Alianza para el Aprendizaje de Ciencias y Matemáticas

Actividad: ¿Me veo igual o diferente? Materia: Ciencia (Química) Nivel: 4–6 Preparado por: Carmen Reyes, UPR-Cayey y Héctor A. Reyes Medina, UPR-Río Piedras Estándares de ciencia La estructura y los niveles de organización de la materia. Expectativas generales 1. Identifica las propiedades físicas de la materia. 2. Define los conceptos: mezcla homogénea y heterogénea. 3. Reconoce los diferentes métodos de separación de mezclas. Ideas fundamentales 1. Al combinar diferentes materiales, estos retienen, en algunos casos, sus propiedades originales; mientras que, en otros casos, no. Conceptos Principales Mezclas Mezcla homogénea Mezcla heterogénea Solución Soluto Disolvente Objetivos específicos del aprendizaje 1. Identifica las propiedades de diferentes mezclas. 2. Describir los criterios para clasificar las mezclas en heterogéneas y homogéneas. 3. Definir operacionalmente los términos mezcla homogénea y heterogénea.

Alianza para el Aprendizaje de Ciencias y Matemáticas 4. Clasificar diferentes materiales como mezcla heterogénea u homogénea. 5. Definir el término solución, soluto y disolvente. 6. Descubrir que una solución puede estar formada de la combinación de un sólido y un líquido, y de un líquido y un líquido. 7. Identificar entre algunas sustancias cuáles se pueden disolver en agua. Introducción Materiales, equipo y arreglos necesarios Equipo (por sub-grupo): 2 probetas de 10 ó 25 mL 1 probeta de 100mL 8 vasos de análisis de 250 mL Materiales en general por capacitador (1 paquete, 1 pote o 1 cajita) Agua Colorante vegetal Arena Sal Tierra Gravilla Ensalada de frutas (de lata) Refresco en polvo Hojuelas de maíz sin azúcar Pasas Semillas de diferentes tipos Azúcar Alcohol Vasos sanitarios (9 onzas) transparentes Harina de maíz Harina de café Talco Gelatina Jabón en polvo Aceite Alcohol isopropílico

Alianza para el Aprendizaje de Ciencias y Matemáticas Vinagre Cucharitas plásticas Agitadores Cinta adhesiva (masking tape) Inicio El capacitador muestra a los participantes un vaso transparente conteniendo hojuelas de maíz. Pide a los participantes que observen el mismo y señalen sus propiedades físicas. El capacitador debe ir anotando las mismas en la pizarra. Terminadas las observaciones el capacitador presenta un vaso transparente que contiene pasas. Pide a los participantes que observen el mismo y señalen sus propiedades físicas. El capacitador las anotará en la pizarra. Luego, el capacitador muestra los dos vasos y pregunta: ¿Qué sucederá si derramo las pasas dentro del vaso de hojuelas? Permita que los participantes se expresen y luego proceda a mezclar los componentes. ¿Podemos distinguir fácilmente entre sus componentes? ¿Por qué?

Evite utilizar la palabra mezcla

El capacitador presenta un vaso con agua y pide a los participantes que lo describan. El capacitador pregunta: ¿Qué sucederá si añado 3 gotas de colorante vegetal al agua? Permita que los participantes se expresen y luego proceda a añadir 3 gotas de colorante vegetal al agua y agite la solución. ¿Podemos distinguir fácilmente entre sus componentes? ¿Por qué?

