesan mucho por aquellas cosas que pueden tocar, cambiar o manipular, descubriendo qué sucede. Obviamente, la práctica experimental de la química a nivel del hogar y con los niños como receptores, podría entenderse como un proceso complejo e inadecuado, pero no es preciso profundizar ni complicar las experiencias para hacer comprender fenómenos sencillos. Algunos de ellos ya los hemos comentado anteriormente, pero existe un amplio abanico que nos permite cumplir con el objetivo de forma divertida pero sobre todo segura.
Algunos ejemplos de prácticas, en nuestro caso en el campo de la química, pueden consistir en el estudio del comportamiento de determinadas sustancias de uso común en el hogar, que en algunos casos resultan visualmente espectaculares, sobre todo para la mente virgen de un niño que está abierta a la imaginación y la sorpresa. No es propósito de este artículo hacer una relación y descripción de posibles experimentos a llevar a cabo, pero podemos hacer una pequeña orientación sobre algunas prácticas seguras. Por ejemplo, un experimento muy fácil de llevar a cabo es el de la rotura de la tensión superficial de un líquido, que podemos desarrollar poniendo en un plato un poco de leche (que contiene moléculas de grasa), añadiendo un poco de colorante alimentario (sin removerlo) y aplicando sobre ese colorante una gotita de lavavajillas (que es tensioactivo). El resultado es un curioso fenómeno de la rotura de la tensión superficial de la leche que llamará la atención de los niños.
El conocido fenómeno de la tinta invisible es otro experimento que podemos realizar y explicar. Si escribimos sobre un papel con un palito cuya punta hemos mojado en jugo de limón o vinagre blanco y después acercamos el papel a una llama, podemos leer el mensaje que hay escrito. El motivo es que el ácido del limón o el vinagre se oxidan con el calor, y al oscurecerse se hace visible sobre el resto de la hoja que no ha sido tocado por el ácido.
Algunos experimentos pueden ser demostrados por sus beneficios en términos de salud o bienestar. Por ejemplo, el funcionamiento del bicarbonato sódico en la eliminación de la acidez de estómago, puede ser explicado por la reacción que produce el calcio (que es una base) en presencia de un ácido.
CONSIDERACIONES FINALES
Se ha constatado que la química es una materia que requiere un gran esfuerzo intelectual por parte de los alumnos. Por un lado, el ejercicio de recibir la información, ya sea por la descripción del profesor o directamente por la observación de hechos y fenómenos a nivel macroscópico (físico); por otro lado la interpretación, comparación y contraste con los propios conocimientos ya adquiridos por cada individuo. Finalmente, para que el aprendizaje sea efectivo los nuevos conocimientos adquiridos deben conectar con los conocimientos ya existentes. Lo descrito es sólo una parte del problema para la comprensión de la química, ya que además de la información obtenida a nivel macroscópico, es preciso sumergirse a nivel atómico y utilizar además un nuevo lenguaje junto con un sistema de representación simbólico (fórmulas, ecuaciones, etc.)
No existe un método perfecto para la enseñanza y aprendizaje de la química, aunque se han esbozado algunos estudios pedagógicos en ese sentido en las últimas décadas del pasado siglo XX. El profesor debe tener en cuenta las distintas metodologías de enseñanza y seleccionar las que mejor se adapten a su plan de enseñanza de la materia. Ahí deberá evaluar qué metodologías son las más pertinentes, según los temas, los medios disponibles, la audiencia y otras variables en las que se puede ver inmerso. La eficacia de un método u otro lo deberá determinar según el resultado de la evaluación que realice a los alumnos sobre su aprendizaje.
Un aspecto importante en la enseñanza de la química es transmitir a los alumnos, por una parte el desarrollo de esta ciencia y el impacto que tiene en nuestras vidas, y por otra la propia esencia de la química con su naturaleza cambiante y perfeccionista. Una forma de conseguirlo es exponiendo a los alumnos a los nuevos retos, así como a lo que todavía queda por descubrir, dejando patente que hay temas para los que aún no existen explicaciones completas.
Finalmente, el profesor debe estar siempre atento a nuevas ideas con mente abierta, así como a nuevas formas de abordar el proceso de enseñanza, pues el aprendizaje también se da por parte del docente cuando atiende a los problemas e inquietudes de los alumnos con disposición comprensiva sobre sus necesidades, aplicando la estrategia que mejor encaje en su método docente.
FUENTES DE CONSULTA
- Reflexiones sobre la enseñanza de la química – Javier Nakamatsu
- Didáctica aplicada a la química… – Ed. Síntesis
- Aprendizaje activo de la física y la química – Gabriel Pinto Cañón
- Aprendiendo química en casa – Eduardo Bueno Garesse
- Aprender química en primaria – Sonia de Cea Martínez
- La fascinante química que se esconde en una cerilla – Fernando Ignacio Prada Pérez de Azpeitia
- Didáctica de la química universitaria – Silvia Bello Garcés
- Prácticas de química para educación secundaria – José A. Garde Mateo, Francisco J. Uriz Baztán
- Un nuevo enfoque de la enseñanza de la química – Mercè Izquierdo Aymerich