Analysis of the teaching of quantum concepts in the “Atomic Structure of Matter” unit in textbooks
- Zulman Estela Muñoz-Burbano
, - Jordi Solbes,
- German Enrique Ramos
Abstract
En el artículo se analiza cómo se presentan conceptos cuánticos en la unidad de “Estructura atómica de la materia” en los libros de texto de grado décimo en el área de química. El objetivo es indagar si en esta unidad se realiza la transposición de conceptos cuánticos básicos relacionados con la estructura atómica de la materia y cómo se hace. Para ello, se trabajó desde una metodología de análisis de contenido, con el uso de una rejilla de análisis. Las conclusiones permiten afirmar que los libros de texto analizados no utilizan los conceptos cuánticos para desarrollar la unidad de “Estructura atómica de la materia”. Por el contrario, se presentan omisiones, yuxtaposición de conceptos clásicos y cuánticos e incluso errores conceptuales, sobre todo en la transposición de la dualidad de los objetos cuánticos, en las relaciones de indeterminación y en los números cuánticos.
Keywords
textbooks, transposition, atomic structure of matter
References
Alzate, M., Lanza, C., & Gómez, M. (2007). Usos de los libros de texto escolar: actividades, funciones y dispositivos didácticos. Universidad Tecnológica de Pereira, Postergraph.
Artuso, A. (2015). Diferenças da dinâmica de aula e sua relação com o livro didático de física. XXI Simpósio Nacional de Ensino de Física (XXI SNEF), Uberlândia, MG, Brasil.
Artuso, A., & Appel, J. (2015). A dinâmica de aula e sua relação com o livro didático segundo professores de física do Ensino Médio. XXI Simpósio Nacional de Ensino de Física (XXI SNEF), Uberlândia, MG, Brasil.
Bohr, N. (1913). I. On the constitution of atoms and molecules. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 26(151), 1-25.
Braga, G., & Belver, J. (2016). El análisis de libros de texto: una estrategia metodológica en
la formación de los profesionales de la educación. Revista Complutense de Educación,
27(1), 199-218. https://doi.org/10.5209/rev_RCED.2016.v27.n1.45688
Bravo, A., & Cantoral, R. (2012). Los libros de texto de cálculo y el fenómeno de la transposición didáctica. Educación matemática, 24(2), 91-122.
Brockington, G, & Pietrocola, M. (2005). Serão as regras da transposição didática aplicáveis aos conceitos de Física Moderna? Investigações em Ensino de Ciências, 10(3), 387-404.
Calvo, M., & Martín, M. (2005). Análisis de la adaptación de los libros de texto de ESO al currículo social, en el campo de la Química. Enseñanza de las Ciencias, 23(1), 17-32
Clavijo, M., Walteros, A., & Cortés, C. (2019). La actividad experimental como una parte fundamental para la enseñanza de la física moderna: el caso de la mecánica cuántica. Tecné, Episteme y Didaxis: TED, (45), 191-206. https://doi.org/10.17227/ted.num45-9846
Cohen, R., & Arden, A. (2010). How the curriculum guideline «The cell is to be studied longitudinally» is expressed in six Israeli junior-high-school textbooks. Journal of Science, Education and Technology, 19(3), 276-292. https://doi.org/10.1007/s10956-009-9199-6
Cuellar, L., Pérez, R., & Quintanilla, M. (2005). La propuesta de Ernest Rutherford en los libros de texto en Colombia: un análisis desde la historia de las ciencias y la visión de transposición didáctica en ellos. Enseñanza de las Ciencias, (Extra), 1-6.
Cuesta, Y. (2018). Estado del arte: tendencias en la enseñanza de la física cuántica entre 1986 y 2016. Tecné, Episteme y Didaxis: TED, (44), 147-166. https://doi.org/10.17227/ted.num44-8995
Chevallard, Y. (1991). La transposición didáctica: del saber sabio al saber enseñado. Aique.
D’Aquino, M., & Artuso, A. (2019). O uso do livro didático de ciências de 6º a 9º ano: um estudo com professores brasileiros. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, 19, 709-746. https://doi.org/10.28976/1984-2686rbpec2019u709746
Fanaro, M. (2009). La enseñanza de la mecánica cuántica en la escuela media [Tesis doctoral, Universidad de Burgos]. https://www.researchgate.net/publication/237838348_Ensenanza_de_la_Mecanica_Cuantica_en_la_escuela_media
Fernández, P., González, E., & Solbes, J. (2005). Evolución de las representaciones docentes en la física cuántica. Enseñanza de las Ciencias, (extra), 1-5.
