1. introducción

La preocupación del autor como profesional de la educación de este, el siglo del conocimiento, se concentra en los procesos de aprendizaje de las ciencias naturales, una de las áreas de mayor dificultad conceptual en todos los niveles de educación, debido fundamentalmente a la incidencia de las estrategias didácticas usadas para su enseñanza, derivadas casi en su totalidad del conductismo. Este modelo educativo centrado en la transmisión del conocimiento, de amplio uso y aplicación mundial, requiere ser replanteado por otro modelo en el cual quien aprende, sea el responsable de su aprendizaje; la postura de Novak frente a esta circunstancia es preocupante, además de interesante: "nadie enseña a nadie, ni nadie aprende por mí, quien quiere aprender lo hace por voluntad propia”; obviamente necesita un guía, un facilitador conceptual, un maestro interesado en que los estudiantes aprendan, un mediador entre el estudiante y el conocimiento.

La estratega educativa busca evitar que la enseñanza se traduzca en la incorporación arbitraria del conocimiento en la estructura cognitiva del estudiante; para ello se requieren tres condiciones no muy difíciles de alcanzar: en primer lugar, la decisión autónoma del estudiante para aprender, su disposición emocional y actitudinal; en segundo lugar, el material de aprendizaje debe tener una estructura interna lógica y organizada, susceptible de dar lugar a la construcción de significados; finalmente, el estudiante debe ser capaz de vincular sustancialmente el nuevo material de aprendizaje con sus preconceptos.

Por otra parte, la anterior estrategia le permite al maestro organizar su labor cotidiana, adelantando algunas acciones sencillas, como por ejemplo: caracterizar la estructura cognitiva inicial de sus estudiantes para poder desarrollar una didáctica pertinente a sus necesidades conceptuales. Ausubel, al resumir su obra magna, plantea esta idea en las siguientes palabras: "averigüese lo que el estudiante ya sabe y enséñese consecuentemente”. Para ello se hacen necesarios los organizadores previos que favorezcan la creación de relaciones adecuadas entre los saberes previos y los nuevos. Los organizadores tienen la finalidad de facilitar la enseñanza receptivo significativa, con lo cual, sería posible considerar que la exposición organizada de los contenidos, propicia una mejor comprensión (Caldeiro 2005). Entre esos organizadores se ubican los problemas, cuya resolución cumple con la finalidad antes propuesta.

Este trabajo de investigación cuantitativa, en el que el aprendizaje significativo como variable dependiente se puede medir, tal como lo plantean Kerlinger y Lee (citados por Hernández, Fernández y Baptista 2007,45) y Giroux y Tremblay (2004, 95), postula la aplicación de la resolución de problemas como estrategia didáctica investigativa y variable independiente, en la búsqueda del aprendizaje significativo (Perales, y otros 2000) (Ausubel, Novak y Hanesian 1987) de los conceptos inherentes a la temática de soluciones químicas, correspondientes al primer curso de química de la Licenciatura en Ciencias Naturales de la Universidad Surcolombiana de Neiva, Colombia.

El objetivo principal de la investigación fue demostrar la pertinencia de la resolución de problemas para generar aprendizaje significativo de los conceptos inherentes a las soluciones químicas, además de cuantificar el grado de aprendizaje alcanzado por el grupo objeto de estudio. Igualmente se presenta un sustento teórico breve de las dos variables involucradas, la metodología usada, los resultados obtenidos, su sistematización y discusión, como también un análisis complementario para explicitar detalles específicos de la manera como se resolvieron los problemas.

En principio, el aprendizaje significativo se caracteriza por ligarse a las concepciones alternativas o ideas previas de la estructura cognitiva del aprendiz, las cuales han sido construidas por su experiencia personal ; es decir, lo que ya sabe, de manera sustancial y relevante (Ausubel, Novak y Hanesian 1987), (Ballester 2002). Para ello deben cumplirse los cuatro requisitos básicos mencionados con anterioridad: la decisión autónoma de aprender, un material y tareas potencialmente significativas, un profesor guía o facilitador del proceso y unas actividades de aplicabilidad de los conceptos construidos (Gil 1993).

