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La aplicación del método científico en las prácticas de laboratorio

Enviado por moraleslarramendi



The introduction of the scientific method in the teaching of laboratories practices of Organic Chemistry.

  1. Resumen
  2. Metodología
  3. Resultados obtenidos y discusión.
  4. Conclusiones
  5. Bibliografía

 

RESUMEN

En la enseñanza de la Química Orgánica Universitaria se requiere de la utilización de las prácticas de laboratorio a fin de que el estudiante adquiera por sí mismo nuevos conocimientos y habilidades que les serán útiles en su futuro trabajo profesional. En el presente trabajo se exponen los resultados obtenidos con la introducción del Método Científico en un subgrupo de laboratorio del tercer año de Licenciatura en Química en la Universidad de la Habana ,Cuba, con lo que se logró además de la apropiación del método, el incremento de las capacidades de los estudiantes para resolver el problema práctico planteado, mayor independencia, un análisis más profundo y racional del problema, mayor habilidad en el planeamiento del experimento y en la interpretación de los resultados experimentales.

ABSTRACT

The teaching of the Organic Chemistry at the University requieres the utilization of the laboratories practices with the objective that the students adquire new knowledge and habilities, that will be useful in the future proffesional work. In this paper we expose the result obtained in the introduction of the Scientific Method in the laboratory to a subgroup of twelve students in the third year of Chemistry’s Career, Havana University . With this experiment the students increased their capacities to resolve a given practice problem, more independence, a deeper and rational analysis of the problem, a higer hability in the planning of the experiments and in the interpretation of the experimental results obtained.

Palabras claves: Prácticas de laboratorio, técnicas experimentales, trabajo experimenta, enseñanza experimental.

INTRODUCCION

La formulación de un problema en Química, a menudo suele ir acompañada explícitamente de una hipótesis, es decir una supuesta respuesta al problema planteado, para lo cual es necesaria una validez experimental. Esta validez experimental de la hipótesis no siempre es evidente, por lo que resulta también necesario deducir interpretaciones lógicas de los resultados experimentales que permitan avalar las conclusiones positivas o no de la hipótesis inicial.

Se pone así de manifiesto, cómo la Química pertenece a las denominadas Ciencias Experimentales y su metodología científica comprende aspectos tales como:

  • Determinación de datos experimentales.
  • Interpretación de éstos datos y organizar coherentemente los resultados.

Por tanto, es preciso que en la enseñanza de la Química se le conceda una gran 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 en éste del método científico, por ello, los objetivos del presente trabajo están relacionados con:

La introducción de la metodología científica en las prácticas de laboratorio de Química Orgánica con el fin de sistematizar su utilización en ésta forma de enseñanza y lograr el incremento de las capacidades de los estudiantes para resolver problemas prácticos, así como en adquirir mayor habilidad en el planeamiento de los experimentos necesarios para la solución del problema y en la interpretación de los resultados que avalen la validez o no de la hipótesis.

METODOLOGIA

Este método fue ensayado con 12 estudiantes que formaron parte de un subgrupo de laboratorio perteneciente al 3er año de Licenciatura en Química de la Universidad de la Habana, Cuba, con una matricula total de 35 estudiantes. Se aplicó en 10 sesiones de laboratorio de la asignatura Química Orgánica II.

Para organizar cada actividad docente, se procedió de la siguiente forma

  1. (En esta etapa el estudiante se prepara, estudiando los aspectos orientados

    por el profesor, para ello consulta la bibliografía que se le orienta y cualquier

    otra a la que él acceda por iniciativa propia.

  2. Entrega de la situación problémica al alumno.
  3. Esclarecimiento del fenómeno sujeto a investigación.

(En esta etapa el alumno delimita para extraer de lo encontrado, lo relacionado con el problema científico que enfrenta e identifica todas las variables posibles que encuentre para la solución del problema).

3- Formulación de la Hipótesis.

(En esta etapa el alumno selecciona, basándose en los conocimientos teóricos adquiridos, la hipótesis que puede considerarse como una posible respuesta a la situación problémica planteada).

  1. (En esta etapa el estudiante debe de presentar un informe que contenga la hipótesis por él propuesta, las reacciones fundamentales involucradas, [principales, auxiliares, y colaterales],técnica seleccionada debidamente fundamentada, así como las características físicas y tóxicas de los reactivos y productos posibles a obtener).

  2. Elaboración del Informe previo.

    (En esta etapa se desarrolla experimentalmente la técnica escogida y se recopilan los datos experimentales y observaciones realizadas durante el trabajo práctico).

  3. Comprobación de la hipótesis.

    (En esta etapa se procesan los resultados y observaciones obtenidos experi-

    mentalmente, analizando las relaciones esenciales de éstos con los formula

    dos en la hipótesis para decidir si corresponden realmente con la respuesta al

    problema planteado.

