Cómo Se Utiliza El Modelo Corpuscular

Cómo se utiliza el modelo corpuscular

Sin embargo, lo que si varía con la instrucción -y con el consiguiente cambio conceptual, si es que se produce- es la interpretación que los alumnos hacen de la teoría atómico-molecular cuando recurren a ella. En general las nociones de conservación, aplicadas al nivel microscópico (conservación del tamaño y número de partículas, etc.), plantean escasas dificultades, similares a las que se describen más adelante al analizar el problema de las conservaciones no observables en los cambios de la materia. Sin embargo, su comprensión de los mecanismos y relaciones entre las partículas se aleja bastante de la concepción científica. Así, tienden a atribuir propiedades erróneas a las partículas, utilizando en muchas ocasiones unas “ideas mixtas” entre sus propias concepciones y las científicas. En general, aparece una tendencia a interpretar el mundo microscópico en términos macroscópicos, atribuyendo a las partículas constituyentes de la materia propiedades similares a las características observables del sistema (cuando se extrae el aire de un frasco, las partículas que quedan se concentran en el fondo; si un gas aumenta de volumen o cambia de color, también lo hacen sus partículas; los átomos de cobre tienen color rojo; etc.). Diríamos que utilizan sus representaciones macroscópicas, de sentido común, basadas en estructuras simplificadoras agente-objeto, para interpretar las relaciones entre partículas, en lugar de recurrir a los esquemas de interacción en que se basan esas relaciones en la teoría corpuscular, tal como se les enseña. Es decir, “los adolescentes acaban por explicar el funcionamiento de las partículas a partir de las propiedades del mundo macroscópico, en lugar de, como propone la teoría atómico-molecular, explicar las propiedades del mundo macroscópico a partir del funcionamiento de las partículas” (Pozo, Gómez Crespo y Sanz, 1993, pág. 349).

Todo ello se traduce en una dificultad para interpretar, en términos de interacciones dentro de un sistema, las relaciones entre las partículas, y, especialmente, en la incomprensión de tres nociones fundamentales, que chocan con teorías alternativas muy consistentes basadas en la apariencia observable de la materia: el movimiento intrínseco de las partículas que constituyen la materia, el mecanismo implicado en los cambios, y la idea de vacío.

La comprensión del movimiento intrínseco de las partículas

La comprensión del movimiento intrínseco de las partículas es uno de los núcleos conceptuales que más dificultades de aprendizaje genera, ya que existen fuertes y persistentes teorías alternativas, basadas en la percepción de nuestro mundo mesocósmico cotidiano, a la idea de que las partículas están en continuo movimiento e interacción. En el mundo, tal como lo percibimos, la materia está inerte, en reposo, a no ser que algún agente actúe sobre ella. De esta forma, las concepciones alternativas sobre el movimiento son bastante persistentes y consistentes (Pozo y Gómez Crespo, 1997a). La instrucción, incluso en los niveles universitarios, no parece modificar fácilmente estas concepciones y con frecuencia no consigue hacer comprensible o creíble el modelo científico, basado en un movimiento continuo e intrínseco de las partículas, que varía en función de su interacción con otras partículas. De hecho, se ha comprobado cómo en muchas tareas los estudiantes universitarios de Química siguen utilizando más el modelo “macroscópico” cotidiano de la materia inerte (Pozo, Gómez Crespo y Sanz, 1993; Pozo y Gómez Crespo, 1997a). Incluso, entre los alumnos adolescentes, la instrucción específica en ciencias no sólo no hace más creíble la teoría científica sino que, en algunos casos (por ejemplo, cuando se estudian sustancias en estado sólido), llega a reforzar las concepciones alternativas opuestas al movimiento intrínseco. En este sentido, una de las variables que ha resultado más explicativa es el estado de agregación de la materia. De hecho, casi todas las revisiones sobre las concepciones alternativas en química consideran que éstas, a diferencia de lo que sucede con las teorías científicas, varían en función del estado de la materia que estemos estudiando (por ejemplo, Driver y Cols; 1994; Gabel y Bunce, 1994; Pozo y Cols., 1991; Stavy, 1995). En este caso, hemos comprobado que la idea del movimiento intrínseco se atribuye con más facilidad a los gases y a los líquidos que a los sólidos (Pozo, Gómez Crespo y Sanz, 1993 y Pozo, Gómez Crespo, 1997a).

De acuerdo con el modelo de cambio conceptual expuesto en el Capítulo V, esta representación diferente del movimiento de la materia en sus distintos estados de agregación podría deberse a que los alumnos no diferencian entre el movimiento intrínseco de las partículas que componen un material y el movimiento aparente de ese mismo material, es decir su apariencia perceptiva. Esta indiferenciación entre el nivel microscópico de análisis de la materia, que es el que proporciona la química, y nuestra percepción macroscópica de esa misma materia hace que los alumnos atribuyan movimiento intrínseco a los gases pero no a los sólidos: a la vez, en el caso de los líquidos, tienden a atribuir movimiento cuando el líquido tiene un movimiento aparente (por ejemplo en el mar o en un refresco con burbujas) y, en cambio, hacen una interpretación estática cuando el líquido no se mueve (por ejemplo, en un vaso de agua que permanece quieto encima de una mesa), con lo que la variable relevante sería no tanto el estado de agregación como su estado aparente de movimiento o reposo.

La comprensión del movimiento intrínseco de las partículas como un proceso diferenciado de su apariencia macroscópica resulta, como hemos visto, difícil y ni siquiera una instrucción científica específica asegura que sea alcanzada adecuadamente. Pero incluso en el caso de que se alcance esa diferenciación, para una adecuada comprensión de la teoría cinética deberá completarse con una integración conceptual entre ambos niveles de análisis previamente diferenciados, de acuerdo con la idea de integración jerárquica expuesta en el Capítulo V, de forma que el análisis microscópico de las interacciones entre las partículas permita explicar la apariencia macroscópica que adopta la materia en cada uno de sus estados, así como los cambios que se produzcan en esa apariencia como consecuencia de las diferentes combinaciones y relaciones que tienen lugar entre las partículas. En este sentido, la comprensión del movimiento intrínseco, integrada en una teoría cinético molecular, facilitaría a los alumnos la comprensión de los cambios que tienen lugar en la materia, ya sean de carácter esencialmente físico, cuando la estructura molecular de la sustancia no cambia, o de naturaleza

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