On fixar la mirada per modelitzar des de la Química.
Teresa Pigrau
Neus Sanmartí
Per construir explicacions a partir de les experimentacions que anem fent, caldrà anar relacionant tres mons: el macro (tot allò que observem al manipular els diferents materials), el micro (el que imaginem sobre com són aquest materials per dins, mon que ens possibilita explicar els canvis observats) i el mon del llenguatge simbòlic (que possibilita representar i comunicar les observacions i les explicacions, i que és específic de la química).
En el dia a dia utilitzem un gran nombre de materials (aigua, aire, metalls, ceràmics o vidre, plàstics, d’origen orgànic -fusta, paper, cotó-, combustibles…), i cada vegada se n’obtenen de nous que ens fan la vida més fàcil però que també sovint comporten problemes ambientals. Per tant serà important comprendre perquè els utilitzem, com s’obtenen i què passa quan els deixem d’utilitzar, per tal de poder prendre decisions fonamentades en relació al seu ús.
El model per aprendre sobre els “sistemes materials” s’hauria de treballar a tots els cicles i aprofundir-hi, en espiral. Podem observar i experimentar propietats i canvis en tot tipus de materials: aigua, aire, metalls, plàstics, fustes, paper, farina, teixits, aliments, sal, guix, i molts més que utilitzem quotidianament, i generar explicacions que ens portin a emprar-los de manera responsable.
Per interpretar les propietats i canvis dels materials és necessari fixar la mirada i preguntar-nos sobre:
ESTRUCTURA
Composició i propietats
La seva estructura per tal de reconèixer quina és la seva composició (les substàncies que en formen part i com estan distribuïdes, per exemple, en un objecte, una mescla…), i les propietats (com són i com es comporten). Per explicar aquestes propietats i els canvis, també caldrà imaginar l’estructura dels materials per ‘dins’ formada per ‘partícules’ (nivell micro).
Un material o diferents? Dur o tou? Àcid o bàsic? Sòlid, líquid, gas o plasma? Mescla o pur? Ordenat o desordenat?
CANVIS I PROCESSOS
Físics i químics
Els canvis que tenen lloc a l’interaccionar els materials entre ells i amb d’altres que formen el sistema, i que poden ser deguts a interaccions dèbils (físiques), o fortes (químiques). Reconeixerem quines eren les substàncies que hi havia abans del canvi i després, i en què han canviat. Si les substàncies són les mateixes abans i després, poden haver canviat el seu estat, el volum, etc. Si les substàncies finals són diferents a les inicials, es poden observar canvis en el color, l’olor, la densitat, el punt de fusió… La matèria (la massa, els elements, les partícules -àtoms-) es conserva a llarg de tot tipus de canvis. Tots aquests canvis són cíclics (cicle de l’aigua, del paper, del CO2…).
Com canvia quan es donen cops, quan s’afegeix aigua, quan s’escalfa, quan fem passar electricitat…? Què hi havia abans i després del canvi? Com sabem que quan interaccionen dues substàncies la interacció és feble o forta?
CONTROL-REGULACIÓ
de les interaccions
Les interaccions matèria-energia entre el sistema i el seu entorn, identificant què entra i què surt i com es controla-regula el canvi (per exemple, la seva velocitat) en funció de variables com la temperatura, la pressió o la quantitat de les substàncies que interaccionen.
Com es pot aconseguir que els canvis siguin més lents o més ràpids? Com canvia el medi quan un material canvia? Com podem aconseguir que els canvis siguin sostenibles ambientalment?
Temps
Incidint en el cicle del material, és a dir, com podem tornar-lo a tenir a partir de la reflexió sobre d’on ve (l’aigua, el paper, el CO2…) i a on va en cadascun dels canvis que possibiliten tancar el cicle.
Escala
L’escala a la que ens referim quan analitzem un sistema material, diferenciant entre el nivell “supra”, que correspon quan els materials els observem en un medi determinat (paisatge, màquina, objecte…), “macro”, que correspon a les observacions fetes d’un material concret a ull nu o amb la lupa, i el nivell “micro”, que és el que correspon a com ens imaginem la matèria per dins (discontínua). Actualment també parlem del nivell “nano”, entre el macro i el micro. Per poder explicar tant la composició d’un material com les seves propietats i canvis, hem d’imaginar-nos com és aquest material per dins i, per tant, interrelacionar escales diverses.
Per tant, a partir de l’experimentació amb un material concret, proper als infants, es pretén que siguin capaços d’analitzar i explicar usos i canvis en d’altres, és a dir, construir el que en didàctica es coneix com el model per interpretar els sistemes materials, per tal de poder-lo transferir. L’objectiu, doncs, no és posar el focus en les particularitats de cada material, sinó establir què tenen en comú amb d’altres i en què es diferencien, i poder argumentar com fer-ne un bon ús.