Gil, D., & Solbes, J. (1993). The introduction of modern physics: overcoming a deformed vision of science. International Journal of Science Education, 15(3), 255-260. https://doi.org/10.1080/0950069930150303
Gomes, R., Gomes, M., & Lopes, A. (2005). Contextualização e tecnologias em livros didáticos de biologia e química. Investigações em Ensino de Ciências, 10(3), 405-417.
González, E., Muñoz-Burbano, Z., & Solbes, J. (2020). La enseñanza de la física cuántica: una comparativa de tres países. Góndola, Enseñanza y Aprendizaje de las Ciencias, 15(2). http://doi.org/10.14483/23464712.15619
Holton, G., & Brush, S. (2001). Physics, the Human Adventure. From Copermicus to Einstein and Beyond. University Press.
Ibáñ ez, M., & Ramos, M. (2004). Physics textbooks presentation of the energy-conservation principle in hydrodynamics. Journal of Science Education and Technology, 13(2), 267-76.
Jaramillo, J. (2015). Implementación de una propuesta didáctica apoyada en el uso de las tecnologías de la información y la comunicación para la enseñanza y el aprendizaje de la mecánica cuántica fundamental en el nivel medio en Colombia [Tesis de maestría, Universidad Nacional de Colombia]. Repositorio Institucional, Biblioteca Digital. Universidad Nacional de Colombia
Lévy-Leblond, J. (2003). On the Nature of Quantons. Science & Education, 12(5-6), 495-502.
Lima, N., Ostermann, F., & Cavalcanti, C. (2017). Física quântica no ensino médio: uma análise bakhtiniana de enunciados em livros didáticos de Física aprovados no PNLDEM 2015. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 34(2), 435-459. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2017v34n2p435
López-Noguero, F. (2002). El análisis de contenido como método de investigación. XXI. Revista de educación, (4), 167-180.
Marmolejo, G., & González, M. (2013). Visualización en el área de regiones poligonales. Una metodología de análisis de textos escolares. Revista Educación Matemática, 25(3), 61-102.
Martínez, J., & Rubio, J. (2018). Teoría y metodología de investigación sobre libros de texto: análisis didáctico de las actividades, las imágenes y los recursos digitales en la enseñanza de las Ciencias Sociales. Revista Brasileira de Educação, 23, 1-23. https://doi.org/10.1590/S1413-24782018230082
Maturano, C., & Mazzitelli, C. (2018). Libros de texto de ciencias naturales, de ayer, de hoy y, ¿de siempre? Revista de Enseñanza de la Física, 30(1), 49-62.
Maturano, C., Rudolph, C., & Soliveres, M. (2016). El texto del manual escolar de ciencias: ¿puente u obstáculo para el aprendizaje? Revista de Enseñanza de la Física, 28(Extra), 29-37.
Moya, C. (2008). Aproximación al concepto y tratamiento de texto escolar. Cuadernos de Lingüística Hispánica, (11), 133-152.
Muñoz, Z. (2018). Quiebres epistemológicos para la enseñanza de la teoría cuántica. Revista Historia De La Educación Colombiana, 21(21), 79-97. https://doi.org/10.22267/rhec.182121.9
Muñoz, Z. (2020). Enseñanza de la estructura atómica de la materia en la educación secundaria en Colombia [Tesis doctoral, Universidad de Nariño y Universitat de València]. Repositori d’Objectes Digitals per a l’Ensenyament la Recerca i la Cultura. http://roderic.uv.es/handle/10550/75604
Padilla, J., Tibaquirá, D., & Riaño, C. (2015). La pertinencia del uso del texto escolar: características, condiciones y restricciones. D. Velázquez & R. López, El texto escolar: investigaciones sobre sus perspectivas y uso en la ciudad de Bogotá (pp. 37-64). Universidad de la Salle.
