Diseño de un proyecto aprendizaje-servicio para el estudio de la Química Orgánica

DISEÑO DE UN PROYECTO APRENDIZAJE-SERVICIO PARA EL ESTUDIO DE LA QUÍMICA ORGÁNICA TRABAJO FIN DE MÁSTER CURSO: 2020/21 Autora: Uxía Pereiro Nogueira Tutora: Yolanda Arroyo Gómez Máster en Profesor de Educación Secundaria Obligatoria y Bachillerato, Formación Profesional y Enseñanza de Idiomas Facultad de Educación y Trabajo Social – Facultad de Ciencias Universidad de Valladolid A mi familia, sobre todo a mis padres y mi hermano, gracias por el apoyo que me han dado siempre y por confiar en mí más que yo misma. Soy quien soy gracias a vosotros. AGRADECIMIENTOS Agradecer a mi tutora, la Dra. Yolanda Arroyo Gómez por su ayuda en la planificación, información y organización de este trabajo de Fin de Máster. También agradecer a los profesores que me han formado, tanto en esta etapa como en las anteriores. Quiero destacar la labor de Doña María Paloma Pérez Fernández, su dedicación y mimo en la docencia, siendo alumna de secundaria, me han llevado a seguir sus pasos hasta este momento. No quiero olvidarme de profesores con los que he tratado en el prácticum durante la realización de este máster, gracias a Doña Esther Arnáiz Rodrigo y los demás profesores del departamento de Física y Química del Instituto de Educación Secundaria Galileo por su implicación y por enseñarme tanto en tan poco tiempo. Finalmente quiero agradecer a todas las personas que me han apoyado a lo largo de esta etapa, familia y amigos, mil gracias. RESUMEN En este trabajo de Fin de Máster, se propone un proyecto para la enseñanza de la Física y Química a través de la metodología Aprendizaje-Servicio. Para ello se plantea la creación de un huerto ecológico que a partir de los productos utilizados en él permita tratar contenidos del currículo de Bachillerato. Primeramente se realiza una descripción teórica del proceso de creación de un proceso Aprendizaje-Servicio y, a continuación, una contextualización y el diseño de un plan de trabajo que permita llevar a cabo este proyecto. Palabras clave: Aprendizaje-Servicio, Física y Química, huerto ecológico, fertilizantes, plaguicidas. ABSTRACT In this work of Master’s Degree, a project is proposed for the teaching of Physics and Chemistry through the Learning-Service methodology. To this end, it is proposed to create an ecological garden that, based on the products used in it, allows the content of the High School curriculum to be processed. First there is a theoretical description of the process of creating a Learning-Service process, and then a contextualization and design of a work plan to carry out this project. Keywords: Service-Learning, Physics and Chemistry, ecological garden, fertilizers, pesticides. i INDICE 1. INTRODUCCIÓN .....................................................................................................................1 2. JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVOS...................................................................................................1 2.1 JUSTIFICACIÓN .....................................................................................................................1 2.2 OBJETIVOS ...........................................................................................................................2 3. CONTEXTUALIZACIÓN ............................................................................................................3 4. METODOLOGÍA ......................................................................................................................5 5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN .....................................................................................................8 5.1 PREPARACIÓN DEL PROYECTO ..............................................................................................9 5.2 EJECUCIÓN DEL PROYECTO ...................................................................................................9 5.2.1 Fertilización del suelo................................................................................................... 10 5.2.2 Diseño del espacio y repartición de los cultivos ............................................................. 11 5.2.3 Siembra....................................................................................................................... 11 5.2.4 Tratamientos contra plagas y enfermedades ................................................................ 12 5.2.5 Riego........................................................................................................................... 13 5.2.6 Documentación del proyecto........................................................................................ 13 5.3 RELACIÓN CON LOS CONTENIDOS DEL CURRÍCULO.............................................................. 14 5.3.1 Fertilizantes naturales ................................................................................................. 14 5.3.2 Plaguicidas naturales................................................................................................... 15 5.3.3 Fertilizantes sintéticos ................................................................................................. 18 5.3.4 Plaguicidas sintéticos................................................................................................... 18 5.4 ACTIVIDAD COMPLEMENTARIA: PRÁCTICA DE LABORATORIO. OBTENCIÓN DE JABÓN POTÁSICO................................................................................................................................ 