Sòlids, líquids i gasos

Teresa Pigrau. Neus Sanmartí

Idees per treballar i per revisar

Les idees bàsiques per treballar. Les idees habituals de l'alumnat per revisar​

La majoria de materials són difícilment classificables en tres estats de la matèria

Tradicionalment els materials es classifiquen en aquests estats tot i que també podem parlar de plasma com un quart estat de la matèria (a molt alta temperatura). Tot i així, la majoria dels materials són difícilment classificables segons aquests estats. Per exemple, parlem de cristall líquid i utilitzem molts gels (flams, gelatina, detergents...), que no es poden identificar ni com a sòlids ni com a líquids.

Les partícules en els materials poden estar ordenades o desordenades

Sense deixar de banda aquesta classificació, segurament interessa ‘jugar’ també amb la idea de materials ordenats i desordenats. Els que en diem ordenats, que són els cristalls, els podem imaginar formats per partícules situades en un cert ordre, mentre que en els que en diem desordenats –els sòlids amorfs, els líquids i els gasos-, les partícules es distribueixen més a l’atzar. Alguns materials estan entre l’ordre i el desordre i per això parlem, per exemple, de cristalls líquids –utilitzats a les pantalles de televisors LCD (Liquid Cristal Display)-.

Els sòlids es poden trencar, els líquis vessar i els gassos aspirar

Diferents accions ajuden a construir els conceptes associats als diferents estats. Per exemple, en relació a l’estat sòlid: agafar, trencar, esmicolar, trossejar...; vessar i transferir per als líquids; els gasos són els més difícils de conceptualitzar per a l’alumnat ja que com que no es veuen, creuen que no hi són o que no tenen massa (no pesen) i no són ‘matèria’. Bufar i aspirar són les accions que més ajuden a la construcció del concepte i a imaginar l’estructura, així com també la idea que s’expandeixen (un perfum el notem des d’una part de l’habitació a una altra) i que es poden comprimir.

"Bones" preguntes

Algunes preguntes que ajuden a construir aquests conceptes podrien ser:

Estructura

Tots els líquids es comporten igual? I els sòlids? I els gasos? En què s’assemblen i es diferencien?
Imatge: Science Learning Hub

Un flam és sòlid o líquid?

Un tros de carn és sòlid o líquid? I un flam? En què em fixo per decidir-ho? ​
Imatge: Science Learning Hub

Canvis i control/regulació


Com podem obtenir un cristall? Com podem fer que sigui més gran? Quan es trenca un vidre, quines formes tenen els trossos? I quan es trenca un cristall? Al vidre li podem donar qualsevol forma? I a un cristall de sal li podem canviar la forma de cub? Com? Seran iguals les formes dels cristalls de substàncies diferents? Podem identificar una substància que cristal·litza per la forma dels seus cristalls? Com ens imaginem una substància per dins si és un cristall o si és amorfa (sense forma definida)? Com serà la distribució de les partícules en cada cas? Estaran igualment ordenades?

Exemple d’explicació d’un nen de 4t de primària (Escola “La Mar Bella”, Barcelona)

Canviarà el volum del globus?

Els alumnes han observat canvis en el volum d’un globus situat en un pot en el qual es fa el buit. Després revisem la redacció a partir de la comparació entre les diferents versions. En aquest exemple s’observa com l’alumne ha canviat la paraula ‘ajuntar-se’ per ‘igualar-se’.

Font: Conxita Márquez. Escola Bellaterra (Cerdanyola del Vallès). C.S.

Els materials poden ser substàncies pures o mescles

Els materials poden ser substàncies pures o mescles

Terratrèmols

Idees per treballar

Les idees bàsiques per treballar

Idees per revisar

Les idees habituals de l'alumnat per revisar

"Bones" preguntes

Possibles bones preguntes que ajudin a la construcció d'aquestes idees

Idees per treballar

Els terratrèmols també donen lloc a canvis sobtats en el paisatge. L’explicació científica és l'existència de diferents forces, degudes a la fricció i desplaçament dels materials que conformen les plaques tectòniques i provoquen la deformació d'aquests materials. Arriba un moment en què la tensió generada supera el límit de deformació del material, el qual es trenca, originan un alliberament sobtat d’energia. Aquesta energia es transfereix a través d’ones, que van comprimint i expandint les roques i que provoquen trencaments.

