Cambios de estado y gráficas de calentamiento

Justificación

El alumnado no suele tener muy claras las diferencias entre evaporación y ebullición, ni se ha parado a pensar si los cambios de estado se producen a una temperatura determinada y constante o a una temperatura variable. La representación gráfica del calentamiento y cambio de estado de una sustancia, en consecuencia, suele resultar bastante abstracta para buena parte del alumnado, y no es raro que no lleguen a entenderla ni, por supuesto, a ser capaces de leerla. Esta práctica pretende solventar, al menos en parte, estos problemas.

Saberes básicos

Ámbito Científico-Teccnológico

• A.1.1.2. / A.1.2.2. / A.1.3.2. / A.1.4.2. Utilización de métodos propios de la investigación científica y el trabajo colaborativo para la identificación y formulación de cuestiones, así como la elaboración de hipótesis y conjeturas.
• A.1.1.3. / A.1.2.3. Realización de trabajos experimentales y emprendimiento de proyectos de investigación para la resolución de problemas, y en el desarrollo de las investigaciones, mediante el uso de la experimentación, la indagación, la deducción, la búsqueda de evidencias y el razonamiento lógico-matemático.
• A.1.1.4. / A.1.2.4. / A.1.3.4. / A.1.4.4. Análisis de los resultados experimentales obtenidos y obtención de conclusiones.
• A.1.1.5. / A.1.2.5. / A.1.3.5. / A.1.4.5. Perspectiva interdisciplinar y actitudes positivas en los proyectos científicos: Trabajo en equipo, emprendimiento, resiliencia, perseverancia, creatividad, asunción de responsabilidades y estrategias de gestión de conflictos.
• A.2.1.1. /  A.2.2.1. Uso del vocabulario técnico y del lenguaje científico, incluyendo el manejo adecuado de unidades del Sistema Internacional de Unidades y sus símbolos y herramientas matemáticas básicas, para conseguir una comunicación argumentada en diferentes entornos científicos y de aprendizaje.
• A.2.1.2. / A.2.2.2. / A.2.3.2. / A.2.4.2. Interpretación, producción y comunicación de información científica y técnica en diferentes formatos y medios.
• A.2.1.3. / A.2.2.3. Normas de uso de cada espacio, asegurando y protegiendo así la conservación de la salud propia y comunitaria, la seguridad en las redes y el respeto hacia el medioambiente.
• A.3.1.1. / A.3.1.1. / A.3.1.1. / A.3.1.1. La evolución histórica del saber científico: la ciencia como labor colectiva, interdisciplinar y en continua construcción. Reconocimiento del papel de los principales científicos y científicas a lo largo de la Historia, y de la contribución de las ciencias y la tecnología en el progreso de la sociedad.
• A.4.1.1. Gestión emocional: emociones que intervienen en el aprendizaje del Ámbito. Autoconciencia y autorregulación. Transformación del error en oportunidad de aprendizaje.
• A.5.1.1. / A.5.2.1. / A.5.3.1. / A.5.4.1. Actitudes inclusivas y aceptación de la diversidad presente en el aula y en la sociedad.
• F.1.1.1. Aplicación de la teoría cinético-molecular a observaciones sobre la materia para explicar los estados de agregación y los cambios de estado.
  
• H.1.1.1. Números naturales, enteros, fraccionarios, decimales y raíces en la expresión de cantidades en contextos de la vida cotidiana.
• H.2.1.1. Operaciones con números naturales, enteros, fraccionarios o decimales en situaciones contextualizadas.
• H.3.1.2. Comparación y ordenación de números naturales, enteros, fraccionarios y decimales, incluida representación aproximada en la recta numérica.
• I.1.1.1. Atributos mensurables de los objetos físicos y matemáticos.
• I.1.1.2. Estrategias de elección de las unidades y operaciones adecuadas en problemas que impliquen medida.
• I.4.1.1. Relaciones espaciales: localización y descripción mediante coordenadas geométricas y otros sistemas de representación.

Ámbito de Comunicación

• E.8.1.2. Herramientas analógicas y digitales básicas para la comprensión y producción, plataformas virtuales de interacción y colaboración educativa para el aprendizaje relacionadas con el ámbito personal y social.

Ámbito Social

• A.1.1.1. Las Tecnologías de la Información. Manejo de dispositivos, aplicaciones y plataformas digitales básicas.