20 5.4.1 Fundamento teórico .................................................................................................... 20 5.4.2 Propiedades de los jabones .......................................................................................... 21 5.4.3 Reactivos y productos .................................................................................................. 22 5.4.4 Peligrosidad de los reactivos y medidas de seguridad ................................................... 23 5.4.5 Material ...................................................................................................................... 23 5.4.6 Procedimiento experimental ........................................................................................ 24 5.4.7 Ensayos a realizar ........................................................................................................ 25 5.4.8 Cuestiones ................................................................................................................... 25 5.4.9 Evaluación de la práctica ............................................................................................. 25 5.4.10 Temporalización ........................................................................................................ 26 ii 5.5 CIERRE DEL PROYECTO ....................................................................................................... 27 5.6 EVALUACIÓN ..................................................................................................................... 27 5.6.1 Evaluación de los alumnos ........................................................................................... 27 5.6.2 Evaluación del trabajo en red ....................................................................................... 33 5.6.3 Evaluación del proyecto ............................................................................................... 34 5.6.4 Planteamiento de nuevos retos .................................................................................... 36 6. CONCLUSIONES .................................................................................................................... 36 7. BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................................... 38 1 1. INTRODUCCIÓN El aprendizaje-servicio es una propuesta educativa que fusiona el servicio a la comunidad con el aprendizaje de conocimientos, habilidades y valores. Esta propuesta parte de elementos muy conocidos como son el servicio voluntario a la comunidad y la transmisión de conocimientos, habilidades y valores que realizan la escuela y las instituciones educativas no formales, por tanto, la innovación en este tipo de propuestas está en combinar estos elementos ya conocidos para formar una única actividad educativa bien articulada y coherente1. De esta forma, el aprendizaje aporta calidad al servicio que se presta y el servicio proporciona sentido al aprendizaje. Es interesante plantear estos proyectos en centros educativos porque no solo implica a profesores y alumnos, sino también a familias y entidades sociales de forma que los alumnos comprendan que son capaces de realizar acciones que provoquen cambios en su entorno de cara a obtener una mejora para su comunidad y a su vez incremente la percepción positiva y la consideración social de los jóvenes como ciudadanos. Además, este método proporciona un sentido a los contenidos que se estudian en el centro educativo pues aplican todos los conocimientos en una actividad práctica ayudando a que los adolescentes aprendan mejor2. 2. JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVOS 2.1 JUSTIFICACIÓN La Unión Europea insiste en la necesidad de que la ciudadanía alcance unas competencias mínimas como requisito para conseguir el pleno desarrollo individual, social y profesional que permita vivir en sociedad. Los principios de las competencias básicas se basan en el informe de la UNESCO de 1996 donde se establecen los pilares de una educación permanente en el siglo XXI. Establece estos pilares en “aprender a conocer”, “aprender a hacer”, “aprender a ser” y “aprender a vivir juntos”3. De esta forma, la Unión Europea recomienda a los Estados miembros desarrollar las competencias clave para todos en el contexto de sus estrategias de aprendizaje y utilizar las competencias clave como instrumento para garantizar que se vele por qué: la educación 2 inicial ponga a disposición de los jóvenes los medios para desarrollar las competencias y prepararlos para la vida adulta; se proporcione un apoyo especial a aquellos jóvenes que estén en una situación de desventaja y como adultos puedan desarrollar y actualizar las competencias a lo largo de sus vidas; se garantice la oferta de educación y formación para adultos. En este sentido, en este proyecto se propone una herramienta como es el aprendizajeservicio para que los alumnos alcancen las competencias básicas, que España introduce en la Ley Orgánica de 2006: competencia lingüística, competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología, competencia digital, aprender a aprender, competencias sociales y cívicas, sentido de la iniciativa y espíritu emprendedor y conciencia y expresiones culturales que faciliten su aprendizaje y permitan alcanzar el objetivo de un desarrollo individual, social y profesional que permita vivir en sociedad fomentando el aprendizaje a lo largo de la vida. Así mismo, se trabajarán los elementos transversales incluidos en el currículo, incidiendo en fomentar el espíritu emprendedor, el desarrollo de la igualdad, la no discriminación y la no violencia, el desarrollo sostenible y el cuidado del medio ambiente. La herramienta propuesta facilita y optimiza el aprendizaje de los jóvenes en proceso de formación, favorece el cambio metodológico y de cultura de los docentes, desarrolla la dimensión educativa de las entidades sociales e incide en la mejora de la comunidad y fortalece su tejido social5. 