ESPACIO CURRICULAR QUÍMICA

Modalidades: Arte, diseño y comunicación;
Humanidades y ciencias sociales; Economía y gestión de las organizaciones

Fundamentación
La inclusión de los contenidos disciplinares comprendidos en el área de Química en el diseño curricular del Nivel Polimodal puede fundamentarse desde diferentes perspectivas. Los conocimientos científicos construidos desde estas disciplinas, y sus interrelaciones, forman parte del bagaje cultural básico para la comprensión de los fenómenos naturales. La ciencia, como actividad institucionalizada de producción de conocimientos, es parte central de la cultura de nuestro tiempo. La separación disciplinar en Espacios Curriculares del Nivel Polimodal se hace necesaria para la profundización y tratamiento de los contenidos desde un punto de vista más explicativo que descriptivo.
Los contenidos que se proponen en el Espacio Curricular de Química pretenden favorecer el logro de una competencia científica básica que articule conceptos, metodologías de trabajo y actitudes relacionadas con la producción de conocimientos en el campo de las Ciencias Naturales.
El papel formativo de la Química se vincula con el desarrollo de capacidades de los estudiantes para interpretar, con modelos progresivamente más cercanos a los consensuados por la comunidad científica, los fenómenos químicos. Estas capacidades incluyen la comprensión de conocimientos científicos fundamentales que permitan: describir objetos o fenómenos naturales con un vocabulario preciso; formular hipótesis, seleccionar metodologías para aplicar estrategias personales en la resolución de problemas; discriminar entre información científica y de divulgación, mediante la elaboración de criterios razonados sobre cuestiones científicas y tecnológicas básicas; promover el pensamiento reflexivo crítico y creador; y afianzar un sistema de valores que permita a las alumnas y alumnos participar en la sociedad con seguridad, a partir del reconocimiento de sus potencialidades. Estos aspectos, considerados formativos, tienen también un papel propedéutico en cuanto a la orientación y preparación para niveles educativos superiores. Además los procedimientos y habilidades puestos en juego en los procesos de enseñanza y aprendizaje de la Química, favorecen la adquisición de destrezas cognitivas apropiadas para el desempeño en el mundo del trabajo. En particular, la apropiación de capacidades analíticas y de resolución de problemas se constituyen en herramientas adecuadas para la participación crítica y activa en ámbitos que presentan una permanente transformación tecnológica.
En este marco, los propósitos a considerar para la enseñanza de la Química incluyen: el aprendizaje de conceptos y la construcción de modelos; el desarrollo de destrezas cognitivas y del razonamiento científico; el desarrollo de destrezas experimentales y de resolución de problemas vinculados a la vida cotidiana, sin dejar de lado el análisis del contexto social del cual forman parte; el desarrollo de actitudes y valores, tales como la tolerancia, el respeto, el trabajo en equipo y la valoración crítica del conocimiento; la construcción de una imagen de la ciencia como proceso de elaboración de modelos provisionales; y el análisis y valoración crítica de la aplicación de los resultados de la investigación científica y de las condiciones sociales de su producción.

Objetivos
" Desarrollar actitudes positivas hacia la Química y su aprendizaje.
" Lograr una visión actualizada y crítica respecto de la Química, y los conocimientos que ella provee.
" Reconocer la contribución de los conocimientos científicos aportados por la Química en la resolución de problemas del entorno natural.
" Tener predisposición al uso de conocimientos Química como una herramienta interpretativa de los fenómenos naturales.
" Obtener conocimientos científicos de Química que cumplan un rol propedéutico.
" Incorporar una base de saberes científicos de orden químico que sirvan de herramientas para un desempeño laboral.

