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Tema: El experimento una vía para el conocimiento de las ciencias

Por: Lic. Santa C Guzmán Fleites

Los niños hacen descubrimientos, comprueban hechos y se familiarizan de modo inconsciente con las leyes científicas continuamente. Al ritmo de la vida adquieren conciencia de la existencia del aire, de la dilatación, de las propiedades del agua por citar algunos ejemplos. A su edad es importante darles ocasiones de experimentar, de comprobar hechos, de asimilar leyes. No hay dudas de que el conjunto de descubrimientos y comprobaciones forma poco a poco al hombre hábil y diligente, capaz de comprender las leyes científicas.

Es importante para una mayor cientificidad de los contenidos utilizar siempre que sea posible la vía experimental, hay que hacer que los niños se familiaricen con algunos fenómenos físicos y que vayan elaborando de modo inconsciente sus primeras nociones científicas, sin que lleguen al enunciado de ninguna ley. Esto lo harán mas tarde cuando tengan mayor experiencia.

Un experimento no es más que la determinación voluntaria de un fenómeno u observación del mismo en determinadas condiciones, como medio de investigación científica.

El estudio de las Ciencias Naturales en la escuela primaria debe realizarse con el auxilio de actividades en las que se muestren los procesos y los fenómenos naturales, en un medio ambiente lo más parecido posible a como se producen en la realidad, para que los niños puedan apreciar determinados cambios, y llegar a conclusiones, si son bien conducidos la observación y el razonamiento.

Es indudable que, con la riqueza que contienen los experimentos y las demostraciones, son muchas las clasificaciones que de ellos podrían realizarse, atendiendo a diferentes puntos de vista. Una primera clasificación, tiene como base este elemento anteriormente señalado:

Otro de los puntos de vista para realizar una agrupación de las actividades experimentales consiste en la posibilidad de que estos puedan o no repetirse, en virtud de su complejidad, o de los materiales utilizados. De ahí que se puedan clasificar en tres grupos:

Grupo 1: Experimentos que no provocan cambios reversibles y por tanto, pueden repetirse con el mismo material inicial. Ejemplo: Introducción de una botella vacía, con la boca hacia abajo, dentro de una vasija llena de agua, de modo que la entrada de la botella rodee a un pequeño corcho o gomita que flote en el agua de la vasija, para demostrar el nivel que alcanza el agua dentro de la botella, una vez introducida esta dentro del agua. Todo el sistema propicia el análisis de que el aire ocupa un espacio y que por eso, no entra el agua dentro de la botella, como lo prueba el nivel que alcanza la pequeña goma o corcho dentro de la botella invertida.

Grupo 2: Experimentos que provocan fenómenos irreversibles; a) en seres vivos, sus células o productos celulares; b) en materiales no vivos. Ejemplos: Separación del citoplasma de una célula vegetal de su pared celular al dejar caer, en el tejido del cual forma parte, gotas de una disolución salina muy concentrada, lo cual provoca la plasmólisis de las células; calentamiento de un vidrio y su introducción en una vasija con agua, (o rociarlo con agua fresca) de modo que se quiebre. Se desea demostrar cómo las rocas, por muy duras que sean, sufren fragmentación, al ser calentadas por el Sol y de repente, recibir las gotas de lluvia.

Grupo 3: Experimentos que provocan reacciones en cadena, de distinta naturaleza, por lo que son de mayor complejidad. Ejemplo: el del plato en cuyo centro se fija una vela, se vierte cierta cantidad de agua en su fondo, alrededor de la vela, la cual se enciende. Después que la llama caliente al aire que está encima de ella y comience una corriente convectiva, se procede a tapar la vela con un vaso invertido sobre ella. Pasados unos segundos, se observa cómo el agua del plato entra al vaso y ocupa un espacio dentro de este.

En este sistema se producen, simultáneamente fenómenos químicos y físicos: al tapar la vela con el vaso, se aísla el aire caliente, que aumenta la presión sobre las paredes internas del vaso. Una porción de este, incluso, sale por los bordes del vaso, hacia el exterior, lo cual se aprecia por la observación de burbujas en el agua. Paralelamente, el dioxígeno molecular que estaba presente como parte del aire que fue rodeado por el vaso, termina por consumirse y, al recombinarse con las sustancias orgánicas que arden, forma un nuevo gas: el dióxido de carbono; es por eso que la vela se apaga, pues la combustión no puede seguir, en condiciones de ausencia de dioxígeno molecular. Al apagarse la vela, el aire dentro del vaso se enfría y, con ello, se contraen de nuevo sus moléculas, (además de que ya no va a ser la misma cantidad de aire que había anteriormente). Así, por diferencia de presión entre el aire exterior y el del interior del vaso, el agua entra por los bordes inferiores del vaso hasta ocupar una parte de este.