2.2 OBJETIVOS El objetivo principal de este trabajo es diseñar un proyecto de aprendizaje-servicio basado en la creación de un huerto ecológico en un Centro Educativo, que facilite el aprendizaje de los contenidos del bloque 5, correspondiente a la Química del Carbono, del currículo del primer curso de Bachillerato (Tabla 1). Además, se persigue despertar en los alumnos la inquietud por el medio ambiente y la sostenibilidad de recursos al tratarse de una actividad limpia, cuyos productos son aprovechables. 3 También, se pretende realizar un proyecto basado en actividades que resulten interesantes para los alumnos y que a su vez sean participativas, de forma que los alumnos sean los protagonistas y ejecutores del proyecto. 3. CONTEXTUALIZACIÓN En el primer curso de Bachillerato, la asignatura de Física y Química se ha dividido en ocho bloques diferenciados, cinco de ellos dedicados a la química mediante el estudio de aspectos cuantitativos de química, reacciones químicas, transformaciones energéticas y espontaneidad de las reacciones, y química del carbono. Los otros tres bloques se dedican a la física a través del estudio de la cinemática, la dinámica y la energía. En la siguiente tabla se muestran los contenidos del curso divididos en los cinco bloques dedicados al aprendizaje de la Química. Tabla 1: Bloques y contenidos de química del currículo para el primer curso de Bachillerato. Bloque 2: Aspectos cuantitativos de la química Contenidos  Revisión de la teoría atómica de Dalton.  Leyes de los gases.  Ecuación de estado de los gases ideales.  Determinación de fórmulas empíricas y moleculares.  Disoluciones: formas de expresar la concentración, preparación y propiedades coligativas.  Métodos actuales para el análisis de sustancias: Espectroscopía y Espectrometría. Bloque 3: Reacciones químicas Contenidos  Estequiometría de las reacciones.  Reactivo limitante y rendimiento de una reacción.  Química e industria. 10 ecológica, es decir, se evitará utilizar productos sintéticos tanto para la fertilización de la tierra como para el control de plagas; en la otra zona se utilizarán productos sintéticos para el cuidado de la tierra con el fin de que los alumnos puedan extraer conclusiones del distinto trato realizado teniendo en cuenta que se cultivarán los mismos productos en las dos zonas. El huerto estará ubicado en una zona del patio, cedida por el centro en la que se acumula la maleza y que no tenía una utilidad determinada hasta el momento, para permitir que los alumnos trabajen en él en horario escolar. Las etapas para la ejecución se muestran a continuación6 5.2.1 Fertilización del suelo Se debe realizar con productos que se disuelvan con máxima facilidad y produzcan su efecto en un tiempo muy corto. En la zona de tratamiento ecológico se utilizarán fertilizantes naturales, como son:  Cáscara de huevo: está compuesta por carbonato de calcio y pequeñas cantidades de carbonato de magnesio y fosfato de calcio, por lo que aportará nutrientes necesarios para la tierra. La cáscara de huevo se añadirá una vez cada seis meses, pues el calcio no es uno de los nutrientes más necesarios pero si es importante que las plantas no tengan una carencia de calcio para evitar enfermedades. Un exceso de carbonato de calcio podría cambiar el pH de la tierra.  Café: el café es una excelente fuente de nitrógeno para el suelo, además de ser rico en antioxidantes.  Té de plátano: aportará potasio al suelo, necesario para el cultivo de zanahorias, habas…  Compost: es uno de los métodos más sencillos para enriquecer el suelo. Se puede crear compost propio en el centro a partir de restos de comida y hierba u hojas. En cambio, en la zona de tratamiento con fertilizantes sintéticos se utilizarán: nitratos, amoniaco, urea, superfosfato simple (SFS: Ca3(PO4) + P2O5) y cloruro potásico; o fertilizantes multinutrientes. 11 5.2.2 Diseño del espacio y repartición de los cultivos Como ya se ha mencionado anteriormente, el huerto estará divido en dos zonas en función del tratamiento que se haga del suelo y los cultivos, pero a su vez estas zonas se dividirán en parcelas para los distintos cultivos. Se cultivarán hortalizas (tomate, pimiento, zanahoria y calabacín) y plantas aromáticas. Figura 1: Ejemplo de huerto escolar. (Fuente: elcampico.org) 5.2.3 Siembra Las hortalizas que se van a cultivar en el huerto tienen épocas de siembra y recolección similares por lo que será más sencillo llevar un control de los progresos. En la siguiente tabla se muestran los periodos de siembra y recolección de cada producto. Tabla 3: Periodos de siembra y recolección de las hortalizas a cultivar en el huerto6. Producto Época de siembra Recolección Tomate Febrero – mayo Aproximadamente 150 días después de la siembra Pimiento Febrero – abril Aproximadamente 150 días después de la siembra Zanahorias Marzo – junio Aproximadamente 120 días después de la siembra Calabacín Marzo – abril Aproximadamente 90 días después de la siembra 12 Los primeros cultivos en sembrar serán los tomates y los pimientos, pues tienen un tiempo de cultivo superior a las otras hortalizas. Las zanahorias se sembrarán un mes después, aproximadamente, y el calabacín en el mes siguiente con el objetivo de que la recolección de todos los productos sea casi simultánea. Las plantas aromáticas se sembrarán en los bordes de las parcelas para ahuyentar a insectos perjudiciales e incrementar la biodiversidad del huerto. 