Idees per revisar

La principal dificultat és entendre que perquè s’origini un terratrèmol ha hagut de passar força temps durant el qual s’ha anat acumulant energia. Per tant, és un fenomen sobtat en quan a la seva manifestació, però lent en el seu origen.

Generalment els infants identifiquen sense problemes que un terratrèmol té alguna relació amb els volcans i expressen que  “la Terra tremola quan els volcans exploten”, “La lava està tan calenta que fa tremolar la Terra” o idees similars. Però per entendre les seves causes, exigeix comprendre el concepte de força i conèixer què passa quan s’exerceixen diferents forces sobre diferents materials.

"Bones preguntes" i activitats
Com pot ser que es trenquin les roques si són tant dures?

Aquesta pregunta ens ajuda a pensar que les roques, quan estan sotmeses a forces molt grans, de comprensió i d’expansió, es poden deformar i arribar-se a trencar, igual que passa quan comprimim un guix o quan estirem una goma elàstica. Per tant serà important experimentar amb diferents materials i comprovar com es deformen i com s’arriben a trencar. També es pot comprovar com el punt per on es trenca una roca o un objecte (una goma elàstica, un espagueti...) no és el mateix que el lloc on s’exerceix la força.

Però, com és que quan es trenquen es produeixen ones que fan tremolar altres parts de la Terra?

En un terratrèmol, les roques es trenquen a l’interior de la Terra (en el lloc que s’anomena hipocentre del terratrèmol). Al trencar-se es produeix un alliberament sobtat de l’energia que s’havia anat acumulant, en forma d’ones que empenyen (fan pressió) sobre les roques properes, i així successivament. És com quan, en una fila, una persona n'empeny a una altra i aquesta a la següent, fins que aquest moviment arriba a la darrera. En el cas d’un terratrèmol, arriba a la superfície de la Terra (o del mar) i el lloc més proper a l’hipocentre s’anomena epicentre. En el camí a la superfície de la Terra aquestes ones provoquen sacsejades brusques del terreny i més trencaments.

Pèndol de Newton
Reproducció a l'aula
Com és que uns terratrèmols fan molt mal i d’altres no tant?

Passant de la idea d’una escorça de la Terra contínua a una altra en la qual ens la imaginem formada per parts (plaques) que es mouen, xoquen, s’enfonsen una sota l’altra..., i que aquest moviment causa que en determinants llocs es donin les condicions de temperatura i pressió que originen la formació del magma. Els alumnes solen pensar, també, que només hi ha activitat volcànica a la superfície de la Terra però, en canvi, també n'hi ha sota el mar, i aquesta pot donar lloc a la formació d’illes.

Com és que es succeeixen a uns llocs i no d’altres

La resposta és similar a quan fem aquesta pregunta en relació als volcans. En el cas dels terratrèmols, els moviments de les plaques causen que es trenquin els materials. Els llocs on hi ha probabilitat que es trenquin són els mateixos on hi ha volcans i fonamentalment són els que hi ha contacte entre plaques, ja que el moviment és continu. Per tant, la idea que volcans i terratrèmols estan associats és adequada però no tant que els volcans són la causa dels terratrèmols.

Quina diferència hi ha entre un terratrèmol i un tsunami?

Un tsunami és la conseqüència quasi sempre d’un terratrèmol, però també ho pot ser de l’activitat volcànica submarina o d’un esllavissament submarí o fins i tot d’impactes de meteorits al mar. Per tal que un terratrèmol origini un tsumani, ha de ser de magnitud considerable el seu hipocentre ha de localitzar-se en el fons marí, per sota dels 6.000 metres. L’energia alliberada impulsa una columna d’aigua del mar verticalment, donant lloc a grans onades que poden arribar a la costa i provocar destrosses importants.