Actividades

Se colocará hielo en un recipiente (una olla, un vaso de precipitados), un termómetro y, una vez realizada la primera lectura de temperatura se pondrá a calentar hasta que hierva, tomando lecturas de la temperatura de vez en cuando y anotando el instante de tiempo en que se ha realizado la lectura. Se tomará nota, también del momento en que se observen cambios en el sistema tales como la fusión de todo el hielo, la formación de vapor o la aparición de burbujas en el seno del líquido. Importante: pueden utilizarse los comentarios de Google Classroom para ir tomando nota de todo lo que ocurra, pero debe guardarse una copia de la información lo antes posible porque Classroom, aunque inicialmente anota la hora y el minuto en que se ha publicado comentario, posteriormente guarda solo la fecha.

Una vez finalizada la toma de datos se construirá un gráfica temperatura-tiempo en la que se anotarán las observaciones realizadas. Importante: si no se agita la mezcla de alguna forma es posible que el calentamiento no se realice de manera uniforme y las lecturas de temperatura no se ajusten a las esperadas en condiciones ideales.

Posteriormente se volverá al aula, donde se expondrán los apuntes de Teoría cinético-molecular y se realizarán varios ejercicios de lectura de gráficas de calentamiento y cambio de estado.

Criterios de evaluación 

Nivel I

Competencia específica 4. Resolver problemas con el fin de mejorar la realidad cercana y la calidad de vida en general, interpretando los motivos por los que ocurren los principales fenómenos fisicoquímicos del entorno y explicándolos en términos de las leyes y teorías científicas adecuadas.

• 4.1. Identificar, comprender y explicar los fenómenos fisicoquímicos cotidianos más relevantes, a partir de los principios, teorías y leyes científicas adecuadas, y expresarlos empleando la argumentación, utilizando diversidad de soportes y medios de comunicación.
• 4.2. Resolver los problemas fisicoquímicos que se le plantean utilizando las leyes y teorías científicas adecuadas, razonando los procedimientos utilizados para encontrar la solución o soluciones y expresando adecuadamente los resultados.

Competencia específica 5. Formular preguntas e hipótesis, a partir de observaciones realizadas en el entorno, explicándolas y demostrándolas mediante el razonamiento matemático y la experimentación científica, como manera de generar conocimiento nuevo.

• 5.1. Formular conjeturas relacionadas con los distintos sentidos matemáticos.
• 5.2. Plantear variantes de un problema dado modificando alguno de sus datos o alguna condición del problema.
• 5.3. Identificar y describir fenómenos a las que se pueda dar respuesta con criterios científicos, diferenciándolos críticamente de los elementos pseudocientíficos.
• 5.4. Proponer hipótesis, aplicando las leyes y teorías científicas conocidas, y diseñar los procedimientos experimentales o deductivos necesarios para su comprobación o refutación.

Competencia específica 6. Manejar con soltura las reglas y normas básicas de la física y la química en lo referente al lenguaje matemático, al empleo de unidades de medida correctas, al uso seguro del laboratorio y a la interpretación y producción de datos e información en diferentes formatos y fuentes, reconociendo el carácter universal del lenguaje científico y la necesidad de una comunicación fiable en investigación y ciencia entre diferentes países y culturas.

• 6.1. Emplear datos en diferentes formatos para interpretar y comunicar información relativa a un proceso fisicoquímico concreto, estableciendo relaciones entre ellos y extrayendo en cada caso lo más relevante para la resolución de un problema.
• 6.2. Utilizar adecuadamente las reglas básicas de la física y la química, incluyendo el uso de unidades de medida, las herramientas matemáticas y las reglas de nomenclatura, para facilitar una comunicación efectiva con toda la comunidad científica.
• 6.3. Conocer las normas de uso de los espacios específicos de la ciencia.

Competencia específica 7. Interpretar, modelizar, resolver problemas y transmitir información propia de las matemáticas, las ciencias y la tecnología aplicando individual o colectivamente diferentes estrategias y formas de razonamiento, explorando distintas soluciones posibles y diferentes maneras de proceder.

• 7.1. Interpretar problemas matemáticos organizando los datos, estableciendo las relaciones entre ellos y comprendiendo las preguntas formuladas.
• 7.2. Aplicar herramientas y estrategias apropiadas que contribuyan a la resolución de problemas.
• 7.3. Obtener soluciones matemáticas de un problema, activando los conocimientos y utilizando las herramientas tecnológicas necesarias.

Competencia específica 8. Identificar las ciencias, la tecnología y las matemáticas implicadas en contextos diversos, interrelacionando conceptos y procedimientos, para aplicarlos en situaciones de la vida cotidiana.

• 8.1. Reconocer situaciones susceptibles de ser formuladas y resueltas mediante herramientas y estrategias matemáticas, estableciendo y aplicando conexiones entre el mundo real y las matemáticas.
• 8.2. Reconocer y valorar, a través del análisis histórico de los avances científicos logrados por mujeres y hombres, así como de situaciones y contextos actuales (líneas de investigación, instituciones científicas etc.), que la ciencia es un proceso en construcción continua, así como sus repercusiones e implicaciones sociales, económicas y medioambientales.

