Una primera anàlisi de coneixements de l'alumnat de ciències químiques: 1r curs [1]

Resum

Quins coneixements de les assignatures de primer cicle de la carrera de Ciències Químiques són imprescindibles per poder encetar, amb certes garanties de comprensió, l’estudi de les assignatures del segon cicle? Quan es fa aquesta pregunta a una selecció del professorat i, en base a les respostes rebudes, es prepara i es passa una enquesta a alumnat de primer i de segon curs, s’obtenen resultats força interessants. Es detecten punts en què cal incidir, i àrees de coneixement que semblen ben assentades.

Descriurem el procediment seguit en la preparació de les enquestes, i alguns resultats preliminars.

Introducció

Aquest treball sorgeix com a continuació d'un estudi (Albero-Carbonell et al, 1995) de la influència del professorat de secundària en l'elecció de la carrera de químiques per part de l'alumnat.

L’objectiu és ara estudiar quins són els conceptes del 1r cicle, (en concret, del 1r i del 2n curs de la llicenciatura de Ciències Químiques), que un/a alumne/a necessita per a cursar el 2n cicle amb aprofitament. Una part d’aquest treball ha estat presentat prèviament (2).

La metodologia de treball es basa en passar, en primer lloc, una enquesta amb aquesta mateixa qüestió a una mostra del 50 % del professorat del 2n cicle de la carrera, amb els resultats detallats més endavant.

Una vegada analitzades les respostes del professorat, es prepara i es passa una enquesta detallada a una mostra de l'alumnat del 1r cicle. Les preguntes, tipus test, però amb espais oberts per a l'explicació, cobreixen totes les àrees de coneixement científic que haurien de resultar familiars en acabar el primer cicle.

 

El pla d’estudis

Aquest treball, per la seua naturalesa, s'ha de bassar necessàriament en un estudi crític de la càrrega lectiva. Atenent al pla d'estudis de la carrera de Químiques de l'any 1993, hom arriba a les conclusions següents:

·      Crèdits del 1r cicle:

Þ  al pla antic hi havia més enginyeria i menys química orgànica

·      Crèdits totals:

Þ  tot i ser una carrera de ciències, les matèries com la física i la matemàtica han perdut importància

Þ  tenen un gran pes específic les assignatures de lliure configuració i les optatives (més del doble de crèdits que de matemàtiques i de física)

Þ  escollint les assignatures apropiadament, és possible l'especialització fins a un 6 % en un departament.

Segons aquestes consideracions, en un determinat moment de la carrera es formula la pregunta clau en la vida de l'estudiant/a de Ciències Químiques a Espanya (o, si més no, a Alacant):

    —Per a què serveix un/a químic/a?

I la resposta ha de tenir en compte, almenys, tres aspectes professionals:

·      docència: s'ha d'estudiar el CAP

·      investigació: s'ha d'estar mal del cap

·      indústria: et duran de cap, ja que solament s'ha estudiat un 2 % d'enginyeria al llarg de la carrera.

 

Pregunta al professorat

Es va fer la pregunta següent al professorat que fa alguna assignatura del segon cicle de Químiques: Quins coneixements de les assignatures de primer cicle de la carrera de Ciències Químiques són imprescindibles per poder cursar la seua assignatura?

Les respostes rebudes es mostren en la taula 1 següent.

Cada columna arreplega les qüestions que, d’un departament determinat, creu el professorat que ha d’estar ben enteses per l’alumnat. Apareixen en cursiva les autocitacions, (és a dir, quan un/a professor/a de, per exemple, Química Física cita un determinat concepte o coneixement necessari que és, també, d’una assignatura de Química Física —el mateix departament— del primer cicle).

Cada repetició es simbolitza amb ", és a dir, si diferents professores/rs han esmentat un mateix concepte.

Taula 1: Conceptes o temes que s’haurien de dominar, de cada departament, segons el professorat del Departament indicat darrere del concepte corresponent.

