Epistemologia didáctica de la química (página 6)

El aprendizaje disciplinar es un proceso complejo y no
todas las mentes desde su génesis están
predispuestas para abordar el conocimiento científico, la
genética también interviene en el proceso de
selección de intereses cognitivos, son muchos los
problemas que presenta el aprendizaje que se manifiestan en los
proceso cognitivos de las ciencias, estos problemas se desprenden
de la misma historia del ser social en proceso de
educación y muchos de ellos se empiezan a manifestar en
edades tempranas y se prolongan hasta la edad adulta. Algunas de
estas dificultades para el aprendizaje le exigen al docente un
gran esfuerzo didáctico, de diseño
didáctico, pero el primer esfuerzo es comprender la mente
del estudiante y sus problemas de aprendizaje.

La ESCUELA INVESTIGATIVA convierte al docente en un
investigador permanente del desarrollo cognitivo del estudiante,
con el cual aprende a detectar sus procesos y sus ritmos, toda
vez que es el estudiante el que aporta las pistas para que el
docente pueda preparar los materiales didácticos. De hacho
la ESCUELA INVESTIGATIVA rechaza los instrumentos
didácticos genéricos como los libros de texto, los
implementos didácticos figurativos y los laboratorios de
juguete. Es necesario entender que se educa y se forma para la
vida dentro de la realidad y bajo las condiciones de la
naturaleza y que las ciencias básicas y la
matemática son formas de leer e interpretar la realidad y
la naturaleza.

En la siguiente tabla se ilustran algunos de los
problemas de aprendizaje detectados en el proceso de la
escuela:

PROBLEMAS DE
APRENDIZAJE

Tabla 5.16: Problemas del proceso
de aprendizaje

5.4.4.3. La didáctica en la
asignatura

La asignatura en este caso corresponde a las ciencias
naturales y en particular la ciencia de la química. Es
necesario entender, desde la didáctica, que una ciencia es
un tejido de conocimientos teóricos y de aplicación
practica dispuestos a ser clasificados y sistematizados por la
mente humana. La ciencia total no se puede abordar en una sola
mente ni en una sola asignatura, la época exige el
conocimiento de la mente especializada para lo cual existen
didácticas especializadas y asignaturas. En una primera
clasificación la Química se descompone en
Química Orgánica y Química
Inorgánica, pero también se cuenta con las
asignaturas interdisciplinares como la Bioquímica y la
Fisicoquímica, luego asignaturas de especificad como
Química Analítica la cual se subdivide en
Cualitativa y Cuantitativa; la especialización puede
llevar hasta la Química teórica, la Química
Cuántica o sólo la química específica
de un elemento como la química del Cinc.

La época propone la transdiciplinariedad y la
ruptura de las fronteras disciplinares donde ya no importan las
disciplinas aisladas sino los procesos en los que intervienen las
disciplinas necesarias. Esto es algo importante para la
didáctica moderna y es no abordar la asignatura desde la
especificidad de la disciplina sino desde la complementariedad
transdisciplinar como componente esencial de la didáctica
de asignatura en la ESCUELA INVESTIGATIVA.

Acometer la enseñanza experimental de la
química en las épocas actuales exige varias
habilidades del docente desde la óptica de la asignatura y
la disciplina, una primera habilidad tiene que ver con la
sistémica y la capacidad de ordenar, clasificar y
priorizar la inmensa cantidad de información (datos) que
existen alrededor del tema con diferentes enfoques e intereses,
por lo que el docente debe apuntar a la esencia del tema y no
dispersar el conocimiento con ejemplos contrapuestos. Esto de
hecho conlleva a una investigación de la asignatura en el
contexto y la dinámica de este conocimiento en el
territorio cultural.

En la educación Colombiana y de países
afines las asignaturas de las ciencias naturales (Física,
Química, biología y matemáticas) constituyen
una especie de laguna o limbo cultural entre la cotidianidad y lo
que se enseña, por esto es necesario que el docente
"aterrice" la asignatura en la memoria colectiva y le de un uso
practico y experimental. Romper con la retórica de las
ciencias es algo complicado en el modelo tradicional,
todavía el mentefacto y el conocimiento de palabras
enmascara y suplanta el conocimiento epistémico y
verídico, generando un aislamiento histórico de la
realidad científica y abriendo más la brecha entre
subdesarrollo y desarrollo.

Surge entonces una serie de investigaciones aplicadas a
la enseñanza de las ciencias y en especial de la
química en el proceso educativo, desde la edad primaria
hasta la educación superior, para esto es necesario
aceptar la necesidad de experimentar procesos didácticos
con niños en los primeros años de
escolarización, en donde se busquen las formas y los
métodos para construir la mente científica, la
mente investigadora, la mente autónoma y con capacidad de
conceptualizar con criterio propio, la mente descubridora y la
mente conectada al trabajo practico. Howard Gardner
después de proponer las Inteligencias Múltiples
lanzó la propuesta de las cinco (5) mentes del futuro que
en su orden son:

• a. LA MENTE DEISCIPLINADA entrenada para saber
  pensar en las principales disciplinas científicas
  más haya de los datos y los hechos.

• b. LA MENTE SINTETIZADORA que sabe seleccionar
  y priorizar lo relevante.

• c. LA MENTE CREADORA es la mente que sabe
  pensar de otra manera, que innova, que inventa y
  crea.

• d. LA MENTE RESPETUOSA es la mente que entiende
  y comprende a los demás desde la
  diferencia.

• e. LA MENTE ÉTICA es la mente
  estética que busca coordinar las intensiones y las
  aspiraciones con la realidad.

Con tantas mentes es necesario saber como armonizarlas
en una sola, no obstante más que mentes diríamos
que son habilidades y capacidades para las mentes futuras a nivel
global, en el caso de este trabajo podemos desarrollar en el
estudiante unas "mentes" o habilidades y capacidades frente a una
ciencia como la química en el contexto del conocimiento
científico, estas habilidades mentales y practicas
serían:

• a. LA MENTE INVESTIGADORA capaz de observar,
  realizar pruebas, contrastar, sacar deducciones y
  conceptualizar sobre la realidad.

• b. LA MENTE EXPERIMENTAL capaz de
  diseñar experimentos para comprobar, de realizarlos y
  sistematizar los datos de cada observación
  experimental.

• c. LA MENTE CIENTÍFICA capaz de aplicar
  el método científico a la cotidianidad y de
  crear en cada investigación su propio
  método.

• d. LA MENTE PRACTICA capaz de desarrollar
  habilidades manuales de aplicación, de resolver
  diseños prácticos y de aplicar los
  conocimientos a las necesidades de la realidad.

• e. LA MENTE DESCUBRIDORA es la mente
  autónoma que no se conforma con el diseño del
  mundo dado sino que emprende nuevas preguntas y cuestiones,
  rompe paradigmas y revoluciona los conocimientos.

• f. LA MENTE EPISTÉMICA es una mente
  ética y congruente con el proceso cognitivo
  disciplinar, es una mente que conoce el origen y desarrollo
  de cada conocimiento científico y desde esa base
  proyecta nuevos conocimientos.

Suficiente tema para abrir líneas de
investigación didáctica en la escuela y los
diferentes ciclos educativos, si en su primera educación
nuestros estudiantes construyeran estas habilidades mentales y
practicas de seguro existiría una garantía de
disminuir la brecha del atraso, pero es necesario investigar el
cómo se pueden desarrollar didácticas
científicas bajo las condiciones de nuestro sistema
educativo para construir en la mente del niño estas
habilidades y para que se dejen unas estructuras de desarrollo
que les permita avanzar en los meandros del
conocimiento.

