Capítulo 1: Demostraciones, experiencias practicas y exámenes prácticos

Demostraciones
Experiencias practicas
Gravedad especifica
Exámenes prácticos
Notas y comentarios del profesor para el examen
Preguntas que se sugieren para exámenes prácticos

Las demostraciones, experiencias prácticas y exámenes prácticos son elementos básicos en cualquier programa de ciencias. Debido a que ejercitan el poder de observación y raciocinio de los estudiantes, estas actividades proporcionan una experiencia que los estudiantes necesitan para comprender los métodos utilizados por los científicos. Si se planifican y ejecutan adecuadamente, estas actividades pueden ser herramientas eficaces para el profesor.

Cuando sea posible, las experiencias prácticas y demostraciones deberán efectuarse antes de que se enseñe la teoría del tema en particular. Guiando al estudiante a través de una comprensión práctica del tema, el profesor está preparándolo para la explicación teórica que vendrá a continuación; el estudiante puede ser guiado hacia el "descubrimiento" de la teoría por si mismo. Los estudiantes aprenderán la teoría con mayor rapidez y en mayor profundidad que si de lo contrario se presentara el trabajo práctico luego de la teoría en la forma de un ejercicio de verificación.

Los exámenes prácticos evalúan el éxito que el estudiante ha alcanzado en la comprensión de la relación entre la teoría y la práctica de la ciencia que estudia. El examen requiere la comprensión cabal de la teoría y el uso de la habilidad de observación, manipulación y razonamiento critico que el estudiante ha desarrollado. El examen práctico es una experiencia valiosa para el estudiante, así como un útil método de evaluación para el profesor.

A continuación presentamos algunos aspectos que pueden ser de utilidad para el profesor cuando planifique estas actividades.

Demostraciones

Antes de efectuar la demostración

Practicar el experimento para asegurarse de que trabajará razonablemente bien frente a la clase. Preparar apuntes de antemano para poder continuar con la lección ininterrumpidamente; incluir las preguntas de importancia que se piensa formular antes, durante y después de la demostración.

Empezando con el experimento

Mantener el intrumento a un lado del salón de clase donde estará listo cuando se necesite pero no distraerá a los estudiantes mientras se les está presentando la lección. Antes de comenzar con la lección, formular preguntas a los estudiantes, las cuales podrán ser contestadas llevando a cabo el experimento. Luego puede traerse el instrumento al frente de la clase. Colocarlo de manera que todos los estudiantes en la clase puedan ver lo que está ocurriendo.

Hacer que los estudiantes ensamblen el instrumento

Si el aparato es del tipo que debe ser ensamblado frente a la clase, pedir 2 uno o más estudiantes que efectúen el ensamblaje, con un estudiante completando cada paso. Tener especial cuidado de que los estudiantes utilicen las técnicas apropiadas ya que ésta será una lección sobre el uso del instrumento. Si para cada demostración se invita a diferentes estudiantes a que realicen esta tarea, eventualmente todos los estudiantes habrán obtenido la experiencia de haber trabajado con el instrumento.

Hacer que los estudiantes lleven a cabo todos los pasos del experimento

Una vez que el aparato ha sido ensamblado y los estudiantes saben cuál es la función de cada una de las partes, puede pedirse a otros estudiantes que ejecuten los pasos necesarios en el experimento. El estudiante que se encuentre efectuando el experimento no deberá obstruir la vista al resto de la clase. Puede solicitarse a otro estudiante que anote medidas u observaciones obtenidas durante el experimento. Invitando a diferentes estudiantes a que participen en el experimento es más fácil mantener la atención de la clase. Pueden formularse preguntas a los estudiantes en cualquier punto del experimento.

Sacando conclusiones

Una vez que se haya completado el experimento, hacer que los estudiantes estudien la información anotada y que traten de llegar a sus propias conclusiones sobre ésta. Formulando las preguntas adecuadas puede guiárseles hacia la comprensión de la teoría pertinente.

