PROYECTO DOCENTE EN SCRATCH:

 

 “LEYES DE LOS GASES IDEALES”.

 

 

 

 

Francisco Atalaya Romero

 

 

INTRODUCCIÓN

El presente proyecto se realiza en el marco del curso de INTEF” De espectador a programador: El camino para entender la tecnología aprendiendo a manejarla” como trabajo final de actividad.

La actividad se plantea como material auxiliar para que los alumnos de ESO comprendan de una forma visual e intuitiva la relación que existe entre el comportamiento macroscópico de los gases y sus variables de estado (presión, volumen y temperatura) y el comportamiento a escala microscópica: moléculas moviéndose y chocando con las paredes del recipiente. Se utilizará Scratch para simular el movimiento molecular y observar sus efectos en los parámetros macroscópicos. Se trata de interconectar la teoría cinético molecular de los gases con las leyes que rigen su comportamiento (Boyle-Mariotte, Charles y Gay-Lussac)

Scratch ofrece un entorno visual atractivo para el alumno que sin apenas conocimientos de programación le permite entender el algoritmo de la simulación.

CONTEXTO.

 La actividad está pensada para alumnos de tercer curso de ESO, dentro del bloque de contenido “La materia y sus estados”. Se trata de un bloque en el que comprender la relación entre la teoría molecular, los diferentes estados de agregación de la materia y los cambios de estado cuesta al alumno por la falta de evidencias reales y situaciones cotidianas en las que se pongan de manifiesto este comportamiento de la materia. Resulta complejo de explicar con palabras; es casi imposible de entender con dibujos y diagramas estáticos y no conozco applets u otro tipo de recurso interactivo adecuado a éste nivel educativo. Esta es la razón  para emprender el presente proyecto.

OBJETIVOS.

1.- El principal, que el alumno comprenda la relación que existen entre las magnitudes macroscópicas de un gas (presión, volumen y temperatura) y el comportamiento microscópico de la materia: relación entre velocidad de las moléculas y temperatura, entre colisiones y presión….. en definitiva, conectar las leyes clásicas de Boyle-Mariotte, Charles y Gay-Lussac con el mundo molecular. Al mismo tiempo se pueden alcanzar otros objetivos, como pueden ser

2.- acercamiento al entorno Scratch,

3.-Una forma de iniciarse en el pensamiento computacional,

4.-Entender el comportamiento de los gases no ideales, los líquidos y los sólidos…..  y sobre todo,

5.-Quitar “hierro” al programa de una asignatura (la física y química) que en tercero de ESO peca de abstracto y alejado de la realidad que percibimos a diario.

DETALLE DE LA ACTIVIDAD.

 En un primer momento se abordarán los contenidos del bloque “La materia y sus estados” al estilo tradicional: exposición de los contenidos, enunciado de las leyes, ejemplos de las mismas y casos prácticos. Una vez se sepa con soltura analizar y explicar el comportamiento a escala macroscópica (es decir, manejar las tres leyes) se comenzará a conectar con el comportamiento microscópico en dos fases:
1º.- Se les mostrará a los alumnos el video elaborado sobre la misma temática en la actividad 3.4 del curso con Mozilla Popcorn

                                https://pacoatalaya.makes.org/popcorn/2iiv

puede ser útil como primera aproximación, pero no deja de ser una actividad sin posibilidades de interacción.

2º.- Simulación en Scratch: empleando las aulas de informática del centro se les mostrará el entorno Scratch, explicándoles los conceptos básicos, y se les permitirá manejar la simulación: en ella se muestran por separado los tres casos estudiados a nivel teórico, pudiendo modificar alguno de los parámetros macroscópicos del gas, para que vean su repercusión a nivel microscópico y sus consecuencias.

Evaluación. La actividad se evaluará conjuntamente con el bloque de contenidos. Entre las actividades de evaluación específicas para la simulación en Scratch se efectuarán

a)     preguntas relacionadas con el manejo de la aplicación,

b)    con la influencia de la temperatura en la agitación molecular,

c)    del volumen con el número de colisiones y de la presión…. Con el fin si alcanzaron el objetivo de la actividad: entender qué pasa dentro de los gases y cómo esto se pone de manifiesto en el exterior.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CONCLUSIONES AL PROYECTO FINAL

En la siguiente dirección http://scratch.mit.edu/projects/38870470/ puede verse y manejarse el proyecto “Leyes de los Gases”.

Es una simulación del comportamiento de las moléculas gaseosas a diferente temperatura en un recipiente de tamaño variable. Su finalidad es analizar las leyes clásicas de los gases desde un punto de vista microscópico. El profesor debe comentar en clase cómo los cambios de temperatura y volumen afectan al comportamiento de las moléculas y cómo esto se traduce en un cambio en la presión.

El programa no está completamente depurado, por falta de tiempo: cuando las moléculas se desplazan muy rápido son atrapadas e incluso atraviesan la pared del recipiente, algo físicamente absurdo. En ocasiones la velocidad se altera y las moléculas escapan.

Otra dificultad surgió al “fabricar” las propias moléculas: no conseguía clonarlas y finalmente opté por construir 10 partículas, cada una con su punto de partida y su dirección, y cuya velocidad puede variarse modificando la variable “temperatura”. Lógicamente, con tan solo 10 moléculas en movimiento no se perciben bien los efectos de los cambios de temperatura y volumen.

En cualquier caso, considero que puede resultar una herramienta útil para que los alumnos imaginen cual es el origen de la presión en el seno de un gas y cómo se puede alterar.