5.2.4 Tratamientos contra plagas y enfermedades El equilibrio ecológico del huerto es fundamental para conseguir controlar y evitar plagas y enfermedades. Lo principal es identificar las principales plagas y enfermedades para darles solución si el equilibrio ecológico no funciona. En la siguiente tabla se muestran las plagas más importantes en cultivos hortícolas y los posibles tratamientos. Tabla 4: Plagas más importantes en cultivos hortícolas, su tratamiento ecológico y como identificar su presencia en el huerto6. Plaga ¿Cómo identificarlo? Tratamiento ecológico Pulgones Mediante la observación de los cultivos. Decocciones de ajenjo, hojas de nogal y ajos para evitar su acercamiento a los cultivos. Jabón potásico o aceite parafínico. Hormigas Mediante la observación de los cultivos. Zumo de limón, vinagre diluido en agua. Polilla del tomate Alteran el desarrollo de las plantas. Aceites parafínicos. Trips Producen picaduras y pequeñas lesiones o deformaciones en los tejidos de los productos cultivados. Aceites parafínicos o vegetales, piretrinas naturales, azadiractina o spinosad. Araña roja Decoloraciones, manchas amarillentas y telarañas. Azufre, aceites parafínicos. 13 Las enfermedades más comunes en cultivos hortícolas son las provocadas por hongos, bacterias o virus. Las medidas preventivas para limitar su evolución y expansión son: evitar encharcamientos a través de un buen drenaje, nutrir la tierra, favorecer la aireación, regar con moderación. Como técnicas de control biológico se pueden utilizar hongos antagonistas, decocción de cola de caballo o yogurt, ya que el ácido láctico cambiará el pH y el hongo dejará de ser un problema. Para el tratamiento sintético de los cultivos se utilizarán insecticidas (para la eliminación de insectos), acaricidas (para el control de arañas) y fungicidas (para el control de hongos). 5.2.5 Riego El riego de los cultivo se realizará cada dos días, siempre que las temperaturas no sean muy elevadas, para evitar el encharcamiento de los cultivos y la proliferación de hongos. También se intentará aprovechar al máximo el agua de la lluvia para el riego. Los responsables del riego del huerto serán los alumnos. Cada semana uno de los grupos será el encargado de esta tarea que podrá realizar durante los recreos o en los minutos entre clase y clase próximos a Física y Química. 5.2.6 Documentación del proyecto Para la documentación del proyecto cada grupo realizará un diario de trabajo en el que detallarán todas las tareas realizadas y los cambios que van observando en los cultivos, de forma que una vez finalizado el proyecto se puedan determinar diferencias entre los cultivos tratados con sustancias naturales y los tratados con sustancias sintéticas. Además se creará un blog, con acceso desde la página web del centro, donde a través de fotos y vídeos se mostrarán los avances realizados en el huerto y se hará eco del servicio que los alumnos están prestando a la sociedad. También a través de comentarios, los adolescentes pueden resolver dudas que puedan ir surgiendo a compañeros o familiares sobre el trabajo que están realizando. 14 5.3 RELACIÓN CON LOS CONTENIDOS DEL CURRÍCULO Como se ha indicado anteriormente, con este proyecto se pretende abordar los contenidos del bloque 5 del currículo de primer curso de Bachillerato, correspondiente a la Química del Carbono. Para ello se utilizarán las estructuras químicas de los fertilizantes, plaguicidas e insecticidas mencionados anteriormente. Además se tratarán contenidos del bloque de Reacciones Químicas a través de los conceptos ácido-base y el pH. A continuación se muestran las estructuras químicas de estos compuestos y la relación con los contenidos. En primer lugar, trataremos las sustancias naturales. 5.3.1 Fertilizantes naturales  Cáscara de huevo: está formada en su mayor parte por carbonato de calcio, aportando calcio al suelo. En este apartado los alumnos podrán repasar formulación inorgánica a partir del carbonato de calcio, viendo por ejemplo de qué ácido proviene esa sal. Además un exceso de calcio podría modificar el pH del suelo, por tanto en este apartado también estarán repasando los conceptos de ácido-base, equilibrio de hidrólisis y pH.  Café: el café aporta nitrógeno al suelo, que permite la acidificación del suelo pues genera un excedente de H+ que reemplaza a las bases intercambiables7. Figura 2: Estructura de la cafeína. Si bien, la estructura química de la cafeína es compleja, la idea es que los alumnos reconozcan distintos tipos de átomos de carbono, carbonos primarios, secundarios y terciarios, enlaces de carbono con nitrógeno y dobles enlaces de carbono con oxígeno. 15 Esqueleto hidrocarbonado cíclico: heterociclos condensados. Además de distinguir e identificar distintos grupos funcionales.  Té de plátano: el plátano contiene almidón, ácido málico y en menor proporción ácido cítrico y oxálico8. Figura 3: Estructura de almidón y ácido málico En las estructuras del almidón y del ácido málico (Figura 3) se pueden observar distintos grupos funcionales como alcoholes, ácidos carboxílicos o éteres. Además los alumnos pueden reconocer estructuras cíclicas y lineales, así como determinar la fórmula molecular del ácido málico o identificar la estructura que se repite en el almidón. 