Competencia específica 9. Representar y comunicar conceptos, procedimientos, información y resultados matemáticos sencillos presentes en situaciones cotidianas o académicas, usando lenguaje oral, escrito, gráfico o medios digitales.

• 9.1. Representar conceptos, procedimientos, información y resultados matemáticos de modos distintos y con diferentes herramientas, visualizando ideas y estructurando procesos matemáticos.
• 9.2. Elaborar representaciones matemáticas que ayuden en la búsqueda de estrategias de resolución de una situación problematizada.
• 9.3. Comunicar información utilizando el lenguaje matemático apropiado, oralmente y por escrito, para describir, explicar y justificar razonamientos, procedimientos y conclusiones.

Competencia específica 10. Desarrollar destrezas en lo personal y lo social, tanto en el control de las emociones propias para la aceptación de errores cometidos, como parte del proceso natural de aprendizaje, como en cuanto al respeto a las opiniones de los demás y la asunción de un rol específico en el trabajo colaborativo, valorando la importancia de éste en el avance científico y tecnológico.

• 10.1. Gestionar las emociones propias y desarrollar el autoconcepto matemático como herramienta, generando expectativas positivas ante nuevos retos.
• 10.2. Colaborar activamente y construir relaciones trabajando con las matemáticas en equipos heterogéneos, respetando diferentes opiniones, comunicándose de manera efectiva, pensando de forma crítica y creativa y tomando decisiones y juicios informados.

Competencia específica 12. Analizar los componentes y el funcionamiento de los dispositivos y aplicaciones habituales de su entorno digital de aprendizaje, ajustándolos a sus necesidades y haciendo un uso más eficiente y seguro de los mismos, así como detectando y resolviendo problemas técnicos sencillos.

• 12.1. Conocer los elementos y fundamentos de los dispositivos digitales de uso habitual y resolver problemas sencillos asociados, haciendo un uso eficiente de los recursos disponibles.
• 12.2. Configurar y ajustar correctamente las herramientas digitales habituales del entorno de aprendizaje y organizar la información de manera adecuada, ajustándose a sus necesidades y respetando la legalidad vigente.
• 12.3. Conocer el funcionamiento de Internet y los diferentes sistemas de comunicación e intercambio de información entre dispositivos, así como los riesgos y la normativa asociados a su uso.

Ejemplo de rúbrica

Competencia específica 4.	Interpreta 3 puntos	Observa 2 puntos	No observa 1 punto	Alumnado ausente 0 puntos
	Identifica los fenómenos de cambio de estado y los explica según la teoría cinético-molecular.	Identifica los fenómenos de cambio de estado, pero no sabe explicarlos.	No identifica los fenómenos de cambio de estado.	No ha venido a clase.
Competencia específica 5.	Ciencia 3 puntos	Curiosidad 2 puntos	Pasividad 1 punto	Alumnado ausente 0 puntos
	Se hace preguntas y busca soluciones aplicando el método científico.	Se hace preguntas, pero no busca las respuestas o lo intenta sin aplicar el método científico.	No le llama la atención ningún fenómeno inesperado.	No ha venido a clase.
Competencia específica 6.	Expresión perfecta 3 puntos	Expresión imperfecta 2 puntos	No documenta 1 punto	Ausente 0 puntos
	Es sistemático en la toma de datos, utiliza correctamente las unidades y expone sus informes de forma detallada.	Es descuidado en la toma de datos, en el uso de unidades o en la realización de informes.	No ha realizado informe alguno.	No ha venido a clase.
6.3.	Prudente 2 puntos	Imprudente 1 punto	Ausente 0 puntos
	Respeta las normas de seguridad del laboratorio.	No respeta las normas de seguridad del laboratorio.	No ha venido a clase.
Competencia específica 9.	Con orden 3 puntos	Sin orden 2 puntos	Sin informes 1 punto	Ausente 0 puntos
	Elabora informes ordenados y bien explicados.	Sus informes no están bien estructurados o no están bien explicados.	No ha presentado informes	No ha venido a clase
Competencia específica 12.	Hábil 3 puntos	Con voluntad 2 puntos	Sin interés 1 punto	Ausente 0 puntos
	Utiliza con soltura las herramientas digitales necesarias.	Intenta utilizar las herramientas digitales, pero tiene dificultad.	No pone interés en aprender a utilizar las herramientas digitales necesarias. No las usa.	No ha venido a clase.