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Revista Pedagogía Universitaria
Vol.10 No. 1 2005
LA INTEGRACIÓN DEL MÉTODO CIENTÍFICO Y DEL ENFOQUE
ECOLÓGICO EN LA ENSEÑANZA DE LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO
DE QUÍMICA ORGÁNICA.
Profesora Titular M Sc. Margarita Morales Larramendi
Dpto. de Química Orgánica. Facultad de Química.
Universidad de la Habana.
[email protected]
Palabras claves: Prácticas de laboratorio, técnicas experimentales, trabajo experimenta,
enseñanza experimental.
RESUMEN
El deterioro acelerado del medio ambiente requiere un cambio de actitud y toma de
conciencia en los futuros responsables de las políticas y adopción de decisiones. Los que
llevarán a cabo estos propósitos serán los profesionales del mañana.
La incorporación de la educación ambiental en los procesos educativos debe centrarse en
sus dos características fundamentales: la interdisciplinariedad y la orientación hacia la
solución de problemas.
“La educación centrada en la solución de problemas específicos ha llegado a ser de
especial interés para los profesionales, a fin de desarrollar sus conocimientos sobre el
medio ambiente y potenciar las capacidades que les permitirán encontrar soluciones a los
problemas que suscita la gestión del medio1
En el presente trabajo se integran el enfoque ecológico con el método científico en la
formación experimental de los estudiantes del 3er y 4to año de Lic en Química.
INTRODUCCIÓN
La Química pertenece a las denominadas ciencias experimentales y su metodología
científica comprende aspectos tales como:
-
Determinación de datos experimentales
Interpretación de dichos datos y organización coherente de los resultados para dar la
respuesta al problema formulado.
Por tanto, se hace necesario que en la enseñanza de la química se le conceda una especial
importancia a la parte experimental y que el curso teórico se complemente con uno de
prácticas de laboratorio con un nivel pedagógico adecuado y la incorporación cada vez
mayor de la metodología de la investigación científica (Método Científico).
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Hasta hace unos pocos años en los laboratorios de Química Orgánica de la Carrera de Lic
en Química se había utilizado por los docentes el método que llamaremos Tradicional, en
las que se le indicaba a los estudiantes una serie de prácticas de laboratorio, las que debían
de desarrollar utilizando como base la técnica descrita en el manual o bibliografía
orientada. El estudiante debía de realizar su preparación teórica antes de la ejecución de las
mismas mediante la consulta de los textos recomendados. Las prácticas señaladas se
realizaban con posterioridad a la impartición de los aspectos teóricos y vinculados con los
mismos y ello permitía ilustrar experimentalmente las reacciones estudiadas en clases.
Independientemente de que este método ha resultado útil en la formación de los químicos
durante varias generaciones, no ha permitido ejercitar eficientemente a los estudiantes en la
forma de abordar, analizar y solucionar los frecuentes problemas prácticos que surgen en el
campo de las ciencias 1. Por ello, en un trabajo previo, se incursionó en la metodología
para aplicar el método científico en las prácticas de laboratorio2,3
Posteriormente se evidenció el hecho de que en la actualidad ha tomado fuerza la
convicción de que solo disponemos de un planeta y de que debemos de cuidarlo 4. Esta
responsabilidad resulta mucho mayor para las personas que trabajan con sustancias tóxicas,
que pueden ser nocivas para las personas y el medio ambiente. A la Industria Química se le
atribuye la responsabilidad de gran parte de la contaminación del ambiente. En los
procesos químicos industriales no se utiliza la totalidad de las materias primas, ni se
produce exclusivamente el producto principal del proceso industrial. Además, los procesos
de separación y purificación generalmente indispensables, generan residuos adicionales,
algunos de los cuales se pueden reutilizar pero otras veces esto no es posible, por lo que es
necesario su tratamiento, dado que constituyen residuos peligrosos 5,6,7.
Es por ello que la enseñanza experimental de un químico debe también de incluir la
enseñanza del manejo de los desechos generados, y la optimización de los procesos,
desarrollando tecnologías limpias, ya que el responsable directo del manejo, tratamiento y
disposición adecuada de un residuo (sobre todo, si es peligroso) debe de ser el generador
de los mismos.