Evite utilizar la palabra solución Elemento #1 de “Assessment”

En éste momento de la actividad el capacitador utilizará las dos muestras anteriores para explorar el conocimiento que tienen los participantes en relación al concepto mezclas mediante las siguientes preguntas:

Alianza para el Aprendizaje de Ciencias y Matemáticas ¿Que nombre comúnmente se la da al producto de la unión de dos materiales? ¿Al unir más de un material siempre obtenemos lo mismo? ¿Qué es una mezcla? ¿Son todas las mezclas iguales? ¿Si no son iguales que las hace diferentes? ¿Esas que se ven diferentes cómo las llamamos? ¿Qué es una mezcla homogénea? ¿Qué es una mezcla heterogénea? ¿Se podrían separar los componentes de una mezcla? ¿Cómo se le conoce a un elemento o a un compuesto sólo? ¿Qué es una solución? ¿Cómo se le conoce a los componentes de una solución? Desarrollo El capacitador presenta a los participantes seis envases, preparados previamente y ubicados en seis estaciones distintas. Para preparar los estaciones debe seguir las siguientes instrucciones: Estación 1ra 2da

Preparación de la estación 1 vaso de precipitado de 250 mL con agua y 3 gotas de colorante vegetal. 1 vaso de precipitado de 250 mL con agua y 3 cucharadas de arena.

De no poseer arena de laboratorio, recuerde lavarla bien con anterioridad. 3ra 4ta

1 vaso de precipitado de 250 mL con agua y 1 cucharada de sal. 1 vaso de precipitado de 250 mL con arena, tierra y gravilla.

Deben estar depositados en proporciones que se distingan claramente las capas

5ta

1 vaso de precipitado de 250 mL ensalada de frutas de lata.

6ta

1 vaso de precipitado de 250 mL con agua y una cucharada de refresco “Kool Aid”.

El capacitador pide a los participantes que en grupos de 5 personas, visiten las estaciones teniendo en consideración al observar, las propiedades físicas de cada una. Deben anotar sus observaciones y desarrollar

Alianza para el Aprendizaje de Ciencias y Matemáticas inferencias en torno a lo que podrían contener las mezclas. Utilizarán una tabla de datos como la siguiente para anotar las observaciones e inferencias: Número de Estación

Observaciones

Inferencia (composición de las mezclas)

Una vez hayan visitado todas las estaciones, regresarán a la mesa de trabajo a contestar las siguientes preguntas: Compara las observaciones que hayas hecho en cada estación. ¿Existe alguna semejanza en lo que observaste en cada estación? ¿Existe alguna diferencia? ¿Crees que cada envase contiene un solo material o varios materiales juntos? Explica tu contestación. ; En término a las semejanzas y diferencias observadas, te proponemos que las clasifiques en dos grupos. ¿Qué criterios utilizarás para dicha clasificación? ; ; ; ;

El capacitador discute el ejercicio hasta este punto a través de las siguientes preguntas: ¿Cómo se les conoce al contenido de cada envase en las estaciones? ¿Esas mezclas eran todas iguales? ¿En qué se diferencian unas de otras? ¿Cómo se clasifican las diferentes mezclas? ¿Qué es un material homogéneo? ¿Qué es un material heterogéneo?

Elemento #2 de “Assessment” El capacitador presenta a los participantes tres envases, uno contiene diferentes semillas, el segundo posee agua con azúcar y el tercero agua con alcohol isopropílico. Ahora pide a los participantes que los clasifiquen como mezcla homogénea o heterogénea que expliquen en qué se basan para diferenciarlas.

Alianza para el Aprendizaje de Ciencias y Matemáticas El capacitador explorará con la muestra del envase ubicado en la estación #3, que contiene agua con sal. Llevará a cabo la exploración a través de las siguientes preguntas: ¿Qué propiedades podríamos identificar en esta sustancia? ¿Cuáles son sus componentes? ¿Cómo se le conoce a la sal al mezclarla con agua? ¿Cómo se le conoce al agua al mezclarla con la sal? Luego que el agua disuelve el sólido, ¿cómo se le conoce a lo que se forma? Presente al grupo ocho envases rotulados del uno al ocho, que contengan: aceite, harina de maíz, alcohol isopropílico, vinagre, harina de café, talco, gelatina y jabón en polvo. Pídales a los participantes que desarrollen inferencias en términos de si se disuelven o no las sustancias en agua. Utilice la siguiente tabla para organizar sus inferencias: Material 1. Aceite