5.3.2 Plaguicidas naturales  Jabón potásico: compuesto por la sal potásica de ácidos grasos (generalmente procedentes de aceites de girasol). Este producto se puede elaborar de forma sencilla en el laboratorio, por tanto será propuesto como una buena práctica para realizar por los alumnos en la que además podrán reutilizar restos del aceite de girasol que hayan usado en sus hogares para cocinar. La reacción de obtención de jabón, o saponificación, se produce mediante la metanolisis de los grupos éster del triglicérido (aceite vegetal), en medio básico (KOH) obteniendo glicerina y tres unidades de carboxilato de potasio. + KOH(ac) CH3OH CH CH2OH CH2OH OH + R1COO K R2COO K R3COO K H2C HC H2C O O O C C C R1 R2 R3 O O O Figura 4: Reacción de saponificación de un triglicérido con hidróxido de potasio. 16 La realización experimental de esta reacción orgánica permite a los alumnos observar distintas estructuras orgánicas, con diferentes grupos funcionales y tipos de enlaces de carbono, a la vez que se familiarizan con el trabajo en un laboratorio de Física y Química. Así mismo, estudiarán la reactividad de los ésteres, en concreto la reacción de transesterificación: de importantes aplicaciones en la Industria. Por otra parte, al tratarse de un equilibrio, permite repasar ese concepto y las distintas formas de desplazar el equilibrio hacia los productos, siguiendo el principio de Le Châtelier.  Aceites parafínicos: están compuestos por hidrocarburos saturados de elevado número de átomos de carbono. Un ejemplo de producto es el Belproil®, está acreditado para su utilización en cultivos ecológicos y es efectivo contra el pulgón, la mosca blanca y la araña roja. A partir de este producto se pueden tratar en el aula los hidrocarburos saturados, sus propiedades y algunos compuestos más característicos, importantes por sus aplicaciones, como disolventes en la extracción del aceite de las plantas oleaginosas: hexano, pentano.  Zumo de limón: cuyo principal componente es el ácido cítrico. Figura 5: Estructura del ácido cítrico (ácido 3-carboxi-3-hidroxipentanodioico) A partir de la estructura del ácido cítrico (figura 5) se puede tratar con los alumnos la formulación según la IUPAC al tratarse de un compuesto sencillo que, además, se suele utilizar para ejemplificar compuestos orgánicos que contienen los grupos funcionales alcohol (hidroxi) y ácido carboxílico (carboxi) como grupos sustituyentes.  Vinagre: el vinagre contiene ácido acético. Un ácido orgánico de estructura sencilla que puede servir como introducción a los ácidos carboxílicos en el momento de tratar la formulación orgánica. 17  Azadiractina: es un insecticida natural de amplio espectro presente en las semillas del árbol de Nim que actúa como regulador de crecimiento de los insectos, interfiriendo en el sistema hormonal9. Figura 6: Estructura de la Azadiractina. A partir de la estructura de Azadiractina (figura 6) se puede trabajar con los alumnos, por un lado, isomería geométrica a partir del doble enlace presente en la molécula, y por otro lado la isomería óptica a partir de los carbonos quirales que poseen los ciclos de este compuesto.  Spinosad: es un compuesto natural producido por las actinobacterias del suelo, que actúa por contacto y por ingestión en distintos insectos. Figura 7: Estructura del Spinosad. Las estructuras de los plaguicidas anteriores (Figuras 6 y 7) pueden parecer complicadas para los alumnos de primer curso de Bachillerato, no se trata de que las memoricen, sino de que sean capaces de identificar en ellas grupos funcionales, esqueletos hidrocarbonados policíclicos, distintos tipos de carbonos en función del grado de sustitución. Además de 18 reconocer la posibilidad de isomería óptica. Se trata de dos moléculas muy completas para practicar los contenidos del bloque 5, objeto de aprendizaje de este TFM. En cuanto a los productos sintéticos 5.3.3 Fertilizantes sintéticos Por una parte se encuentran los utilizados para el tratamiento previo de la tierra, que en su mayoría son compuestos inorgánicos como el amoniaco NH3, cloruro potásico (KCl), nitratos (NO3-) y fosfatos (PO4-3), van a permitir trabajar la formulación inorgánica en el aula. 5.3.4 Plaguicidas sintéticos Muchos de ellos se caracterizan por su toxicidad. En función de su estructura química y toxicidad se clasifican como sigue10: a. Plaguicidas órgano-clorados: su estructura química corresponde a los hidrocarburos clorados. Son sustancias que afectan al sistema nervioso de los insectos y son los compuestos que más persisten en el ambiente. Son liposolubles, con baja solubilidad en agua y elevada en disolventes orgánicos, baja presión de vapor y alta estabilidad química. Entre ellos destacan compuestos aromáticos clorados (Clorobenzilato), cicloalcanos clorados (Lindano) o terpenos clorados (Toxafeno). b. Plaguicidas órgano-fosforados: su estructura química corresponde a ésteres del ácido fosfórico. Son menos persistentes en el ambiente que el grupo anterior pero mucho más tóxicos para los humanos. Algunos ejemplos son: Paratión, Nemacur, Dimetoato, Diazinón o Gusatión. c. Plaguicidas órgano-bromado: el principio activo corresponde al Bromuro de metilo. Es un compuesto fumigante muy tóxico. d. Carbamatos: son compuestos orgánicos que presentan un grupo funcional formado por un éster carbamato, muy tóxicos. Algunos ejemplos son: Furadan®, Sevin®, tiocarbamato o Temik®. e. Bipiridilos: son compuestos de amonio cuaternario, muy peligrosos y tóxicos. Dentro de este grupo se consideran el paraquat y el diquat. 