5.5.5. Epistemología Didáctica de la
Química Experimental

Es necesario entender el proceso del conocimiento dentro
de la investigación a partir de la génesis del
conocimiento mismo y en cuanto a las ciencias naturales desde que
el ser entra en contacto con la realidad y su naturaleza, por tal
motivo se debe plantear una continuidad y un acuerdo
currícular entre la ciencia primaria, la ciencia
básica, secundaria y superior de acuerdo al sistema
público de educación, entonces la
escolarización de la ciencia acude a la
transposición didáctica desde la ciencia erudita y
ser fundamentada desde sus posibilidades de enseñanza
experimental acudiendo a la epistemología como disciplina
estructurante del conocimiento científico.

Ya se ha planteado la necesidad de formar al profesorado
de ciencias en los fundamentos de la epistemología y su
aplicación en la cotidianidad de la enseñanza de
las ciencias, por tal motivo debe existir una relación
dialógica y epistémica entre la ciencia escolar y
los avances científicos.

Los temas, contenidos y practicas experimentales para
enseñar la química desde las edades tempranas
requiere pensar en una química para todos, una
química común con un currículo
específico pero al mismo tiempo con un plan
dinámico de elevación de estándares y
coherente con los estudios universitarios, no obstante3 la
aceptación de los avances científicos en esta
época de cambios de paradigma requiere de la
formación científica de los ciudadanos así
no sean profesionales en química o en alguna de las
ciencias.

La matriz disciplinar de la química experimental
aplicada a la escuela básica y a los programas de pregrado
debe evaluar los objetivos didácticos y los valores
didácticos dentro del contexto académico de la
escuela. Desde esta perspectiva no se debe abordar la
epistemología como una reflexión teórica e
histórica sobre las ciencias, sino que también es
necesario asumirla como una disciplina practica y conceptual
alrededor del conocimiento científico convergente con la
historia de la ciencia, la sociología de la ciencia, la
psicología de la ciencia y la semiología
lingüística de la ciencia, por esta misma
razón la epistemología didáctica de
la química experimental esta en capacidad de
explicar y fundamentar la ciencia erudita y escolar desde la
óptica de la enseñabilidad del conocimiento
científico a través de la experimentación y
es aquí donde radica su importancia en la
Formación de Docentes
Investigadores.

Figura 5.8: Convergencia de las
disciplinas en la naturaleza científica

5.5.5.1. Didactización de los saberes
científicos

La transposición didáctica entre lo
erudito y lo escolar exige del docente un conocimiento de la
historia del cómo se ha construido determinado
conocimiento y como se ha ensamblado al cuerpo simbólico
del conocimiento disciplinar, como ejemplo podemos ilustrar la
concepción del termino "átomo" por Democrito y
Leucipo, el experimento de los rayos catódicos de J.J.
Thompson y su modelo atómico y la teoría
atómica de Dalton, estos tres eventos disjuntos se
encuentran en el capital histórico y simbólico de
la química y coadyuvan teórica y experimentalmente
a construir el conocimiento sobre átomo. Ahora bien, lo
interesante es la didactización experimental de estos
eventos científicos y su anclaje a la estructura cognitiva
de la ciencia química.

La Didactique est un ectoplasme
épistémologique, qui déforme, en les
simplifiant, les savoirs purs qu"elle emprunte, les rendant
méconaissables[68]

Esta es una visión clara de la didáctica
especifica de la ciencia, la didáctica transforma los
saberes científicos en versiones escolares y la disciplina
cobra otro sentido en la formación del docente
investigador. La transposición didáctica se lleva a
cabo en la llamada noosfera en la cual participan
científicos y profesionales, ésta noosfera es el
lugar común del debate científico y su desarrollo
entre los hacedores del conocimiento.

There is a place for historians,
philosophers, and sociologists of science in the deliberation of
science curriculum[69]

La ciencia de la didáctica específica de
la química es un ente vivo y cambiante que se debe
relacionar permanentemente con los avances científicos
dentro de una epistemología escolar que debe tener una
gran importancia en la formación de docentes
investigadores. La didáctica experimental de la
química en la ciencia escolar incorpora un elemento
central que es el desarrollo de una ciencia investigativa en la
escuela capaz de elaborar conceptos y modelos teóricos
para la enseñanza, con la función de orientar al
estudiante (iniciado) en apropiarse del método
investigativo y sus formas de representación, de las
estrategias cognitivas, los modos de experimentación e
intervención, los lenguajes y los
símbolos.

5.5.5.2. La química
experimental

En el territorio del conocimiento la
experimentación y la epistemología adquieren una
importancia mayor que la de la simple observación de la
naturaleza y su descripción. No es posible aprender la
ciencia química sin conocer sus conceptos fundamentales
para poder así iniciar un aprendizaje experimental,
personal y directo empleando las principales técnicas y
los métodos idóneos.

El aprendizaje experimental exige la
individualización del proceso, en el cual el estudiante se
enfrenta directamente al problema y tiene que buscar los caminos
para resolver los diferentes detalles experimentales y donde la
función del docente es aportar los fundamentos y vigilar
el trabajo individual del alumno. La experimentación bien
lograda le confiere al estudiante el empoderamiento en el dominio
de la materia y sus transformaciones.

5.5.5.2.1. Los principios
Fundamentales

Es necesario distinguir entre lo fundamental y lo
secundario en los procesos de aprendizaje experimental y ubicar
el aprendizaje en la disciplina correspondiente, muchas veces
avances como los de la energía nuclear y la
interconvesión materia-energía correspondientes
más a la física se sobreponen al del principio de
conservación de la materia (Lavoisier), en donde el
estudiante debe acostumbrar su mente al principio de
transformabilidad de la materia opuesto al de destrucción,
lo que tiene una relación directa con las propiedades
ponderables de la materia como la masa y el peso, es decir, en
toda experimentación es necesario dar cuenta cualitativa y
cuantitativa de los componentes de la materia con la que se
trabaja.

Desde esta óptica en toda experimentación
debe tenerse en cuenta las siguientes leyes y
principios:

• a. Principio de conservación de la
  materia

• b. Ley de acción de masas

• c. Principio de conservación de la
  energía

• d. Teoría atómica y teoría
  molecular

• e. Ley de la composición
  definida

• f. Ley de las proporciones
  múltiples

• g. Leyes eléctricas de
  Faraday

• h. Ley de combinación de
  volúmenes

• i. Teoría cinética y leyes de los
  gases

• j. Principio de isomería

• k. Teoría de ácidos y
  bases

• l. Conceptos de oxidación y
  reducción

De igual manera en toda experimentación y en toda
ley, teoría o principio debe mantenerse como base
transversal la ley periódica de los elementos.

Independientemente de la aplicación y enfoque de
la investigación experimental, del campo interdisciplinar
o transdisciplinar, las técnicas de aprendizaje
experimental tienen dos fines específicos: a) El
análisis b) La preparación. Por lo general las
técnicas analíticas resultan más
económicas que las preparativas.

5.5.5.2.2. Ciclos de enseñanza

Dentro del sistema nacional es posible abordar la
enseñanza de la química desde la primaria empleando
básicamente observaciones sobre el entorno natural,
algunos juegos de mezclas y experimentos con materiales
domésticos, más adelante, antes de ingresar a la
formación secundaria se pueden exponer algunos
experimentos en la modalidad de laboratorio cátedra y
realizar algunos laboratorios por grupos.

Los siguientes diagramas ilustran algunas practicas
básicas en los diferentes ciclos educativos y el tipo de
materiales que se pueden emplear:

Figura 5.9: Estrategias
didácticas e investigativas para la enseñanza de la
química

Entrando al ciclo de ecuación secundaria se
implementan algunas técnicas de laboratorio, el manejo de
reacciones analíticas, procesos de transformación
doméstica de la materia con preparados como lácteos
(mantequilla, queso, yogurt), reconocimiento de algunos
materiales de laboratorio y formas de uso, reconocimiento de
algunos elementos químicos y practicas grupales e
individualizadas.

