Aprendamos Física y Química preparando una ración de gambas

Del Cid, Rosa y C iado, Ana M. 2002 17 Encuen os de Didác ica de las Ciencias Expe imen ales. Uni e sidad de La Laguna. Tene i e. España. 1 APRENDAMOS FÍSICA Y QUÍMICA PREPARANDO UNA RACIÓN DE GAMBAS Rosa del Cid y Ana C iado Depa amen o de Didác ica de las Ciencias Expe imen ales y Sociales Uni e sidad Hispalense In oducción El es udio de los p ocesos ísicos y químicos que ienen luga en la p epa ación de di e en es ejemplos de alimen os en la cocina iene siendo un ema de inno ación educa i a (Del Cid y C iado 2001; Solsona 2001) que nos b inda la opo unidad de apo a a nues os alumnos un conocimien o académico con una u ilidad inmedia a. Aunque no c eemos que es e sea un equisi o imp escindible de los con enidos educa i os, es ob io que iene más posibilidades de p o oca ap endizaje signi ica i o, y que posee las en ajas didác icas que señalan Jiménez e al. (2001) pa a los modelos enseñanza cen ados en si uaciones co idianas. La inalidad de es e abajo es ap o echa el conocimien o popula de un pla o muy ex endido en Andalucía, gambas cocidas, pa a ansmi i la idea de la u ilidad de a ios concep os ísico - químicos. Además, se p e ende acili a la ansición desde un pensamien o simple, donde las ac uaciones se basan en la adición o no se cues ionan, hacia uno complejo (Ga cía Díaz 1999), donde cada paso se in e p e a con a gumen os basados en un conocimien o más elabo ado y p óximo al cien í ico. En la línea que p opugna Cañal (2000), sob e las ca ac e ís icas que debe ía posee el conocimien o p o esional deseable del p o eso ado, la ac i idad que p esen amos, ealizada con u u os maes os, es á o ien ada a mejo a su o mación con is as a su papel en la al abe ización cien í ica y a la cons ucción de conocimien os signi ica i os y uncionales pa a la ida. Con ex o en el que se desa olla la expe iencia La p opues a que se expone, se ha lle ado a cabo en un p ime es udio explo a o io, po lo que se mos a án los esul ados y las p opues as de mejo a que se han p e is o pa a el es udio con ca ác e más de ini i o. La expe iencia se desa olla en las clases de la asigna u a op a i a “Ac i idades de explo ación del en o no co idiano”, Del Cid, Rosa y C iado, Ana M. 2002 17 Encuen os de Didác ica de las Ciencias Expe imen ales. Uni e sidad de La Laguna. Tene i e. España. 2 de la especialidad de Educación Física de la Diploma u a de Magis e io de la Uni e sidad Hispalense. El núme o ap oximado de alumnos ma iculados en es a ma e ia op a i a es de no en a y como se puede deduci del nomb e de la asigna u a, su obje i o p imo dial es hace que los es udian es sigan pensando cien í icamen e en con ex os ue a del aula; siendo una de las ac i idades que solemos p opone el análisis del p oceso de cocido de las gambas. Es a egia de enseñanza seguida Los alumnos abajan en g upos de cinco pe sonas en odas las ases de la expe iencia sal o en la pa e más p ác ica, en la que po azones de ipo ma e ial se hace como una expe iencia de cá ed a. La es a egia de enseñanza que u ilizamos consis e en una secuencia de ac i idades que se o ganizan en o no a las ases: Explici ación y análisis de ideas p e ias; Ac i idad de me acognición; P epa ación eó ica de la p ác ica; Realización de la p ác ica; Recapi ulación y degus ación. Desa ollo de la secuencia de ac i idades Explici ación de ideas p e ias Como ins umen o de de ección de es as ideas en nues os es udian es se u iliza, sencillamen e, una p egun a abie a sob e cómo p epa an las gambas cocidas en sus casas, de allando al máximo los da os numé