Taula 1 (continuació): Conceptes o temes que s’haurien de dominar, de cada departament, segons el professorat del Departament indicat darrere del concepte corresponent.

Taula 1 (continuació): Conceptes o temes que s’haurien de dominar, de cada departament, segons el professorat del Departament indicat darrere del concepte corresponent.

 

Temes comentats pel professorat que no apareixen als descriptors del pla d'estudis

De l’anàlisi de les respostes del professorat es detecten, curiosament (?), un grapat de temes que no apareixen explícitament en els descriptors de cap assignatura del pla oficial del primer cicle de la carrera. Són els següents (entre parèntesis apareix el departament que cita el tema):

·      Catàlisi homogènia a l'assignatura de cinètica química. (Q.F.)

·      Models de l'estat líquid. (Q.F.)

·      Adsorció en sòlid gas i tipus d'isotermes. (Q.F.)

·      Teoria cinètica dels gasos. (Q.F.)

·      Moment angular i moment d'inèrcia (en Física). (Q.F.)

·      Sèries matemàtiques. (Q.F.)

·      Aplicació de conceptes àcid¾base i oxidació¾reducció a la reactivitat. (Q.I.)

·      Mecànica de fluids. (Q.I.)

·      Terminologia de material de laboratori. (Laboratori Q.I.)

·      Labilitat i inèrcia de complexos. Mètodes de preparació de compostos de coordinació. (Laboratori Q.I.)

·      Extracció amb dissolvents. (Laboratori Q.I.)

·      Predicció de les reaccions químiques. (Laboratori Q.I.)

·      Color i absorció en física. (Laboratori Q.I.)

·      Efectes electrònics en química orgànica. (Q.O.)

·      Complexes metàl·lics amb lligands orgànics. (Q.O.)

·      Bon nivell de coneixements d'anglès escrit i oral. (Q.O.)

·      Idees bàsiques d'espectroscòpia. (Q.O.)

·      Simetria en sistemes. (Q.O.)

·      Residus. Impacte ambiental. (Q.A.)

 

Enquesta a l’alumnat

La segona part de l’estudi es basà en passar una enquesta (3) a l'alumnat de 1r curs i de 2n curs, per tal de veure si es dominen els temes que el professorat del segon cicle suposa més importants.

En aquesta comunicació únicament ens referirem a una anàlisi provisional de les respostes donades per l’alumnat de 1r curs.

Aquesta enquesta tenia 41 preguntes de tipus test amb uns 4 ó 5 apartats cadascuna. Per tal d’evitar l’arbitrarietat que pot acompanyar un test on es marca una resposta entre unes quantes i, sobretot, per garantir que s’entenia la resposta elegida, la majoria de les preguntes venien acompanyades d’un xicotet espai per a una explicació oberta i curta.

D’aquesta manera, es fa un recorregut a les qüestions més importants que se suposa que hauria de conéixer l’alumnat de primer curs. Aquestes qüestions es presenten barrejades i intercalant nivells de dificultat i branca de la ciència al que pertanyen.

Resultats de l'enquesta a l’alumnat

De l'enquesta a 48 alumnes de primer, hom arriba a les següents conclusions:

Þ  Qüestions que es dominen majoritàriament (> 75% de respostes correctes):

·      Electronegativitat dels elements.

·      Nomenclatura del material de laboratori.

·      Càlcul de la mitjana d'un conjunt de dades, encara que no es conega el significat d'eixe valor.

Þ  Qüestions que es dominen només parcialment (< 50% de respostes correctes):

·      Dependència del color del objectes.

·      Orbitals atòmics.

·      Espontaneïtat de les reaccions redox segons el valor del potencial de les semirreaccions.

·      Índex de refracció.

·      Identificació de grups funcionals de química orgànica.

·      Espontaneïtat de les reaccions redox segons el valor de la energia lliure de Gibbs.