La resolución de problemas a través de la investigación es la estrategia de enlace para propiciar un cambio conceptual entre las concepciones alternativas del estudiante y el conocimiento científico, tal como lo plantean Posner y otros (1982), quienes postulan la necesidad de ubicar al aprendiz en condiciones similares a las de los científicos cuando abordan un problema en la búsqueda de potenciales alternativas de solución. Sobre esas bases se deben construir sólidos conceptos, con los cuales se puedan abordar situaciones novedosas de conocimiento y facilitar su comprobación.

El problema de investigación se planteó a partir de la siguiente interrogante-hipótesis: ¿La estrategia didáctica constructivista de la resolución de problemas permite construir aprendizaje significativo de los conceptos inherentes a la temática de "soluciones químicas”?.

2. Metodología

El diseño usado es cuantitativo porque además de medir la diferencia conceptual obtenida como producto de la implementación de la resolución de problemas como estrategia didáctica, también permitió una prueba estadística para comprobar la hipótesis propuesta. La investigación inicialmente se encargó de caracterizar los preconceptos que sobre la temática de soluciones químicas poseen -en su estructura cognitiva- un grupo de 36 estudiantes matriculados en el primer periodo académico del año 2007 en el curso de Química General, cuyas edades oscilaron entre 16 y 20 años. Seguidamente, se formaron diez grupos de trabajo y cada uno recibió un problema inherente a la temática objeto de estudio; su resolución le demandó a cada grupo el trabajo colaborativo, a través del cual intentaron varias alternativas de solución, para finalmente seleccionar una que se ajuste a las necesidades conceptuales del problema (Ballester 2002). Resueltos los problemas se caracterizó la estructura cognoscitiva final, cuyos resultados se contrastaron estadísticamente con los iniciales, para determinar la efectividad y eficacia de la estrategia didáctica seleccionada.

La información se recabó con un cuestionario (anexo 1) mediante el cual, a partir del criterio de 9 expertos, se seleccionaron los conceptos más importantes de las soluciones químicas. El cuestionario permitió caracterizar los puntos de partida conceptual inicial y final de la población estudiada, previa determinación de su validez o capacidad de medir aquello que tiene que medir y su confiabilidad, o capacidad de producir resultados similares cuando se aplica en periodos de tiempo no muy grandes, según Cohem y Swerdlik ( 2001) y Aiken (2003). El mencionado instrumento se sometió a una prueba piloto con el fin de optimizarlo. La escogencia de los conceptos a evaluar se hizo a partir del juicio de 9 expertos, profesores de Química, quienes se pronunciaron sobre la pertinencia de los conceptos claves seleccionados, a través de un índice de validez del 0,82.

La resolución de los diez problemas seleccionados (anexo 2), con los cuales se buscó mejorar los conocimientos de los estudiantes sobre soluciones químicas, implicó el seguimiento de nueve pasos fundamentales propuestos por Lozano (2006), Perales y otros (2000), a saber: definición de aquello que saben los estudiantes de cada grupo de trabajo (ideas previas, preconceptos o preconcepciones), definición de aquello que no saben, consulta personal de los conceptos que no saben, socialización de los hallazgos conceptuales, generación de alternativas de solución al problema, escogencia de las opciones de solución más viables, implementación teórico-práctica de las alternativas escogidas, elaboración de un informe escrito del tratamiento del problema y socialización de los resultados grupales.

Una vez concluida la etapa experimental, se procedió a caracterizar el estado final de la estructura cognitiva del grupo, empleando una prueba posterior, representada en el mismo cuestionario usado como pretest.