Contenidos de enseñanza
Los contenidos incluidos en este curso de un año, acercan la visión de la materia discreta bajo la interpretación de distintos modelos atómicos, la formación de estructuras poliatómicas y su influencia en las distintas sustancias. Como así también a las formas como se producen las reacciones químicas y los cambios energéticos asociados. Un bloque general sobre metodología de las ciencias recorre transversalmente todo el espacio.
Objetivos específicos
- Conocer modelos de materia discontinua con relación a fenómenos físicos de los sistemas materiales.
- Interpretar desde distintos modelos atómico-moleculares la interacción de partículas subatómicas y sus niveles energéticos.
- Relacionar la estructura atómica de los elementos químicos y sus propiedades.
- Interrelacionar las formas geométricas de estructuras moleculares y las uniones químicas existentes entre átomos.
- Reconocer las funciones químicas asociadas a propiedades de distintos grupos de sustancias y su nomenclatura.
- Manejar los esquemas de cuantificación y cálculo de distintos sistemas materiales y las distintas formas de concentración de soluciones.
- Interpretar los sistemas en procesos de cambios físicos.
- Conocer los cambios químicos, llamados reacciones químicas, y sus distintas formas.
- Adquirir la simbología correspondiente a los cambios químicos.
- Lograr destreza en el cálculo estequiométrico.
- Relacionar las transformaciones químicas con el cambio energético asociado.

BLOQUE GENERAL
Herramientas metodológicas para aprender ciencias
Los contenidos de enseñanza comprendidos en este bloque se orientan hacia la familiarización de los/as estudiantes con conceptos, procedimientos y actitudes propios de la investigación científica. Los mismos serán utilizados durante todo el desarrollo del Espacio Curricular para el abordaje y la resolución de temáticas, problemas y situaciones problemáticas que se trabajen. Este bloque se constituye, a su vez, en una introducción a la metodología científica. En oposición a la visión tradicional que considera la existencia de "un" método, como receta de pasos a seguir, se propone concebirla como un proceso abierto, cuyos pasos se determinan en función de las problemáticas a investigar, los objetivos del estudio, el contexto histórico y los intereses de la comunidad.

Contenidos
Herramientas metodológicas. Teoría, objeto de estudio y determinación de sus fronteras, modelo como representación simplificada del objeto de estudio, condiciones ideales y reales, hipótesis y su elaboración, conocimientos e ideas previas, observador y observación, experimentación, lenguaje y comunicación, problemas, variables, medición, errores. La Química como construcción colectiva y cultural que intenta describir, explicar y predecir fenómenos de la naturaleza.

BLOQUE 1
La materia como sistema en estudio. La teoría atómico-molecular.
La consideración de la estructura atómica desde distintos modelos, permite reafirmar los criterios de provisionalidad del conocimiento científico y de la ciencia como construcción en continua evolución. El modelo atómico de Bohr, favorece el establecimiento de un puente epistemológico entre conceptos como la naturaleza corpuscular de la materia y las partículas electrónicas ubicadas en regiones espaciales con ciertos niveles de energía. Con estos modelos, incluyendo los contenidos energéticos, es posible introducirse en el estudio de los sistemas químicos desarrollándose hacia aquellos de mayor complejidad tales como las uniones químicas y las estructuras moleculares con sus funciones químicas.

Contenidos
Estructura de la materia: Modelos atómicos. Aspectos históricos y diferencias de los mismos. Representaciones de configuraciones electrónicas en los elementos desde el modelo de Bohr y el cuántico. Variación periódica de las propiedades en los elementos
Tipos de uniones químicas: iónicas, covalentes (polares/no polares), enlace metálico
Estructura de redes iónicas, metálicas, redes macromoleculares, de moléculas y de iones poliatómicos. Geometría molecular TRePEV. Forma y distribución de cargas eléctricas en moléculas. Fuerzas intermoleculares. Influencia sobre las propiedades físicas y químicas.
Funciones químicas inorgánicas y orgánicas. Propiedades asociadas con la presencia de grupos funcionales.

BLOQUE 2
Procesos de transformación de la materia sin cambio en la naturaleza de las sustancias. Las mezclas y soluciones.
El estudio de estos procesos y sus productos, en especial las disoluciones y soluciones, desde la concepción de materia discreta, interviene en gran cantidad de sistemas en los cuales se desarrollan fenómenos químicos. Resulta, además, una potente herramienta explicativa de una diversidad de otros fenómenos naturales.

Contenidos
Estados de la materia y cambios de estado. Teoría de partículas. Sistemas Materiales. Sustancias puras. Mezclas homogéneas. Soluciones. Concentración de soluciones.

BLOQUE 3
Procesos de transformación de la materia con cambio en la naturaleza de las sustancias. Las reacciones químicas.
Las reacciones químicas y sus modelos interpretativos constituyen este bloque, bajo la misma mirada de la materia discreta. A partir de los modelos concebidos en los bloques anteriores, es posible lograr una etapa predictiva y prescriptiva en las transformaciones químicas a través de los cálculos estequiométricos, que deben considerarse como parte de estos bloques, pudiendo brindar esquemas de gran capacidad interactiva con problemáticas de cada una de las ciencias naturales, especialmente en problemáticas vinculadas a las relaciones entre ciencia-tecnología-sociedad.