Inferencia

2. Harina de maíz 3. Alcohol isopropílico 4. Vinagre 5. Harina de café 6. Talco 7. Gelatina 8. Jabón en polvo

Luego de proponer sus inferencias, los participantes deben rotular ocho vasos de precipitado y depositar 200mL de agua en cada vaso. Una vez rotulados los vasos y depositada el agua, los participantes procederán a añadir una cucharadita (de ser sólida la sustancia) ó 10 mL (de ser líquida) en cada vaso de precipitado con agua y rotulado.

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Recuerde que los números de las rotulaciones deben corresponder unos con otros para evitar confusiones entre la sustancia inicial y la disuelta. Los participantes deben agitar las mezclas y observar lo que ocurre. Además, debe clasificar las sustancias entre, cuál se disuelve y cuál no. Los resultados los anotarán en una tabla de observaciones como la siguiente: Material

Observación al depositar la sustancia en agua

Clasificación Se disuelve

No se disuelve

1. Aceite 2. Harina de maíz 3. Alcohol Isopropílico 4. Vinagre 5. Harina de café 6. Talco 7. Gelatina 8. Jabón en polvo Culminada la actividad se procederá a analizar lo ocurrido a través de las siguientes preguntas: ¿Cuál es la función del agua en ésta actividad? De los materiales que se disolvieron al echarlos en agua, ¿cómo se le conoce al material disuelto? ¿En todas las ocasiones el agua fue el disolvente? ¿Por qué? ¿En todas las ocasiones las sustancias depositadas en agua fueron el soluto? Explica la razón de esta clasificación. ¿El agua puede disolver todas las sustancias? ¿Por qué? ¿Por qué se le conoce al agua como el disolvente universal? ¿Cómo se relaciona la temperatura con la capacidad para disolver del agua? ¿Si aumento la temperatura disolverá más o menos? ¿Por qué? ¿Cómo se le conoce a la unión del soluto con el disolvente? ¿Qué criterios utilizarías para distinguir una solución de una que no lo es?

Alianza para el Aprendizaje de Ciencias y Matemáticas Cierre El capacitador presenta la siguiente situación y pide a lo participantes que en una hoja redacten por escrito cómo utilizarían el método científico para solucionar la situación. El capacitador retiene los escritos para ser corregidos con una lista de cotejo y luego discutirlos. Situación Carlos fue a una fiesta y tuvo la oportunidad de saborear distintos entremeses y alimentos que se ofrecieron en la misma. Al día siguiente Carlos tenía un inmenso malestar estomacal. Como tenía que presentar un informe oral en una clase, tenía la urgencia de aliviarse lo más pronto posible. Su madre le recomendó que tomara una pastilla de Alka-Seltzer con agua bien fría. Su padre le recomendó tomar la pastilla de Alka-Seltzer con agua a temperatura ambiente. Como Carlos tenía urgencia de aliviarse, ¿Qué recomendación debía seguir? ¿La de su mamá? ¿La de su papá? Utilizando tu conocimiento acerca del concepto soluciones, del proceso de investigación científica y tu experiencia; diseña un experimento que te permita solucionar el problema de Carlos.

Alianza para el Aprendizaje de Ciencias y Matemáticas Para evaluar esta actividad podríamos utilizar la siguiente lista de cotejo: Instrucciones: Haga una marca de cotejo (9) si a través del diseño experimental diseñado por los participantes se observan los siguientes criterios, que representan aprendizaje. Criterios que demuestran aprendizaje de los conceptos En el diseño experimental se plantearon correctamente: 1. El problema a investigar. 2. Las variables experimentales. 3. Alguna hipótesis. 4. El procedimiento experimental para recopilar los datos. 5. Los materiales a utilizar. 6. Cómo se analizarán los resultados

Se observa

No se observa