Con los datos sistematizados se efectuó una prueba Z para docimar la hipótesis propuesta. Esta prueba estadística consiste en establecer una diferencia de medias a partir de las varianzas del pretest y del post-test, para ubicar Z calculada en la curva normal y así tomar una decisión estadística en relación con la aceptación o negación de la hipótesis propuesta.

3. Resultados

En el siguiente apartado se presentan los resultados derivados de la aplicación del pretest y del post-test, así como también las medidas de tendencia central y de dispersión, con las cuales se efectuó la prueba de hipótesis; igualmente se incorpora la discusión de los resultados obtenidos y un análisis complementario de los mismos.

Estructura cognoscitiva inicial del grupo objeto de estudio

Las respuestas otorgadas al pretest por el grupo objeto de estudio se muestran en la tabla 1.

A partir de los datos de la tabla 1 se pueden esbozar los siguientes resultados:

• Los conceptos mejor definidos por el grupo son solución y la solubilidad de las moléculas polares, con un 82% y un 74% de acierto respectivamente.

•    Por su parte, los conceptos con mayor grado de dificultad en su definición son: grado de basicidad en función de la concentración molar de hidrogeniones, y partes por millón con un grado de acierto del 53%, 55%, 56% y 56% respectivamente.

•    El promedio de significatividad logrado por el grupo supera en 24,2 puntos al promedio teórico de la prueba.

□ CONCEPTOS □ % ACIERTO

100

80

60

40

20

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

DESVIACIÓN

STANDAR

VARIANZA

MEDIA

MODA

MÁXIMO

MÍNIMO

PUNTAJE

TOTAL

%

ACIERTO

8,7

75,3

51,3

56

75

28

1847

64,2

El grupo obtiene 1847 puntos de 2880 posibles, es decir, posee un grado de significación del 64,2% frente a los conceptos del pre-test, situación que revela un conocimiento aceptable sobre soluciones químicas.

Estructura cognoscitiva final del grupo objeto de estudio

Las respuestas dadas por el grupo al post-test, se muestran en la tabla 3.

A partir de los datos presentados en la tabla 3 se pueden esbozar las siguientes conclusiones:

•    Los conceptos mejor definidos por el grupo son: p.p.m. y pH, con un 92% y un 91% de acierto respectivamente.

•    Por su parte, el concepto con mayor grado de dificultad en su definición es el de dilución, con un grado de acierto del 56%.

• El grupo en general alcanza 37,7 puntos por encima del promedio teórico de 80 puntos posibles para el instrumento evaluativo empleado.

El grado de aprendizaje logrado por los estudiantes del grupo de estudio para cada concepto se muestra en la figura 2.

El grupo objeto de estudio en general, alcanza un punto de llegada conceptual del 77,7% de aprendizaje significativo, el cual es producto de la interacción de su experiencia cotidiana pasada o preconceptos con la estrategia didáctica de resolución de problemas en la búsqueda de aprendizaje significativo de los 16 conceptos abordados en el estudio.

Por su parte, las medidas de tendencia central correspondientes al post-test se muestran en la tabla 4.