Contenidos
Reacciones químicas. Modelos de reacción química: reordenamientos de enlaces, transferencias de partículas. Ecuaciones Químicas. Igualación. Reacciones ácido base
Reacciones Redox. Oxidación y reducción.
Cambios energéticos en las reacciones químicas.
Estequiometría. Concepto de mol. Leyes. Pureza de reactivos. Rendimiento de reacciones.
Aplicaciones de la Química a procesos productivos. Estudio de industrias en donde interviene la Química, en particular para cada región.


Consideraciones didácticas generales
Se pretende ofrecer una visión actualizada y crítica respecto a la ciencia, las características del conocimiento científico y su proceso de construcción.
Con este objetivo se propone tener en cuenta las consideraciones que se listan a continuación:
" Desde el punto de vista del conocimiento científico en el área de la Química, se propone la jerarquización de aquellos conceptos que resultan una base imprescindible para la comprensión de la constitución y el funcionamiento de los sistemas químicos/naturales.
" Desde el punto de vista epistemológico, se propone presentar al conocimiento científico como una construcción que se realiza a través de un proceso de elaboración de teorías y modelos, que intentan dar sentido a un campo de referencia empírico. En este sentido, es necesario hacer conocer a los alumnos y alumnas el carácter dinámico y perecedero de los constructos científicos, dando cuenta de su provisionalidad e historicidad, intentando hacerles participar de algún modo en el proceso de elaboración del conocimiento científico, con sus dudas e incertidumbres, lo cual requiere de ellos también una forma de abordar el aprendizaje como un proceso constructivo, de búsqueda de significados e interpretación.
" Desde el punto de vista de la sociología de la ciencia, se propone tener en cuenta las condiciones sociales de producción del conocimiento científico, así como la consideración ética de las aplicaciones de los resultados de las investigaciones científicas. En este sentido, se propone abordar problemáticas vinculadas a las relaciones ciencia-tecnología-sociedad.
" Desde el punto de vista de la historia de la Química, se propone el análisis de casos históricos y de controversias científicas, vinculados a las temáticas desarrolladas.
" Desde el abordaje de la Didáctica de la Química, se propone tener en cuenta las perspectivas surgidas en la investigación en esta área, en particular aquellas que analizan la existencia de nociones alternativas/concepciones previas/teorías ingenuas y las dificultades y posibilidades para su superación/relativización a través de la enseñanza formal. En este sentido, se sugiere que las secuencias de enseñanza a implementar contemplen, entre otras, las siguientes fases: explicitación y reflexión acerca de las ideas previas de los/as estudiantes; presentación de los saberes académicos; aplicación contextualizada de los mismos; evaluación del aprendizaje. Este tipo de secuencia acuerda, tanto a nivel de técnicas cuanto de propósitos, con aspectos propios de la metodología participativa.
" Se sugiere la consideración de los contenidos procedimentales y actitudinales en el mismo nivel de explicitación que los conceptuales, en cuanto a su planificación, desarrollo y evaluación.
" Desde el punto de vista de las actividades en el aula, se sugiere la implementación de estrategias participativas (como el trabajo en equipo; la realización de plenarios y debates generales) para el abordaje de contenidos conceptuales, procedimentales y actitudinales.
" Teniendo en cuenta los puntos anteriores, las actividades en el aula debieran propender a: estimular la discusión entre alumnos y alumnas, y entre alumnos/as y el profesor, propiciando la explicitación y confrontación de opiniones, en un clima de respeto y trabajo conjunto; mostrar que cada alumna y alumno puede ser protagonista en el planteo, análisis, resolución de problemas y la relación de los resultados obtenidos con la realidad cotidiana; mostrar la ciencia como proceso y como producto de la actividad humana, no como saber acabado y único.


Consideraciones didácticas específicas
La consideración de la estructura atómica desde distintos modelos, sus particulares concepciones y las notaciones de configuración electrónica para los elementos que de ellos derivan, permite al alumno comenzar el tránsito entre las visiones planteadas (Bohr y cuántica).