  4. Análisis de los resultados.
  5. Conclusiones.

(En esta etapa, el alumno debe de argumentar la decisión adoptada vinculando los resultados obtenidos mediante argumentaciones lógicas y razonadas a la aceptación o no de la hipótesis inicial).

A continuación se presenta un ejemplo de la formulación de un problema utilizando el Método Tradicional y el Método Científico.

Método Tradicional:

Sintetice los Acetatos de Etilo y de n-Butilo.

Bibliografía; Manual de Prácticas de Q. Orgánica I y II Univ Hab. p 59, p 68

Método Científico.

Para realizar una comparación de la reactividad de la hidrólisis de los ésteres, Ud. necesita obtener el acetato de isopropilo, para comparar posteriormente la reactividad del mismo con los acetatos de etilo y de n-butilo ¿Cuáles condiciones experimentales Ud. utilizaría para obtener éste compuesto con buenos rendimientos y cómo lo aislaría y caracterizaría?

Bibliografía: Q.Orgánica II. J.L Mola p 214-17, 250-53.

Manual de Prácticas de Q. Orgánica I y II. Univ Hab. p 59, p 68.

Manual de Prácticas de la Univ. de Oriente. p 151-56.

RESULTADOS OBTENIDOS Y DISCUSION.

Hasta ahora en los laboratorios de Química Orgánica se han utilizado por parte de los docentes, el método en el que se le entregaba al estudiante una serie de títulos de prácticas de laboratorio, las que debía de desarrollar utilizando como base la técnica descrita en el manual; debiendo de prepararse teóricamente antes de la ejecución de las mismas mediante la consulta de los textos recomendados. Las prácticas señaladas se realizaban posterior a la impartición de los aspectos teóricos vinculadas con las mismas e ilustraban experimentalmente los mismos.

Independientemente de que éste método ha resultado útil en la formación de los químicos, no ha permitido ejercitar a los estudiantes en el análisis y solución de los frecuentes problemas que surgen en el campo de ésta ciencia. Esta situación puede mejorar con la introducción del Método Científico empleado entre otros por Aguirre de Carcer (1).

Resulta por tanto necesario, la habitual utilización de éste método por los estudiantes, por lo que es conveniente su introducción en las diferentes formas de enseñanza siempre que sea posible, logrando así la sistematización en la aplicación del mismo. El curso experimental en cada asignatura se integra en el proceso educativo, pero no debe de considerarse como auxiliar del teórico, en el que sólo se ilustren con prácticas adecuadas los principios teóricos ya aprendidos, o se enseñen solamente técnicas de laboratorio. Ambos aspectos aunque importantes resultan insuficientes lo cual ya ha sido señalado por Esteban y colaboradores y Vidal (2,3 ).

Es obvio , que ésta integración no se logra intercalando el curso teórico con el experimental durante el desarrollo de cada semestre, sino consiguiendo que cada experimento requiera el uso y aprendizaje de alguna técnica de laboratorio y que la necesidad de la aplicación de ésta, esté estrechamente relacionada con la solución científica del problema químico que resuelve . Por todas éstas razones se incorporó el método científico en el curso experimental de la Química Orgánica para la carrera de Licenciatura en Química

Al introducir éste método, se colocó al estudiante en una situación problémica real o próxima a ésta y a través del estudio y análisis individual de problemas concretos, se desarrollaron y perfeccionaron sus aptitudes y se reforzó la ejecución de habilidades mentales señaladas por: De Bono, Gonzalez A, Gonzalez O, Martinez y Mitjans(4-8 ) ,que le permite:

- Identificar de forma precisa la esencia del problema al revisar las posibles alternativas de solución.

- Determinar acciones para ser valoradas en las cuales debieron de tener en cuenta los elementos positivos y negativos de c/u de ellas.

- Seleccionar la mejor alternativa teniendo en cuenta tanto la base material que se posee como la alternativa económica más racional para desarrollar la misma.

-.Constatar la validez de la hipótesis adoptada mediante su realización experimental.

Cada sesión de práctica fue evaluada por los docentes con índices entre 2 – 5 y para ello se tuvo en cuenta la calificación de cada estudiante en cada uno de los aspectos considerados en la metodología. Los resultados obtenidos en la evaluación integral de las 10 sesiones de prácticas de laboratorio se exponen a continuación.

- No fue posible resolver el problema planteado en el ejemplo señalado con anterioridad por parte de los estudiantes, mediante el desarrollo mecánico de las técnicas experimentales expuestas en la bibliografía orientada pues, la técnica de obtención del compuesto problema no se encontraba en los textos y se requirió de una adaptación de las técnicas conocidas para dar respuesta al mismo.

