Camacho González, Johanna Patricia

Pérez Miranda, Royman

Camacho González, Johanna

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1ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005. NÚMERO EXTRA. VII CONGRESOLA TRANSPOSICIÓN DIDÁCTICA DE LOS CONCEPTOSCALOR Y TEMPERATURACAMACHO GONZÁLEZ, JOHANNA PATRICIA y PÉREZ MIRANDA, ROYMANGrupo de Investigación Representaciones y Conceptos Científicos IREC.Departamento de Química. Universidad Pedagógica Nacional<johanna_camacho5@hotmail.com>INTRODUCCIÓNHoy en día dentro de la didáctica de las ciencias experimentales como una disciplina teóricamente funda-mentada, se asume como campo de conocimiento e investigación los problemas relacionados con la ense-ñabilidad, analizando el proceso que convierte la ciencia que practican las comunidades especialistas enciencia escolar o escolarizada. Al respecto el Grupo de Investigación Representaciones y ConceptosCientíficos IREC, del Departamento de Química de la Universidad Pedagógica Nacional, plantea el estu-dio y análisis de los contenidos desarrollos por los científicos y los contenidos enseñados a partir de loslibros de texto, para esto se retoma lo planteado por Chevallard (1991) frente a la Transposición Didáctica.Se reconoce que todo proyecto social de enseñanza, se materializaron la identificación y designación decontenidos por saber, que luego son designados por enseñar.Desde esta perspectiva, la enseñanza tendría como meta principal, adaptar los conocimientos científicos alambiente del aula comprendiendo que el aprender ciencia no puede ser lo mismo que hacer ciencia, (De laGándara, 1999) debido a que las relaciones que se plantea con el saber son diferentes. De esta manera, seadmite que el conocimiento sufre transformaciones al convertirse en contenido de enseñanza. En el ámbi-to educativo, el saber científico se presenta en una versión didactizada que surge por la necesidad de com-prender los contenidos, existiendo el riesgo de “deformar” el conocimiento. A fin de evitar esto Brosseau(1993) y los ingleses Kang y Kilpatrick (1992), proponen el resguardo o vigilancia epistemológica por partede los profesores, lo que permite a partir del desarrollo histórico epistemológico de la química, detectarposibles dificultades en su enseñanza.Un contenido que ha sido designado como saber por enseñar, sufre a partir de entonces un conjunto detransformaciones adaptativas que van a hacerlo idóneo para ocupar un lugar entre los objetos de ense-ñanza. En el caso de los conceptos calor y temperatura, considerados susceptibles de modificaciones debi-do a la complejidad de sus definiciones, se muestra aquí un estudio de tales transformaciones y su presen-tación en algunos libros de texto escolares con las observaciones pertinentes que llevarán a considerar algu-nos aspectos para su enseñanzaVISIÓN HISTÓRICA DEL CALOR Y LA TEMPERATURAEl trabajo partió de la construcción histórico – epistemológica de los conceptos señalados.El estudio de la naturaleza del calor comenzó con el hombre prehistórico quién descubrió el fuego e hizouso de éste para calentarse durante las épocas de invierno y cocinar sus alimentos. Posteriormente los pen-sadores griegos crearon muchas divergencias entorno a este fenómeno considerando que era una fuerza,2 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005. NÚMERO EXTRA. VII CONGRESOmateria o que se relacionaba con el movimiento mecánico, según lo describía Heron de Alejandría. Es hastael Siglo XVIII, que se consolidan dos opiniones acerca del calor, la primera la asumía como una sustanciaindestructible y sin peso denominada por George Ernest Sthal como Flogisto y la segunda donde se consi-dera la relación entre calor y movimiento. El flogisto de Sthal, desde una mirada Lakatosiana, constituyenun Programa de Investigación Científico (PIC) que evidenció varias anomalías, las cuales sirvieron comocontraejemplos para que Lavoisier desarrollará con éxito la química del oxígeno, dentro de una lógicaracional, atribuyéndole gran importancia a las medidas cualitativas.El impacto de la revolución industrial sobre las técnicas de producción y el uso de la Máquina de vapor per-mitieron indagar por la relación entre