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Cuarzos, amatistas y otras piedras preciosas para enseñar química en bachillerato
El investigador se basó en los planteamientos del psicólogo cognitivo Gérard Vergnaud, quien planteó la construcción de conceptos a partir de lo real. Foto: archivo Unimedios.
El trabajo práctico suele despertar una motivación genuina de aprendizaje en los estudiantes. Foto: John Alexander Calle Castañeda, magíster en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales de la UNAL Sede Medellín.
Por su aspecto llamativo y la concepción cultural que las enmarca, las piedras preciosas y semipreciosas son la puerta de entrada perfecta hacia el universo de la química. Foto: archivo Unimedios.
En lugares cercanos a las instituciones o a los hogares es posible encontrar piedras semipreciosas como cuarzos y amatistas, unas de las más comunes. Foto: archivo Unimedios.
El reto que busca resolver la metodología es llevar a lo tangible la enseñanza de la química. La intención es que esta no sea solo fórmulas en un tablero. Foto: John Alexander Calle Castañeda, magíster en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Natura
John Alexander Calle Castañeda, magíster en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, afirma que “conocer la química es imprescindible para entender las demás áreas del conocimiento –como la medicina, la física o la biología–, y en general el mundo que nos rodea. Por eso es importante encontrar nuevas estrategias de enseñanza que garanticen que los estudiantes se apropien de la química”.
Agrega que “el estudio de las ciencias exactas genera un ‘choque’ entre los saberes propios de los estudiantes y la rigurosidad científica, que a veces los desmotiva. Sin embargo, las prácticas en laboratorio suelen ser muy atractivas y las estrategias didácticas responden mejor a las necesidades de los jóvenes”.
Con esto en mente, el magíster construyó una metodología para que los estudiantes entiendan los procesos de óxido-reducción mediante el análisis de esmeraldas, zafiros, cuarzos, amatistas o citrinos, entre otras piedras preciosas y semipreciosas que se pueden encontrar en zonas aledañas a las instituciones educativas o a los hogares de los alumnos.
Aunque esta la puso en práctica en el Colegio Colombo Francés de La Estrella, al sur del Valle de Aburrá, se puede replicar en cualquier institución educativa y en cualquier contexto.
“En la quebrada de este municipio tenemos piedras, las piedras son minerales y los minerales son mezclas muy cercanas a la química. Es fácil coger algunas y de manera empírica hacer relacionamientos entre color y composición. El rubí y el zafiro, por ejemplo, tienen la misma composición química, pero son de colores opuestos”, señala el magíster Calle.
La propuesta concreta es detonar cuatro situaciones: “la primera es llevar a los estudiantes de grado once a recolectar piedras y hacerles preguntas básicas como qué es una piedra, qué tan fácil es conseguir una, etc., para que reconozcan que en su contexto hay piedras, rocas y gemas”.
El segundo momento es la parte experimental, que consiste en observar en el estereoscopio el material colectado. “Cada uno elige la piedra que más le llame la atención y empezamos a aplicar la escala de Mohs, uno de los métodos más conocidos para definir la dureza de los minerales”.
Se inicia con la escala 1, la más suave, que se representa con una tiza, luego se pasa por las demás piedras y termina con la escala máxima de 7 u 8 tomando un cuarzo, la más dura de las piedras en este caso.
El tercer momento es un video sobre la formación de cristales, “a partir del cual los estudiantes empiezan a tener muchas preguntas. Establecen comparaciones, se cuestionan por qué esta tiene un color distinto o una forma diferente, y nosotros aprovechamos esa curiosidad para hablar de enlaces y oxidación”.
“El enlace es la interacción entre dos átomos. Según sus particularidades, unos se atraerán más que otros. Este es uno de los conceptos más importantes de la química, y llegar a él es poder hablar de reacciones, intercambios de energía y estabilidad”, explica el magíster.
“Ahora bien, con el oxígeno tenemos solo una forma de recibir los electrones. Podemos cambiar los metales que están con él, pero siguen siendo óxidos. Así es fácil formar moléculas, entender que podemos cambiar el color y la dureza manteniendo la misma composición química”, anota.
En laboratorio se replica la formación de un cristal utilizando sulfato de cobre (un polvo azul al que se le agrega una solución), y finalmente llega el momento definitivo: construir una piedra teórica.
“Con la tabla periódica observamos la composición química de un zafiro o de un rubí, por ejemplo. Los estudiantes replican esta composición haciéndole algunos cambios de manera que modifican la dureza, el color o la forma y crean (teóricamente) su propia piedra preciosa siguiendo todas las leyes de la química”.
“Como esta experiencia es vivencial, es una enseñanza no se les olvidará. Entre los resultados encontramos que los estudiantes, para el cuarto y último momento ya han cambiado su vocabulario, hablan de composición, de las propiedades del enlace, de moléculas y de elementos”, menciona el magíster.
Por último, recalca que “incluso para la primera etapa no es necesario tener un estereoscopio, se puede utilizar un microscopio con una lámpara, o un lente auxiliar en el celular. Esto es suficiente para abrirles a los estudiantes las puertas hacia todo un universo”.