icos y jus i icando odo ello con a gumen os cien í icos en la medida en que ello sea posible. La p ime a acción consis e en la ecogida de in o mación desc ip i a, cuali a i a y cuan i a i a den o del con ex o co idiano Pa a e i a que haya muchas espues as en blanco es necesa io que los alumnos conozcan, con un pa de días de an elación, la p egun a de o ma que puedan consul a la ece a en casa. En clase, cada g upo de es udian es in en a llega a consensos sob e cómo esponde a la p egun a abie a en es ap oximaciones: a) El ela o esc i o de la ece a. b) Re isión del ela o añadiendo da os numé icos: can idades y p opo ciones c) Jus i icación, de los pasos y de los da os numé icos apo ados, especialmen e del iempo de cocción y del p ocedimien o de en iamien o inal. Del Cid, Rosa y C iado, Ana M. 2002 17 Encuen os de Didác ica de las Ciencias Expe imen ales. Uni e sidad de La Laguna. Tene i e. España. 3 Resul ados del análisis de las ideas p e ias Los esul ados de las con es aciones mayo i a ias se mues an a con inuación, o denados en co espondencia con los apa ados de la p egun a abie a mencionada: a) En gene al las ece as se esumen en es pasos sindo las únicas di e encias el c i e io pa a el iempo de cocción y el p ocedimien o de en iado: - Se pone un ecipien e con agua salada en el uego has a que empieza a he i . - Se echan las gambas y se espe a un iempo de e minado. - Se en ían: bajo un cho o de agua ía, ó en el congelado , ó al ai e. b) La e isión del ela o, añadiendo da os numé icos can idades y p opo ciones, sólo apo a can idades p ecisas pa a el iempo de cocción. En es e caso, la du ación del he ido se cuen a de dos o mas: - Midiendo el iempo, que oscila en e uno y es minu os - Obse ando el cambio de colo (hacia un ono osado) de las gambas. De odo ello cabe des aca que se omi en da os p ecisos sob e las can idades o p opo ciones de agua, sal y gambas. c) En la jus i icación de cada paso, cuando la hay, lo más eseñable es la ausencia de é minos ísico – químicos. En e lo más impo an e, la g an mayo ía conside a, aunque sin jus i ica , que “el iempo de cocción es c ucial en el esul ado gas onómico”. Po úl imo, aunque el en iamien o úl imo es un paso que se epi e en odas las ece as p opues as, no se jus i ica apenas y quien lo hace lo a ibuye a que ello p oduce un endu ecimien o de la ca ne de la gamba. Ac i idad de me acognición En una pues a en común, en la que además de pone se de mani ies o las a ian es de la ece a, se oma conciencia del ca ác e in ui i o y poco undado de las jus i icaciones u ilizadas y de la ca encia de a gumen os en algunos casos (“¿pa a qué se en ían al inal?”). La p o eso a in e iene pa a con ibui a la ecapi ulación de ca encias que han eme gido, y p e ende lle a a los es udian es a la comp ensión de la necesidad de un conocimien o más p óximo al cien í ico, con el obje i o de que encuen en sen ido a la siguien e ac i idad de es udio eó ico. Del Cid, Rosa y C iado, Ana M. 2002 17 Encuen os de Didác ica de las Ciencias Expe imen ales. Uni e sidad de La Laguna. Tene i e. España. 