Processos externs de la Terra

Idees per treballar

Les idees bàsiques per treballar

Idees per revisar

Les idees habituals de l'alumnat per revisar

"Bones" preguntes

Possibles bones preguntes que ajudin a la construcció d'aquestes idees

Idees per treballar

Idees clau del model dinàmica externa

Idees per revisar

Quan als nens els preguntes quina és la causa d’un canvi en les roques o en un paisatge, sempre posen l’accent en el “pas del temps”, però els és difícil d’identificar altres variables.

Exemples de preguntes i activitats
Com pot ser que es trenqui una roca que és tan dura?

En relació a aquesta pregunta ens interessarà que puguin observar i conèixer que una roca es pot trencar principalment a partir de dos mecanismes. El primer és la fragmentació física (desintegració) deguda a canvis de temperatura, ja sigui per l’aigua que s’introdueix dins de les roques al congelar-se, ja sigui per les contracció i dilatació de les roques en zones on les variacions de temperatura del dia i la nit són altes. El segon mecanisme són les alteracions químiques (descomposició), que en funció de la composició química dels materials, aquests interaccionen amb la pluja àcida, amb l’oxigen i/o el CO2 de l’aire. Per exemple, també ens podem preguntar “per què no hi ha coves a tots els llocs?”.

Un exemple d'activitat

Una activitat possible consisteix en fer dues boles de fang i embolicar-les amb plàstic transparent. Una de les boles es posa al congelador i després de 24 hores es comparen i s’observa que la que ha estat al congelador està esquerdada. Font: Farndon, J. (1992). La Tierra en tus manos. Ed. Plaza y Janés / Tusquets/ Fundació La Caixa.

Com una roca es pot transformar en un còdol?

Una activitat interessant és la de promoure que es plantegin com una roca es pot transformar en un còdol i reconèixer que cal fer diferents accions: picar, rascar, posar-la en aigua... També es pregunta quina acció és més eficaç i, a la natura, on es produeixen aquestes interaccions i com.

Totes les roques canvien igual de ràpid?

Per respondre a aquesta pregunta podem recordar experiències de vistes a coves subterrànies en què sempre ens expliquen els anys que tarda en formar-se una estalactita, i comparar-la amb l’observació de la formació del sauló a partir del granit, entre d’altres. Es pot concloure que la velocitat del canvi depèn principalment del tipus de roca, del clima o de factors vinculats a l’activitat humana (pluja àcida, desforestació, etc.). Més preguntes interessants poden ser: “Com podríem saber si una cova encara s’està engrandint?” o “Com pot afectar el canvi climàtic a la formació de coves o, en general, al canvis en el paisatge degut a la dinàmica externa?

Un cop s’ha trencat una roca, com és que podem trobar els fragments a llocs molt llunyans?

Per donar resposta a aquesta pregunta ens caldrà pensar en la necessitat de dos processos: l’erosió i el transport. L’erosió és l’eliminació física de materials disgregats gràcies a l’acció d’agents dinàmics com el vent, l’aigua i el gel. El transport comporta el desplaçament d’aquests materials a d’altres zones, en bona part degut a processos gravitacionals. Una activitat interessant pot ser la d’observar sorres i preguntar-nos d’on prové tanta varietat de materials. Per amplicar informació, cliqueu sobre la imatge amb una experiència de CESIRE CDEC publicada per Fàtima Dalmau de l'Escola Camins de Banyoles.

De què depèn que un riu erosioni més o menys un terreny?

Una activitat-tipus per investigar en acció. Clica sobre la imatge per accedir-hi

Exemples de qüestionaris que combinen preguntes tancades i obertes

Exemples de qüestionaris que combinen preguntes tancades i obertes

MODEL MATÈRIA

Possibilita identificar si l’alumnat és capaç d’imagi-nar-se que la matèria és discontinua i com es distri-bueixen les partícules en una dissolució. La resposta exi-geix no només escollir una de les imatges, sinó també justificar la raó de la selecció.

