INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA
461
ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1998, 16 (3), 461-475
LAS PARTÍCULAS DE LA MATERIA
Y SU UTILIZACIÓN EN EL CAMPO
CONCEPTUAL DE CALOR Y TEMPERATURA:
UN ESTUDIO TRANSVERSAL
DOMÍNGUEZ CASTIÑEIRAS, JOSÉ MANUEL1, DE PRO BUENO, ANTONIO2 y
GARCÍA-RODEJA FERNÁNDEZ, EUGENIO1
1Depa amen o de Didác ica das Ciencias Expe imen ais. Uni e sidade de San iago de Compos ela.
2Depa amen o de Didác ica de las Ciencias Expe imen ales. Uni e sidad de Mu cia.
SUMMARY
A c oss-age s udy (13-22) in s uden s’ ideas abou a mic oscopic model o he ma e and i s uses by means o concep
maps is p esen ed. Da a o al e na i e ideas abou hea and empe a u e concep s a e examina ed. The esul s show he
esis ance o changing hese al e na i e ideas.
INTRODUCCIÓN: SITUACIÓN DEL PRO-
BLEMA EN LA LITERATURA CIENTÍFICA
El in e és po el ema de calo y empe a u a se pone de
mani ies o en una in es igación ealizada en el IPN de la
Uni e sidad de Kiel (Haussle e al., 1980) en la que los
encues ados, pe sonas de odas las edades, le dan una
p io idad de más de 3,5 pun os en una escala de 1-5,
supe ando emas como la mecánica o la as onomía, y
sólo supe ado po o os de g an impac o social como la
ene gía.
Po o a pa e, la enseñanza de los concep os implicados
apa ece en los p og amas de ciencias de odos los países
desde los p ime os ni eles; es e hecho e leja la impo -
ancia que la adminis ación educa i a da a es e ema.
Pe o cuán as eces hemos dicho: «Mis alumnos saben
muchas cosas de ciencias; sin emba go, no las u ilizan
cuando se a a de explica hechos y enómenos, incluso
los más ce canos y amilia es.» En es e sen ido, el ema
de calo y empe a u a se mani ies a especialmen e
di ícil, como demues a la abundan e bibliog a ía. Re i-
siones como la de Ce an es (1987) y análisis como los
de Summe s (1983) y Valcá cel (1990) o in es igacio-
nes como las de S auss (1983), Ga cía y Rod íguez
(1986), Vázquez (1987), Thomaz y o os (1993) y las
lle adas a cabo, den o del P oyec o CLIS de la Uni e -
sidad de Leeds, po B ook y o os (1984) y Ja a (1993)
con i man que siguen pe sis iendo ideas al e na i as
inducidas po el lenguaje coloquial. Se p esen a una
sín esis en la abla I.
Algunos de los esquemas que poseen los alumnos ienen
o igen en el lenguaje dia io, he ede o de obs áculos
epis emológicos supe ados, basado en in uiciones y modelos
cien í icos hoy en desuso, los cuales no han expe imen-
ado cambio después de la ins ucción. En es e dominio
concep ual enemos un ejemplo pa adigmá ico: las pala-
b as calo y calien e o man pa e del ocabula io de los
niños desde las edades más emp anas, son usadas en la
desc ipción de si uaciones amilia es y muchos es u-
dian es cons uyen oda una se ie de concep ualizacio-
INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA
462 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1998, 16 (3)
Tabla I
CONCEPTO IDEAS ALTERNATIVAS
CALOR Algo ma e ial, con enido en el cue po (sis ema); cuan o más calo iene el cue po más calien e es a á.
En los cue pos el calo puede pasa de unas pa es a o as o de unos cue pos a o os.
CALOR / FRÍO Son dos luidos ma e iales y opues os. La sensación calo / ío es consecuencia de la ans e encia
del calo / ío al cue po.
CALENTAR / ENFRIAR Ganancia o pé dida de ese en e ma e ial llamado calo .
CALIENTE / FRÍO Son p opiedades ca ac e ís icas de los cue pos. Po ejemplo, los me ales son íos po na u aleza.