CASOS

ITEMES

PUNTAJE

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

1

5

4

5

5

5

2

5

5

4

4

2

4

4

5

4

3

66

2

4

4

3

4

4

4

5

5

4

2

4

4

4

2

3

4

60

3

5

4

4

5

5

3

5

4

3

4

2

4

3

2

4

4

61

4

4

4

4

2

4

3

5

3

1

3

3

2

2

2

3

4

49

5

5

4

5

4

4

4

4

5

4

4

2

3

2

4

4

3

61

6

4

4

5

5

5

3

5

3

2

5

2

5

4

4

4

3

63

7

4

4

4

5

5

2

5

5

4

5

2

4

4

4

4

4

65

8

4

5

4

5

5

2

4

2

4

2

3

4

4

2

5

5

60

9

5

4

5

5

5

4

5

3

4

5

1

5

5

5

2

3

66

10

4

4

5

5

5

2

5

5

4

4

2

2

5

5

4

3

64

11

5

2

2

4

4

4

4

3

2

5

2

5

2

2

2

4

52

12

2

4

4

4

4

3

4

4

2

4

4

4

4

4

4

3

58

13

4

4

5

5

5

3

5

5

3

4

4

3

4

4

4

3

65

14

5

4

4

5

5

3

5

4

3

4

3

4

5

3

4

4

65

15

5

5

5

4

4

4

5

4

3

4

4

4

3

4

3

4

65

16

5

4

5

5

5

4

5

5

4

4

4

2

5

5

5

4

71

17

5

4

4

4

5

3

5

3

4

4

5

2

5

5

2

4

64

18

5

2

5

5

4

2

5

4

4

4

2

4

2

4

4

3

59

19

4

4

4

4

5

2

5

4

3

4

4

4

4

3

4

3

61

20

4

5

5

4

5

4

5

5

2

4

2

4

2

3

2

4

60

21

5

4

4

4

4

2

2

3

4

3

4

2

4

4

2

3

54

22

5

4

4

5

5

3

5

4

4

5

5

2

1

3

2

4

61

23

4

4

5

5

5

3

5

5

1

4

2

5

5

1

4

3

61

24

5

4

4

5

5

4

5

5

3

4

2

2

2

3

4

5

62

25

5

5

5

5

5

5

5

4

5

4

5

5

4

4

5

5

76

26

5

4

5

5

5

1

5

5

5

5

1

4

5

5

5

5

70

27

5

5

5

5

5

1

5

2

5

5

1

4

5

5

5

4

67

28

4

2

5

5

5

4

4

5

2

4

3

4

4

2

4

3

60

29

5

5

5

3

4

4

5

4

5

4

3

2

1

5

4

4

63

30

4

4

5

5

6

3

2

3

3

5

2

5

2

3

1

4

57

31

5

4

4

4

5

2

5

4

1

5

2

4

5

2

2

2

56

32

4

2

4

2

1

2

5

7

4

4

2

2

5

4

5

4

57

33

4

4

4

4

4

4

2

4

5

4

2

4

5

4

4

4

62

34

4

4

4

4

4

3

4

3

5

3

2

4

2

2

3

5

56

35

5

4

4

4

5

3

4

5

4

4

2

4

3

4

5

4

64

36

5

5

5

5

5

5

5

2

5

5

5

5

5

5

5

4

76

TOTAL

162

143

159

159

166

110

164

146

125

147

100

131

131

128

131

135

2237

% de acierto

90

79

88

88

92

61

91

81

69

82

56

73

73

71

73

75

77.7

DESVIACIÓN

VARIANZA

MEDIA

MODA

MÁXIMO

MÍNIMO

PUNTAJE

%

STANDAR

TOTAL

ACIERTO

5,7

32,7

62,1

61

76

49

2237

77,7

□ CONCEPTOS □ PRETEST ■ POST-TEST

1 2 S 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1S 14 15 16

Para demostrar que el aprendizaje significativo de los conceptos alcanzado por el grupo objeto de estudio se debe a la estrategia de la resolución de problemas, se emplea una prueba Z, la cual requiere los siguientes algoritmos (Martínez 2005):

62.14 51.31 1.73

La ubicación de Z en la curva normal se muestra en la figura 4:

2

2

1

2

^N1

N2

Figura 4. Prueba de hipótesis.

El valor calculado para Z se ubica en la zona de alta significancia de la curva normal con un intervalo de confianza menor a 0,05. En consecuencia se acepta la hipótesis alterna, es decir, se demuestra que el aprendizaje significativo alcanzado depende de la estrategia didáctica de la resolución de problemas.

Análisis complementario: Proceso de resolución de problemas

Este análisis, además de mostrar la eficacia de la variable independiente o determinante, según Giroux y Tremblay (2004), destaca el avance conceptual de cada subgrupo de estudiantes, en relación con cada uno de los conceptos seleccionados para la investigación. A continuación se detallan en rasgos generales los principales aportes de cada subgrupo de estudiantes durante el proceso de su resolución; se hacen observaciones derivadas del análisis de los textos presentados por cada uno de los grupos y también se ofrecen transcripciones literales.