Por ello los objetivos establecidos en este trabajo se relacionan con el diseño de un nuevo
sistema de prácticas de laboratorio para la enseñanza de la química orgánica para la
Carrera de Lic en Química en la que se integren la introducción del método científico con
la del enfoque ecológico.
DESARROLLO
Metodología
Dado que la asignaturas de la Disciplina de Química Orgánica se imparten en el 3er y 4to
Año, ya los estudiantes poseen un nivel mayor de conocimiento por lo que se previeron la
consecución de habilidades de mayor complejidad al realizar la integración de la educación
ambientalista con la del método científico ya aplicado en los laboratorios.
El nuevo sistema se diseñó de forma que no se realizaron prácticas aisladas como se
realizaba en el sistema Tradicional, sino que se plantearon problemas científicos 4 que los
alumnos debían de ser capaces de solucionar, los cuales usualmente implicaron más de una
sesión de trabajo experimental. Se desarrollaron 5 problemas científicos en las asignaturas
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experimentales de Química Orgánica impartidas en cada uno de los años (3ro y 4to año).
Para ello se procedió de la siguiente forma:
♦ -Diseño del nuevo sistema de prácticas para cada año
♦ -Impartición de una conferencia introductoria al laboratorio
♦ -Realización de informes previos con metodología científica y el enfoque ecológico
♦ -Desarrollo experimental del problema incluyendo el tratamiento de residuales
♦ -Elaboración y presentación del informe final de cada problema abordado
♦ -Examen final experimental de laboratorio
♦ -Encuesta anónima
Resultados:
Los resultados obtenidos con el nuevo diseño de prácticas, fueron los siguientes:
Resultados obtenidos en la Evaluación final de cada
aplicación
del
enfoque problema práctico
ecológico en cada problema (% de aprobados)
práctico (% de aprobados)
Química Orgánica II
83,3
100
Química Orgánica III
91,6
100
Los Resultados obtenidos en el examen experimental final de los laboratorios con la
integración del enfoque ecológico fueron los siguientes:
Resultados obtenidos en la Evaluación del examen final
aplicació del enfoque ecológico (% de aprobados)
en el examen práctico (% de
aprobados)
Química Orgánica II
95,8
100
Química Orgánica III
100
100
Discusión de los resultados:
♦ Diseño del nuevo sistema de prácticas para cada año
El diseño se realizó sobre la base de efectuar el mismo tipo de prácticas previstas en el
plan de estudios, pero enunciadas de forma diferente, de manera de presentar la
necesidad de solucionar un problema existente, forzando a realizar una revisión de las
diferentes formas de abordar el problema y escoger la mejor opción.
Ejemplo ilustrativo de uno de los problemas correspondiente al laboratorio de orgánica
del 3er año;
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Un investigador requiere utilizar un disolvente orgánico, de baja temperatura de
ebullición, capaz de extraer compuestos orgánicos poco polares, pero no dispone del
mismo ni puede adquirirlo de forma inmediata. ¿Cómo resolvería Ud este problema si
solo cuenta con etanol absoluto y ácidos minerales? Señale además la forma de llevar a
cabo la caracterización adecuada de dicho solvente y el tratamiento de residuales que
se recomienda utilizar durante su obtención.
♦ Conferencia introductoria al laboratorio.
Se impartió en la 1ra sesión de laboratorios, una conferencia introductoria para la
orientación de los aspectos relacionados con el método científico, el enfoque ecológico
4.5.6
y los informes previos y finales a presentar despues de concluído cada problema.
Se profundizó en los epígrafes del informe referentes a la toxicidad de los compuestos
orgánicos utilizados mas frecuentemente, la forma de proceder con las sustancias
peligrosas durante el trabajo experimental, el tratamiento a llevar a cabo con los
diferentes tipos de residuales generados, (Incluyendo los diagramas ecológicos),etc.
♦ Informes previos con metodología científica y el enfoque ecológico
-Cada problema abordado se inició con una sesión para la revisión bibliográfica
relacionada con el problema y la elaboración del informe previo el cual debe ser
revisado por el docente antes del inicio del trabajo experimental.Los informes previos
del laboratorio incluyeron los siguientes aspectos:
-El problema científico. (¿por qué?, está relacionado con una necesidad)
-El objeto (¿qué?)
-El objetivo (¿para qué?)