El estudio de similitudes y diferencias en las propiedades físicas y químicas de los distintos elementos en relación con sus respectivas configuraciones electrónicas externas permite sistematizarlos. En este análisis el alumno puede participar de uno de los objetivos de la Química como disciplina científica: el estudio y la sistematización del mundo material.

Considerando las configuraciones electrónicas, se plantea la posibilidad de interacción entre átomos en la evolución a estados energéticos más estables. La consideración de los electrones como partículas con sus niveles energéticos da continuidad epistemológica a este desarrollo en relación con los modelos atómicos propuestos.

En la relación entre los distintos materiales de nuestro ámbito macroscópico y las estructuras microscópicas, los alumnos pueden apreciar las implicancias entre tamaño, geometría, polaridad y diversas interacciones a nivel molecular y las propiedades fisicoquímicas en las sustancias. Esta concepción constituye un avance respecto la teoría de partículas utilizada en los cambios físicos y además contribuye a replantear las concepciones previas que consideran la transposición de propiedades macroscópicas al nivel microscópico.

La configuración particular de ciertos agregados atómicos en estructuras moleculares, llamados grupos funcionales, es responsable de comportamientos químicos característicos para conjuntos de sustancias. Esta noción permite al estudiante una visión sistemática de fenómenos químicos específicos en distintas áreas de la Química.

Una extensión del punto anterior se da en el caso de agregados moleculares o macromoléculas, especialmente aquellas intervinientes en fenómenos bioquímicos. Desde el punto de vista didáctico, se reafirmaría el tema de grupos funcionales en este caso donde se tendrían interacciones entre moléculas o entre grupos funcionales de una misma molécula

Respecto las reacciones químicas se presenta una profundización, planteándolas como procesos en los que se redistribuyen las uniones químicas o se transfieren partículas entre sustancias que cambian su naturaleza, conservándose la masa total del sistema. Ejemplos de reacciones son las ácido-base y las de óxido-reducción, con todo el amplio campo de aplicación que se desarrolla en la Electroquímica y los procesos bioquímicos.

La noción de equilibrio dinámico y su descripción cuantitativa mediante la ley de acción de masas, es propia de algunas transformaciones químicas. Estos fenómenos podrían resultar novedosos para los estudiantes. El uso del modelo de materia discreta, ayuda a su comprensión. Resulta de gran importancia la conceptualización del equilibrio ácido-base y su caso más específico referido a la disociación del agua. Junto a la introducción del pH como medida de acidez y a la posibilidad de regulación de la acidez.

La energía como entidad interviniente en los cambios químicos es considerada en este punto desde su doble enfoque, el tradicional referido a la energía transferida en forma de calor en el proceso (termoquímica) y desde los esquemas de Energía (interna, potencial química o libre) que varía desde reactivos a productos, con los que se predice la espontaneidad de las transformaciones.

Con la cinética química, se introduce la variable tiempo en las transformaciones químicas. Los alumnos obtienen desde la química, explicaciones más acordes a sus experiencias personales, respecto la naturaleza dinámica de los cambios químicos. Se establece la noción de modificaciones en la velocidad de reacción por efecto de variación en la concentración de reaccionantes. Y un modelo de cambios energéticos durante los procesos que alteran la naturaleza de las sustancias, permite lograr una continuidad con el tema anterior de cambios energéticos en reacciones químicas.

Los procesos de cuantificación conllevan contenidos procedimentales, que pueden ser incorporados a distintas alturas del año. Se ha optado aquí por incorporar la noción de cuantificación discreta (número de moles, etc.) en el bloque de estructura atómica y estequiometría en el de reacciones químicas.

Se considera necesario incluir contenidos básicos previos, en el bloque de procesos de transformación sin cambio en la naturaleza de las sustancias, que deberías estar incorporados por los alumnos antes de comenzar el resto del temario propuesto. Podría ser material de repaso previo.

La introducción del aula-laboratorio en los procesos de enseñanza y aprendizaje de ciertos contenidos conceptuales es muy importante en el ámbito de la química. es de importancia la modalidad del trabajo experimental (ensayos experimentales por parte de los alumnos, mostraciones del docente, etc.) que deberá ser cuidadosamente elegida por el docente, a fin de lograr continuidad en la adquisición conceptual de los alumnos y concentrar su interés.