COM ENS IMAGINEM EL QUE NO VEIEM?

Mesclem aigua i sucre. Si tinguéssim unes ulleres màgiques que ens permetessin veure la mescla per dins, quins d’aquests dibuixos explica millor el que creus  que veuries?

Explica per què has escollit aquest dibuix
Comprensió lectora

Els alumnes han d’escollir entre dues cartes i valorar quina és la millor  (independentment de si s’està d’acord o no amb l’argumentació).

Font de la imatge: PISA 2006

Exemples de K.P.S.I.

Exemples de K.P.S.I.

CONCEPTUAL (Microbiologia, 6è primària)

Font: Escola Coves d’en Cimany (BCN), T. Pigrau, 6è

CONCEPTUAL (Triangles, 1r ESO)

Font: IESM Juan de la Cierva, R. Rodríguez, 1r ESO

PROCEDIMENTAL (Lupa Binocular, primària)

Font: Escola Coves d’en Cimany (BCN), T. Pigrau

ACTITUDINAL (Actituds en el treball en el laboratori, 6è primària)

Font: IES Sant Feliu de Guíxols,  J. Albertí, ESO

Exemples de preguntes tancades

Exemples de preguntes tancades

Aquests qüestionaris que permeten…

.. identificar els diferents estils motivacionals de l’alumnat cap a l’aprenentatge

Possibiliten que el professorat tingui en compte la diveristat d’estils motivacionals d’aprenentatge de les ciències i promogui activitats de diferents tipus que motivin a tots i totes

COM T’AGRADA APRENDRE CIÈNCIES?

Aquí tens descrits 4 personatges que poden representar diferents alumnes que hi ha a l’institut. Indica amb quin et sents més identificat o identificada.

1: Em sento identificat/da principalment amb …………………..

​2: Potser també em sento una mica identificat/da amb ……………….

​Si no et sents reflectit/da en cap d’ells/elles, fes la teva pròpia descripció de manera semblant a les que hi ha aquí.

A.   Al Sergi/Rosa no li agrada estudiar sol/a. Per això a classe normalment s’avorreix una mica i parla amb els companys i companyes. Li agraden molt les pràctiques i fer treballs en grup, tant a classe com a casa, perquè així pot estar amb la gent i parlar. És molt sociable i no li agrada estar assegut/a hores a classe sense parlar amb els altres, només escoltant al professor o professora o fent exercicis avorrits. Sovint s’apunta a activitats i sempre està fent coses. 

B.   Al Ricard/Maria li agrada molt aprendre coses noves i poder-les fer al seu aire. No li agraden massa les classes si allà només parla el professor o professora, però intenta estar atent i relacionar-lo amb coses que li interessen i que li agradaria saber. Té curiositat per conèixer qüestions relacionades amb l’assignatura però que normalment no es tracten a les classes. Li agrada que li donin material i diferents llibres per treballar a casa, pel seu compte. A les classes més pràctiques s’ho passa molt bé si pot inventar-se experiments, construir aparells o descobrir què passa en fer alguna cosa nova. 

C.   A l’Albert/Laura li agrada que li expliquin les coses molt clares i que el professor o professora digui el que s’ha de fer i el camí que ha de seguir per estudiar. Li agrada fer les coses ben fetes, si no, s’ho passa malament. Procura tenir uns bons apunts, ben clars i ordenats. Sempre estudia abans dels exàmens i intenta preparar-los bé, perquè si no ho fa s’ho passa molt malament. Prefereix que a classe no es pregunti massa perquè no es dispersi el contingut d’allò que està tractant el professor o la professora. 