-La hipótesis (posible respuesta al problema)
-El marco contextual (recursos necesarios; incluyen reactivos y toxicidad)
-El diagrama ecológico de flujo y el tratamiento de los residuales.
♦ La parte experimental (resultados). Esta etapa se desarrolla en el laboratorio durante el
período de trabajo y se anota en la libreta de laboratorio y no en el informe de la
práctica. No constituye la discusión de los resultados. Durante la realización
experimental de los laboratorios se utilizaron los medios de protección disponibles (los
que resultaron escasos e insuficientes), se realizó el tratamiento adecuado de algunos
de los residuales, se recuperaron solventes y el resto de los residuales fué almacenado
para su posterior tratamiento, cuando se posean las condiciones para ello. Como
resultado del mismo se verificó la apropiación gradual por parte de los estudiantes del
nuevo método utilizado el que permitió además una mayor integración de diferentes
disciplinas en la solución de los problemas planteados, ya que sobre todo en la
asignatura Química Orgánica III se utilizaron determinaciones cromatográficas para
separar o purificar compuestos y diferentes métodos espectroscópicos para caracterizar
los mismos.
♦ Informe final de cada problema abordado. En el Informe final del laboratorio se
completa el informe previo con los siguientes aspectos: - Análisis de los resultados, Conclusiones y - Bibliografía
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♦ Examen final experimental de laboratorio. Se realizó el examen de laboratorio previsto
para estas asignaturas en el que se resuelve experimentalmente un nuevo problema
científico. En el se trabajó de forma individual y sin apoyo de los docentes. Como
resultado del mismo se verificó la apropiación por parte de los estudiantes de los
elementos anteriormente señalados, lo cual se evidencia en los altos % obtenidos en la
evaluación labotratorio.No obstante se debe de insistir en una mayor rigurosidad y
profundidad del análisis de los resultados y en la elaboración de las conclusiones, ya
que se tienden a formular como tales los resultados obtenidos
♦ Encuesta anónima. Finalmente, se realizó a los estudiantes una encuesta anónima
relativa a aspectos ecológicos. En la misma se comprobó, por las respuestas brindadas
(% de las respuestas obtenidas), que se sentaron las bases para la adquisición de una
conciencia ecológica. En la misma se obtuvieron los siguientes resultados:
Los estudiantes pudieron seleccionar correctamente entre varias opciones el
tratamiento más adecuado para algunos de los residuales generados según sus
características (95,8%),
Aún no se ha logrado realizar el tratamiento eficaz de la totalidad de los residuales
generados (83,3%), ni la recuperación de la totalidad de los compuestos que pueden ser
reciclados (66,6%), ni se valoraron en gran medida otras opciones que pueden reducir
la toxicidad del procedimiento experimental (42,8%),
No se dispone aún de un mínimo de medios de protección para un tratamiento
experimental adecuado de los residuos peligrosos (42,8%), ni de los medios para el
tratamiento de algunos residuales que es necesario incinerar (100%), ni de los medios
adecuados para el indispensable almacenamiento de algunos de ellos previos a su
destrucción en las entidades autorizadas y capacitadas para ello(95,8%).
CONCLUSIONES
Se diseñó un nuevo sistemas de prácticas de laboratorio en las asignaturas de Q Orgánica II
y III en las que se integraron la aplicación del método científico y del enfoque ecológico
.El desarrollo de este trabajo permitió el perfeccionamiento de la formación experimental
así como adquirir habilidades en la forma de abordar los problemas prácticos por el futuro
Lic en Química
El método utilizado permitió una mayor integración de diferentes disciplinas en la solución
de los problemas planteados, ya que sobre todo en la asignatura Química Orgánica III se
utilizaron determinaciones cromatográficas para separar o purificar compuestos y
diferentes métodos espectroscópicos para caracterizar los mismos.
Con la introducción del enfoque ecológico en las prácticas de laboratorio de las asignaturas
de Química Orgánica de la carrera de Licenciatura en Química se han sentado las bases
para la adquisición de una conciencia ambientalista por los estudiantes y profesores. La
interiorización de la necesidad de la introducción de este enfoque en los profesores
permitirá contribuir a la generalización del mismo en otras disciplinas de la carrera.
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BIBLIOGRAFÍA
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