Primer problema. Para aliviar el dolor de cabeza, es frecuente el uso de aspirina efervescente. Si quieres resolver este tipo de problema de la manera más rápida y efectiva, utilizas ¿Agua caliente, al clima o fría?, ¿Utilizarías poca o bastante agua? Explica tus respuestas y justifícalas.

Solución: "la rapidez con que se disuelve la aspirina depende de la cantidad de agua y de su temperatura”. Plantean que la mejor forma de disolver la aspirina es usando un volumen más o menos de unos 100 mililitros de agua a temperatura ambiente, en analogía a la concepción alternativa de que "al exponer algunos alimentos y medicamentos al frío, este ambiente hace que se conserve y no se degraden fácilmente, como sucedió cuando se agregó la aspirina al agua fría y ésta no se disolvió totalmente”.

Estas propuestas conceptuales evidencian la relación entre el grado de temperatura del solvente y su cantidad, con la cantidad de soluto empleado.

Segundo problema. Intenta disolver azúcar en gasolina. Ahora intenta disolver glicerina en agua. Finalmente intenta disolver sal de cocina en alcohol antiséptico. Explicar y discutir los resultados de estas experiencias.

Solución: "no es posible disolver azúcar en gasolina por qué la gasolina es una mezcla homogénea de compuestos orgánicos no polares. La solubilidad de un disolvente está determinada en parte por la polaridad tanto del soluto como del solvente, y esta propiedad está relacionada con la estructura molecular y las fuerzas de interacción intermoleculares”.

En la resolución de este problema se advierte la contundencia conceptual del grupo de estudiantes al argumentar que la naturaleza química tanto del soluto como del solvente, es la que permite la solubilidad de las sustancias químicas, derivada de la ubicación de la carga eléctrica molecular.

Tercer problema. ¿Qué condiciones deben tener las sustancias para poder disolverse en otras?

Solución: El grupo realiza una práctica en la cual tratan de disolver varias sustancias y mezclas caseras y otras de uso común en el laboratorio. Seleccionan bicarbonato de sodio, sal de cocina, azúcar, café liofilizado, gelatina en polvo, alcohol antiséptico, agua, aceite de cocina, blanqueador de ropa, detergente, al igual que algunos solventes comunes como etanol, acetona, acetaldehído y benceno. Las pruebas realizadas les permiten establecer que las sustancias polares se disuelven en sustancias polares y que las no polares lo hacen en sus similares.

Igual que en el problema anterior, se hizo evidente la naturaleza química de las sustancias para permitir el proceso de solubilidad.

Cuarto problema. ¿Cuáles son las unidades de concentración de soluciones químicas más usadas a nivel mundial?

Las concepciones alternas del grupo de estudiantes les lleva a concluir de manera enfática que las unidades de concentración de las soluciones pertenecen a dos tipos: unidades químicas y unidades físicas. Dentro del primer grupo señalan a la molaridad y a la normalidad como unidades universales de concentración, argumentando tener dificultades conceptuales para definir el concepto de equivalente gramo con el cual se calcula la normalidad. Dentro de las unidades físicas, demuestran manejar el porcentaje de solución (peso a peso, peso a volumen y volumen a volumen); sin embargo, no pueden explicar la relación soluto a solvente para el caso de la concentración expresada en partes por millón, la cual está definida en miligramos de soluto por cada litro de disolución. El grupo difícilmente establece la relación existente al disolver un gramo de soluto en un metro cúbico de disolución, para deducir que en cada litro de ésta, se encuentra disuelto exactamente un miligramo de soluto.

