Autores
José María Oliva, Juan José Vicente, Francisco Soto, Jesús Matos
Introducción
La noción de materia es una de las grandes ideas de la ciencia, ya que no solo es importante para comprender muchos fenómenos, sino también para el aprendizaje de otras ideas claves para la educación científica. Dicha noción es multifacética, ya que articula diversas ideas y progresa desde una comprensión fenomenológica hacia otra subatómica. En este marco, la conservación de la masa es uno de los requisitos para la comprensión de la idea de materia y, por ello, para el estudio de la ciencia, en general, y de la química, en particular. De hecho, constituye una de las leyes ponderales y tiene una dimensión que sobrepasa los límites de la química. Así, el principio de conservación de la masa es también considerado como uno de los principios básicos de la física .
Es un hecho aceptado que la conservación de la materia es ya aceptada por los niños desde los primeros estadios de las operaciones concretas, algo que no ocurre con la conservación de la masa, que debe esperar a la culminación de las operaciones concretas o al inicio de las operaciones formales. Pero, a pesar de que dicha noción es reiteradamente estudiada en la escuela, su apropiación resulta incierta, incluso en estudiantes que finalizan secundaria y bachillerato. Esos son capaces de memorizar dicho principio, pero no comprenderlo ni integrarlo en sus explicaciones.
Así, al aplicar sus ideas a situaciones cotidianas, movilizan ideas inadecuadas que contradicen el principio de conservación de la masa, sobre todo si las tareas involucradas implican transformaciones químicas, particularmente si intervienen gases. Más aún, el problema se complica ante fenómenos de biología, como el crecimiento de las plantas, donde los estudiantes prestan poca atención a la procedencia y al destino de la materia, al carecer de una visión sistémica del mundo natural que incorpore un modelo de materia y energía a escala atómico-molecular.
Por otro lado, una condición de contorno que se superpone a la de transformación de la materia, es el carácter cerrado o abierto del sistema en el que se produce. Si es cerrado, la conservación de la materia conduce a una invariancia de la masa del sistema, mientras que, si es abierto, puede haber variaciones si se intercambia materia con el exterior. De ahí que sea razonable esperar que la conservación de la masa se construya en íntima conexión con el carácter cerrado o abierto del sistema.
Actividad Planteada
Esta actividad está dirigida a estudiantes de educación secundaria obligatoria, especialmente de 2º o 3º ESO, aunque puede emplearse también con estudiantes de cursos superiores. Consiste en la resolución de un problema cualitativo abierto formulado en el marco de un experimento mental. El problema estriba en determinar si la masa de la Tierra varía o no con el tiempo, para lo que se plantea un enunciado sugerente como el indicado en la tabla 1. En él se aventura una cifra, supuestamente obtenida en 1930 por el físico americano Paul Heyl, a partir de los valores que obtuvo para la constante de gravitación universal.
Material Didáctico
A continuación se pueden consultar los materiales didácticos elaborados para esta actividad de modelización (ficha del alumno y guía del profesor)
Guía Del Profesor
Cuaderno Del Estudiante