19 A continuación, en la tabla 5 se muestran las estructuras químicas de algunos de los plaguicidas anteriormente citados. Tabla 5: Estructura químicas de plaguicidas sintéticos y su toxicidad. Órgano-clorados Ejemplo: Lindano Inflamable, irritante y cancerígeno. Órgano-fosforados Ejemplo: Diazinón Inflamable, cancerígeno y tóxico. Órgano-bromados Ejemplo: Bromuro de metilo Cancerígeno y tóxico. Carbamatos Ejemplo: Carbofurano (Furadan®) Cancerígeno, tóxico y peligroso para el medio ambiente. Bipiridilos Ejemplo: Paraquat® Cancerígeno, tóxico y peligroso para el medio ambiente. Estos compuestos permiten tratar en el aula múltiples contenidos relacionados con el currículo. Además de revisar distintos grupos funcionales y su nomenclatura, facilitan el repaso de conceptos como la solubilidad, la presión de vapor y la estabilidad química. Además servirán para explicar a los alumnos los pictogramas de peligro de las sustancias 26 Los alumnos deberán elaborar un cuaderno de laboratorio que incluya los siguientes apartados: - Título y objetivo de la práctica: en este apartado se deberá establecer la finalidad de la práctica, relacionándola con los conceptos tratados en el aula. - Material y reactivos: en este apartado se deberá enumerar el material de laboratorio necesario para la realización de la práctica así como nombrar los reactivos y disolventes necesarios indicando su cantidad (en gr y en moles). - Cálculos y reacción química: deberán aparecer los cálculos que sea necesario realizar para la ejecución de la práctica así como escribir la reacción ajustada. - Procedimiento experimental: en esta parte se deberá describir detalladamente todos los pasos seguidos durante la realización del experimento así como los cambios observados. - Resultados y conclusión: finalmente se deberá razonar y explicar qué ha ocurrido en la práctica y a qué se deben los cambios observados relacionándolo con los conceptos tratados en el aula. - Cuestiones: en este apartado se resolverán las cuestiones indicadas en el guion del alumno y relacionadas con el experimento. En el otro 30% de la nota se valorará el comportamiento de los alumnos, el interés puesto en el experimento, la actitud positiva, la correcta utilización, cuidado y limpieza del material y el trabajo en equipo, puesto que la práctica se realizará en grupos. 5.4.10 Temporalización Para la realización de esta actividad serán necesarias dos sesiones de 50 minutos en el laboratorio. En la primera sesión se realizará la práctica casi en su totalidad, hasta el filtrado del jabón obtenido. Se dejará secar toda la noche. Al día siguiente, se pesará, se calculará el rendimiento de la reacción y se realizarán los ensayos indicados, así mismo, se resolverán las dudas acerca de las cuestiones que posteriormente tendrán que resolver los alumnos en su cuaderno de laboratorio. 27 5.5 CIERRE DEL PROYECTO Una vez tratado el contenido mencionado y ejecutado el proyecto, se procederá al cierre del proyecto. Esta etapa se realizará mediante la recolección de los cultivos y su donación a asociaciones sin ánimo de lucro, de forma que puedan llegar a los sectores más desfavorecidos del entorno. También en esta etapa se contará con la visita de un nutricionista en el centro que dará una charla a los alumnos sobre hábitos de alimentación y vida saludables con el objetivo de mejorar las costumbres de los alumnos y evitar las enfermedades de la conducta alimenticia que actualmente son bastantes comunes en adolescentes. Finalmente, los alumnos, que han trabajado por grupos, realizarán una presentación de toda la documentación que han ido recopilando durante la ejecución del proyecto. 5.6 EVALUACIÓN La evaluación de un proyecto de esta envergadura debe ser multifocal. Por un lado se deberá evaluar a los alumnos para determinar la evolución de sus intereses y actitudes; por otro se debe reflexionar sobre si los alumnos han alcanzado los objetivos y han progresado académicamente. Además se debe evaluar el trabajo en grupo, el sentido de la iniciativa y la implicación de los alumnos. Por otro lado, los alumnos elaborarán una documentación del trabajo realizado a través de un diario y la creación de un blog con material gráfico que también deberá ser evaluado. 5.6.1 Evaluación de los alumnos Para la evaluación de los alumnos se utilizarán rúbricas y listas de comparación, con el objetivo de que la evaluación sea lo más objetiva posible. La evaluación de las actitudes, sentido de iniciativa, implicación de los alumnos y trabajo en grupo se realizará mediante la lista de cuestiones que se muestra en la Tabla 6. Los indicadores se evaluarán en cuatro niveles, dependiendo del desempeño del alumno, y cada uno de ellos tendrá la misma puntuación. El nivel más bajo sumará un punto y el más alto cuatro puntos. La actitud e implicación de los alumnos es la parte más importante para que 28 el proyecto salga adelante y por tanto le corresponderá un mayor porcentaje en la nota final del proyecto (50%). Tabla 6: Lista de cuestiones para la evaluación de las actitudes e implicación de los alumnos en el proyecto. Indicadores Siempre A veces Casi nunca Nunca Muestra interés por el proyecto. Busca información en distintos medios sobre los contenidos del proyecto. Participa activamente en la visita, realizando preguntas sobre las necesidades de un huerto ecológico. Propone ideas para la realización del proyecto. Participa activamente en las tareas del proyecto. Comprende las tareas a realizar y la responsabilidad que implican. Respeta las normas de convivencia del centro. Disfruta y muestra entusiasmo en la realización del proyecto. 