Si bien existen algunas dificultades conceptuales en cuanto a los conceptos de partes por millón y equivalentegramo, el grupo sustenta correctamente la manera de expresar la molaridad de una solución como la relación existente entre el número de moles de soluto disueltas en un litro de disolución; así como también es correcto el concepto de porcentaje de solución como la cantidad de unidades tanto en masa como en volumen de soluto disueltas en 100 mililitros de solución.

Quinto problema. Preparar una solución 0.5N de H₂SO₄, luego diluirla a 0.025M y expresar esta concentración en p.p.m.

Solución: A través de cálculos sencillos de dilución resuelven aritméticamente el problema (Gómez 2007). Sin embargo, el volumen final de la solución es erróneamente medido como volumen de agua requerido para efectuar la dilución. Tales cálculos se muestran a continuación:

Los alumnos no pudieron convertir la concentración molar o normal en p.p.m. Ellos consideran p.p.m. como un concepto nuevo, para el cual no pueden establecer relación alguna con sus conocimientos previos.

Los cálculos efectuados por el grupo son correctos, al igual que el proceso de preparación de la disolución en el laboratorio. Sin embargo, hace falta la conexión entre las unidades de concentración químicas y físicas.

Sexto problema. Determinar el pH de los siguientes líquidos: leche, vino, jugo de naranja, tinto, coca cola, suero oral, aceite de cocina, cerveza, vinagre.

El grupo de estudiantes efectúa la medición del pH de los anteriores líquidos descritos, empleando papel indicador universal,

Por contrastación colorimétrica determinan los siguientes valores de pH"

Sustancia

Leche

Vino

Jugo

de

naranja

Tinto

Coca

cola

Suero

oral

Aceite

de

cocina

Cerveza

Vinagre

pH

6

5

6

5

5

6

5

6

6

De acuerdo con los datos, el grupo de estudiantes plantea la hipótesis de que todas las bebidas e incluso los alimentos disueltos en agua, deben tener pH ácido.

En la solución del problema, el grupo de estudiantes selecciona acertadamente un mecanismo para medir el pH de los alimentos seleccionados; acuden al papel tornasol universal y confirman sus hallazgos con los datos derivados de la literatura científica sobre el tema; además, la hipótesis propuesta coincide con las condiciones bajo las cuales se sucede el metabolismo de los alimentos en el tracto digestivo.

Séptimo problema. Determinar las razones por las cuales, los alimentos tienen pH ácido.

El grupo plantea varias razones para explicar el pH ácido de los alimentos, entre ellas se destacan:

a.    El sistema de amortiguadores de pH del organismo se encuentra diseñado para trabajar óptimamente en medio ácido.

b.    Consideran que el pH de los alimentos debe ayudar a los amortiguadores de pH del organismo que controlan los cambios de acidez producidos por el ejercicio muscular y por la ventilación pulmonar.

c.    El metabolismo humano emplea enzimas que funcionan óptimamente a pH ácido.

Por otra parte, pudieron identificar sin embargo que existen alimentos como el plátano y algunos granos que contienen componentes básicos.

Octavo problema. Al disolver 50 ml de agua con 50 ml de etanol absoluto (96% v/v), se espera preparar 100 ml de disolución. Efectuar el procedimiento descrito, explicar y analizar los resultados obtenidos. Adicionalmente plantear un modelo macroscópico que explique lo ocurrido.

Solución: Al mezclar los dos volúmenes el grupo mide un volumen promedio final de 96 ml, argumenta que las moléculas del agua por tener menor tamaño que las moléculas de etanol tienen la capacidad de filtrarse entre éstas ocupando sus espacios, concepción que se corresponde con la percepción sobre cambios químicos con un único modelo macroscópico de representación, planteado por Pozo y Gómez Crespo (2005), citados por Furió y Domínguez (2007), en el cual el disolvente cede su lugar al soluto (Gallegos y Garritz.A. 2004), para admitir la idea de vacío entre las moléculas implicadas (Gómez, Pozo y Gutiérrez 2004), descartando la presencia de aire entre las mismas, como explicación lógica entre estudiantes de estas edades.