Ahora puede pedirse a varios estudiantes que resuman lo que han visto durante el experimento y las conclusiones a que han llegado de manera que el material pueda ser fijado en las mentes de los miembros de la clase. Los estudiantes pueden formular preguntas referentes al experimento y el profesor puede ofrecerles sugerencias sobre cómo pueden realizar investigaciones más extensas en sus hogares utilizando instrumentos improvisados. Esta es también una oportunidad excelente para desarrollar ideas para proyectos de investigación en el club de ciencias. Con la comprensión obtenido por la demostración, los estudiantes entenderán la teoría con mayor facilidad.

Experiencias practicas

Las experiencias prácticas deben ser planificadas para obtener las mayores ventajas de las mismas. Varios puntos deben estar claros antes de presentar las experiencias prácticas a las clases. El tiempo es un aspecto de gran importancia; en este caso es necesario obtener la cooperación del director. Por cada clase de ciencias deberá asignarse al profesor dos períodos de clase consecutivos una vez a la semana para llevar a cabo las experiencias prácticas. De preferencia, éstos deberán ser los últimos períodos del día para que el profesor tenga suficiente tiempo para preparar la clase. Sin este tipo de programación puede que no sea posible para el profesor ofrecer experiencias prácticas,

Equipo

Si no se cuenta con el número o tipo necesario de equipo, el profesor puede aliviar parte de la escasez improvisando equipo él mismo o haciendo que los miembros del club de ciencias lo construyan. Los estudiantes se beneficiarán con el mayor número de instrumentos y con las habilidades que aprendan.

Instalaciones

En algunas escuelas no existen instalaciones reservadas especialmente para actividades relacionadas con las ciencias o, de existir, pueden ser insuficientes. Si se cuenta con un salón para las ciencias pero no se tienen mesas para trabajo de laboratorio, los experimentos pueden fácilmente ser llevados a cabo en el suelo. Si sólo se cuenta con un salón de clase, las bancas pueden ser arrimadas a los lados del salón y utilizarse el espacio vacío en el suelo para llevar a cabo los experimentos. No existe ningún inconveniente en realizar un experimento bajo un árbol, si ese fuera el caso.

Preparando notas para el laboratorio

El profesor deberá preparar notas que guíen a los estudiantes durante los experimentos. Las notas pueden ser duplicadas en la máquina ciclostilo o ser escritas en el pizarrón. Las notas deben ser simples y breves parí que el estudiante tenga suficiente tiempo para realizar el experimento cuidadosamente. Estas hojas de instrucciones deberán contener solamente la información necesaria para completar las partes mecánicas del experimento, de manera que los estudiantes puedan ser guiados fácilmente a través de estos pasos; en segundo lugar, deberán contener las preguntas pertinentes al experimento, las cuales el estudiante tendrá que contestar de manera que encuentre necesario observar el experimento cuidadosamente y comprender su relación con la teoría.

En la parte de instrucción de estas notas, dar instrucciones sobre cómo ensamblar el instrumento -un diagrama puede ser útil- y enumerar los pasos que deberán seguirse para llevar a cabo el experimento. Asegurarse de incluir notas precautorias si alguna parte del experimento presenta peligro. La parte de las preguntas planteara interrogantes que traerán a la mente los conocimientos pertinentes al tema que el estudiante posea y señalará las observaciones que le harán comprender el significado del experimento. En la página 7 puede encontrarse un ejemplo de estas notas para laboratorio.

Rotación por grupos

Si no se cuenta con suficientes instrumentos para que cada estudiante tenga uno, puede dividirse a los estudiantes en pequeños grupos. Si sólo se cuenta con un instrumento para cada experimento, los experimentos pueden ser realizados por grupos o individuos en el curso de varias semanas:

1. Hacer un resumen de los experimentos que se llevarán a cabo durante el periodo académico y dividir a los estudiantes en grupos de acuerdo al numero de experimentos.

2. La primera semana dar al primer grupo el primer experimento y a cada siguiente grupo el experimento siguiente de manera que el último grupo realice el último experimento durante la primera semana.