4 P epa ación eó ica de la p ác ica Una ez que se pone de mani ies o que se igno an bas an es aspec os y que ello impide, po ejemplo la elección jus i icada de una u o a de las a ian es de los p ocedimien os de la ece a, se p esen a a los alumnos una ece a adicional conocida po una de las p o eso as. Es a ece a p esen a dos no edades. La p ime a consis e en que el indicado del iempo de cocción es el cambio en la lo abilidad de los c us áceos, que al p incipio se hunden en el agua hi iendo y luego lo an. La segunda es que el en iamien o inal se hace in oduciendo las gambas ecién cocidas en una mezcla igo í ica del hielo y sal común. La ece a se p esen a en dos diag amas de lujo en los que se pueden segui , de o ma pa alela, la ope ación ecomendada y su aducción al lenguaje ísico – químico. (El úl imo diag ama se puede obse a en la igu a 1). Median e es os esquemas se les guía sob e los concep os y p ocesos en los que han de cen a su a ención y que han de e isa si no se conocen bien. En es a ase los alumnos, consul an bibliog a ía de aula, undamen almen e de Química Gene al. Además se isualiza el ídeo sob e las disoluciones (iónicas y molecula es) dis ibuido po Ánco a. La ase concluye con una sesión de pues a en común en la que a a és del diálogo en e g upos y de la pa icipación de la p o eso a, se esuel en las dudas susci adas. Me odológicamen e es una ase en la que hay que es a in i ando a los alumnos con inuamen e a que se asegu en de que comp enden odos los concep os y p ocesos an es de pasa a la ase más p ác ica. Pues a en p ác ica de la ece a En el es udio explo a o io que ealizamos se hizo una expe iencia de cá ed a lle ada a cabo po un g upo de alumnos, mien as que los demás se man enían a la expec a i a, apun ando las obse aciones y medidas que sus compañe os iban omando, (las empe a u as de la mezcla igo í ica y de ebullición de la disolución salina, e c.). El iempo o al empleado ap oximado ue de una ho a y el ma e ial y u ensilios usados son los que se mues an más adelan e. Del Cid, Rosa y C iado, Ana M. 2002 17 Encuen os de Didác ica de las Ciencias Expe imen ales. Uni e sidad de La Laguna. Tene i e. España. 5 Figu a 1: Diag ama de ope aciones concep os ísico - químicos implicados en la ece a de p epa ación óp ima de una ación de gambas cocidas Escu ido Mezcla igo í ica < 0ºC H 2 0 (s) +ClNa densidad - gambas < densidad - disolución densidad - gambas < densidad - disolución Agua + sal H 2 0 (l) +ClNa P = P a ARISTEUS ANTENNATUS ∆ ∆∆ ∆ eb = k · m NaCl Del Cid, Rosa y C iado, Ana M. 2002 17 Encuen os de Didác ica de las Ciencias Expe imen ales. Uni e sidad de La Laguna. Tene i e. España. 6 Ma e iales Cace ola de cocina con una capacidad ap oximada de 4 li os (diáme o de 20 a 24 cm, y al u a de unos 10 cm); ecipien e de plás ico ipo palangana; espumade a o pale a pa a saca las gambas del agua; escu ido ; una bolsa de cubi os de hielo; 1 Kg de gambas (congeladas o escas); 1/2Kg de sal g uesa de cocina; 1 e móme o de escala (-30) ºC a (+50) ºC; 1 e móme o que supe e los 100ºC. P ocedimien o e in e ogan es plan eados El p ocedimien o y los in e ogan es a abo da median e una explicación ísico - química se exponen a con inuación: * Se p epa a la mezcla igo í ica (hielo y sal) pa a que su empe a u a haya descendido su icien emen e cuando las gambas es én cocidas. En el ecipien e de plás ico se deposi a el hielo (picado), con el e móme o se mide la empe a u a del hielo, se ano a y a con inuación se ag egan ocho puñados de sal (unos 250g). Se oma la empe a u a cada cinco minu os y se obse a que a descendiendo po debajo de 0ºC (a eces, has a -17ºC), a medida que la sal se a disol iendo, en el hielo que se a undiendo. * En la cace ola se ponen unos 3 li os de agua a la que se le ha añadido un puñado (20g) de sal de cocina. Es el momen o de plan ea se que el descenso de empe a u a se p oduce cuando se disuel e un sólido no olá il (NaCl) en un disol en e olá il (H 2 O). La explicación de es e enómeno se puede hace a di e en es ni eles de complejidad. La simple comp obación de es e hecho median e un e móme o. La consul a del