Are Thomson and Rutherford atomic models correctly introduced in upper secondary school textbooks?

Desde diferentes enfoques se acepta que el aprendizaje se verá favorecido en la medida en que los estudiantes noten las dificultades que hubo que superar en la construcción de los conocimientos científicos y, también, cómo se sustituyen determinadas concepciones por otras. Una enseñanza basada en el desarrollo de modelos se muestra especialmente adecuada a dicho propósito. A tal fin se ha puesto el punto de mira en la historia de la ciencia. En el presente trabajo, después de realizar una revisión epistemológica sobre la construcción y evolución de los modelos atómicos de Thomson y Rutherford, establecemos un conjunto de ideas que consideramos clave para que los alumnos comprendan dichos modelos. Dichos aspectos son utilizados para analizar libros de texto de bachillerato (16-18 años). Los resultandos obtenidos ponen de relieve la muy escasa atención que la enseñanza habitual presta a dichos modelos y las deficiencias con que son introducidos.It’s accepted that learning will be enhanced if students realize the difficulties that must have been faced when the scientific knowledge was established and how previous conceptions were changed for new ones. A model development based teaching strongly suits that porpoise. In this paper historical and epistemological key ideas, relevant for students understanding of the Thomson and Rutherford atomic models and their evolution, are identified, based on an historical and epistemological revision of the construction and evolution of Rutherford and Thomson models. These ideas are used to analyse how the unit is introduced in upper secondary school textbooks (16-18 years). Results show that usual teaching is far away from them and that atomic models are deficiently introduced

¿Los profesores de física y química disponen de un modelo que explique la formación de los espectros atómicos?

La investigación en didáctica de la ciencia ha puesto de manifiesto la importancia de una enseñanza basada en los modelos. El estudio de los procesos de emisión y absorción de radiación que dan origen a los espectros atómicos es un campo especialmente adecuado para ello. Tras una investigación histórica y epistemológica hemos establecido siete ideas clave que ha de tener un modelo que explique los espectros. Ocho entrevistas realizadas a profesores de secundaria nos permiten llegar a la conclusión de que los docentes están lejos de haber adquirido, y por tanto de enseñar, un modelo capaz de explicar las interacciones entre materia y radiación que dé lugar a los espectros

The quantitative spectroscope, an instrument aiming at designing and using quantum physics models for the emission and absorption of radiation

La introducción de la física cuántica en el bachillerato se limita en gran medida al estudio de los espectros de los gases y el efecto fotoeléctrico, obviando la gran cantidad de aplicaciones cotidianas que esta tiene. La construcción y calibrado de un espectroscopio cuantitativo nos permite trabajar con modelos cuánticos más allá de las experiencias que sirvieron para establecerlos.The introduction of quantum physics in high school is reduced to the study of gas spectra and photoelectric effect, forgetting the wide range of daily applications. The construction and calibration of a quantitative spectroscope allow us to work with quantum models beyond the experiments that were used to establish them

¿Los libros de texto de bachillerato introducen adecuadamente los modelos atómicos de Thomson y Rutherford?

Desde diferentes enfoques se acepta que el aprendizaje se verá favorecido en la medida en que los estudiantes noten las dificultades que hubo que superar en la construcción de los conocimientos científicos y, también, cómo se sustituyen determinadas concepciones por otras. Una enseñanza basada en el desarrollo de modelos se muestra especialmente adecuada a dicho propósito. A tal fin se ha puesto el punto de mira en la historia de la ciencia. En el presente trabajo, después de realizar una revisión epistemológica sobre la construcción y evolución de los modelos atómicos de Thomson y Rutherford, establecemos un conjunto de ideas que consideramos clave para que los alumnos comprendan dichos modelos. Dichos aspectos son utilizados para analizar libros de texto de bachillerato (16-18 años). Los resultandos obtenidos ponen de relieve la muy escasa atención que la enseñanza habitual presta a dichos modelos y las deficiencias con que son introducidos.It's accepted that learning will be enhanced if students realize the difficulties that must have been faced when the scientific knowledge was established and how previous conceptions were changed for new ones. A model development based teaching strongly suits that porpoise. In this paper historical and epistemological key ideas, relevant for students understanding of the Thomson and Rutherford atomic models and their evolution, are identified, based on an historical and epistemological revision of the construction and evolution of Rutherford and Thomson models. These ideas are used to analyse how the unit is introduced in upper secondary school textbooks (16-18 years). Results show that usual teaching is far away from them and that atomic models are deficiently introduced