TEMPERATURA Tempe a u a = calo . Tempe a u a y calo son sinónimos y aquélla, en odo caso, mide la can idad
de calo que iene el sis ema.
La empe a u a depende de la masa o del olumen.
DILATACIÓN Paso de calo al in e io del cue po haciéndolo más g ande y, como consecuencia, más pesado.
CONCEPTO IDEAS ALTERNATIVAS
MODELO DE PARTÍCULAS Las pa ículas se pueden undi , e apo a , disol e , expandi , con ae , dila a ...
En e las pa ículas hay ai e. Es di ícil de acep a la idea de que no exis a «algo» en e las pa ículas.
Cue pos íos → pa ículas en eposo. Las pa ículas dejan de mo e se al en ia se, al llega a 0o C.
Tabla II
nes sob e la na u aleza y compo amien o de los obje os
íos y calien es que les odean.
El uso de la palab a calo en el lenguaje o dina io en
ejemplos como: «Cie a la en ana pa a que no salga el
calo .» Unido a exp esiones u ilizadas en las aulas como
capacidad calo í ica o calo ganado = calo pe dido,
que pe enecen al mundo del lenguaje obse acional y
ienen su o igen en an iguas eo ías del calo , hacen más
e e encia a és as que a las nue as ideas con las que se
quie e do a al alumno. Es o lle a a c ee que el calo es
algo que se puede almacena , ans e i de un cue po a
o o, o que pasa de una pa e a o a de un mismo obje o
como un luido o en e ma e ial mis e ioso.
Uno de los obje i os cla es de la enseñanza de las
ciencias es el de do a al alumno de una o ma de pensa
que le pe mi a desc ibi e in e p e a la ealidad ci cun-
dan e de mane a obje i a y p ecisa (Clax on, 1993).
C eemos, en es e sen ido, que un modelo de pa ículas de
la ma e ia adquie e una impo ancia undamen al pa a
di e encia los concep os de calo y empe a u a y
log a así la in eg ación de la desc ipción mac oscópica
del sis ema ( e modinámica) y de la mic oscópica (mo-
delo ciné ico-molecula ). La adminis ación educa i a
así lo iene en cuen a y, en la ac ualidad, en la mayo ía
de los diseños cu icula es básicos se con empla:
«U iliza la eo ía ciné ica pa a explica algunos enó-
menos que se dan en la na u aleza, ales como la dila a-
ción, los cambios de es ado y los p ocesos de p opaga-
ción del calo y pa a in e p e a los concep os […] de
empe a u a […]»
Los es udios sob e es a cues ión (Die e , 1993; Lijnse,
1990; Cá denas y Ragou de Lozano, 1996), así como los
nues os (Domínguez e al., 1992, 1996) han lle ado a
plan ea has a qué pun o los es udian es alcanzan es e
obje i o. Así, desde el pun o de is a de la ap opiación
de un modelo de pa ículas de la ma e ia o de la ans e-
INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA
ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1998, 16 (3) 463
encia del mismo a la explicación e in e p e ación de
hechos y enómenos, exis en di icul ades po pa e de
nues os es udian es. Un análisis de la li e a u a cien í-
ica (D i e e al., 1984; Happs, 1980; Sé é, 1985, 1991;
Llo ens, 1991; Sanma í 1995) pone de mani ies o la
exis encia de ideas al e na i as a las de la ciencia ense-
ñada. Se sin e izan en la abla II.
La mayo pa e de la in es igación e isada cen a su
a ención en la adolescencia. Pa ece como si se die a po
supues o que en los ni eles supe io es de la enseñanza,
después de años de ins ucción, los elemen os de un
«sencillo» modelo dinámico de pa ículas han sido asi-
milados y que nues os alumnos y alumnas ienen la
capacidad de ans e i los a la in e p e ación y p edic-
ción de hechos y enómenos co idianos, independien e-
men e de que se les pida o no de una mane a explíci a
que lo hagan. Así, se ealizan p egun as como: «¿Po qué
se hincha un globo conec ado a un ma az cuando és e se
calien a?» «¿Po qué pe manece cons an e la empe a-
u a en el cambio de es ado de hielo a agua líquida?»…
Se p esen an esul ados de un es udio ans e sal, lle a-
do a cabo en e es udian es de 12 a 23 años, en el que se
explo a, median e mapas concep uales, qué conocimien o
de elemen os básicos de un modelo dinámico de pa ícu-
las ienen, no solamen e los más jó enes sino ambién
nues os uni e si a ios, y qué uso hacen de él al in e p e-
a enómenos elacionados con la dila ación y la empe-
a u a de los cue pos cuando se les pide explíci amen e
que lo hagan. Se han ob enido, además, da os sob e ideas
al e na i as de los es udian es elacionadas con los con-
cep os calo y empe a u a que pa ecen indica la esis-
encia al cambio de las mismas.