29 La evaluación del trabajo escrito se realizará por grupos, pues cada uno de ellos debe entregar una única copia del diario, en la que hayan participado todos los integrantes del grupo y que muestre adecuadamente el trabajo realizado. El blog donde se incluya todo el material gráfico también lo realizarán por grupos. La evaluación de la documentación del proyecto se realizará mediante la rúbrica que se muestra en la Tabla 7, dividida en cinco categorías y para cada una de ellas se distinguen tres niveles. La presentación que realizarán los alumnos una vez terminado el proyecto también se incluye en esta rúbrica. Todas las categorías tienen la misma puntuación y cada nivel corresponde a un punto, siendo tres puntos la puntuación máxima para cada categoría. La puntuación obtenida según los niveles establecidos en la rúbrica que se muestra a continuación, supondrá un 25% de la nota final del proyecto. El 25% restante de la nota final corresponderá a la realización de la práctica de laboratorio para la obtención del jabón potásico, descrita anteriormente. Tabla 7: Rúbrica para la evaluación de la documentación del proyecto. Categoría Excelente (3 puntos) Satisfactorio (2 puntos) Necesitan mejorar (1 punto) Calidad de la información Se incluye toda la información, con detalle incluyendo el momento en que se realiza cada tarea, de las acciones realizadas en el huerto y proponen ideas propias para mejorar. Se incluye toda la información, con detalle incluyendo: el momento en que se realiza cada tarea; acciones realizadas en el huerto. Incluye información de las tareas realizadas en el huerto pero no se especifica con detalle cuando se realizaron las acciones. Organización La información está muy bien organizada con párrafos bien redactados, destacando los puntos importantes. La información está organizada con párrafos bien redactados. La información proporcionada no parece estar organizada. 30 Redacción No hay errores de gramática, ortografía o puntuación. Unos pocos errores de gramática, ortografía o puntuación. Muchos errores de gramática, ortografía o puntuación. Material gráfico Aporta material gráfico interesante, que plasma todas las actividades que se están realizando y el progreso en cada una de ellas. Aporta material gráfico, que plasma algunas de las actividades que se están realizando. Aporta poco material gráfico, lo que no permite realizar un seguimiento del trabajo realizado en el proyecto. Tiempo de entrega Cumple con los tiempos estipulados. Entrega el trabajo uno o dos días tarde. Entrega el trabajo tres días tarde o más. También se debe reflexionar sobre si los alumnos han alcanzado los objetivos y han avanzado académicamente. Para ello se utilizarán los criterios y estándares de evaluación correspondientes al bloque 5 de la asignatura Física y Química establecidos en el currículo. 31 Tabla 8: Criterios de evaluación y estándares de aprendizaje4 evaluables establecidos en el currículo para los contenidos del Bloque 5. Criterios de evaluación Estándares de aprendizaje evaluables 1. Reconocer hidrocarburos saturados e insaturados y aromáticos relacionándolos con compuestos de interés biológico e industrial. 2. Identificar compuestos orgánicos que contengan funciones oxigenadas y nitrogenadas. 3. Representar los diferentes tipos de isomería. 4. Explicar los fundamentos químicos relacionados con la industria del petróleo y del gas natural. 5. Diferenciar las diferentes estructuras que presenta el carbono en el grafito, diamante, grafeno, fullereno y nanotubos relacionándolo con sus aplicaciones. 6. Valorar el papel de la química del carbono en nuestras vidas y reconocer la necesidad de adoptar actitudes y medidas medioambientalmente sostenibles. 1.1. Formula y nombra según las normas de la IUPAC: hidrocarburos de cadena abierta y cerrada y derivados aromáticos. 2.1. Formula y nombra según las normas de la IUPAC: compuestos orgánicos sencillos con una función oxigenada o nitrogenada. 3.1. Representa los diferentes isómeros de un compuesto orgánico. 4.1. Describe el proceso de obtención del gas natural y de los diferentes derivados del petróleo a nivel industrial y su repercusión medioambiental. 4.2. Explica la utilidad de las diferentes fracciones del petróleo. 5.1. Identifica las formas alotrópicas del carbono relacionándolas con las propiedades físico-químicas y sus posibles aplicaciones. 6.1. A partir de una fuente de información, elabora un informe en el que se analice y justifique a la importancia de la química del carbono y su incidencia en la calidad de vida 6.2. Relaciona las reacciones de condensación y combustión con procesos que ocurren a nivel biológico. A partir de la siguiente tabla (tabla 9) se podrá establecer el nivel de desempeño alcanzado por los alumnos en relación con los criterios y estándares de evaluación que se muestran en la tabla anterior. La puntuación que se muestra en la tabla es orientativa para el profesor y le permitirá evaluar en qué medida los alumnos han alcanzado los objetivos de este bloque en función de los criterios y estándares de evaluación establecidos en el currículo. 32 Tabla 9: Niveles de desempeño para los criterios y estándares de evaluación de los contenidos del bloque “Química del Carbono”. Actividad Evaluación: 0% Evaluación: 25% Evaluación: 50% Evaluación: 75% Evaluación: 100% Identificar la estructura de plaguicidas naturales. Reconocer los distintos hidrocarburo s y grupos funcionales. No reconoce los hidrocarbur os ni grupos funcionales. Reconoce hidrocarburo s saturados, insaturados y aromáticos pero no identifica los distintos grupos funcionales. Reconoce hidrocarburos saturados, insaturados, aromáticos y los distintos grupos funcionales. Reconoce hidrocarburos saturados, insaturados, aromáticos y los distintos grupos funcionales. Además formula y nombra según las normas de la IUPAC compuestos sencillos. Reconoce hidrocarburos saturados, insaturados, aromáticos y reconoce los distintos grupos funcionales. Además formula y nombra según las normas de la IUPAC. Identificar isomería en estructuras de plaguicidas