Figura 5.10: Estrategias
didácticas para la enseñanza de la química
en la educación secundaria

En el nivel medio y vocacional, donde el estudiante
inicia su proceso de determinar su futuro profesional y la
química hace parte importante de esta decisión, es
necesario profundizar y desarrollar la confianza en el manejo de
la materia y los materiales de laboratorio, es así que ya
se pueden desarrollar practicas especificas de análisis
cuantitativo como volumetrías y titulaciones
ácido-base, determinación de densidades, puntos de
fusión y operaciones de filtración
específica, cristalización, destilación, y
avanzar en el diseño de montajes experimentales sencillos
como la cromatografía y el reflujo con manta de
calentamiento. En este punto el estudiante debe haber entendido y
formado la virtud de la paciencia en la experimentación
científica, saber esperar con paciencia el resultado de
una cromatografía o cuidar celosamente el proceso de una
destilación fraccionada con riguroso cuidado del proceso
de calentamiento. Incluso se pueden adelantar, de acuerdo al
nivel de interés, practicas al vacío y con gases
sin descuidar los laboratorios fundamentales de
cátedra.

Figura 5.11: Estrategias
didácticas para la enseñanza de la química
en la educación media y vocacional

La institución de educación superior debe
entender que el estudiante, dentro de esta propuesta, ya viene
con unos presaberes afianzados y con unas habilidades
desarrolladas que le permiten seguir avanzando y no caer en el
error de repetir todo el ciclo nuevamente. Además de
prácticas avanzadas en la universidad debe existir una
infraestructura de laboratorios especializados disponibles para
la enseñanza experimental de la química y una malla
curricular que en promedio contenga la siguiente
distribución horaria:

4000 horas de aprendizaje= 3000 horas de
aprendizaje práctico + 1000 horas de aprendizaje
teórico

Esta relación de 3:1 entre práctica y
teoría garantiza la formación del profesional en
química.

A continuación se presenta un cuadro del equipo
instrumental para un laboratorio de química dedicado a la
enseñanza experimental para los primeros años del
pregrado, aclarando que para los niveles de postgrado las
exigencias de material y reactivo son mucho mayores y
sofisticados.

Tabla 5.17: Instrumentos y equipos
para laboratorio de química experimental

En la investigación de frontera, programas de
postgrado, cada investigación exige su propio
diseño de equipos y sus propios materiales
diseñados explícitamente para el tipo de
investigación. Sin duda el conocimiento de la
química es un conocimiento costoso, toda vez que
también se depende de una gran cantidad de sustancias y
compuestos, empezando por los elementos de la tabla
periódica, disolventes, reactivos analíticos que
deben ser mantenidos en condiciones específicas de humedad
y temperatura.

Tabla 5.18: Costo de algunas
sustancias y reactivos (1975)

Aquí subyace la gran deficiencia de las
universidades colombianas y latinoamericanas, es su ineficacia
económica para instalar grandes complejos de laboratorio
para la enseñanza de las ciencias. La mayoría de
universidades están diseñadas como recintos
retóricos de salón – pupitre – maestro, lo que
demuestra una gran ausencia de currículo científico
en el país y una baja oferta en formación
científica, por lo que la mayoría de Instituciones
de Educación Superior como enfoque de rentabilidad
prefieren las carreras de Ciencias Sociales.

Todo país que aspire a salir del subdesarrollo
debe hacer una fuerte inversión en la construcción
del conocimiento científico y la tecnología desde
la educación básica.

Conclusiones y
recomendaciones

6.1. CONCLUSIONES

El abordaje de la ciencia y la tecnología en un
país como Colombia requiere de un inmenso esfuerzo en la
elaboración acordada de un currículo que le permita
salir al país, desde el territorio educativo e
investigativo, de la ignorancia, el atraso y todos sus males
colaterales. No obstante la prioridad es el desarrollo a escala
humana.

Los nuevos paradigmas educativos en la era de la
globalización, la sociedad del conocimiento y las Nuevas
tecnologías de la Información y la
comunicación (NTIC) proponen un nuevo modelo educativo y
pedagógico, un modelo más flexible, holistico,
diversificado y científico. El enfoque
epistemológico de la educación científica
debe servir a una dialéctica colaborativa en la cual los
contrarios no se anulan sino se complementan para ampliar el
horizonte de conocimientos. Es necesario, no obstante,
diferenciar entre información científica y
conocimiento científico: entre palabra, concepto y
conocimiento, pues el hecho de conocer el nombre de los objetos y
su información conceptual no implica un conocimiento
construido sobre el objeto.

Al proponer una Epistemología didáctica de
la química experimental de hecho se concibe la
formación de un docente investigador dentro de un modelo
de Escuela Investigativa, docente que debe romper con los modelos
de la escuela tradicional y el sistema de estándares para
ubicarse en la perspectiva de construir conocimiento
científico conjuntamente con sus estudiantes a
través de procesos experimentales, exploratorios e
investigativos; un docente que haya apropiado el método
científico como parte de su didáctica.

Tal vez fueron muchas las intensiones del presente
trabajo pero la visión general apunta a la gran necesidad
de revolucionar el sistema educativo nacional en lo concerniente
con la enseñanza de las ciencias y la tecnología,
desde esta óptica podemos evaluar las siguientes
conclusiones.

6.1.1. La Escuela Investigativa

Se continúa avanzando en la construcción
de un modelo educativo y pedagógico, alimentado por
diversos aportes en el mismo sentido de construir una escuela de
educación práctica, menos retórica y
libresca, donde el conocimiento tenga una aplicación
practica sobre a las necesidades del contexto y logre resolver la
brecha entre el subdesarrollo y el desarrollo desde lo
científico y tecnológico.

Es necesario construir una ESCUELA INVESTIGATIVA que
tenga la capacidad de construir y estructurar una mente
científica en el niño, desde su escolaridad
temprana y se proyecte durante los diferentes ciclos educativos
hasta la perspectiva de construir conocimiento de frontera en el
proceso de educación superior. Esto significa el cambio de
rol de la universidad, pues ya no es la institución
conservadora y preservadora de conocimientos, sino que debe ser
una institución generadora de nuevos conocimientos desde
la investigación.

Esta ESCUELA INVESTIGATIVA requiere de un compromiso de
la sociedad y el estado en una política de mayor
inversión en el sector educativo, con instalaciones
adecuadas para el desarrollo de la mente científica, con
laboratorios modernos y aulas especializadas en donde la
interdisciplinariedad y la transdiciplinariedad se conjuguen con
los intereses y habilidades cognitivas del estudiante. No
está de sobra aclarar la necesidad de transformar los
espacios y ambientes educativos para el desarrollo de una
didáctica más propensa al conocimiento
científico como lo es el trabajo practico, lo cual implica
cambiar el pupitre unipersonal (amordazador) por mesas amplias de
trabajo, transformar el pequeño escritorio de
cátedra por mesones en los cuales el docente pueda
desarrollar demostraciones practicas.

Lo anterior no significa que la ESCUELA INVESTIGATIVA se
desarrolla sólo transformando la política
educativa, éste tipo de escuela nace, surge y se
desarrolla con el docente investigador desde las condiciones que
ofrezca el contexto.

6.1.2. Formación de Docentes
Investigadores

En su corta historia las normales superiores y las
facultades de educación se han dedicado a transmitir la
formación humanística tradicional de los docentes
descuidando la rigurosa observación sobre el cambio de los
tiempos y los paradigmas educativos. Se podría decir que
no se ha superado la era del enciclopedismo y el ilustracionismo,
se le adjudica al libro de texto el deposito del conocimiento y
su transmisión, el 90% de las actividades escolares giran
alrededor de un texto donde se conjugan las competencias de la
interpretación, la argumentación y la
proposición a partir del texto y no a partir de la
realidad y la naturaleza. Es necesario cambiar las competencias
comunicativas por las competencias investigativas y
creativas.