PREGUNTAS CENTRALES
– ¿Cuál es el conocimien o decla a i o que ienen los
es udian es sob e un modelo de pa ículas de la ma e ia?
– ¿U ilizan los es udian es un modelo de pa ículas, aún
indicándoles explíci amen e que lo hagan, pa a in e p e-
a la dila ación y empe a u a de los cue pos?
– ¿Exis e una e olución de es as concepciones en un-
ción del ni el académico de los alumnos?
MÉTODO
Suje os
Se p esen an da os de una mues a ocasional de 500
es udian es de sie e ni eles educa i os di e en es, dis i-
buidos en 15 g upos dis in os, que es udian en cen os de
EGB, BUP, en la Escuela Uni e si a ia de Magis e io
(especialidad de Ciencias) y CAP (licenciados en quími-
ca) de San iago de Compos ela, du an e los cu sos 1991-
92, 1992-93. La dis ibución se indica en la abla III.
Tabla III
Ni el Núme o Núme o Edad
de g upos de alumnos (años)
7º de EGB 3 95 12-13
2º de BUP 3 81 15-16
3º de BUP 2 64 16-17
COU 2 40 17-18
2º de Magis e io 2 93 19-20
3º de Magis e io 1 69 20-21
CAP 2 58 23-24
Medidas
Ins umen o de ecogida de da os
Se ha diseñado una icha (Fig. 1) en la que se pide a los
es udian es que cons uyan un mapa concep ual con una
lis a ce ada de ocho palab as: empe a u a, ene gía,
calo , agi ación, pa ículas, dila ación, cue po y e mó-
me o. Es as palab as ue on seleccionadas de las p o-
pues as en los di e en es cu ículos de los cu sos in es-
igados y apa ecen en las p oposiciones básicas a in es iga ,
o mando pa e de nues o mapa concep ual de e e en-
cia (Fig. 2). U ilizamos la palab a cue po en luga de
sis ema po conside a es a úl ima ajena al lenguaje de
los es udian es, sob e odo de los más jó enes. Se han
u ilizado los mapas concep uales que han ealizado los
es udian es a pa i de la icha ep esen ada en la
igu a 1.
El uso de los mapas (No ak y Gowin, 1988; Mo ei a y
Buchwei z, 1987) como ins umen o de oma de da os es
cada ez más ecuen e en la in es igación educa i a. Tal
es así que ha me ecido la a ención especí ica de un mono-
g á ico del Jou nal o Resea ch in Science Tea ching
(Vol. 27, núm. 10, 1990). Scia e a, y sus colabo ado es
(1990), Wallace y Min zes (1990), Domínguez y sus
colabo ado es (1992, 1996), Ro h y Roychoudhu y
(1993), Liu y Hinchey (1993), Songe y Min zes (1994) y
Ma khamy sus colabo ado es (1994) indican que los
mapas concep uales esul an ins umen os álidos pa a
in es iga la adquisición del conocimien o.
Análisis de los esul ados
Aunque exis en muchas o mas de analiza los mapas
concep uales (p oposiciones, je a quías, ami icaciones,
elaciones c uzadas…), hemos elegido dos:
1) Un análisis cuali a i o, como el que p oponen
Ma khan y o os (1994), de algunos mapas concep uales
signi ica i os hechos po los es udian es. Es os mapas
concep uales pa icula es son ep esen aciones idiosin-
c ásicas del conocimien o de cada alumno sob e un
dominio especí ico; consecuen emen e, no son ep e-
sen a i os ni ípicos de ningún g upo. Sin emba go, es os
mapas o ecen isiones de algunas de las ca ac e ís icas
que se en ecuen emen e en los es udian es con di e-
en es ni eles de concep ualización.
INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA
464 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1998, 16 (3)
Figu a 1
Con las palab as de la lis a del ecuad o,
cons uye un mapa concep ual u ilizando us
ideas sob e ellas.
Nomb e_________________________________ Edad ______
Cen o ________________________ C u so _____ Año ______
Tempe a u a
Ene gía
Calo
Agi ación
Pa ículas
Dila ación
Cue po
Te móme o
nes en e sus moléculas p o ocan una ans e encia de
ene gía del cue po de mayo empe a u a al de meno ;
el calo es abajo ealizado desde el pun o de is a
molecula .
– El calo y el abajo son medidas de ans e encia
de ene gía y las dos ienen las mismas unidades que la
ene gía.
En cuan o al concep o de empe a u a di emos que es
una magni ud in ensi a, elacionada di ec amen e con la
ene gía ciné ica molecula media de las pa ículas y, en
consecuencia, con la agi ación de las mismas.
Hemos elabo ado un mapa concep ual (Fig. 2) que se -
i á como e e encia pa a ca ego iza las p oposiciones
de los es udian es. En dicho mapa se ep esen a el cono-
cimien o cien í ico enseñado:
– La idea mac oscópica de que «los cue pos ienen
ene gía y la pueden ans e i , median e el p oceso
denominado calo , si exis e di e encia de empe a u a
en e ellos. Un cue po se dila a al ele a se su empe-
a u a».
– La idea mic oscópica de que «un cue po es á o mado
po pa ículas que, al ecibi ene gía median e el p oce-
so denominado calo […], inc emen an su agi ación;
consecuen emen e el cue po se dila a y se puede p odu-
ci ele ación de su empe a u a».
2) Un análisis cuan i a i o, a ian e del análisis que
Wallace y Min zes (1990) denominan análisis de las
elaciones c í icas en e concep os, pa a ca ego iza las
p oposiciones elabo adas po los es udian es. Hemos
di idido las p oposiciones en p oposiciones mic oscó-
picas, en las que se es ablecen nexos en e concep os
implicados en el modelo de pa ículas, y p oposiciones
mac oscópicas, en las que no apa ecen elemen os del
modelo mic oscópico. A su ez, en una subca ego ía,
hemos clasi icado las p oposiciones como acep ables o
al e na i as. Pa a es a ca ego ización hemos omado
como base nues o mapa de e e encia (Fig. 2).
El mapa concep ual de e e encia
Dado el ca ác e especí ico y singula de los concep os
calo y empe a u a, nos ha pa ecido con enien e p oce-
de a su cla i icación an es de elabo a nues o mapa
concep ual de e e encia.
El calo y el abajo no son unciones de es ado, luego no
iene sen ido p egun a cuán o calo (o abajo) iene un
sis ema; a menudo se dice que son o mas de ene gía y
es o puede induci al e o de a a los como unciones
de es ado. El calo y el abajo es án de inidos sólo en
é minos de p ocesos; an es y después del p oceso de
ans e encia de ene gía en e el sis ema y su en o no, el
calo y el abajo no exis en.
Como indica Le ine (1995): «El calo es una ans e en-
cia de ene gía en e el sis ema y su en o no, debido a una
di e encia de empe a u a. Calo y abajo son o mas de
ans e encia de ene gía». Siguiendo a Le ine indica e-
mos lo siguien e:
– El abajo es una ans e encia de ene gía debida a la
acción de ue zas desde el pun o de is a mac oscópico.
