Caso aplicado para la enseñanza de Química a nivel medio superior

Resumen

El presente trabajo muestra una actividad realizada en el aula, donde se logran conjuntar conocimientos previos, experiencia de vida y conocimientos interdisciplinarios para la solución de un caso presentado en la materia de Química en la enseñanza media superior. La actividad tiene la finalidad de involucrar a los alumnos en roles con los que se puede encontrar en la vida real. Promueve el trabajo en equipos donde cada integrante será pieza importante para la solución de la problemática planteada. El rol del profesor es asesorar y gestionar el avance del trabajo, los alumnos son responsables de proponer la solución con la fundamentación necesaria. Trabajar por casos aplicados promueve el desarrollo del ingenio en conjunto con el uso de conocimientos previos, logrando que cada equipo proponga las mejores opciones de solución delante del grupo.

Palabras clave: Trabajo en equipo, casos aplicados, interdisciplinariedad, innovación educativa.

Abstract

The present work shows an activity used in the classroom, where there are used previous knowledge, life experiences and interdisciplinary knowledge for a presented case solution in Chemistry subject in pre-university education. The activity aims to involve students in roles that can be found in the real life. It promotes the teamwork where each member is an important piece to solve the problem posed. Teacher’s role is to advise, manage and monitoring work progress, the students are the responsible for proposing solution with the necessary foundation. Working with applied cases promotes ingenuity development additional to the use of the previous knowledge, achieving that each teamwork proposes the best solution in front of their classmates.

Keywords: Teamwork, applied cases, interdisciplinarity, educational innovation.

Introducción

Una estrategia es un procedimiento que el docente utiliza en forma reflexiva y flexible para promover el logro de aprendizajes significativos en los alumnos. Las estrategias son medios o recursos para presentar la ayuda pedagógica ajustada a las necesidades de progreso de la actividad constructiva de los alumnos.

La simulación es una estrategia que pretende representar situaciones de la vida real en la que participan los alumnos actuando con roles, con la finalidad de dar solución a un problema o, simplemente, para experimentar una situación determinada.

Una simulación permite que los alumnos se enfrenten a situaciones que se pueden presentar en el ámbito laboral para desarrollar en ellos estrategias de prevención y toma de decisiones eficaces.

La secuencia de una simulación consiste en presentar la dinámica a los alumnos, considerando las reglas sobre las cuáles se llevará a cabo. En el caso de simulación con herramientas específicas, se requiere de un arduo trabajo previo para introducir a los alumnos a su uso. Posteriormente, se presenta el caso a los estudiantes y se propicia la interacción de los alumnos en la simulación.

El ambiente debe ser relajado para que actúen con la mayor naturalidad posible y para que fluya la creatividad. Finalmente se debe realizar una evaluación de la situación presentada, para identificar actuaciones asertivas y las que ameriten mejora.

Las ventajas de la simulación es que favorece las prácticas innovadoras, se puede aplicar en la solución de problemas y transfiere conocimientos, habilidades y capacidades a diversas áreas de conocimiento. Promueve la metacognición, el aprendizaje cooperativo, fomenta un liderazgo positivo y el desarrollo de la autonomía.

Favorece la comprensión de los problemas sociales y sus múltiples causas, propicia el acercamiento a la realidad laboral y profesional, además, constituye un excelente medio de evaluación al final de un bloque temático.

Hacer uso de técnicas innovadoras para la práctica educativa, permite involucrar en el proceso de enseñanza-aprendizaje todos los elementos que la educación actual demanda: habilidades, conocimientos previos, experiencia del individuo en su ámbito social y cultural en que se desenvuelve, interdisciplinariedad, actitudes, aptitudes, entre otras.

Buscando además la autonomía, el autoconocimiento, fomentando el trabajo en equipo y la generación de ideas para solucionar problemas reales y cercanos a la realidad de vida y experiencial del estudiante.

Proporcionarles un reto (un problema) en el que ellos puedan usar todas sus habilidades para imaginar una posible solución, entre varios caminos planteados con sus compañeros, y llevar a la realidad dicha solución seleccionada, permite que ellos se sientan valiosos y capaces en el proceso, aumentando así su confianza, autonomía e interés por aprender.

Para el docente, incluir este tipo de alternativas en su práctica docente demanda un gran reto, principalmente porque nos exhorta a modificar nuestra práctica docente, la cual en muchos de los casos suele seguir siendo tradicionalista, aunado a que demanda tiempo en rediseñar estrategias, mayor inversión de tiempo al monitorear las actividades, al diseñar materiales de evaluación como rúbricas y listas de cotejo que permitan visualizar más que un número asignado en un examen.