Páez, L. (2016). El libro de texto escolar y la tercera misión pedagógica alemana: aportes a los procesos de enseñanza desde el diseño editorial en Colombia [Tesis de maestría, Universidad Nacional de Colombia]. Repositorio Institucional, Biblioteca Digital. Universidad Nacional de Colombia
Petrucci, R., Herring, F., Madura, J., & Bissonnette, C. (2011). Química general. Principios y aplicaciones modernas. Prentice Hall Pearson.
Quílez, J. (2006). Análisis de problemas de selectividad de equilibrio químico: errores y dificultades correspondientes a libros de texto, alumnos y profesores. Enseñanza de las Ciencias, 24(2), 219-240.
Ramírez, J., Badillo, R., & Miranda, R. (2010). El modelo semicuántico de Bohr en los libros de texto. Ciência & Educação (Bauru), 16(3), 611624. https://dx.doi.org/10.1590/S1516-73132010000300008
Ramírez, S., Fleisner, A., & Viera, L. (2017). Temas de química cuántica: análisis de su presentación en libros de texto de química general. Educación química, 28(3), 147153. https://dx.doi.org/10.1016/j.eq.2017.03.002
Rodrigues, L. (2015). O professor e o uso do livro didático de Biologia [Dissertação de Mestrado em Educação Científica e Tecnológica]. https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/160550
Sinarcas, V., & Solbes, J. (2013). Dificultades en el aprendizaje y la enseñanza de la física cuántica en el bachillerato. Enseñanza de las Ciencias: Revista de Investigación y Experiencias Didácticas, 31(3), 9-25. https://doi.org/10.5565/rev/enscien/v31n3.768
Snyder, V., & Broadway, F. (2004). Queering High School Biology Textbooks. Journal of Research in Science Teaching, 41(6), 617-636. https://doi.org/10.1002/tea.20014
Solarte, M. (2006). Los conceptos científicos presentados en los textos escolares: son consecuencia de la transposición didáctica. Revista Electrónica de la Red de Investigación Educativa [en línea], 1(4). http://revista.iered.org/v1n4/pdf/csolarte.pdf
Solbes, J. (1986). La introducción de los conceptos básicos de física moderna (Doctoral dissertation, Universitat de València). https://dialnet.unirioja.es/servlet/tesis?codigo=79714
Solbes, J. (2013). Contribución de las cuestiones sociocientíficas al desarrollo del pensamiento crítico (II): Ejemplos. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 10(2), 171-181. http://dx.doi.org/10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2013.v10.i2.03
Solbes, J. (2018). El modelo cuántico del átomo. Dificultades de comprensión y propuestas para su enseñanza. Alambique. Didáctica de las ciencias experimentales, 93, 26-33.
Solbes, J. (2019). Cuestiones socio-científicas y pensamiento crítico: una propuesta contra las pseudociencias. Tecné, Episteme y Didaxis, (46), 81-99. https://doi.org/10.17227/ted.num46-10541
Solbes, J., & Sinarcas, V. (2009). Utilizando la historia de la ciencia en la enseñanza de los conceptos claves de la física cuántica. Didáctica de las Ciencias Experimentales y Sociales, 23, 123-151. https://ojs3.uv.es/index.php/dces/article/view/2404
Solbes, J., Calatayud, M., Climent, J., & Navarro, J. (1987a). Diseño de un currículum para la introducción del modelo atómico cuántico. Enseñanza de las Ciencias, (Extra), 209-210.
Solbes, J., Calatayud, M., Climent, J., & Navarro, J. (1987b). Errores conceptuales en los modelos atómicos cuánticos. Enseñanza de las Ciencias, 5(3), 189-195. http://roderic.uv.es/handle/10550/36256
Solbes, J., Muñoz, Z., & Ramos, G. (2019). Enseñanza de la estructura atómica de la materia en Colombia. Revista Historia De La Educación Colombiana, 22(22), 117-140. https://doi.org/10.22267/rhec.192222.54
Villaveces, J. (2000). Química y Epistemología, una relación esquiva. Revista Colombiana de Filosofía de la Ciencia, 1(3), 9-26.
Vizcaíno, D. (2017). Significados de matematización en la enseñanza de la física presentes en libros didácticos de física universitaria. Tecné Episteme Y Didaxis: TED, (Extra), 908-914. https://revistas.pedagogica.edu.co/index.php/TED/article/view/4832