– El calo es una ans e encia de ene gía debida a la
acción de ue zas a ni el molecula : cuando cue pos de
empe a u a di e en e se ponen en con ac o, las colisio-
P ocedimien o
Dado que los alumnos no enían expe iencia p e ia en la
elabo ación de mapas concep uales, los p o eso es de
cada uno de los cu sos ilus a on con el mismo ejemplo
(Fig. 3) el p ocedimien o y ca ac e ís icas a ene en
cuen a pa a su ealización; se dedicó una sesión de 50
minu os. Los alumnos elabo a on los mapas obje o de
es udio, de acue do con la igu a 1, du an e una clase
no mal, pos e io a la de en enamien o, con la p esencia
del in es igado y la del p o eso ado espec i o.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Análisis cuali a i o
P esen amos ejemplos de mapas concep uales ealiza-
dos po los es udian es. Es os mapas concep uales pa i-
cula es son, como indicamos an es, ep esen aciones
idiosinc ásicas del conocimien o en un dominio especí-
ico. Consecuen emen e, no son ep esen a i os, ni ípi-
cos de ningún g upo. Sin emba go, es os mapas o ecen
isiones de algunas de las ca ac e ís icas que se en
ecuen emen e en los es udian es con di e en es ni eles
de concep ualización. Pa a una mejo lec u a de los
mismos se p esen an diseñados po noso os, pe o espe-
ando la es uc u a de los o iginales elabo ados po los
es udian es.
INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA
ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1998, 16 (3) 465
Figu a 2
EJEMPLO DE MAPA CONCEPTUAL PARA
ENTRENAMIENTO PREVIO DE LOS ALUMNOS
El p o eso , an es de p opone a los alumnos la ealización de los mapas concep uales sob e
calo y empe a u a, en ena á a sus alumnos con el ejemplo
que se expone.
Con las palab as de la lis a del ecuad o, cons uye un mapa concep ual
u ilizando us ideas sob e ellas.
1. Se esc iben las palab as (concep os) den o de un ecuad o y se o denan de o ma
que se encuen e algún sen ido a la o denación (se puede p escindi de las que
no se conozca). El alumno las eo ganiza á has a que es é sa is echo con el mapa
elabo ado.
2. Los concep os se elacionan median e lechas esc ibiendo en la lecha la palab a o
palab as que indiquen la elación que exis e en e concep os.
3. Exis en múl iples posibilidades de o dena es as ideas.
Ejemplos de mapas ealizados po los alumnos:
Fuego
Humo
Luz
Fuego
Humo
Luz
a eces
p oduce
sale
Fuego
Humo
a eces
p oduce
Fuego
Humo
Luz
p oducesale
di icul a
el paso
ENERGÍA
CALOR
CUERPO
TEMPERATURA
TERMÓMETRO
PARTÍCULAS
AGITACIÓN DILATACIÓN
iene o mado
po
ans e ida
median e el
p oceso denominado
condiciona la
ans e encia de
modi ica
la
que
es án en
deldel
puede
p oduci
condiciona la
mide la
ienen
Figu a 3

INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA
466 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1998, 16 (3)
Mapa 1
Alumno de 7º de EGB - 13 años.
TEMPERATURA
CUERPO
TERMOMETRO
DILATACION
CALOR
que mide
que su e
se mide
con
que es
un cue po
De es e mapa pa ece deduci se que el alumno, de 7º de
EGB, no u iliza el modelo de pa ículas. Ha p escindido
de los é minos pa ículas y agi ación y, consecuen e-
men e, no indica ninguna p oposición en la que
apa ezcan.
Las p oposiciones que es ablece son mac oscópicas:
« e móme o que es un cue po», « empe a u a se mide
con e móme o» y «cue po que mide calo ». Pa ecen
indica que el e móme o si e an o pa a medi la
empe a u a como el calo , po lo que p obablemen e el
alumno aún no ha es ablecido la di e enciación en e
ambos concep os.
En el mapa 2 es e alumno de 7º de EGB es ablece las
p oposiciones «calo lo iene cue po» y «calo iene
pa ículas». Pa ece indica que el calo es algo sus an-
cial o mado po pa ículas, en endido es e é mino, en
su aspec o mac oscópico, como algo angible.
Ha p escindido del é mino agi ación y no es ablece
p oposiciones que elacionen en e sí los é minos cue -
po, pa ículas, agi ación, dila ación , elemen os básicos
de un modelo dinámico de pa ículas. Pa ece no conoce
el modelo de pa ículas y, como consecuencia, no lo
u iliza. Po o a pa e, es ablece la p oposición « empe-
a u a es calo », indicando p oblemas de di e enciación
en e ambos concep os.