Tanto el diseño como la aplicación y principalmente la evaluación de la actividad necesitan que el docente esté en disposición de salir de su área de confort.

Lo anterior lo vale cuando observamos los resultados en el impacto que este tipo de actividades causan en los alumnos, no existen resultados buenos o malos, sólo existen muchas opciones de solución dependiendo el enfoque de solución, la investigación de información adicional y fundamentación que los equipos de trabajo se propongan y realicen en el proceso.

Los estudiantes contarán con un punto de motivación desde el inicio para involucrarse en todo un proceso que demanda su participación activa y la puesta en práctica de sus ideas innovadoras.

Metodología

La estrategia del presente trabajo es la simulación de un caso, donde los alumnos participan en la solución de un problema por equipos. Los aprendizajes seleccionados para esta estrategia son los de mayor grado de dificultad en la unida 2 del Programa de Química III de la Escuela Nacional Colegio de Ciencias y Humanidades, el cual se cursa en quinto semestre.

Se usaron grupos del turno vespertino para su aplicación y evaluación de impacto, debido a que se ha identificado en la práctica que los grupos de dicho turno muestran mayores indicadores de desmotivación, tales como la reprobación, deserción y bajo aprovechamiento académico en la asignatura de Química.

Su aplicación se sugiere al cierre de la unidad, para concentrar la aplicación de los conocimientos adquiridos a lo largo de ella, ya que para su solución los alumnos requieren del manejo de herramientas y aprendizajes tanto de Química, Taller de cómputo, y por supuesto, Matemáticas y Probabilidad y Estadística para el tratamiento y análisis de los datos, además del uso de sus conocimientos empíricos.

Para la solución de la actividad los alumnos harán uso de las TIC y herramientas digitales variadas, tales como hojas de cálculo, presentaciones electrónicas (PowerPoint, Prezzi, etc.), aplicaciones para el trabajo grupal en línea (herramientas web 3.0, whatsapp, skype…), plataformas web que les permitan compartir avances y/o editar el trabajo en colaboración y software de edición de video o imágenes para sus diseños mercadotécnicos, etc.

También se requieren habilidades como el ingenio y la facilidad de interactuar con los demás, así como de su facilidad para dialogar y expresar sus ideas delante de un grupo al presentar su propuesta de solución y recomendación a un supuesto cliente, quien sería el inversionista que los contratará en el rol de “empresa asesora de inversión” que deben tomar en el caso aplicado.

El docente organiza la clase en equipos de no más de 5 integrantes, cada equipo fungirá en el caso aplicado como una empresa de asesores de inversión. Se les proporciona un documento, mostrado en el apéndice, que contiene los detalles y el contexto del caso aplicado. Información necesaria y útil como punto de partida para que inicien su trabajo en equipo.

Características de la estrategia didáctica

Asignatura: Química III

Unidad Temática: Unidad 2. Industria Minero-Metalúrgica.

Tiempo estimado: 8 horas, 4 horas en el aula y 4 horas extraclase

Aprendizajes:

A15. Balancea ecuaciones para cumplir con la ley de la conservación de la materia.

A16. Interpreta cuantitativamente una ecuación balanceada (mol-mol, masa-masa).

A17. Comprender las etapas en los procesos de obtención de algunos metales.

A18. Calcular el rendimiento de una reacción química a partir de las características de la materia prima.

A19. Valorar la información que una ecuación química proporciona a la industria.

Contenidos temáticos: Estequiometria, balanceo de reacciones químicas, masa molar, relación mol-mol y masa-masa, rendimiento de una reacción química.

Evaluación: Para la evaluación se usan rúbricas y listas de cotejo que permitan monitorear el trabajo en equipo y la participación activa, además se entrega como producto final un informe escrito (para el inversionista al que se le presenta la propuesta fundamentada para su toma de decisión en la inversión) y la exposición en plenaria de sus aportaciones como empresarios expertos “asesores de inversión”.

Recursos: Los recursos a utilizar serán las notas de clase, libros de texto, revistas, papel, pluma, listas de cotejo, rúbricas de evaluación, presentación electrónica, computadora y cañón, cámara fotográfica o de video, internet.