3. La segunda semana el primer grupo realizará el segundo experimento, el segundo grupo llevará a cabo el tercer experimento, y así sucesivamente, con el último grupo realizando el primer experimento.

4. Repetir este procedimiento cada semana hasta que cada grupo haya llevado a cabo cada experimento una vez.

Con este sistema solamente se necesita un instrumento y un juego de notas para el laboratorio por cada experimento.

Presentación del experimento a la clase

1. Si se tiene un periodo libre antes de la clase practica, lo mejor es disponer el equipo en ese tiempo. De lo contrario, puede ensamblarse la noche anterior y tenerse listo.

2. Cuando los estudiantes entren a la clase, ponerlos a trabajar inmediatamente copiando las notas para el laboratorio, preguntas y cuadros de información en sus cuadernos de apuntes. Si éstos son breves, solamente les tomará cinco o diez minutos. Mientras tanto, puede verificarse que el o los instrumentos estén dispuestos adecuadamente.

3. Cuando los estudiantes estén listos, puede planteárseles algunas preguntas. Es posible que no sepan las respuestas, pero pueden volverse a discutir las preguntas luego de haberse realizado el experimento. Es posible que su interés en el experimento aumente.

4. Si el equipo es escaso, puede dividirse a los estudiantes en grupos de cinco o seis. Cada grupo necesitar" solamente un juego de instrumentos. Cada estudiante realizara el experimento una vez, a menos que esto sea costoso -como es el caso de algunos experimentos químicos- y todos los miembros del grupo anotaran los resultado cada vez. Luego de que todos los miembros hayan efectuado el experimento una vez, el grupo tendrá una pequeña recopilación de información de la cual podrán sacar conclusiones. Si se cuenta con suficientes piezas como para dar un juego de instrumentos a cada estudiante, esto será mejor porque cada estudiante tendrá más tiempo para manipular y trabajar con los instrumentos.

5. Cuando hayan completado el experimento, hacer que desensamblen y limpien los instrumentos y que los lleven a un lugar central.

6. Cuando todos los estudiantes hayan terminado, discutir con ellos las preguntas planteadas con anterioridad; esto les ayudará a redactar sus respuestas a las preguntas dadas en las notas para el laboratorio.

7. Cuando la clase haya terminado, puede verificarse la condición de los instrumentos y regresarlos al lugar de almacenaje. Puede obtenerse la ayuda de los miembros del club de ciencias para la limpieza adicional o reparación y almacenaje de los instrumentos.

Verificando el trabajo realizado por los estudiantes

Si los estudiantes copian en sus cuadernos de apuntes las instrucciones y preguntas dadas en las notas para el laboratorio, serán capaces de registrar la información de manera clara y nítida y tendrán disponible toda la información pertinente para contestar las preguntas. Cuando se inspeccionen sus libros, será fácil remitirse a las preguntas que están contestando y a las observaciones que están discutiendo. Pueden seguirse los siguientes pasos para organizar la revisión de su trabajo:

1. Antes de que los estudiantes abandonen la clase práctica, examinar sus cuadernos de apuntes para comprobar que todos hayan efectuado el experimento y anotado los resultados.

2. Luego ya pueden llevar sus libros a la casa para redactar un informe sobre el experimento contestando las preguntas planteadas.

3. Al comienzo de la siguiente clase se pueden recoger los libros para su verificación.

Cada informe puede ser calificado en una escala de diez puntos en base a la pulcritud, exactitud y comprensión general del experimento. Al final del año estas calificaciones pueden ser promediadas y ajustadas a una fracción del total de las calificaciones dadas al estudiante para el año.

Gravedad especifica

Copie estas instrucciones en su cuaderno de apuntes. No escriba en esta hoja.

Objetivo: Obtener la gravedad especifica del líquido usando la botella de gravedad. Instrumentos: Botella de gravedad especifica. Balanza y pesas. Papel secante.