Mapa 2
Alumno de 7º de EGB - 13 años.
TEMPERATURA
CUERPO
TERMOMETRO
PARTICULAS
DILATACION
CALOR
se mide
con
lo
iene
p oduce
es
iene
Mapa 3
Alumna de 2º de BUP - 15 años.
TEMPERATURA
CUERPO
TERMOMETRO
PARTICULAS
DILATACION
AGITACION
ENERGIA
CALOR
pueden
su i
o mado
po
mide la
p oduce
en los
cue pos
iene
mide
el calo
es una
o ma de
puede
su i
una
es
En es e ejemplo, una alumna de 2º de BUP pa ece
conoce el modelo de pa ículas. En su mapa concep ual
es ablece la p oposición «cue po o mado pa ículas».
Es un modelo es á ico, pues, aunque hace cons a el
é mino agi ación, no es ablece ninguna p oposición
en e es e é mino y los demás p opues os.
En la p oposición «pa ículas pueden su i dila ación»
a ibuye p opiedades mac oscópicas a lo mic oscópico.
Pe o ambién apa ece, independien emen e de la an e-
io , la p oposición «cue po puede su i una dila a-
ción». Es a alumna pa ece conside a que los cue pos se
dila an po que las pa ículas se dila an y no po que és as
se agi en, c eencia al e na i a a las ca ac e ís icas del
modelo de pa ículas que se u iliza en la ins ucción
escola .
Es ablece la p oposición « empe a u a es calo » y de
nue o apa ece que el e móme o si e pa a medi an o
la empe a u a como el calo ; pa ece que ampoco ha
log ado aún di e encia ambos concep os.
Es ablece las p oposiciones «cue po iene calo » y «ca-
lo es una o ma de ene gía». Pa a ella calo y ene gía
son equi alen es. Pa ece conside a el calo como «caló-
ico», lejos aún de concep ualiza lo como una o ma de
ans e i ene gía en e sis emas a di e en e empe a u a.
De es e mapa, elabo ado po una alumna de 3º de BUP,
pa ece in e i se que conoce el modelo de pa ículas y lo
u iliza, aunque de o ma al e na i a. Es ablece las p o-
posiciones «agi ación de las pa ículas» y «dila ación
de las pa ículas», a ibuyendo p opiedades mac oscó-
picas a lo mic oscópico, pe o, además, ambas p oposi-
ciones son conside adas po ella como independien es, y
no elaciona «agi ación de pa ículas» con «dila ación
del cue po». Es amos en el caso de o o modelo de
pa ículas es á ico. Po una pa e, agi ación se elaciona
mac oscópicamen e con calo , lo que pod ía espe a se
de la ins ucción escola –los cue pos se calien an cuan-
INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA
ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1998, 16 (3) 467
do se agi an ( icción), como esul ado de la ans o ma-
ción de ene gía mecánica.
Mapa 4
Alumna de 3º de BUP - 16 años.
TEMPERATURA
CUERPO
TERMOMETRO
PARTICULAS
DILATACION
AGITACION
ENERGIA
CALOR
emi e
se mide
iene
p oduce
p oduce
de las de las
Apa ece, como en casos an e io es, «calo iene empe-
a u a», idea al e na i a que conside a la empe a u a
como una mani es ación del calo .
Del mapa de es e es udian e de COU (ciencias) (Mapa 5)
pa ece desp ende se que conoce el modelo de pa ículas
y lo u iliza, pe o apa ecen o os p oblemas de ap endiza-
je. No ha log ado es ablece la ans e encia de los
concep os elacionados con el modelo dinámico de
pa ículas a la in e p e ación de los concep os implica-
dos en el enómeno de la dila ación de los cue pos.
Pa ece habe asimilado la idea mic oscópica de que las
«pa ículas poseen un mo imien o de agi ación», pe o
no la u iliza en la explicación de la dila ación de los
cue pos y, consecuen emen e, jus i ica el enómeno in-
dicando que las pa ículas se dila an: el «calo puede
p oduci dila ación pa ículas».
