La Química Computacional com a eina per promoure l’aprenentatge basat en models en els centres d’educació secundària

Abstract

[cat] L’ensenyament en l’àmbit de les ciències experimentals recorre freqüentment a l’aprenentatge de models, és a dir, de simplificacions de la realitat emprades per comprendre els factors clau que determinen el funcionament de la naturalesa. Aquestes estructures mentals faciliten a l’alumnat interioritzar conceptes o idees abstractes que no es possible visualitzar en el nostre dia a dia o experimentar en el laboratori. Malgrat tot, la metodologia docent actual dóna lloc a molts equívocs que impedeixen que els estudiants comprenguin bé el significat de “model”, allò que estant representant i el seu impacte en la construcció del coneixement. Per tant, per a corregir aquestes deficiències curriculars, és necessari un canvi de paradigma, on l’alumnat aprengui ciència a través de la construcció dels seus propis models i la seva aplicació per comprovar la validesa de les teories científiques vigents. Per aquest motiu, aquest treball vol donar a conèixer entre els estudiants i el professorat d’educació secundària el potencial que té la química computacional per a promoure l’aprenentatge en les matèries de Física i Química. Concretament, es presenta una proposta didàctica per els cursos de 4rt d’Educació Secundària Obligatòria (ESO) i batxillerat, on els estudiants participarien en la creació dels seus propis models. L’objectiu és que assoleixin una visió més clara i precisa sobre l’estructura i el comportament de la matèria, a través del modelatge d'estructures moleculars i l'execució de càlculs senzills per determinar les propietats d'algunes substàncies. En particular, també es busca motivar el seu interès per la ciència i fomentar la formació del professorat en l’ús pedagògic d’aquesta disciplina.

[spa] Teaching in the field of experimental science often goes hand in hand with the learning of models, that is, simplifications of reality used to understand the key factors that determine how nature behaves. These mental structures make it easier for students to grasp abstract concepts or ideas that cannot be observed on our daily basis or in the laboratory. However, the current teaching methodology induce many misunderstandings that prevent students from understanding the meaning of "model", what they are representing and their impact on the construction of knowledge. Therefore, in order to correct these curricular deficiencies, a paradigm shift is necessary, in which students may learn science through the construction of their own models and their application to verify the validity of current scientific theories. For this reason, this work seeks to make known among students and secondary school teachers the potential of computational chemistry to promote learning in the subjects of Physics and Chemistry. Specifically, a didactic proposal is presented for 4th Compulsory Secondary Education (ESO) and baccalaureate courses, in which students would participate in the creation of their own models. The objective is to achieve a clearer and more precise view of the structure and behaviour of matter, through the modelling of molecular structures and the execution of simple calculations to determine the properties of some substances. In particular, it also seeks to motivate student’s interest in science and to promote teacher training in the pedagogical use of this discipline.