- Aunque la introducción de ésta metodología de trabajo permitió que los estudiantes se desarrollaran en forma independiente, inicialmente resultó necesario que en las 3 primeras prácticas, se les orientara para el establecimiento de la hipótesis, lo que se logró con acciones concretas por parte de los docentes durante la etapa de la consulta bibliográfica. En cuanto a la formulación de la hipótesis, las que generalmente fueron causales, podemos señalar que aún después de las 5 primeras prácticas se detectaron deficiencias en su formulación ya que sólo daban respuestas parciales al problema objeto de estudio. Es importante señalar el hecho de que la hipótesis rige, orienta y regula la solución del problema y que para que una hipótesis esté bien formulada debe de cumplir con los requisitos siguientes:

  • Debe de ser conceptualmente clara, fácil de comprender y sin ambigüedades.
  • Sus términos deben de ser capaces de ser comparables con el hecho real al cual responde.
  • Debe de ser específica o susceptible de especificación.
  • Debe de estar relacionada con la teoría.

- Las comprobaciones de las hipótesis se realizaron por lo general a través de experimentos que permitieron obtener informaciones causa - consecuencia, entre ellos, experimentos que posibilitaron la realización de transformaciones químicas, observaciones que midieran cualitativamente el progreso de las reacciones producto del comportamiento químico así como, mediciones que garantizaron la caracterización de los compuestos obtenidos y que por ello respondieron a las hipótesis descriptivas.

- En la etapa del análisis de los resultados, los estudiantes fueron capaces de relacionar la correspondencia o no de los datos obtenidos experimentalmente con las hipótesis establecidas, comprobando que éstos constituían respuestas a los problemas. Al detectar los errores se aportaron explicaciones posibles y lógicas sobre los mismos, lo que permitió el desarrollo gradual en los alumnos de la honradez científica.

- En cuanto a las conclusiones podemos señalar que éstas fueron válidas aunque en algunos casos se detectaron deficiencias en las argumentaciones. Estas se redactaron aceptando o no lo establecido en las hipótesis, pero a veces estuvieron falta de los elementos teóricos ó experimentales esenciales que argumentaran las respuestas a las hipótesis y por tanto al propio problema. Resultó necesario en muchas ocasiones enfatizar el hecho de que en éstas se requiere realizar un juicio crítico de los resultados, sobre todo si los datos obtenidos no coinciden con lo que se esperaba, ya que, de los errores muchas veces se pueden obtener consecuencias importantes.

CONCLUSIONES

Al aplicar el Método Científico en las prácticas de laboratorio de Química Orgánica se logró:

1- Establecer la Metodología para la introducción de éste en las prácticas de laboratorio.

2 - Incrementar en los estudiantes las capacidades para resolver problemas reales o cercanos a ellos con mayor independencia.

3- Crear las bases para analizar en forma más racional el problema objeto de estudio.

4 - Adquirir mayor habilidad en la interpretación de sus resultados experimentales y en la vinculación de éstos con los elementos teóricos relacionados con el problema, lo cual constituye una limitación detectada en la escritura de algunas Tesis de Diplomas.

BIBLIOGRAFIA

  1. Aguirre de Carcer, I. "La enseñanza de las Ciencias y la Teoría de Piaget". Boletin ICE. Universidad Autónoma de Madrid 4, p .12 (1981)".
  2. Esteban S, Muñoz G., Barthelemy C, Cornago R. P. "Didáctica de la Química: Programación y Recursos. P 162 – 193. Universidad Nacional de Educación a Distancia. Impresos y Revistas S.A. (1994).
  3. Vidal G." El Método Científico". Impresiones Ligeras. Facultad de Química Univ. Habana ,p 1-14 (1997).
  4. De Bono, E " El pensamiento lateral. Manual de creatividad". Ediciones Paidos. España, 1986
  5. Gonzalez, A "Cómo propiciar la creatividad" Editorial de Ciencias Sociales. La Habana., 1990.
  6. Gonzalez. O. "Aplicación del enfoque de la actividad al perfeccionamiento de la Educación Superior. 1992
  7. Martínez M ."Categorías, principios y métodos de enseñanza problemática. Universidad de la Habana. 1986
  8. .Mitjans, A. Creatividad y personalidad. Implicaciones metodológicas y educativas. Resúmen del libro en opción al grado científico de Dr. en Ciencias Psicológicas. La Habana. 1993.

María Margarita Morales Larramendi.: Profesora Titular , Master en Química Orgánica y J’ del Departamento de Química Orgánica de la Universidad de la Habana, Cuba.

Email: moraleslarramendi[arroba]yahoo.es

Realizó sus estudios universitarios en la Universidad de Oriente en Santiago de Cuba y posteriormente los estudios postgraduados en la Universidad de la Habana, Cuba. Posee 33 años de experiencia docente y 13 como J’ del Dpto de Química Orgánica en la Universidad de la Habana. Desarrolla sus investigaciones en el campo de la síntesis orgánica y en la enseñanza de la Química.

 

 

 

M. Morales Larramendi, S. Bravo Romero


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