Con las p oposiciones encadenadas: «cue po posee una
ene gía –puede se en o ma de calo – se mide en
empe a u a», pa ece indica , no solamen e que concibe
el calo como una o ma de ene gía poseída po el
cue po, sino ambién que iene p oblemas pa a di e en-
cia lo del concep o de empe a u a.
Es e alumno de 2º cu so de la especialidad de Ciencias
de la Escuela Uni e si a ia de Magis e io (Mapa 6),
conoce el modelo de pa ículas, «cue po es á o mado
po pa ículas», pe o pa ece no u iliza lo. Es ablece una
elación en e «pa ículas» y «ene gía» posiblemen e
pa a undamen a el concep o de calo como una o ma
de ene gía esul ado de la ans o mación de la ene gía
que poseen las pa ículas, «ene gía se ans o ma en
calo ».
Es amos an e o o caso de modelo es á ico de pa ículas.
No es ablece una p oposición de enlace en e agi ación
Mapa 5
Alumno de COU - 18 años.
TEMPERATURA
CUERPO
TERMOMETRO
PARTICULAS
DILATACION
AGITACION
ENERGIA
CALOR
o mado
po
poseen un
mo imien o de
es e mo imien o
se aduce en
puede se
en o ma de
se mide
en
puede
p oduci
pa a
medi la
usamos
posee
una
y pa ículas. Pe o, además, es ablece las p oposiciones
«pa ículas se dila an con el calo -dila ación», «agi a-
ción supone calo ». Po una pa e, agi ación es un
é mino que se elaciona mac oscópicamen e con calo .
Po o a a ibuye p opiedades mac oscópicas a lo mi-
c oscópico al conside a que las pa ículas se dila an,
pa eciendo igno a la elación en e agi ación de las
pa ículas y dila ación de los cue pos.
Apa ecen, como en casos an e io es, p oblemas en el
ap endizaje de los concep os de empe a u a y de calo ,
pues es ablece la p oposición « empe a u a al a p oduce
calo ».
Es a es udian e de magis e io de e ce cu so de ciencias,
que ha es udiado ísica gene al, el cu so an e io
(Mapa 7), pa ece no sólo conoce el modelo sino ambién
u iliza lo de o ma acep able. Es ablece las p oposicio-
nes «cue po o mado po pa ículas», «pa ículas pue-
den su i agi ación» y la «agi ación p oduce la dila a-
ción». Pe o ambién iene algunos p oblemas de ap endizaje.
El p ime o se mani ies a al a ibui p opiedades mac os-
cópicas a lo mic oscópico, «pa ículas pueden su i
dila ación». El segundo es que el concep o de calo aún
no ha sido asimilado y di e enciado po es a es udian e;
puede obse a se como en el mapa concep ual es ablece
las p oposiciones «cue po iene una de e minada ene -
gía» y es a «ene gía es calo ».
Es ablece «cue po iene una de e minada empe a u a»,
«pa ículas ienen empe a u a» y «pa ículas ienen
INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA
468 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1998, 16 (3)
Mapa 6
Alumno de 2º de EU (ciencias) - 19 años.
TEMPERATURA
CUERPO
TERMOMETRO
PARTICULAS
DILATACION
AGITACION
ENERGIA
CALOR
al a
p oduce
supone
se
ans o ma
en
aumen a
indica
supone
se dila an
con el calo
es á
o mado
po
con el calo
se dila an
dila ación del me cu io del
indica
el
ene gía», pa eciendo conside a que la empe a u a es
un alo a ibuible al cue po, que a su ez es á elacio-
nada con la ene gía de las pa ículas.
Es e ejemplo (Mapa 8) ilus a el mapa concep ual de un
licenciado en química de 23 años, es udian e del CAP
(Cu so de Ap i ud Pedagógica). Pa ece conoce el mode-
lo dinámico de pa ículas, pues es ablece las p oposicio-
nes «cue po es á o mado po pa ículas», «agi ación de
pa ículas»; sin emba go, no lo u iliza. Los p ocesos de
agi ación de pa ículas y dila ación del cue po no apa e-
cen elacionados en e sí en su mapa concep ual.