1) Hallar el peso de la botella seca y vacía con su tapón. Anotar éste bajo A en la tabla copiada en el cuaderno.
2) Llenar la botella con agua y volver a colocar el tapón. Si el tapón tiene un tubo capilar, verificar que se encuentre lleno de agua.
3) Usando el papel secante, eliminar todo el líquido que se encuentra en el exterior del tapón de la botella. Toda la parte exterior de la botella debe estar completamente seco.
4) Volver a pesar la botella. Anotar la medida bajo B.
5) Vaciar la botella y secar el interior con el papel secante.
6) Llenar la botella con el líquido desconocido, repetir el procedimiento seguido en los pasos dos y tres.
7) Pesar la botella con el líquido desconocido dentro de ella. Anotar el resultado bajo C en la tabla.
8) Repetir el experimento cinco veces siguiendo los mismos pasos antes mencionados. Anotar todas las medidas en la tabla.
9) Promediar los resultados en cada columna, sumando cada columna de cifras y dividiendo la suma entre seis; anotar los promedios bajo cada columna.
10) Calcular la gravedad especifica del líquido desconocido por medio de la fórmula especificada sobre cada columna. Anotar el resultado.

	A	B	C	B-A	C-A	(C-A)/(B-A)
Exp. Nr.	Peso de la botella vacía	Peso de la botella con agua	Peso de la botella con líquido	Peso del agua	Peso del líquido desconocido	Gravedad Específica
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Promedio

Copiar esta tabla en su cuaderno de apuntes antes de realizar el experimento

Preguntas que los estudiantes deben contestar:

1. ¿Por qué se restan A de B y A de C?
2. ¿Qué errares pueden ocurrir en este experimento?
3. ¿Qué precauciones deberán tomarse en el experimento?
4. ¿Cómo encontraría la gravedad especifica de un aceite?
5. ¿Cómo puede utilizar esta técnica para encontrar la gravedad especifica de una solución?
6. ¿Puede usarse esta técnica para encontrar la gravedad especifica de un sólido en polvo como la arena?
7. ¿De qué otra manera podría obtenerse la gravedad específica?

Exámenes prácticos

Planificación

El examen puede darse dos voces al año; esto permite que el profesor tenga suficiente tiempo para preparar el examen y brinda una extensa gama de temas en los cuales puede basarse el examen. Al igual que con las experiencias prácticas, las instalaciones no tienen que ser complejas; para muchos problemas una superficie plana es suficiente. La escasez de equipo puede ser superada con la ayuda de los estudiantes. Con frecuencia pueden utilizarse materiales simples y de fácil obtención para estos exámenes; al final del Capitulo V se da una lista de materiales recomendados.

Preparando las preguntas para el examen

Las preguntas deben ser formuladas de manera que obliguen G los estudiantes a obtener la solución utilizando las nociones que han aprendido en sus clases teóricas y las técnicas aprendidas en sus clases prácticas. Las preguntas deben ser simples para que el estudiante que ha cumplido con su trabajo pueda comprender rápidamente el significado del problema y empiece a buscar la solución.

Las preguntas pueden ser desarrolladas fácilmente tomando unas cuantas preguntas generales y alterándolas de manera que muchos problemas específicos se deriven de un tipo general. Los tipos de preguntas que se sugieren no son los mismos que se incluyen en los exámenes prácticos regulares. Las preguntas son muy simples y precisas. El equipo necesario no es complejo y puede ser fácilmente improvisado.

Administración del examen

1. Hacer una lista de las preguntas que se usarán en el examen y ensamblar los instrumentos y materiales que se necesitarán.

2. Marcar números con tiza a intervalos regulares en las mesas o en el piso del salón que se utilizara para el examen. Colocar un juego de instrumentos y materiales junto a cada número, asegurándose de que problemas similares no se encuentren adyacentes.

3. Escribir las preguntas que se usarán en el examen en pequeñas hojas de papel. En cada hoja de papel escribir el número del lugar donde se encuentra el juego de instrumentos y materiales necesarios para solucionar el problema. Enrollar los papeles y colocarlos en una caja de cartón.