Enseñanza problematizada de la física cuántica

Secuencia problematizada de actividades para la enseñanza de la física cuántica en los cursos introductorios. El documento contiene la secuencia de actividades con los comentarios para el profesor

Problem-based structure for a teaching-learning sequence to overcome students’ difficulties when learning about atomic spectra

Research has highlighted difficulties experienced by students when studying quantum physics in introductory courses. In this paper, we present a teaching and learning sequence (TLS) aiming at introducing a quantum model of emission and absorption of radiation and we assess its impact on the students’ learning about atomic spectra. The TLS has been designed based on the contributions from physics education research and it was implemented among high school seniors. A detailed description of the TLS is also presented accompanied by a description of how it is implemented. Based on a pre- and post-assessment questionnaire and student interviews, we conclude that students are able to successfully use the models to reason about relevant phenomena

Indagando sobre motores en secundaria

Presentamos una secuencia de actividades para profundizar en el estudio de las leyes de los gases e indagar en el funcionamiento de los motores térmicos a través de la manipulación de un motor de Stirling de canicas que se puede construir con materiales económicos comunes en un laboratorio escolar

La enseñanza problematizada de la física cuántica en el nivel introductorio. Una propuesta fundamentada

La investigación didáctica no ha llegado a un consenso sobre cómo se deben abordar los cursos introductorios de física cuántica, tanto en lo referente a los contenidos que se deben enseñar como a la interpretación física de modelos fundamentales como la dualidad onda-partícula. Ante la falta de consenso, hemos llevado a cabo un estudio histórico y didáctico que nos ha permitido establecer las ideas clave de un modelo cuántico de emisión y absorción de radiación con la capacidad explicativa suficiente para que valga la pena ser enseñado. Así mismo, hemos identificado las ideas clave de un modelo de quántum que explica el comportamiento de los electrones y los fotones, lo que nos permite superar la crisis que ocasionó en la física la introducción del modelo cuántico de emisión y absorción de radiación. Aprovechando los problemas que históricamente llevaron al establecimiento de estos modelos, hemos diseñado la unidad problematizada para la enseñanza de la física cuántica en el bachillerato que presentamos en este artículo, haciendo especial hincapié en los grandes pasos que llevan a los estudiantes construir los modelos propuestos

Teaching introductory quantum physics through a problem based unit. A reasoned proposal

La investigación didáctica no ha llegado a un consenso sobre cómo se deben abordar los cursos introductorios de física cuántica, tanto en lo referente a los contenidos que se deben enseñar como a la interpretación física de modelos fundamentales como la dualidad onda-partícula. Ante la falta de consenso, hemos llevado a cabo un estudio histórico y didáctico que nos ha permitido establecer las ideas clave de un modelo cuántico de emisión y absorción de radiación con la capacidad explicativa suficiente para que valga la pena ser enseñado. Así mismo, hemos identificado las ideas clave de un modelo de quántum que explica el comportamiento de los electrones y los fotones, lo que nos permite superar la crisis que ocasionó en la física la introducción del modelo cuántico de emisión y absorción de radiación. Aprovechando los problemas que históricamente llevaron al establecimiento de estos modelos, hemos diseñado la unidad problematizada para la enseñanza de la física cuántica en el bachillerato que presentamos en este artículo, haciendo especial hincapié en los grandes pasos que llevan a los estudiantes construir los modelos propuestos.Didactic research has not reached a consensus on how introductory quantum physics courses should be addressed, both in relation to the content to be taught as in the physical interpretation of key models such as the wave-particle duality. In the absence of consensus, we conducted a historical and didactic study aiming at establishing the key ideas of a quantum model of emission and absorption of radiation with sufficient explanatory power to make it worthwhile. We also identified the key ideas of a model for quantums that can explain the behaviour of electrons and photons and which allow us to overcome the crisis produced by the introduction of the quantum model of emission and absorption of radiation. Taking into account the problems that historically led to the establishment of these models, we designed the problem based unit for teaching quantum physics in high school that we present in this article, paying special attention to the great steps that drive students to build the proposed models

Del péndulo simple al reloj de péndulo

Presentamos una propuesta para profundizar en las características del trabajo científico. Partiendo del estudio de las oscilaciones de un péndulo simple conseguimos construir un reloj de péndulo que mide correctamente el transcurso del tiempo