Po o a pa e apa ecen p oblemas de ap endizaje de los
concep os de calo y empe a u a. El concep o de calo ,
«ene gía puede exp esa se en o ma de calo », «cue po
puede abso be o desp ende calo », apa ece como una
o ma de ene gía in e cambiada lejos aún de se conside-
ado como una o ma de ans e encia de ene gía. Mani-
ies a la idea al e na i a de que la empe a u a es la
medida del calo , «calo cuya magni ud es empe a u a».
Análisis cuan i a i o
En la abla IV se p esen a el po cen aje de es udian es
que, en cada ni el, es ablecen una de e minada p oposi-
ción en sus mapas concep uales. Hemos ca ego izado las
mismas, como indicábamos an e io men e, en «p opo-
siciones mic oscópicas» –aquéllas que es ablecen en e
concep os implicados en el modelo de pa ículas– y
«p oposiciones mac oscópicas» –aquéllas en las que no
apa ecen elemen os del modelo mic oscópico–. En una
subca ego ía hemos clasi icado aquellas p oposiciones
acep ables o al e na i as, espec o del e e encial
(Fig. 2).
P oposiciones mic oscópicas
Los da os de la abla IV pueden indica nos en qué
medida los alumnos conocen algunos elemen os de un
modelo de pa ículas de la ma e ia y cómo lo u ilizan
pa a explica enómenos (en nues o caso, la dila ación).
También nos in o man sob e el conocimien o decla a i-
o de algunos concep os e modinámicos que se mues-
an undamen ales pa a la desc ipción de un sis ema y
de su compo amien o.
Vemos que las dos p oposiciones sob e las que se unda-
men a el modelo, «cue po o mado po pa ículas» y
«pa ículas es án en agi ación», sólo son es ablecidas en
7º de EGB po un 34% pa a la p ime a y po un 18% pa a
la segunda. En los es an es ni eles se ob ienen, sal o
pequeñas luc uaciones, cada ez mejo es esul ados.
Cu iosamen e los po cen ajes más al os no se ob ienen
en los alumnos del CAP, licenciados en química, sino
que co esponden a los de 3º de magis e io, donde llegan
al 77% en la p ime a a i mación y al 88% en la segunda;
aunque hay que deci que los u u os maes os habían
enido la ocasión de e lexiona sob e es e ema en la
asigna u a de Didác ica de la Física y de la Química. En
de ini i a, a la is a de es os alo es, podemos deci que,
en e un 82% (7º de EGB) y un 23 % (3º de magis e io),
no u ilizan es as p oposiciones undamen ales del mode-
lo.
Sin emba go, hay o as p oposiciones que aún han
enido menos p esencia. Así, «el calo p oduce agi-
ación» sólo es usada en e un 13% de los es udian es
(7º de EGB) y un 55% (CAP de Química), siendo es e
úl imo caso el único que supe a el 50%. Po cen ajes
más p eocupan es se ob ienen pa a «pa ículas ienen
ene gía», «agi ación p oduce dila ación» y «agi a-
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ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1998, 16 (3) 469
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de e minada
iene una
de e minada
puede su i
Mapa 7
Alumna de 3º de EU (ciencias) - 22 años.
Mapa 8
Alumno licenciado en química - 23 años.
TEMPERATURA
CUERPO
TERMOMETRO
PARTICULAS
DILATACION
AGITACION
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medida
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un aumen o
puede p oduci
p oduce
mayo
puede exp esa se
en o ma de
cuya
magni ud
es
de
puede
p oduci
puede
abso be o
desp ende
es a
o mado
po
del
ción ele a la empe a u a», donde hay que espe a a
3º de BUP o COU pa a encon a un núme o mínimo
de casos que lo ecojan.
En elación con las «pa ículas ienen ene gía» so p en-
de que sólo el 19% de los licenciados la u ilicen. Si bien
se pod ía a gumen a que puede habe casos en los que
no se explici e pe o se dé «po supues o», cie amen e no
es su icien e pa a jus i ica an bajo po cen aje. En odo
ello, c eemos que subyace que, cuando se u iliza
el modelo, se hace desde una pe spec i a bas an e
«es á ica».