La construcción del conocimiento en las
disciplinas científicas y en las ciencias naturales
sólo se logra a través de la
experimentación, de la observación, de la
investigación y la sistematización, El texto
conceptual debe surgir del sujeto cognoscente y luego ser
contrastado con el texto científico en un dialogo
permanente entre la ciencia erudita y la ciencia
escolar.

La formación del docente no finaliza en la norma
o en la universidad, allí recibe las herramientas
básicas para su labor. El docente se hace en la practica
cotidiana y en la permanente solución de problemas frente
a la didáctica específica disciplinar, su
compromiso ético y profesional es la construcción
cooperativa de conocimientos en beneficio de la sociedad, ya no
es el dictador verbal de cátedra con habilidades para
trazar mentefactos en un tablero y llenar los cuadernos de los
estudiantes de textos inconexos. Puede ser el mediador, el
orientador, el propulsor, el animador o el intermediario que
facilita las condiciones para que el estudiante inicie procesos
investigativos. El docente debe ser al mismo tiempo un
hermeneuta, un semiólogo, un epistemólogo y un
investigador, pues no se trata de "inyectarle" las mismas
informaciones y los mismo "conocimientos" a todos los estudiantes
durante todos los años y con los mismos textos.

La formación de docentes con habilidades y
competencias investigativas en las ciencias naturales es una
necesidad dentro de la ESCUELA INVESTIGATIVA. El manejo aplicado
a la didáctica de disciplinas como la
epistemología, el método científico,
semiología y hermenéutica, hacen del nuevo docente
un formador versátil y actualizado, con herramientas
adecuadas para abordar el conocimiento científico desde su
génesis.

6.1.3. Epistemología Didáctica De La
Química Experimental

La enseñanza de las ciencias naturales y en
especial de la química en nuestro sistema educativo se ha
limitado a exaltar y valorar los hallazgos de los
científicos ultramarinos, en saber nombrar algunas leyes,
teorías y conceptos pero sin ningún manejo practico
sobre las mismas. Fechas. Nombres, palabras y dibujos formas gran
parte de nuestra cultura científica con un mínimo
de aplicabilidad.

Los bajos recursos para una infraestructura
didáctica adecuada han generado la expectativa de la
química teórica como opción de hacer
ciencia, no obstante la química ha sido y seguirá
siendo durante mucho tiempo una ciencia estrictamente
experimental para lo cual requiere una didáctica ligada al
laboratorio y a la experimentación.

Se propone una secuencialidad por ciclos
académicos que logren presentar un avance en el
conocimiento práctico de la química, una
didáctica epistemológica que requiere a
través de la recognición reproducir en gran parte
los hechos prácticos y experimentos básicos que han
formado su teoría. No es posible avanzar en el
conocimiento de la química si no se acomete el
diseño de los montajes experimentales en la escuela que
reproduzcan el episteme práctico que significó cada
hallazgo.

De igual manera en las ciencias naturales, no es posible
llegar al concepto de célula sin tener la opción de
observar por el microscopio la diversidad de tejidos y
estructuras celulares o llegar al concepto de partículas
atómicas sin observar los efectos del tubo de rayos
catódicos. Son muchos los experimentos que se pueden
reproducir en la escuela básica, sólo se requiere
de un docente investigador apoyado por una infraestructura de
laboratorios e instrumentos adecuados o en su defecto de una gran
recursividad para suplir las falencias del sistema
educativo.

6.1.4. Currículo y desarrollo
científico y cultural

La educación se erige y retroalimenta de la
cultura, la ciencia permea a la sociedad de un conocimiento
científico común que entra a conformar parte de la
edificación cultural de la sociedad, por esta misma
razón, toda sociedad que aspire a conjugarse y homologarse
con el llamado "Mundo desarrollado" se ve en la obligación
de construir un currículo socio-cultural por no llamarlo
nacional y político. Las sociedades construyen su
currículo nacional a partir de la investigación y
superación de los problemas que la aquejan y sobre esta
solución problémica se proyecta una visión
cultural y política de la sociedad que debe estar
expresada en su jurisdicción y en su proyecto educativo.
Si observamos las naciones que constituyen el mundo desarrollado
y son tutelares de los conocimientos científicos y las
tecnologías de frontera en el manejo de la materia, la
energía, el espacio, el tiempo y los campos estructurantes
epistemológicos de la ciencia moderna, en algún
momento de su historia se vieron ante la necesidad de concebir un
currículo nacional.

Es posible que el currículo francés haya
surgido en los albores de la revolución francesa, el
currículo americano en las doctrinas pro imperialistas
posteriores a la guerra civil, el currículo japonés
tiene dos momentos importantes, un primer momento cuando el joven
emperador, Mutsuhito, recuperó la posición de
verdadero dirigente del gobierno y adoptó el nombre de
Meiji Tenno ("gobierno ilustrado") (1868) cuya visión
política de gobierno se resume en el siguiente mandato
Meiji "El conocimiento será buscado y adquirido de
cualquier fuente y por todos los medios a nuestra
disposición para nuestra grandeza y seguridad", en
este momento se establece un currículo claro y preciso
asimilado por el total de la población de acuerdo a las
tradiciones culturales niponas, un segundo momento es cuando
Japón es derrotado con las bombas de Hiroshima y Nagassaki
e inicia una revolución científica e
industrial.

En Colombia y muchos países atrasados de
América latina ha sido lamentable el perfil gobernante y
la estulticia educativa de presidentes, ministros, legisladores y
gobernantes no han permitido, incluso obstaculizan al
máximo, la edificación de un país educado y
científico. La palabra currículo no abarca
más allá de unos planes de estudio y algunos
estándares obsoletos, por esta razón el presente
trabajo redunda en la necesidad de construir un Currículo
nacional que opere en la diversidad cultural de la nación
y que se proyecte como una visión teleológica a
través del sistema educativo nacional e impacte los
paradigmas culturales de la nación colombiana.

6.1.5. Resumen de conclusiones

• I. Se continúa estructurando el modelo
  educativo y pedagógico de la ESCUELA INVESTIGATIVA
  como una alternativa para superar el atraso científico
  y tecnológico.

• II. Se comienza a diseñar un temario
  propedéutico para la formación continuada de
  DOCENTES INVESTIGADORES y su estructura
  currícular.

• III. Se confrontan los programas para la
  enseñanza de la química de tres instituciones
  de Educación superior en correlación con los
  ciclos académicos y los estándares para las
  ciencias naturales para la educación básica y
  media.

• IV. Se diseñan unas matrices
  curriculares para la enseñanza de las ciencias
  naturales dentro del modelo de la ESCUELA INVESTIGATIVA y se
  proyecta la necesidad epistemológica y
  didáctica de abordar la enseñanza de la
  química desde la investigación y la
  experimentación.

• V. Se hace una crítica a la ausencia de
  currículo nacional y a la necesidad de transformar
  sustancialmente los métodos de enseñanza en las
  facultades de educación así como la
  práctica docente ligada a procesos de
  investigación en aula.

• VI. Se analizan los diferentes enfoques
  epistemológicas desde la óptica de la
  didáctica para la enseñanza de las ciencias
  naturales y la química experimental,
  acogiéndose el presente trabajo a la propuesta de la
  Epistemología Dialéctica de
  complementación proyectada por la escuela de
  Cuba.