ACTIVIDADES DEL PROFESOR	ACTIVIDADES DEL ALUMNO
Fase de Apertura (2 horas clase)
El profesor plantea a los alumnos en qué consistirá la actividad y el objetivo que se persigue, el tiempo que tendrán para desarrollarla (8 horas) y la forma en que se va a trabajar (equipos de cinco integrantes como máximo). Explicar que al finalizar la actividad, los alumnos entregarán como producto final un informe escrito con sus cálculos, análisis y conclusiones, además de presentar ante el grupo sus argumentos que les llevó a resolver el problema.	Se plantea la situación en la primera clase y los alumnos comenzarán a discutir, definir y desarrollar su estrategia a seguir para la solución del problema planteado.
Simulación: "Un inversionista (el profesor) quiere incrementar su fortuna invirtiendo en la industria química, cuenta con dos opciones para tal finalidad…” Detalles en el Apéndice	El grupo de asesores (los alumnos) debe iniciar sus cálculos, investigaciones, estudios de campo y discusiones necesarias para presentar una propuesta fundamentada al inversionista, quien usará esa información para la toma de decisiones.
Fase de Desarrollo (4 horas extra clase)
El profesor indica que para la solución del problema deben aplicar sus conocimientos de química adquiridos en la unidad, además de recordar ciertos conceptos y aprendizajes previos; adicionalmente, indica que es necesario que se auxilien de herramientas y conocimientos de otras asignaturas, para el desarrollo de sus cálculos y el diseño de sus presentaciones, gráficas y muestreo de datos para el manejo de su información. Indica a los alumnos que deben investigar sobre el giro de cada industria propuesta y su relevancia e impacto actual para fundamentar el trabajo de investigación y dar la propuesta al inversionista.	Los alumnos hacen uso de sus recursos a la mano para lograr el objetivo esperado: encontrar la mejor solución para el problema planteado, y además, proporcionar la fundamentación adecuada. Realizan los cálculos necesarios, recurrirá a la investigación documental, consulta de notas, asesoría con su profesor, discusión entre pares y determinación de un plan de trabajo. Diseñan un informe detallado e innovador que permita al inversionista observar los puntos clave para la toma de una decisión. Realizan una presentación electrónica para dar a conocer su propuesta en la junta con el inversionista.
Fase de Cierre (2 horas clase)
Durante la segunda clase se realizarán las presentaciones (máximo 15 minutos) para encontrar la mejor propuesta y como consecuencia determinar la empresa de asesores que será contratada.	Cada grupo de asesores conformado por los equipos de trabajo presentarán su propuesta y entregarán al profesor el informe escrito que da detalle de su trabajo de análisis.

Justificación

La secuencia didáctica propuesta favorece el trabajo colaborativo, fortalece las habilidades de investigación, síntesis de información, argumentación y reflexión; además, contribuye a fomentar el desarrollo de los puntos esenciales que conforman al modelo educativo del Colegio de Ciencias y Humanidades.

Al realizar una estrategia con una simulación, los alumnos enfrentarán una situación que se les podría presentar en el ámbito laboral y para solucionarlo deben crear sus propias estrategias para la toma de decisiones eficaces.

Se establecen reglas para el trabajo presentado como simulación, con las cuales se induce al alumno a que aplique los conocimientos previos adquiridos en el curso y que además, genere nuevo conocimiento de manera autónoma al aplicarlos en un caso real.

Se logra que los estudiantes vivan la parte práctica y usen su ingenio para proponer, desarrollar y mejorar. Aunado a lo anterior, permite que desarrollen su capacidad para reflejar ese análisis tanto de manera escrita como oral, lo que reforzará su conocimiento adquirido.

De acuerdo al programa de estudio de Química III y IV vigente, los aprendizajes seleccionados para esta estrategia son de nivel 3, el cual demanda promover:

Habilidades de indagación y resolución de problemas, pensamiento crítico y creativo, donde el alumno muestra la capacidad de análisis de datos, resultados, gráficas, patrones, elabora planes de trabajo para probar hipótesis, elabora conclusiones, propone mejoras, analiza y organiza resultados, distingue hipótesis de teorías, conclusiones de resultados, resuelve problemas y analiza críticamente.

Por las características de los trabajos basados en simulaciones, se garantiza que el diseño y tipo de estrategia propuesta permite que los alumnos alcancen el nivel de profundidad en la comprensión y aplicación de los aprendizajes.

Resultados

Al aplicar la estrategia en quinto semestre en la asignatura de Química III en 4 grupos diferentes del turno vespertino, se logró el trabajo colaborativo, la autonomía, participación y el respeto.

Los productos finales se presentaron en plenaria lo que permitió observar el trabajo de todos los equipos, las ideas fueron innovadoras, los diseños y formas de presentar sus propuestas tuvieron el toque personal de cada grupo de “analistas de inversión”.