·      Identificació de reaccions orgàniques.

·      Identificació de substàncies indicadores al laboratori d'analítica.

Þ  Qüestions que menys es dominen (< 25% de respostes correctes):

·      Derivació de funcions compostes.

·      Llei de Bragg.

·      Diferència del punt de fusió de dues sals inorgàniques.

·      Isomeria en compostos orgànics.

·      Nomenclatura orgànica.

·      Diferència de l'acidesa dels halogenurs d'hidrogen.

·      Diferència entre cinètica i termodinàmica d'una reacció.

·      Diferències entre conducció per electrons, cations, anions i forats.

·      Activitat òptica.

·      Primitiva d'una funció.

·      Dependència de l'espectre d'emissió de les substàncies químiques.

·      Polarització de les ones electromagnètiques.

·      Diferenciació cualitativa del punt de fusió de dos elements metàl·lics (W i Li).

·      Espontaneïtat d'una reacció segons l'entalpia.

·      Diferències entre reflexió, refracció, difracció i dispersió.

 

Conclusions

Les conclusions d’aquesta primera anàlisi de l’estudi són necessàriament provisionals. Per una banda, l’alumnat de 1r curs va contestar l’enquesta quan encara mancava un terç del segon quadrimestre. I els resultats de l'enquesta a l'alumnat de 2n estan en procés d'avaluació.

És de destacar que els conceptes que menys es controlen pertanyen a totes les branques de la carrera. Probablement s’hauria de fer un esforç comú per intentar solucionar el problema, especialment en els conceptes esmentats en el present estudi, tot i que, de ben segur, n’hi haurà molts més que caldria reforçar.

S’ha de tenir en compte, però, que aquest estudi s’ha de completar amb l’enquesta feta a bona part de l’alumnat del segon curs, ja que alguns conceptes ací estudiats s’han d’aprendre en aquell curs.

A més a més, fóra convenient fer una anàlisi de respostes correctes creuades, per àrea de coneixement, per curs on s'ha estudiat el tema (1r o 2n), i separar l'alumnat primerenc del que repeteix l'assignatura.

Els resultats de tota aquesta anàlisi queden per a comunicacions futures.

 

Agraïments

El prof. Joaquín Martínez Torregrosa, del Departament de Didàctica de les Ciències, ens va orientar en les etapes de definició del treball. Els profs. Ángel Linares i Francisco Rodríguez Reinoso van aportar els seus comentaris a una primera versió de l'enquesta.

Agraïm l’ajut inestimable d’Albert Gras Martí que, a banda de dirigir la nostra tasca, ha fet una primera lectura crítica d'aquest manuscrit.

I, last but not least, agraïi la col·laboració de tot el professorat de la Facultat de Ciències i de l’alumnat de primer i segon curs de la carrera de químiques que ha emplenat desinteressadament les nostres enquestes. Sense les seues aportacions aquest estudi no haguera estat possible.

 

Bibliografia

(1)    S. Albero-Carbonell, M.J. Boyero-Granados, J.A. Cobo-Sirvent, N. Esclapés-Álvarez, A. Gras-Martí, C.A. Izquierdo-Alisente, J. Martínez-Torregrosa, P.D. Sepulcre-Javaloyes, F.M. Serrano-Valverde, Do Secondary School Teachers Affect Career Choice? Proceedings of the IIIrd European Conference on Research in Chemical Education, and its Influence on Teaching Chemistry at School (Lublin-Kazimierz, Poland, 1995, p.246-248.

(2)    En les I Jornades de l’Associació per a l’Ensenyament de Física i de Química, AEFiQ¾Curie, Universitat d’Alacant, abril 1997.

(3)    (Es pot sol·licitar una còpia de l’enquesta detallada als autors).

---

[1]

Aquesta contribució és part d’un treball de recerca educativa dins l’assignatura de Didàctica de la Física.