• VII. Se acoge y se aborda el concepto de Campos
  estructurantes teóricos para el desarrollo del P.E.I.
  (Proyecto Educativo Institucional). El concepto de CAMPO
  TEORICO ESTRUCTURANTE. Dentro de la pedagogía
  significativa Ausebeliana este concepto de idea estructurante
  funciona como una herramienta de gran utilidad en la
  didáctica erudita y escolar. Estas ideas
  estructurantes son conceptos disciplinares de alto nivel de
  generalización e inclusividad en las estructuras
  cognitivas del estudiante. Son ideas con capacidad de
  organizar los conceptos y modelos presentes en la estructura
  de una disciplina científica o de un
  currículo., Prescribiendo su enseñanza y
  desarrollo en algún nivel educativo. En este sentido
  las Ideas estructurantes son los ejes directores de la
  organización del conocimiento tanto a nivel
  sintáctico como a nivel curricular de un área
  del conocimiento. (nota del autor)

6.2. RECOMENDACIONES

Dentro de la movilidad de la época y sus cambios
vertiginosos se hace necesario acometer una serie de labores
investigativas en el terreno de la enseñanza de las
ciencias naturales y de la educación en general a riesgo
de quedar como pueblos al margen sometidos a las competencias
laborales o mejor dicho como mano de obra generalizada de la
globalización, perdiendo de alguna manera el derecho a la
grandeza, a la trascendencia, a la divinidad y a la cultura. Por
esta y muchas más razones es urgente iniciar líneas
dinámicas de investigación aplicada y
sistematizada.

Dentro del presente trabajo se hacen las siguientes
sugerencias:

6.2.1. Implementar y promover el modelo de la
ESCUELA INVESTIGATIVA en las instituciones educativas del nivel
básico y medio.

6.2.2. Desarrollar procesos de
investigación tendientes a desarrollar una
educación y una didáctica que coadyuven
significativamente con la estructuración de una mente
científica en el niño.

6.2.3. Iniciar los estudios, investigaciones y
debates que abran la posibilidad de ofrecer a los docentes de
ciencias naturales y tecnologías una formación
continuada en procesos de investigación,
experimentación y aplicabilidad de los conocimientos a las
necesidades del contexto.

6.2.4. Elaborar diseños para laboratorios
de experimentación modulares que se adopten a las
circunstancias físicas de las Instituciones educativas
colombianas.

6.2.5. Diseñar modelos de redes de
intercambio virtual y real entre las diferentes instituciones
educativas con el sector productivo y la universidad, en donde
las investigaciones de frontera tengan una repercusión
directa en la didáctica de las ciencias
naturales.

6.2.6. Hacer un estudio de factibilidad para la
implementación de una especialización y/o
maestría dirigida a docentes en ciencias naturales para
desarrollar habilidades y competencias investigativas.

6.2.7. Implementar procesos de
precognición y recognición experimental
química aplicada a los programas de estudio de la
educación básica y media.

Anexos

ANEXO I

ESTANDARES EDUCATIVOS DEL MINISTERIO
DE EDUCACIÓN NACIONAL

REPÚBLICA DE
COLOMBIA

ESTANDARES EN CIENCIAS
NATURALES

GRADOS PRIMERO A
TERCERO

ESTANDARES EN CIENCIAS
NATURALES

GRADOS CUARTO A QUINTO

ESTANDARES EN CIENCIAS
NATURALES

GRADOS SEXTO A SEPTIMO

ESTANDARES EN CIENCIAS
NATURALES

GRADOS OCTAVO A NOVENO

ESTANDARES EN CIENCIAS
NATURALES

GRADOS DÉCIMO A
UNDÉCIMO

ANEXO II

CONTENIDOS CURRICULARES – MINISTERIO
DE EDUCACIÓN NACIONAL

Contenidos curriculares por grupos de
grados

Los contenidos científicos básicos que
aquí se proponen deben ser tratados en estrecha
relación con los niveles de complejidad de la primera
columna del cuadro incluido al final del documento, en el que se
resume la propuesta de estructura curricular.

PREESCOLAR, PRIMERO, SEGUNDO Y TERCER
GRADOS

A. Procesos de pensamiento y
acción

Para este primer grupo de grados se puede plantear como
objetivo lograr los tres o cuatro primeros subniveles de
complejidad en los "Procesos de pensamiento y acción". En
otras palabras, sobre los contenidos que aquí se sugieren,
se pueden hacer preguntas que se refieran a la descripción
de objetos y de sucesos, a la comparación entre objetos y
entre sucesos, e invitar a los estudiantes a hacer predicciones
sobre ellos. Los niños seguramente aventurarán
explicaciones desde sus preteorías. El maestro será
cuidadoso en aceptarlas como una parte esencial del
diálogo haciendo especial énfasis en señalar
las equivocaciones típicas esta edad como son las de
confundir la explicación con la descripción y hacer
explicaciones circulares. El énfasis se hará, sin
embargo, en las descripciones y las comparaciones como requisito
lógico para las explicaciones.

Los contenidos científicos básicos que se
proponen se organizan en los tres tipos de procesos que se
señalan en el cuadro, sin que esto quiera decir que es
necesario hacerlo explícito para los estudiantes. En otras
palabras, los contenidos se refieren a los procesos
físicos, químicos y biológicos sin que ello
quiera decir que debamos esperar que los estudiantes utilicen
estas palabras o hagan distinciones entre estos tipos de
procesos. Por otro lado es importante tener siempre muy claro que
la clasificación de los procesos naturales en estas tres
categorías es algo que se hace desde las teorías
acerca del mundo y que las divisiones no están en el mundo
mismo. Es entonces natural que en una misma actividad estemos
tocando temas que se refieren a más de un tipo de
procesos. Tomemos un ejemplo. Supongamos que estamos haciendo una
actividad a la que le hemos puesto como título "Juguemos
con el agua". En esta actividad podemos estar haciendo pasar agua
entre dos vasos comunicantes o podemos estar viendo cuáles
objetos, de un grupo determinado de ellos, flotan y cuáles
no. Éstas son preguntas típicas acerca de los
procesos físicos.

Pero dentro del contexto de estas actividades los
estudiantes que participan pueden preguntar por qué los
"peces pueden respirar en el agua" o "si a los peces del mar les
da sed"; estas preguntas, obviamente hacen referencia a problemas
que tienen que ver con los procesos biológicos. Por otro
lado, al profesor que está dirigiendo las actividades se
le puede ocurrir disolver sal en el agua y volver a hacer la
prueba de si ciertos objetos flotan o no. Puesto que estamos
disolviendo una sustancia y formando algunos iones, estamos
involucrando en las actividades un proceso fisicoquímico.
Esto, como es natural pensar, no debe impedirnos realizar este
tipo de actividad ni nos exige establecer o poner en evidencia
estas distinciones.

Las actividades en estos grados están dirigidas a
la descripción de objetos y sucesos teniendo como
fundamento los primeros cuatro subniveles de complejidad en los
procesos de pensamiento y acción y como horizonte la
función de estos conocimientos desde el punto de vista
tecnológico, de la conservación y el mejoramiento
del medio ambiente y del mantenimiento de la salud, tal como se
sugiere en el cuadro y se explica en el capítulo
anterior.

Los contenidos científicos básicos que se
sugieren están organizados de acuerdo con aquellos
procesos que se privilegiaron en la estructura general del
área. En torno a ellos se sugiere que los profesores de
ciencias, teniendo en cuenta el Proyecto Educativo Institucional
-PEI-, su currículo y los proyectos pedagógicos de
la institución, diseñen un plan de estudios para
estos cursos y diversas actividades para desarrollarlos. En estas
actividades, repetimos, el objetivo es enfatizar en el desarrollo
de los procesos de pensamiento y acción señalados
en la primera gran columna del cuadro (columna rectora), que
fundamentan la posibilidad de hacer explicaciones
científicas.

B. Conocimiento científico
básico

* Conocimiento de procesos
físicos

Electricidad y magnetismo: Los imanes. Los
bombillos. Las planchas. Las estufas eléctricas. Los
motores eléctricos. Los peligros de las corrientes
eléctricas para la vida y la salud.

Fuentes energéticas y transformación de
energía: La gasolina y el movimiento de los carros. Los
alimentos y el movimiento de las personas y los animales. La
corriente eléctrica y los aparatos de la casa. El cocinol,
la gasolina, el gas, el carbón o la leña y las
estufas. El ahorro de energía eléctrica y de
combustibles. Los peligros de incendios, quemaduras y
explosiones.