Algunos diseñaron logotipos y una imagen de su empresa, la forma de presentar sus resultados fueron completamente desarrollados por la visión de cada equipo.

De acuerdo al nivel cognitivo que debíamos alcanzar en los aprendizajes abarcados en la estrategia, se lograron todos:

Habilidades de indagación y resolución de problemas: Los chicos investigaron en diferentes fuentes sobre la situación actual de los giros de las empresas propuestas en el caso aplicado, además tuvieron que investigar los costos de las materias primas y los costos de venta actuales en el mercado de los productos terminados de cada empresa propuesta, mismos que le sirvieron de referencia para calcular las ganancias que podría generar la empresa al año.

Buscaron la información clave que les permitiría fundamentar su propuesta de inversión más conveniente para el inversionista. A partir de esa selección de información e investigación realizada fueron capaces de llegar al siguiente nivel de actividad.

Pensamiento crítico y creativo: El alumno mostró la capacidad de análisis de datos, resultados, gráficos, patrones, elaboraron planes de trabajo, generaron supuestos o hipótesis que comprobaron y fundamentaron con sus cálculos realizados, sus investigaciones y sus discusiones grupales de los resultados obtenidos.

Mostraron creatividad en el diseño de sus materiales para presentar sus resultados y conclusiones, además de mostrar sus habilidades y capacidades usando los conocimientos de otras asignaturas y de su experiencia personal para plasmarlo en el producto generado al final de la actividad.

Se auxiliaron de diversos materiales, software y herramientas para sus presentaciones finales y trabajo escrito, lo que incluía: gráficos, presentaciones electrónicas, material de apoyo, trabajo escrito con formatos variados, uso de tablas, imágenes, indicadores, etc.

Aunado a lo anterior los estudiantes trabajaron en equipo, se organizaron, discutieron entre diversas ideas, elaboraron conclusiones en conjunto con sus compañeros de equipo y llegaron a la resolución del problema logrando un análisis crítico de sus opciones y recurso disponibles, considerando el panorama y la información planteada de ambas empresas (opciones de inversión), pero además fundamentando adecuadamente dichas sugerencias que presentan al inversionista en la sesión de cierre.

Durante las presentaciones finales los chicos se muestran entusiasmados, orgullosos de sus productos finales y de sus presentaciones, además de seguros, hablan con fluidez, con carácter confiado porque todo lo que dicen y plantean lo tienen claro, no temen a preguntas porque para todo lo que presentan tienen una respuesta y si no la tienen, saben generarla porque conocen lo que investigaron en el proceso de la solución del caso.

La estrategia basada en una simulación motivó a los estudiantes a participar activamente y los estudiantes expresaron que les gustó la actividad debido a que tenía un sentido y una finalidad la aplicación de la química, lograron usar de manera natural los conocimientos de otras asignaturas para la solución de la problemática.

Además de la interdisciplinariedad, los estudiantes socializaron y participaron activamente en una actividad relacionada con la ciencia, donde aplicaron la investigación, las TIC y su sentido común para la solución de un caso. El tiempo asignado para la estrategia fue poco, fue necesario asignar dos horas más de clase para aclaración de dudas y que los productos finales cumplieran con las características establecidas.

Conclusión

Aplicar estrategias acertadas para que el estudiante visualice la practicidad y uso de los conocimientos adquiridos en el mundo real, permite que generen aprendizajes significativos y se auxilien de aprendizajes previos y experiencias, habilidades y aptitudes para dar solución a un reto o problema planteado. El docente necesita innovar en su forma de enseñanza para lograr la motivación y significancia adecuada en el sentido de la asignatura.

Los alumnos vivieron el uso de la química en combinación con otras asignaturas que generalmente quedan abstractas y carentes de sentido y aplicación. Esta actividad les permitió vivir una experiencia cercana a la realidad que afrontarán cuando inicien su vida laboral, el trabajar en equipo, organizarse, ser empáticos, participativos y lograr objetivos a pesar de la dificultad de coincidir en ideas, son situaciones que, adicional a una formación académica, les permitirán desarrollar y aprender en el ámbito personal y social.

Apéndice: Material entregado a los alumnos por grupo de trabajo

Se puede descargar aquí el archivo con los anexos (formato ZIP, 951 KB).

Bibliografía

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• Universidad Nacional Autónoma de México, Colegio de Ciencias y Humanidades, área de ciencias experimentales. Programas de Estudio de Química III y IV (en revisión).