descenso de la empe a u a en unción de la concen ación de NaCl en la g á ica de una mezcla igo í ica de NaCl- hielo, donde encon a emos que la empe a u a puede descende has a – 22ºC. Desde el pun o de is a e modinámico se puede p o undiza explicando es e descen so po que se unde hielo a cos a de abso be la ene gía é mica co espondien e a la en alpía de usión, p oduciéndose un descenso de la empe a u a del sis ema, has a llega al pun o eu éc ico, .... e c. En o no a es e paso cabe p egun ase: ¿Es á la dis olución sa u ada o diluida? ¿Cuál es la solubilidad de la sal común en agua? ¿Va ía mucho con la empe a u a? También hay que abo da el p oblema de que cuando se le adiciona al agua un solu o, el pun o de ebullición aumen a y la densidad de la disolución esul an e ambién a a aumen a . Del Cid, Rosa y C iado, Ana M. 2002 17 Encuen os de Didác ica de las Ciencias Expe imen ales. Uni e sidad de La Laguna. Tene i e. España. 7 * Se calien a el agua salada has a que empieza a he i (puede oma se la empe a u a de ebullición), y en ese momen o se an echando puñados de gambas al agua. Es con enien e obse a que és as se hunden y an al ondo del ecipien e. * Al cabo de un cie o iempo se obse a cómo las gambas comienzan a lo a . Siendo és e el indicado que nos mues a que las gambas ya es án en su pun o y po an o, a medida que lo an, se deben i sacando. Es con enien e ealiza el p oceso de cocción en a ias pa es, añadiendo sucesi as po ciones de gambas al agua hi iendo. Es o se hace así pa a e i a dos e ec os: un en iamien o excesi o del agua al echa de una sola ez odos los c us áceos, y una p olongación excesi a del iempo de cocción de algunas gambas si se a da en i ex ayéndolas. (Si se u iliza un ces illo pa a saca odas al mismo iempo, no se puede obse a bien el p oceso de lo ación). * Una ez ue a, las gambas cocidas y escu idas se pasan seguidamen e a la mezcla igo í ica (disolución salina) y se ienen allí unos minu os. Es e hecho da pie a conside a que la densidad de la gamba es mayo que la de la disolución salina. Como an e io men e, se aplican los concep os de densidad y lo ación admi iendo que la densidad de la gamba se ha h echo meno . Pa a explica es e hecho se u iliza, en e o as, la in o mación de que las p o eínas se desna u alizan con el calo , pie den su es uc u a e cia ia y secunda ia y po an o la capacidad pa a e ene agua en e las edes que con o man esa es uc u a. En es e momen o se plan ea qué pasa ía si calen á amos du an e más iempo las gambas. La expe iencia nos indica que esul a ían menos jugosas y la in o mación que se apo a es que pie den aún más agua e enida en e sus ib as. El úl imo de los in e ogan es plan eados es la jus i icación del en iamien o inal consis en e en que el cue po de las gambas se con ae po el descenso b usco de la empe a u a, a o eciendo la sepa ación de la piel y acili ando su pelado. Del Cid, Rosa y C iado, Ana M. 2002 17 Encuen os de Didác ica de las Ciencias Expe imen ales. Uni e sidad de La Laguna. Tene i e. España. 8 Recapi ulación y degus ación Es el momen o deseado, po la clase, y conlle a una ac i idad de ecue do colec i o de los concep os abajados: lo ación, densidad, disolución, solubilidad, c ioscopía, ebulloscopía, es uc u a de las p o eínas y desna u alización de las mismas po e ec o del calo . La conclusión de la ac i idad con una degus ación de gambas siemp e cons i uye una ac i idad que p opo ciona mayo cohesión al g upo y mejo a la p edisposición de los es udian es a en ende la u ilidad de los concep os ísico - químicos. 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