4. Colocar a los estudiantes en fila en el orden en que aparecen en el registro de asistencia. Hacer que los etudiantes pasen al frente uno por uno y retiren una pregunta de la caja de cartón. El estudiante mostrará el número de la pregunta al profesor para que éste pueda registrarlo, dirigiéndose luego al lugar apropiado en el salón para comenzar su examen.

5. El estudiante escribe su nombre y grado, la fecha y su pregunta en una hoja de papel. Luego enumera los instrumentos que se encuentran frente a él y escribe un párrafo breve sobre el experimento que llevara a cabo para contestar su pregunta.

6. Una vez que el estudiante ha llevado a cabo el experimento, escribe sus resultados' entrega el papel al profesor y sale del salón. Los instrumentos deben ser dejados de la misma manera en que fueron ensamblados para que el profesor pueda inspeccionarlos más tarde.

Para algunas preguntas, como los experimentos con gases, el profesor deberá observar al estudiante mientras este último realiza el experimento. Las soluciones base que los estudiantes puedan necesitar deberán permanecer en poder del profesor.

Los experimentos toman solo aproximadamente media hora; las preparaciones toman aproximadamente una hora. Si se administran dos exámenes durante el año, el total será de solamente tres horas por clase.

Evaluación del examen

Se pueden asignar calificaciones para los diferentes pasos que deben seguirse para llevar a cabo el experimento. Por ejemplo, cuando se busca cl volumen de un cuerpo irregular, se pueden considerar los siguientes pasos:

1. Poner el agua o el líquido apropiado en un cilindro de medir y anotar su volumen.

2. Introducir el cuerpo irregular en el líquido usando un hilo.

3. Anotar el volumen del líquido nuevamente.

4. Hallar la diferencia entre las dos medidas e identificarla como el volumen del cuerpo en particular.

5. Repetir el experimento para verificar los resultados. El cuerpo debe estar seco cada Vez que se repita el experimento.

Se pueden asignar dos puntos, de un total de diez, para cada paso, o se pueden distribuir los diez puntos entre todos los pasos conforme a su importancia relativa. Es posible reservar puntos para el desempeño en general. Dos exámenes al año darían al estudiante un total de veinte puntos posibles en exámenes prácticos.

Tema: Medición

Sub-tema: Medición del volumen

Preguntas:

1. Hallar el volumen del pedazo de piedra dado.

2. Hallar el volumen del vidrio de una botella determinada.

3. Hallar el volumen de un pedazo de alambre enrollado en una bola.

4. Medir el volumen de una cantidad determinada de arena.

5. Hallar el volumen de un terrón de azúcar que se le proporcione.

6. Medir el volumen de un cristal de sal que se le proporcione.

7. Medir el volumen de una llave de bronce.

8. Medir el volumen de un objeto irregular que se le proporcione.

9. Se le proporciona un cubo de alcanfor. ¿Qué diferencias se observan cuando se mide su volumen en un cilindro de cristal y cuando se hace lo mismo con una regla de un pie?

10. Hallar la cantidad de espacio vacío entre las partículas de arena que se le proporcione.

Notas y comentarios del profesor para el examen

Para su conveniencia, es posible que el profesor desee preparar notas y comentarios para cada pregunta (problema) y de ese modo sistematizar la administración y evaluación del examen.

A continuación se presentan algunos ejemplos de notas y comentarios de los profesores:

Pregunta

Preparar una muestra de sulfuro de hidrógeno (ácido sulfhídrico) y prepar un ensayo concreto para éste.

Materiales que se proporcionarán

1. Un tubo de ensayo; puede utilizarse una bombilla eléctrica vacía.

2. Sulfuro de hierro; también puede utilizarse sulfuro de aluminio; prepararlo calentando polvo de aluminio y azufre; se pueden obtener sulfuros metálicos del residuo dejado por los cohetes usados en Deepavali.

3. Diluir ácido clorhídrico.

4. Papel de acetato de plomo; empapar el papel secante en una solución saturada de acetato de plomo y cortarlo en tiras pequeñas .