Noveno problema. Plantear varias alternativas para utilizar productos naturales o de uso cotidiano, como indicadores de pH.

Solución: El grupo después de la revisión bibliográfica logra detectar que los vegetales coloreados de azul o rojo contienen pigmentos naturales, tales como las antocianinas, sensibles a los cambios de pH. Entre los vegetales con este tipo de característica, logran ubicar al repollo morado, los pétalos de rosas y claveles rojos y el jengibre, frutas y hortalizas como fresas, cerezas, ciruelas, cebolla cabezona roja, berenjena y uva negra.

Para comprobar el hallazgo teórico deciden experimentar con hojas de repollo morado y pétalos de rosas, para concluir que, efectivamente, los extractos de estas partes vegetales se tiñen de rojo en medio ácido y de azul en medio básico.

Aunque el grupo de estudiantes encuentra la solución al problema, no plantea la explicación molecular del mismo, según la cual algunos pigmentos vegetales como los carotenos y las antocianinas generan cambios de color cuando se introducen en medio ácido o básico.

Décimo problema. Explicar lo que le ocurre a la pintura utilizada para pintar el exterior de los automóviles, al intentar disolverla con agua.

Solución: "El agua posee dos pares de electrones no compartidos que le permite formar puentes de hidrógeno con una atracción muy fuerte, a diferencia de la pintura a base de poliuretano que no cumple con esta propiedad y sus atracciones son muy débiles”.

Las diferencias entre propiedades químicas derivadas de la estructura molecular generan la incompatibilidad de las partículas del soluto con las del solvente. Debido a esta dificultad se comprueba la teoría que afirma que un compuesto similar disuelve a otro similar.

5. Conclusiones

Como producto del proceso investigativo, el autor plantea dos conclusiones fundamentales:

En primer lugar, el grupo objeto de estudio alcanza un aumento del 13,5% por encima de su punto de partida conceptual, grado de resignificación sustantivo si se considera que el grupo inicia con un 62,4% de conocimiento del tema objeto de estudio y termina con un 76,7% del mismo. Aparentemente este porcentaje es pequeño pero como ya se señaló, el grupo tiene un grado de conocimiento previo aceptable de los conceptos pertenecientes a la unidad temática de soluciones químicas.

Por otra parte, el grado de resignificación alcanzado por el grupo objeto de estudio, demuestra que la estrategia constructivista de la resolución de problemas se consolida como una muy buena opción para lograr el aprendizaje significativo de los conceptos ligados a la temática de soluciones químicas. La resignificación lograda es el producto de la acción de resolver los problemas propuestos en el ejercicio investigativo sobre las preconcepciones del grupo. Los preconceptos son difíciles de cambiar y el desarrollo conceptual es un proceso lento, largo y difícil de alcanzar, porque las concepciones cotidianas de los estudiantes están muy arraigadas; más aún, hay ausencia de publicaciones que demuestren que las concepciones alternas hayan sido totalmente extinguidas y sustituidas por una nueva idea (Duit 1999; Galili y Bar 1992; Tao y Gunstone 1999, citados por Galagovsky 2007). Como máximo se consigue que los alumnos lleguen a asimilar los conocimientos científicos sin abandonar sus conocimientos cotidianos en la búsqueda de nuevos aprendizajes; es decir, se obtiene un acercamiento de la ciencia escolar a la ciencia erudita.

La resolución de problemas como estrategia didáctica facilita el trabajo colaborativo entre los grupos, los obliga a hacer uso del método científico para establecer una secuencia de pasos conducentes hacia la definición de alternativas de solución pertinentes. La definición de los vacíos conceptuales, le permitió a cada grupo buscar información sobre su problema específico, clasificarla y aprehenderla, resignificando sus ideas previas de una manera autónoma, derivada de la decisión personal y grupal para mejorar su saber específico. Igualmente le exigió a cada grupo la identificación y priorización de procedimientos y estrategias prácticas necesarias para abordar la solución de cada problema.