D.  Al Marc/Sílvia li resulta molt poc interessant tot el que es fa normalment a les classes de ciències. Pensa que sí que li aniria bé tenir estudis però tot el que ha de fer per aconseguir-ho no té cap al·licient per a ell/a. Sort que a l’Institut es pot trobar amb amics i amigues. De vegades intenta estar atent/a a classe o estudiar a casa, però no pot concentrar-se i sempre es distreu. 

Font: Josefina Mirandes


…compartir objectius d’aprenentatge, ja que no es tracta tant de compro-var si ho saben com de generar dubtes

Possibilita identificar si l’alumnat creu en la generació espontània i si activa possibles coneixements sobre la metamorfosi

AMB QUINA OPCIÓ ESTÀS D’ACORD?

A la Sònia li agraden les castanyes. Quan és l’època en menja moltes tant de torrades com de crues. Alguna vegada s’ha trobat un ‘cuc’ viu a l’interior d’alguna d’elles i no sap com explicar aquest fet. Indica amb quina opinió d’entre les següents estàs d’acord

– L’Albert li diu que la castanya s’ha podrit i que d’aquest material podrit s’ha format el ‘cuc’.

– La Marta diu que algun insecte va posar els ous a la castanya i quan s’han desenvolupat ha sortit el ‘cuc’.

– En Joan diu que un ‘cuc’ l’ha foradat i ha entrat a dins per menjar la castanya.

La mestra diu que tot i que a la vida quotidiana d’aquests éssers vius en diem ’cucs’, en realitat n’hauríem de dir erugues. Quina de les afirmacions següents és la que explica millor per què cal dir-ne erugues?

– Perquè els cucs són de color gris o vermellós i el ‘cuc’ de la castanya és blanquinós i per tant, no és un cuc.

– Perquè els cucs viuen a terra i no a l’interior de les castanyes.

– Perquè  el ’cuc ‘ de la castanya al cap d’un temps es transformarà en un insecte adult.


….. avaluar

Possibilita avaluar la competència matemàtica, en particular la dimensió de connexions (espai-forma)


… Promoure l’autoavaluació de l’alumnat

Possibilita l’autoavaluació en relació al treball per parelles

QÜESTIONARI D’ESCALA LIKERT


…Autoavaluar el nivell inicial en el coneixement d’idees, de procediments, d’actituds, de sentiments i, alhora, compartir els objectius d’aprenentatge

Possibilita, de manera senzilla, fàcil i ràpida, conèixer la percepció que tenen els estudiants sobre el que saben, saben fer o tendeixen a fer

KPSI. Knowledge and Prior Study Inventory.

KPSI (Knowledge and Prior Study Inventory)

Les dades del grup classe es poden recollir a mà alçada o també a través d’eines com “Kahoot” o “Google-Drive”, entre d’altres. No s’ha d’utilitzar moltes vegades en un mateix curs, ja que els alumnes acaben per respondre de manera rutinària, sense pensar.

Es pot referir a conceptes, procediments, actituds o sentiments. Les preguntes no poden ser del tipus “què és?”. Se n’han de plantejar poques, entre 5-7.

Si les preguntes estan ben escollides, comuniquen els objectius d’aprenentatge i ajuden a activar i revisar les idees que ja es coneixen. Per tant, una vegada els aprenents s’han autoavaluat, és important compartir les diferents percepcions. Un alumne explica als companys quina és la seva idea i aquests poden expressar si hi estan d’acord, com l’explicarien de manera diferent o com la complementarien. A vegades, quan la finalitat és recordar continguts ja treballats, es pot arribar a consensuar entre tots una explicació o resposta que es consideri vàlida. Però en d’altres, poden quedar plantejats els dubtes a solucionar al llarg del procés d’aprenentatge.

El fet d’identificar què és el que creuen que saben s’ha revelat tant útil com conèixer el que realment pensen, ja que sovint s’ha d’ajudar a autoregular la percepció inicial. Per exemple, si els alumnes creuen que saben més del que en realitat coneixen, desconnectaran i no s’interessaran per dur a terme les activitats que es proposaran per aprendre i, per tant, la intervenció del docent estarà orientada a promoure que reconeguin que no en tenen un bon coneixement.