Las fuerzas y sus efectos sobre los objetos: Las
cosas que flotan en el agua y en el aire y las que no. Los globos
inflados con hidrógeno o helio. El columpio, las ruedas y
los balancines. Levantar y empujar objetos. El peso corporal y de
otros objetos.

Luz y sonido: Las cosas transparentes,
translúcidas y opacas. Los espejos. Las lentes. La luz y
el calor. La energía solar. Los colores. Los colores y la
absorción de calor.

La tierra en el universo: Relaciones entre
Tierra, Sol y Luna, y el día y la noche. Las estrellas y
los planetas. Los vientos.

* Conocimiento de procesos
químicos

Estructura atómica y propiedades de la
materia: El hielo, el agua fría, el agua caliente y el
vapor de agua.

Explicaciones acerca de las propiedades de la
materia: Algunas cosas que se disuelven en el agua y otras
que no. Cristales que se forman después de la
evaporación. Precipitados. Diferencias del agua con otros
líquidos: el vinagre, el alcohol, la leche. La
conducción de la electricidad a través de buenos y
malos conductores.

Cambios químicos: El oxígeno y la
combustión. Algunas frutas "se ponen negras " con el aire.
Los metales se oxidan con el aire y el agua. Cambios de algunas
características de ciertas sustancias por la acción
de la luz.

La tierra y su atmósfera: El aire contiene
oxígeno y otros gases. Las nubes y la lluvia.

* Conocimiento de procesos
biológicos

Procesos vitales y organización de los seres
vivos: Lo que comen las personas y los animales. Lo que
absorben las plantas. Los ambientes donde viven las personas, los
animales y las plantas.

Herencia y mecanismos de evolución de los
seres vivos: Los animales que duermen de noche y los que
duermen de día. Los animales que vuelan, los que nadan,
los que caminan y los que reptan.

Relación de los seres humanos con los
demás elementos de los ecosistemas del planeta: El
agua y la vida de los animales y las plantas y su relación
con la vida del hombre. El agua de los ríos, las
quebradas, las cañadas, las ciénagas y los animales
que viven en ellos o cerca de ellos y su relación con las
industrias y la agricultura. El agua del mar y los animales que
viven en él o cerca de él. Los árboles, el
musgo y la lluvia y los problemas que encontramos cuando la
acción del hombre altera las relaciones entre ellos. La
lluvia y los animales. Las selvas húmedas. La luz del sol
y las zonas térmicas en la tierra y sus formas de vida y
sus relaciones con los factores contaminantes.

Intercambio de energía entre los
ecosistemas: La luz del sol y los seres vivos. La
respiración en las personas, los animales y las
plantas.

CUARTO, QUINTO Y SEXTO GRADOS

A. Procesos de pensamiento y
acción

En este grupo de grados se debe llegar mínimo
hasta el sexto subnivel de complejidad en los "Procesos de
pensamiento y acción". En otras palabras, los estudiantes
deben ser capaces de construir teorías. acerca de los
procesos físicos, químicos y biológicos. Las
leyes que hacen parte de estas teorías deben ser
expresadas cualitativamente. Las predicciones y el control que
gracias a las teorías se puede ejercer sobre los procesos
serán, en consecuencia, también cualitativos. Debe
hacerse especial énfasis en la crítica de las
teorías en función de la predicción y el
control que permiten.

B. Conocimiento científico
básico

* Conocimiento de procesos
físicos

Electricidad y magnetismo: Circuitos simples con
y sin interruptores. Las pilas y baterías. Circuitos con
baterías. Cargas electrostáticas; los rayos y los
pararrayos. Los electroimanes. La brújula.

Fuentes energéticas y transformación de
energía: Las transformaciones de energía que se
dan al montar en bicicleta, al usar las palancas y los sistemas
de poleas.

Las fuerzas y sus efectos sobre los objetos: Los
vasos comunicantes. La prensa de Pascal. Las prensas
neumáticas. Las llantas de los carros. Cómo vuelan
los aviones.

Luz y sonido: La propagación de la luz. La
transmisión del sonido a través del aire, del agua
y de objetos sólidos. El eco.

La tierra en el universo: El sol, los planetas,
los satélites y los cometas. El sol y otras estrellas. Las
galaxias. Los cúmulos de galaxias. Los viajes espaciales.
El hombre en la luna. Las comunicaciones vía
satélite. Los cohetes y las naves espaciales.

* Conocimiento de procesos
químicos

Estructura atómica y propiedades de la
materia: Mezclas. Separación de mezclas. Cambios en
las propiedades de los componentes de las mezclas.

Explicaciones acerca de las propiedades de la
materia: Explicaciones de los diversos estados de la materia
por su estructura atómica.

Cambios químicos: Combustión de
sólidos y de gases. Calor, temperatura y cambios de estado
de la materia.

La tierra y su atmósfera: El
barómetro y la presión atmosférica. La
presión atmosférica según la altura. La
presión bajo el agua.

* Conocimientos de procesos
biológicos

Procesos vitales y organización de los seres
vivos: Identificación de algunos sistemas
(órganos y aparatos) de los seres vivos y la
función que ellos cumplen: las partes de una planta; los
sistemas digestivo, respiratorio, reproductor, en personas y
animales.

Herencia y mecanismos de evolución de los
seres vivos: Los ciclos de vida de personas, animales y
plantas. La reproducción y la herencia. Relaciones entre
diversas especies animales, vegetales y organismos inferiores:
cadenas y redes alimentarias. Relaciones de la especie humana con
las demás especies vivas y con los seres no vivos. La
contaminación y las amenazas contra la vida en el planeta
tierra.

Relación de los seres humanos con los
demás elementos de los ecosistemas del planeta: Las
personas, los animales y las plantas que viven en las selvas
húmedas. Los animales y las plantas que viven en el mar.
Las personas, los animales y las plantas que viven en el
desierto. Las personas, los animales y las plantas que viven en
las sabanas. Las características biológicas y
psicológicas de personas y animales y sus relaciones con
el entorno.

Intercambio de energía entre los
ecosistemas: Ciclos de la materia, niveles de
organización de los seres vivos y circulación y
transformación de la energía.

SÉPTIMO, OCTAVO Y NOVENO GRADOS

A. Procesos de pensamiento y
acción

En este grupo de grados debe alcanzarse como
mínimo el octavo subnivel de complejidad en los "Procesos
de pensamiento y acción". El estudiante en estos cursos
debe desarrollar la capacidad de construir nuevas teorías
o de expresar algunas que ya conocía, utilizando modelos
cuantitativos sencillos. El concepto de medida empieza a tomar
importancia en la contrastación de las teorías y se
va introduciendo progresivamente el lenguaje propio de la ciencia
y la tecnología.

B. Conocimiento científico
básico

* Conocimiento de procesos
físicos

Electricidad y magnetismo: Inducción
eléctrica. La corriente eléctrica. Los motores
eléctricos. Circuitos electromecánicos. Los
micrófonos y los parlantes. Las cintas magnéticas y
las grabadoras, las videograbadoras y los disquetes para
computadores. Las cargas electrostáticas. Conceptos de
corriente, voltaje y resistencia.

Fuentes energéticas y transformación de
energía: Las diversas fuentes de energía
utilizadas por el hombre tradicionalmente: las
hidroeléctricas, las termoeléctricas, los
combustibles fósiles… Fuentes de energía no
convencionales: energía eólica, energía
solar. Las fuentes de energía y la conservación de
la vida en el planeta. Las fuentes de energía para
animales y plantas. El sol como fuente de vida en la tierra. El
calor como una forma de energía. Formas de transferencia
de calor: la convección, la conducción y la
radiación. Diferencia y relación entre calor y
temperatura.

Las fuerzas y sus efectos sobre los objetos:
Masa, volumen y densidad. El principio de Arquímedes: los
barcos, los submarinos, los globos. Movimiento de los cuerpos en
la tierra: los trenes, los aviones, los automóviles, las
cosas que caen; conceptos de rapidez, velocidad,
aceleración, fuerza y relaciones cuantitativas entre
ellos. El concepto de trabajo físico y su relación
con el de energía.