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1. Una solución química es el producto de la relación que se establece entre dos o más sustancias miscibles (que se pueden mezclar) entre sí.

Totalmente de acuerdo

De acuerdo

Sin opinión

En desacuerdo

Totalmente en desacuerdo

2. El soluto es la sustancia que se ha disuelto en el seno de un solvente y se encuentra en mayor proporción una solución.

Totalmente de acuerdo

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En desacuerdo

Totalmente en desacuerdo

3. El solvente es la sustancia que permite la solubilidad del soluto y se encuentra en mayor proporción en una solución química.

Totalmente de acuerdo

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En desacuerdo

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4. Los solutos polares son altamente solubles en agua

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5. La molaridad es una unidad de concentración química que expresa la cantidad de moles de soluto disueltas en un litro de solución.

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6. El cloro residual del agua potable tiene una concentración de 2 p.p.m.; eso significa que cada metro cúbico de agua tiene disueltos 2 miligramos de cloro en sus sales.

Totalmente de acuerdo

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7. El pH de una solución se calcula aplicándole el logaritmo negativo a la concentración molar de iones de H+.

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En desacuerdo

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8. Solamente los solutos polares pueden disociarse en solución acuosa.

Totalmente de acuerdo

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9. Un electrolito débil es una sustancia cuyas moléculas tienen elevada polaridad y se disocian totalmente en solución acuosa.

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10. El grado de solubilidad de las sustancias depende de su naturaleza química.

Totalmente de acuerdo

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11. Al diluir una solución de HCl 0.2N hasta HCl 0.1N, la cantidad de soluto disuelto permanece constante.

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12. El grado de solubilidad de una sustancia es directamente proporcional a la temperatura de la solución en la cual se encuentra disuelta.

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13. Una solución con pH básico tiene una elevada concentración de iones H+.

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14.Las moléculas de los electrolitos fuertes se disocian totalmente en solución acuosa.

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15. En las soluciones sobresaturadas, el solvente puede disolver el máximo de soluto posible.

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16. La amalgama odontológica es un ejemplo de solución química.

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Anexo 2. Listado de problemas usados en la investigación.

Primer problema. Para aliviar el dolor de cabeza, es frecuente el uso de aspirina efervescente. Si quieres resolver este tipo de problema de la manera más rápida y efectiva, utilizas ¿Agua caliente, al clima o fría?, ¿Utilizarías poca o bastante agua?. Explica tus respuestas y justifícalas.

Segundo problema. Intenta disolver azúcar en gasolina. Ahora intenta disolver glicerina en agua. Finalmente intenta disolver sal de cocina en alcohol antiséptico. Explicar y discutir los resultados de estas experiencias.

Tercer problema. ¿Qué condiciones deben tener las sustancias para poder disolverse en otras?

Cuarto problema. ¿Cuáles son las unidades de concentración de soluciones químicas, más usadas a nivel mundial?

Quinto problema. Preparar una solución 0,5N de H₂SO₄, luego diluirla a 0,025M y expresar esta concentración en p.p.m.

Sexto problema. Determinar el pH de los siguientes alimentos: leche, vino, jugo de naranja, tinto, coca cola, suero oral, aceite de cocina, cerveza, vinagre.

Séptimo problema. Determinar las razones por las cuales, los alimentos tienen pH ácido.

Octavo problema. Al disolver 50 ml de agua con 50 ml de etanol absoluto (96% v!v), se espera preparar 100 ml de disolución, Efectuar el procedimiento anteriormente descrito, explicar y analizar los resultados obtenidos. Adicionalmente plantear un modelo macroscópico que explique lo ocurrido.

Noveno problema. Plantear varias alternativas para utilizar productos naturales o de uso cotidiano, como indicadores de pH.

Décimo problema. Explicar lo que le ocurre a la pintura utilizada para pintar el exterior de los automóviles, al intentar disolverla con agua.