naturales. No reconoce los diferentes tipos de isomería. Reconoce algunos tipos de isomería. Reconoce los diferentes tipos de isomería y representa algún isómero de un compuesto. Reconoce los diferentes tipos de isomería y representa los diferentes isómeros de un compuesto. Reconoce los diferentes tipos de isomería y los identifica en estructuras orgánicas complejas de insecticidas naturales. Además representa los diferentes isómeros de un compuesto. Comparar los plaguicidas naturales y sintéticos. Ventajas e inconvenient es de su uso. No distingue entre plaguicidas naturales y sintéticos. Distingue entre plaguicidas naturales y sintéticos. Distingue entre plaguicidas naturales y sintéticos. Identifica las ventajas e inconvenientes de su uso. Distingue entre plaguicidas naturales y sintéticos. Identifica y discute sobre las ventajas e inconvenientes de su uso, Distingue entre plaguicidas naturales y sintéticos. Identifica y discute sobre las ventajas e inconvenientes de su uso, valorando la importancia de la 33 valorando la importancia de la química del carbono y su incidencia en la calidad de vida. química del carbono y su incidencia en la calidad de vida. Finalmente reconoce la necesidad de adoptar actitudes y medidas medioambientales sostenibles. En la siguiente tabla (tabla 10) se muestra un resumen de las actividades evaluables del proyecto. Tabla 10: Resumen de las actividades evaluables y la contribución de cada una de ellas a la nota final. Actividad Contribución a la nota final Actitudes e implicación del alumno en las tareas del proyecto. 5 puntos Documentación del proyecto; diario, blog y presentación del material. 2.5 puntos Actividad complementaria: práctica de laboratorio. 2.5 puntos 5.6.2 Evaluación del trabajo en red Por otro lado, se debe evaluar el trabajo en red para conocer la opinión de estas entidades acerca del trabajo en red, qué ha salido bien y en qué debemos mejorar. En este caso se utilizará un cuestionario en el que los socios deberán evaluar con una puntuación máxima de cinco puntos y mínima de un punto los distintos aspectos relacionados con el trabajo en red. 34 Tabla 11: Cuestionario para la evaluación del trabajo en red. Indicador Nivel de satisfacción 1 2 3 4 5 Comunicación entre los distintos miembros del equipo Información sobre los avances del proyecto Profesionalidad de los miembros del equipo Grado de responsabilidad de los miembros del equipo en las distintas tareas Honestidad de los miembros del equipo Eficiencia en la organización de las reuniones de equipo Rapidez de adaptación del equipo a las prioridades cambiantes. Tamaño del equipo Utilidad del trabajo en red realizado Probabilidades de mantener su colaboración en el futuro Probabilidades de recomendar nuestro proyecto a otras personas ¿Qué valoración general hace del trabajo en red realizado? Comentarios de mejora: 5.6.3 Evaluación del proyecto Finalmente se debe evaluar el proyecto Aprendizaje-Servicio como experiencia pedagógica, que puede ser de valor para otros docentes así como plantearse nuevos retos. Esta propuesta no se ha probado en un centro educativo, por tanto su evaluación como 35 estrategia de aprendizaje se realizará a través de investigaciones y otros proyectos que ya han obtenido resultados, descritos en la bibliografía.12, 13, 14 El Aprendizaje-Servicio es una buena estrategia metodológica que favorece el desarrollo curricular, personal y social. La importancia de estos proyectos reside principalmente en que todos sus protagonistas pueden obtener beneficios de su puesta en funcionamiento. Inicialmente cabe destacar las mejoras académicas, sociales y emocionales, el desarrollo de destrezas intelectuales y personales así como el incremento de la responsabilidad cívica y la participación activa en la comunidad. Los profesores por su parte valoran haber conseguido hacer la escuela y la educación más relevante para los alumnos. Además valoran la participación con otros docentes y entidades colaboradoras lo que les motiva como profesionales. Los equipos directivos también la consideran una buena estrategia pues mejora el clima de convivencia y trabajo en los centros. Finalmente, las entidades sociales colaboradoras en el proyecto también pueden lograr beneficios dando a conocer su cometido en la comunidad, logrando visibilidad y conciencia sobre su trabajo12. La investigación13 llevada a cabo por estudiantes de Grado de Pedagogía de la Universidad de Sevilla (España), en los resultados destaca la opinión de alumnos y profesores acerca de esta metodología de aprendizaje. Desde el punto de vista curricular, los alumnos consideran que esta metodología les permite un mayor conocimiento y dominio de los contenidos de la asignatura. En cuanto al desarrollo personal destacan que ha despertado su capacidad de asumir responsabilidades serias, ha aumentado su autoestima y sus habilidades de trabajo en equipo, y fomenta sus ganas de superación personal ante cualquier dificultad. También aumenta la motivación, mejora la comunicación y despierta la capacidad creativa de los alumnos. Finalmente, referente al desarrollo social concluyen que ha mejorado su actitud hacia la apreciación de la diversidad y los valores fundamentales al haberse puesto en contacto con el entorno. Por su parte los profesores consideran que esta metodología es altamente positiva, puesto que han observado un cambio de actitud en los estudiantes y una mejora de las calificaciones. Además valoran la importancia que Aprendizaje-Servicio aporta al desarrollo social de los estudiantes favoreciendo una mayor intervención en la comunidad y la consideración de las diferencias entre personas.