Luz y sonido: Las celdas fotoeléctricas.
Los prismas y la descomposición de la luz. Las lentes:
relaciones entre objetos e imágenes. Las ondas sonoras y
medios de transmisión. La velocidad del sonido. El efecto
Doppler. Propiedades físicas del sonido: volumen, tono y
timbre.

La Tierra en el universo: La teoría del
Big Bang y otras teorías alternativas. La evolución
de la materia y de las especies. Los métodos de
exploración del universo. El sol y el sistema solar;
relaciones entre el sol y los planetas (distancias, masas,
gravitación…). Otras estrellas. Clasificación de
las estrellas. Los agujeros negros.

* Conocimiento de procesos
químicos

Estructura atómica y propiedades de la
materia: Clasificación de la materia según sus
propiedades: ácidos y bases; el concepto cualitativo de
pH. Los metales y los no metales; sus propiedades y sus
diferencias.

Explicaciones acerca de las propiedades de la
materia: Modelos atómicos que explicarían las
reacciones químicas observadas.

Cambios químicos: Algunas reacciones
químicas sencillas y sin peligro: hierro y oxígeno,
azufre y hierro, el ácido clorhídrico y la
cal.

La Tierra y su atmósfera: La
contaminación del agua, el aire y el suelo por desechos
químicos. La capa de ozono y los rayos ultravioleta. El
exceso de CO2 en la atmósfera. La temperatura y La
atmósfera. El centro de la tierra y su relación con
algunos fenómenos naturales como las erupciones
volcánicas y los movimientos sísmicos. El clima
como procesos físico-químicos y su influencia en la
vida. Los vientos y las corrientes marinas como procesos
físico-químicos y su influencia en la vida. Los
campos magnéticos producidos por la Tierra. La
composición de los suelos. El pH de los suelos y su
influencia en la agricultura.

* Conocimiento de procesos
biológicos

Procesos vitales y organización de los seres
vivos: Diversos niveles de organización de los seres
vivos y la célula como el mínimo sistema vivo. Los
procesos vitales: respiración, excreción,
crecimiento, nutrición, reproducción,
fotosíntesis. Los procesos de intercambio de materia y
energía de un sistema con su entorno: homeóstasis y
metabolismo. El sistema nervioso y el sistema endocrino como
sistemas integradores del organismo. El conocimiento de los
sistemas y su fisiología al servicio de la
salud.

Herencia y mecanismos de evolución de los
seres vivos: Evolución de la vida en el planeta
Tierra. Biodiversidad. Código e información
genética (genes y cromosomas); reproducción y
división celular. Los factores genéticos, los
factores adquiridos en un organismo y la interacción entre
ellos. El concepto de selección natural. La
información genética y la síntesis de
proteínas.

Relación de los seres humanos con los
demás elementos de los ecosistemas del planeta:
Relación entre depredadores y depredados. La especie
humana como depredadora y los peligros que ella representa para
la vida en el planeta. La especie humana como "red neuronal" que
puede orientar la dinámica del planeta tierra como ser
vivo hacia una calidad de vida mejor.

Intercambio de energía entre los
ecosistemas: El concepto de equilibrio ecológico. El
papel de cada especie en el mantenimiento del equilibrio
ecológico, en particular el de los microbios y bacterias.
El flujo de energía en el intercambio que se da entre los
diversos sistemas de un ecosistema. El principio de
economía de energía en el intercambio entre los
sistemas de un ecosistema.

DÉCIMO Y UNDÉCIMO GRADOS

A. Procesos de pensamiento y
acción

En este grupo de grados se debe alcanzar el
último nivel en los procesos de "pensamiento y
acción". El privilegio de la actitud teórica debe
entonces ser de particular importancia en estos grados. Los temas
que en estos cursos se exponen

deben ser tratados desde las grandes teorías y
fundamentarse en las leyes más generales. Las
teorías tales como la del Big Bang, la teoría
atómica, la teoría cinética o la
teoría de la evolución y las leyes tales como la de
la conservación de la energía o la de la
transmisión genética deben servir de marco y
fundamento de la integración, de la síntesis
teórica. Los temas tratados en cursos anteriores
podrán ser retomados e integrados a los nuevos desde esta
misma perspectiva teórica integradora, utilizando la
terminología especializada del lenguaje "duro" de la
ciencia y la tecnología.

B. Conocimiento científico
básico

* Conocimiento de procesos
físicos

Electricidad y magnetismo: El concepto de campo
eléctrico y el de campo magnético. Relaciones
cuantitativas entre carga, corriente, voltaje y resistencia.
Inducción electromagnética. Campos
electromagnéticos creados por corrientes. La

producción de energía eléctrica
como una forma de transformación de
energía.

Fuentes energéticas y transformación de
energía: Las máquinas como transformadores de
energía. El principio de la conservación de la
energía como gran principio integrador de las leyes
físicas. La conservación de la energía y el
origen y futuro del universo.

Las fuerzas y sus efectos sobre los objetos:
Relaciones cuantitativas entre masa, fuerza, aceleración,
velocidad, tiempo y distancias recorridas (leyes de Newton),
interpretadas desde el principio de la conservación de la
energía y sus diversas formas de
transformación.

Luz y sonido: Concepto de espectro
electromagnético y propiedades físicas de sus
diferentes segmentos. La luz como fenómeno ondulatorio y
cinético corpuscular. Los procesos de reflexión,
difracción y refracción. El efecto
fotoeléctrico y los fotones.

La tierra en el universo: Modelos cuantitativos
acerca de la gravitación universal. El efecto Doppler como
prueba de la expansión del universo. La expansión
del universo y las teorías sobre su origen. La
evolución de la energía en materia, de la materia
en vida y el surgimiento de seres inteligentes: la delicada trama
de la vida en el planeta.

* Conocimiento de procesos
químicos

Estructura atómica y propiedades de la
materia: La tabla periódica de los elementos: un
modelo científico. La tabla y los modelos atómicos.
La tabla, los modelos atómicos y la predicción de
resultados en las reacciones químicas. Nomenclatura
química. Oxidación-reducción.
Moléculas biológicamente importantes:
carbohidratos, proteínas, lípidos, DNA.

Explicaciones acerca de las propiedades de la
materia: Notación química y propiedades
químicas de la materia. La notación química,
los modelos atómicos, las reacciones químicas y las
ecuaciones químicas. Sustancias psicoactivas (alcaloides,
neurolépticos…).

Cambios químicos:
Óxido-reducción. Predicciones cualitativas y
cuantitativas de las reacciones químicas desde los modelos
atómicos y la notación. Las reacciones
químicas como respaldo empírico de los modelos
atómicos.

La tierra y su atmósfera: La
formación de rocas como procesos
físico-químicos. Influencia del pH en la
agricultura (mediciones cuantitativas). La evolución de la
atmósfera como proceso físico-químico y
biológico. La evolución del planeta y el
intercambio de energía entre el planeta con su
atmósfera y con el espacio exterior.

ANEXO III

UNIVERSIDAD DEL VALLE

Los objetivos del ciclo de
Fundamentacion son:

a. Iniciar al estudiante en el método
científico, para lo cual se le ofrecerán los
conocimientos matemáticos, físicos y
químicos que le permitan la comprensión de los
fundamentos de la Química.

b. Proporcionar una formación
sólida en los conceptos de la química fundamental
tanto teóricos como prácticos, para consolidar las
raíces de su formación profesional.

c. Ofrecer al estudiante espacios que contribuyan
a su formación integral.

d. Incentivar al estudiante a participar en
actividades no escolarizadas (opcionales) como son seminarios,
conferencias, recitales, conciertos presentaciones culturales,
actividades gremiales, políticas, religiosas y asociativas
de diverso orden dentro de la legalidad vigente en el país
y en los reglamentos de la Institución.