Per tant, el KPSI és un instrument que no és útil per decidir si s’ha millorat al final d’un procés d’aprenentatge a partir de que es posin un nº més alt, ja que sovint una valoració inferior demostra que l’alumne ha reconegut que no s’havia autoavaluat idòniament a l’inici.

EXEMPLES DE KPSI

Exemples de preguntes obertes

Exemples de preguntes obertes

Aquesta pregunta es pot utilitzar per….

…identificar els coneixements previs, per regular-los o per comprovar els resultats després d’un procés d’aprenentatge

…identificar les percepcions que tenen els alumnes sobre ells.

…identificar els coneixements previs, per regular-los, o per comprovar els resultats després d’un procés d’aprenentatge

……identificar els coneixements previs, per regular-los o per comprovar els resultats després d’un procés d’aprenentatge

En aquesta entrada trobareu alguns dibuixos fets per alumnes i una xarxa sistèmica per analitzar les idees que expressen amb la finalitat d’identificar el tipus de dificultat que presenten.


…identificar els coneixements previs, per regular-los, o per comprovar els resultats després d’un procés d’aprenentatge

En aquesta entrada trobareu una xarxa sistèmica per analitzar les idees expressades per l’alumnat en les seves respostes.

…identificar els coneixements previs, per regular-los, o per comprovar els resultats després d’un procés d’aprenentatge

Preguntes complexes

Preguntes complexes

S’entén per complexa una tasca d’avaluació que, per donar-hi resposta, promou que l’alumnat mobilitzi sabers ben diversos i els interrelacioni. En els qüestionaris tradicionals es tendeix a plantejar preguntes curtes, cadascuna en funció d’un sol concepte o variable. Es creu que si l’estudiant respon correctament a totes elles té un bon coneixement del model global. Per contra, el tot és més que la suma de les parts i, moltes vegades, bones respostes parcials no comporten un coneixement que les interrelacioni. Això no pressuposa que al voltant d’una pregunta complexa no es puguin plantejar diverses qüestions, però sempre promovent que l’alumnat hagi d’establir connexions.

També s’ha de tenir en compte que les preguntes poden tenir diferents nivells de complexitat, però sense deixar de ser competencials

Exemples de preguntes complexes
Article de Mercè Mas i Neus Sanmartí a Perspectiva Escolar.

Preguntes productives

Preguntes productives

S’entén per productiva una tasca que no reprodueix aquelles que s’han realitzat per aprendre. La competència passa per demostrar la capacitat d’aplicar els sabers apresos a la interpretació de nous fets o a l’actuació en noves situacions, diferents dels treballats a classe, o per comunicar-los de manera idònia en funció del receptor.  Per exemple, no és el mateix preguntar “què és la densitat?” que plantejar “quina definició de densitat escriuries per posar-la en un diccionari per a joves que no coneixen el significat del terme?” o “com li explicaries a una companya del curs anterior què és la densitat?”.

Aquestes demandes es poden fer tant a l’inici d’un procés d’aprenentatge, mentre aprenen o bé al final. A vegades es creu que al tractar-se d’idees no treballades anteriorment, l’alumnat no podrà dir res, però sabem que tots tenen idees construïdes a partir de les seves vivències i informacions rebudes. Les respostes possibiliten identificar i comprendre els punts de partida, i és a partir d’ells que s’haurà d’anar promovent la seva reconstrucció.  

Si el qüestionari s’utilitza per acreditar resultats de processos d’aprenentatge, s’hi poden incloure diferents qüestions, d’entre les quals unes poden ser més reproductives que d’altres, però la majoria han de tendir a avaluar si l’alumnat és capaç d’aplicar els sabers apresos a una nova situació, es a dir, a transferir.

Nivells de preguntes segons el seu caràcter productiu o reproductiu