calor y movimiento, haciendo parte de un PIC nuevo que partió de lasideas del Conde de Rumford, las cuales se desarrollaron posteriormente por de Julius Robert Mayer, quiénpermitió dar los primeros pasos del concepto de energía cinética y por James Prescott Joule, quién establecióla proporcionalidad directa entre el trabajo realizado y el calor producido. La analogía entre calor y fluido fuedesarrollada aún más por el joven francés Sadi Carnot, sus estudios se basaron en una transformación cíclicay reversible que permitió establecer las leyes de la transformación de la energía de una forma a otra.Estos estudios se consolidaron en las Leyes de la Termodinámica y la teoría estadística del calor, llamada másgeneralmente física estadística, consiguiendo diferenciar claramente los conceptos calor y temperatura. Deesta manera se establece que la temperatura es un concepto métrico (Mosterín, 1978), que hace referencia ala energía cinética promedio de las partículas que constituyen un cuerpo. En cuanto al significado del térmi-no calor no existe un consenso entre los autores que dedican sus estudios de lo que es. La duda surge entretres concepciones que conciben respectivamente el calor como: un proceso de transferencia de energía, laforma en la que la energía se manifiesta en tal proceso y la cantidad de energía transferida en este proceso.METODOLOGÍAEl trabajo se desarrolló en tres etapas según el enfoque interpretativo de Miles y Huberman (1994). La pri-mera etapa denominada, estudio previo consistió en la recolección de información de la literatura especializa-da (tomados de las revistas en donde se publican los originales de los científicos), haciendo un análisis de loque dicen los científicos frente al os conceptos calor y temperatura. Esta etapa tuvo como fin caracterizar cuáles el modelo científicamente aceptado. En la segunda etapa despliegue de datos, se hizo la selección de los librosde texto utilizados para la enseñanza de la química en grado 10; posteriormente se sistematizó la informaciónrecolectada desde las dimensiones ontológica y epistemológica (Fig. 1), utilizando la trascripción de citas paraindagar el uso que hacen de los conceptos calor y temperatura; finalmente, se analizó la transposición didácti-ca la cual consistió en comparar la información sistematizada del despliegue de datos y el estudio previo.FIGURA 1Dimensiones del modelo de calor y temperatura en la literatura especializaday en los libros de texto enseñanza media vocacional, grado 10.Tomado de: De la Gándara, M., Gil, M. J. y Sanmartí, N. (2002). Del modelo científico de <<adaptación biológica>> al modelo de<<adaptación biológica>>en los libros de texto de enseñanza secundaria obligatoria. Enseñanza de las Ciencias, 20 (2), 303 - 314.3ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005. NÚMERO EXTRA. VII CONGRESORESULTADOSA partir de la lectura de los documentos especializados, se comprobó que los conceptos calor y tempera-tura, hacen parte de dos submodelos: el sustancialista, que le asigna entidades similares a las de un líquidoo gas y el dinámico, que lo relaciona con el movimiento, siendo este último modelo la base fundamental dela concepción actual de calor y temperatura.De acuerdo con los submodelos identificados en el estudio previo (sustancialista y dinámico) y con las citasextraídas de los libros de textos utilizados, donde se identificaron las dimensiones ontológica y epistemo-lógica, se observó dentro del modelo sustancialista que el calor, al igual que el frío son atributos que depen-den de las diferencias en la temperatura; un cuerpo puede ser frío o caliente permitiendo o impidiendo elpaso de calor o frío, siendo asimilado como sustancia que es posible absorber o liberar; la temperatura esconsiderada como estado de lo caliente o frío que puede estar un cuerpo; la temperatura indica el calorcomo “flujo”, de un cuerpo caliente a uno frío. Como modelo explicativo, dentro de la dimensión episte-mológica, el calor es una especie de “fluido” que entra o sale de los cuerpos; los efectos térmicos dependende la intensidad de calor en las reacciones químicas, pudiéndose establecer relaciones cuantitativas, entrereactivos y productos