De conformidad con el acuerdo No. 009 de mayo 26 de
2000, los principios constitucionales, el buen uso del
español, y el Deporte Formativo, se cursarán como
asignaturas electivas complementarias.

El estudiante debe aprobar 2 niveles de Inglés, o
presentar y aprobar un examen de proficiencia.El estudiante
deberá, preferiblemente, haber aprobado todas las
asignaturas Electivas Complementarias (10 créditos) y los
2 niveles de Inglés o su examen equivalente, antes de
iniciar el ciclo profesional. El director del programa
académico de Química, podrá autorizar el
inicio del ciclo de profesionalización sin haber aprobado
alguna de estas asignaturas

El ciclo de profesionalización
tiene como objetivos:

a. Dar una formación
sólida en las principales teorías de la
química procurando ofrecer un dominio integral del
conocimiento en las áreas de :· Química
Analítica· Química Inorgánica·
Química Orgánica·
Fisicoquímica

b. Dar la oportunidad de adquirir
habilidad y destreza en el manejo de implementos de laboratorio,
mediante la práctica de técnicas avanzadas y
métodos modernos de análisis
químico.

c. Inculcar el hábito de
lectura científica para que logre proponer soluciones a
problemas teórico – prácticos que se
presenten.

d. Motivar al estudiante en la
elección de un área de trabajo que le permita
desarrollar y profundizar su interés particular, con el
objetivo final de realizar su trabajo de grado, bajo la
dirección de un profesor

ANEXO IV

PROGRAMAS DE QUÍMICA GENERAL EN
LA UNIVERSIDAD DEL VALLE

UNIVERSIDAD DEL VALLE

FACULTAD DE CIENCIAS

DEPARTTAMENTO DE
QUÍMICA

PROGRAMA DEL
CURSO: QUÍMICA I  –
CÓDIGO: 116052M

DICTADO A: Programas de
pregrado de FISICA -LICENTIATURA BIOLOGÍA-QUIMICA 
 

NÚMERO DE
CRÉDITOS: 4 

OBJETIVOS GENERALES

• 1. Familiarizar al estudiante con
  los objetivos y métodos de las ciencias naturales
  modernas.

• 2. Sentar los fundamentos
  conceptuales para los cursos posteriores de la
  carrera

• 3. Equipar al estudiante con las
  herramientas básicas necesarias para abordar la
  resolución de problemas químicos.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

• 1. Introducir al estudiante en el
  método científico

• 2. Familiarizar al estudiante con
  las teorías modernas de las estructuras de la materia
  y de sus cambios físicos.

• 3. Familiarizar el estudiante con
  el concepto de energía y con la energía de los
  cambios físicos de la materia. 

TEMARIO DEL CURSO DE QUÍMICA GENERAL
I

1. INTRODUCCIÓN

1.1. Interdependencia entre el hombre y la
ciencia

1.2. Qué es la
química

1.3 Teoría y realidad en
química

1.4 La historia de la
química

1.4.1 Desde el período
prehistórico hasta 500 d.c.

1.4.2 El período de la alquimia: 500
a 1600 d.c.

1.4.3 El período
médico-químico:1600-1750

1.4.4 Período de la teoría
del flogisto: 1700-1777

1.4.5 El período moderno: 1777
presente

1.4.6 Comienzos del siglo XIX hasta
nuestros días 

2. LA TEORIA ATOMICO-MOLECULAR
PRECUANTICA

2.1 Los griegos

2.2 Clasificación
Macroscópica de la Materia: Elementos, Compuestos,
Estados, Fases, Mezclas.

2.3 Las Leyes de Estequiometria

2.4 La Teoría
Atómico-Molecular de Dalton-Avogadro

2.5 Clasificación
Microscópica de la Materia: Átomos,
Moléculas, Agregados

2.6 Transiciones de Fase

2.7 El Enlace
Electroquímico

2.8 Valencia

2.9 La Tabla
Periódica 

3. ESTRUCTURA DEL ATOMO

3.1 ¿Qué es un
modelo?

3.2 Teoría Atómica de
Dalton

3.3 Naturaleza eléctrica de la
materia

3.4 Descubrimiento del
electrón

3.5 El Protón

3.6 Modelos atómicos de .J.J.
Thomson y Rutherford

3.7 Neutrón

3.8 Número atómico

3.9 Isótopos e
isóbaros

3.10 El espectro
electromagnético

3.11 Problemas con el átomo de
Rutherford

3.12 Espectro de los elementos

3.13 Hipótesis cuántica de
Plank

3.14 Efecto fotoeléctrico

3.15 Teoría de Bohr

3.16 Mecánica ondulatoria. Dualidad
onda partícula

3.17 Principio de incertidumbre

3.18 La ecuación de onda. Modelo
atómico actual

3.19 Especificación de los
números cuánticos de orbital

3.20 Átomos con más de un
electrón

3.21 Reglas de Hund

3.22 Propiedades magnéticas de los
átomos

3.23 Simetría 

4. TABLA PERIODICA

4.1 Tabla periódica y tamaño
atómico

4.2 Energía de ionización
(E.1)

4.3 Afinidad electrónica

4.4 Electronegatividad

4.5 Gases nobles

4.6. Metales

4.7 No metales

4.8 Metaloides o
semimetales 

5. EL ENLACE
QUÍMICO

5.1 Primeras nociones de enlace. Regla del
octeto

   5.1.1. Teoría Orbital
Molecular

   5.1.2. Enlace
Covalente

   5.1.3. Moléculas
biatómicas

5.1.4. Enlace Múltiple

5.2 Enlace covalente polar

5.3 Enlace iónico. Factores que
influyen en su formación

5.4 Polarización y covalencia
parcial

5.5 Enlace covalente

5.5.1 Teoría del enlace de
valencia

5.5.2 Dirección del enlace y formas
moleculares

5.5.3. La geometría
molecular

5.5.4. Repulsión de pares de
electrones

5.5.5. Polaridad Molecular

5.6. Hibridación

5.7. Enlaces múltiples. Enlace sigma
y pi 

6. EL COMPORTAMIENTO DE LOS
GASES

6.1 Ley de Boyle

6.2 Ley de Charles-Gay Lussac

6.3 Ley de Avogadro

6.4 Ley general de los gases

6.5 Ley de Gay – Lussac o de
volúmenes de combinación

6.6 Ley de Dalton

  6.6.1 Poder
ascensorial

6.7 Leyes de difusión y
efusión

6.8 Teoría cinética de los
gases

6.9 La distribución de velocidades
moleculares

6.10 Capacidad calorífica

6.11 Propiedades de transporte

6.12 Derivación de la ley del gas
ideal a partir de la teoría cinética

   6.12.1. Gases
reales

   6.12.2. Procedimiento
empírico

   6.12.3. Procedimiento
teórico

   6.12.4. Factores que influyen
en la licuefacción de gases 

7. LIQUIDOS. TRANSICIONES DE
FASE

Introducción

7.1 Estados de agregación de la
materia (fases)

7.2 Cambios de la materia y de la
energía

7.3 Cambios de fase y
energía

7.4 Atracciones y estados de
agregación de la materia

7.4.1 Atracciones débiles

7.4.2 Atracciones fuertes

7.5 Algunas propiedades de los
líquidos. Presión de vapor

7.6 Diagrama de fase 

8. REACCIONES QUÍMICAS Y
ESTEQUIOMETRIA

Introducción

8.1 El peso atómico gramo y el
mol

8.2 Fórmulas
empíricas

8.3 Fórmulas moleculares y peso
molecular

8.4 El peso molecular gramo, el mol y el
peso fórmula gramo

8.5 Ley de proporciones

8.6 Clasificación de las reacciones
químicas

8.7 Cálculos a partir de ecuaciones
químicas: estequiometria.