Existen fenómenos naturales que escapan a la posibilidad de la experimentación, porque los resultados se observan a largo plazo, o bien por la naturaleza del experimento que debe ser montado, (no se darían los resultados esperados en las condiciones de un aula o de un laboratorio escolar).

Otro es el caso de los fenómenos astronómicos, los cuales deben ser limitados a la observación, porque no es posible su experimentación. No obstante, existe el recurso de que en la enseñanza problémica se emplee el método de exposición problémica, que, como se planteó, permite seguir paso a paso, el hilo conductor del descubrimiento y el desarrollo de los objetos, los fenómenos y los procesos, tal y como lo haría un científico; por eso se incluye también entre las formas de presentación de las contradicciones, al “experimento relatado”.

Para que cumpla la función de revelar la contradicción, el experimento que se seleccione, debe poseer determinados requisitos propios de la situación problémica, tales como:

  • -Claridad en la demostración de los elementos contradictorios.
  • -Causar el estado de tensión intelectual que caracteriza a la situación problémica, por ser sorprendente, original e inexplicable (en ese momento).
  • -Estrecha relación con el contenido de la clase.
  • -Posibilidades de ser explicado cuando los alumnos hallen la solución del problema docente derivado de la propia contradicción.

En cuanto a los experimentos o las demostraciones utilizadas como tareas problémicas, (básicamente relacionados con el empleo del método de búsqueda parcial), es necesario proceder con una adecuada metodología, ya que se ha observado con mucha frecuencia la tendencia por parte del docente, de adelantarse a las observaciones o a los razonamientos de los escolares.

Un ejemplo muestra con claridad la coherencia entre la enseñanza problémica y el empleo de la experimentación, como creadora de una situación problémica y como parte de la tarea problémica, dentro de la misma clase:

Al estudiar el contenido “conducción del calor en el aire”, es preciso demostrar primeramente que el aire es mal conductor del calor y, en segundo lugar, introducir el concepto de “convección del calor” (forma en que se propaga el calor en el aire y en el agua). Los conocimientos precedentes en este caso son los de la conducción del calor en los sólidos metálicos, y sustancias buenas y malas conductoras del calor.

El experimento que puede crear la situación problémica, es el que consiste en introducir un dedo en la abertura de un tubo de ensayo al que se le da calor por el extremo cerrado, situado este en un nivel más alto. Es lógico pensar que el aire que contiene el tubo de ensayo se caliente y llegue el calor hasta el dedo. Pero no sucede así. ¿Cómo se explica que el aire no conduzca el calor hasta el dedo, que se encuentra dentro del tubo de ensayo, si este se está calentando directamente a la llama del mechero?

Al iniciarse las tareas que deben dar la solución, se origina un segundo problema docente, que pudiera formularse así: “Si el aire no es buen conductor del calor, y es conocido que este se calienta, ¿cómo se propaga entonces el calor en el aire?”

El experimento en esta ocasión no se realiza para crear la situación problémica, sino como tarea problémica, en la solución del problema docente. Esta tarea de búsqueda consiste en la fijación, por su punto central, de una espiral de cartulina, a un dispositivo puntiagudo, de modo tal que pueda girar libremente. Si un alumno se coloca al lado de la mesa donde se encuentra este sistema y, desde una posición más baja, sopla hacia arriba, puede hacer girar la espiral de cartulina. La siguiente tarea problémica, es la de colocar un mechero en el mismo lugar desde donde sopló el alumno. Al prenderse la llama, la espiral de cartulina comienza a girar.

Se infiere por los escolares, que el aire está soplando, desde abajo hacia arriba. Un sencillo análisis dirigido por las preguntas problémicas, puede hacer comprender que el aire, al calentarse, asciende; si no fuera así, no se movería la espiral; quiere decir, que se calienta el aire y al hacerse más ligero, se desplaza hacia arriba como aire caliente; esto contribuye a la formación del concepto convección del calor.

En resumen, la actividad experimental en la clase de Ciencias Naturales por enseñanza problémica, es portadora de una riqueza, que se acentúa en virtud del aprovechamiento de la problemicidad. Las habilidades profesionales del docente deben propiciar que sea lograda esta armonía entre ambos elementos motivadores y así, una mayor productividad en el proceso docente-educativo.


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