y, el calor al igual que la temperatura, como propiedades intensivas son factibles demedir y tienen un valor constante en cualquier parte de un sistema en equilibrio.Dentro del modelo dinámico se deduce que la dimensión ontológica se caracteriza por la concepción delcalor como energía y la temperatura, como la medida de ésta, con la propiedad de transformarse, mante-niendo un principio de conservación. Especificando la dimensión epistemológica, que incorpora los fenó-menos y las relaciones, se utilizan estos conceptos como herramientas explicativas: de los intercambios dela energía del sistema con el medio o alrededores; de las fuerzas o el movimiento de las partículas e invo-lucrando la velocidad de reacción.Finalmente, se observó que el mismo libro de texto, aborda concepciones sustanciales y dinámicas comple-mentándose entre sí para referirse al calor y la temperatura.CONCLUSIONESDespués de esta investigación epistemológica y didáctica, sobre el estudio de la transposición didáctica delos conceptos calor y temperatura, se concluye que:Las definiciones de los libros de texto de los conceptos calor y temperatura, se alejan del saber científico,describiéndose bajo denominaciones muy diversas y empleándose, a veces como sinónimos.En la muestra analizada, se encontraron varias expresiones, argumentos y atributos sobre lo que los auto-res dicen que es calor y temperatura, siendo difícil reconciliar una definición homogénea.El modelo transpuesto en los libros de texto utilizados como herramienta para la enseñanza de la química,corresponde a la unión de los dos modelos encontrados en el estudio previo, sin tener en cuenta la acepta-ción actual de los conceptos estudiados y, en consecuencia se obtiene una visión especulativa por la falta deargumentación y criterios que clarifiquen los conceptos calor y temperatura.Los resultados del análisis de la transposición didáctica, muestran la existencia de una distancia epistemo-lógica entre como son concebidos calor y temperatura, desde la literatura especializada y los libros de texto,pareciendo incomparables en algunos aspectos.El pensamiento científico plasmado en los documentos originales, es el fruto de una actividad con un obje-tivo específico, a diferencia de las explicaciones que presentan los libros de texto que buscan establecerloscomo definiciones previas a nuevos temas.4 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005. NÚMERO EXTRA. VII CONGRESOLos conceptos dentro del saber científico, corresponden a un marco teórico - procedimental, un entornohistórico, con un sentido específico, que hace que las ciencias sean de continuo desarrollo, por tal razón nocorresponde a este tiempo, que calor y temperatura sean definidos y contextualizados dentro de un mode-lo sustancialista.En los procesos de didactización de las ciencias para la producción de libros, los conceptos calor y tempe-ratura, varían su dimensión ontología y epistemológica, de acuerdo con los fines que persigan los autores,dichas variaciones obedecen a factores sociales y culturales, en los que el conocimiento proviene de dife-rentes fuentes, la variabilidad de las perspectivas en los libros puede enriquecer sin duda el sentido que seda, pero también puede confundir si el marco de referencia está poco explícito.BIBLIOGRAFÍACHEVALLARD, Y. (1991). La transposición didáctica. Del saber sabio al saber enseñado. Buenos Aires. AiqueDE LA GÁNDARA, M. (1999). La transposición didáctica del concepto de adaptación biológica. (Tesis doctoral).Departamento de Didáctica de las Ciencias Experimentales. Universidad de Zaragoza.DE LA GÁNDARA, M., GIL, M. J. y SANMARTÍ, N. (2002). Del modelo científico de <<adaptación biológica>> al modelode <<adaptación biológica>>en los libros de texto de enseñanza secundaria obligatoria. Enseñanza de lasCiencias, 20(2), 303 - 314.KANG, W. y KILPATRICK, J. (1992). Didactic Transposition in Mathematics Textbooks. For the learning of Mathematics,12(1), 2-7.MILES, M.B. y HUBERMAN, A.M. (1994). Qualitative Data Analysis: an expanded sourcebook. Newbury Park, CA: Sage.

La transposición didáctica de los conceptos calor y temperatura

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