Explanations from Teachers and Students about Water-Soluble and Insoluble Compounds

Main Article Content

Mario Quintanilla Gatica
María Isabel Gómez Palacios
Vicente Swett Barros
Mariano Rodríguez-Malebrán
Rodrigo Sepúlveda González
Cristian Salas Sanchez

Abstract

We present a proposal for teaching the theoretical model of solutions. It begins with a discussion of theoretical, didactic, and scientific aspects related to its teaching, identifying difficulties in both learning and teaching, based on advanced research in science education. A field study was conducted using a Prior Ideas Form (FIP), whose results revealed limited knowledge about the molecular interactions in solutions, even when these occur in everyday life. Based on the interpretation of student productions, an activity was designed that allowed students to develop explanations integrating macroscopic and microscopic perspectives through the analysis of the behavior of different compounds when combined with water. The analysis included a macroscopic comparison between soluble and insoluble substances, as well as a comparison of their molecular structures to explain intermolecular interactions with water, and thus, why one compound dissolves while another does not. The results show causal, descriptive, and predictive explanations, which are relevant for didactic analysis and the teaching of the concept of solutions.

Article Details

Citas en Dimensions Service

Author Biographies

Mario Quintanilla Gatica, Pontificia Universidad Católica de Chile

Doctor en Ciencias de la Educación de la Universidad Autónoma de Barcelona, presidente de la Red Latinoamericana de Investigación en Didáctica de las Ciencias (REDLAD) y profesor en Formación Inicial de Docentes de Química y en el Programa de Formación Pedagógica de la Universidad Católica.

María Isabel Gómez Palacios, Pontificia Universidad Católica de Chile

Profesora de Educación Media en Química de la Pontificia Universidad Católica de Chile

Vicente Swett Barros , Pontificia Universidad Católica de Chile

Profesor de Educación Media en Química de la Pontificia Universidad Católica de Chile

Mariano Rodríguez-Malebrán, Departamento de Enseñanza de la Ciencia y la Tecnología, Universidad Nacional de Córdoba y Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

Profesor de Estado en Biología y Ciencias Naturales por la Universidad de La Serena (ULS). Magíster en Educación en Ciencias Experimentales y Tecnología por la Universidad Nacional de Córdoba (UNC). Candidato Doctoral en Educación en Ciencias Básicas y Tecnología en la Universidad Nacional de Córdoba (UNC) y Becario Doctoral del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) de Argentina. Participa en el Grupo de Investigación EDUCEVA/CienciaTIC, Departamento de Enseñanza de la Ciencia y la Tecnología (FCEFyN/UNC) de Argentina, así como en el Laboratorio de Investigación GRECIA (PUC) de Chile.

Rodrigo Sepúlveda González, Universidad de Santiago de Chile

Magíster en Química. Profesor de Química y Biología. Profesor adjunto de Química de los Materiales de la Facultad de Química y Biología, Universidad de Santiago de Chile. 

Cristian Salas Sanchez, Pontificia Universidad Católica de Chile

Doctor en Química. Profesor asociado de la Pontificia Universidad Católica de Chile

References

Blanco, Á., Ruiz, L., y Prieto, T. (2010). El desarrollo histórico del conocimiento sobre las disoluciones y su relación con la teoría cinético-molecular. Implicaciones didácticas. Enseñanza de las Ciencias: Revista de Investigación y Experiencias Didácticas, 28(3), 447–458. https://raco.cat/index.php/Ensenanza/article/view/210811 DOI: https://doi.org/10.5565/rev/ec/v28n3.55

Cañero-Arias, J., Blanco-López, Á., y Oliva, J. (2022). Representando las disoluciones en el contexto de las bebidas gaseosas. Educación Química, 33(1), 127–139. https://doi.org/10.22201/fq.18708404e.2022.1.79316 DOI: https://doi.org/10.22201/fq.18708404e.2022.1.79316

Gilbert, J., Boulter, C., y Rutherford, M. (2000). Explanations with models in science education. En J. Gilbert & C. Boulter (Eds.), Developing models in science education (pp. 193–208). Springer Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-010-0876-1 DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-010-0876-1_10

Hernández-Sampieri, R., y Mendoza, C. (2023). Metodología de la investigación: Las rutas cuantitativa, cualitativa y mixta (2.ª ed.). México: McGraw Hill.

Iturra, M., Mallea, J., Quintanilla, M. X., Chen, Y., y Herrera, A. M. (2021). Explicaciones escolares respecto al concepto reactivo limitante. Educación Química, 32(4), 81–95. https://doi.org/10.22201/fq.18708404e.2021.5.78128 DOI: https://doi.org/10.22201/fq.18708404e.2021.5.78128

Kraser, R., y Hernández, S. (2020). Colorantes alimentarios y su relación con la salud: ¿Cómo abordar esta problemática desde el estudio de las disoluciones? Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 17(1), 120–132. http://dx.doi.org/10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2020.v17.i1.1202 DOI: https://doi.org/10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2020.v17.i1.1202

Li, M., Donnelly-Hermosillo, D., y Click, J. (2022). Comparing simulation sequencing in a chemistry online-supported project-based learning unit. Journal of Science Education and Technology, 31(1), 27–51. https://doi.org/10.1007/s10956-021-09929-w DOI: https://doi.org/10.1007/s10956-021-09929-w

Marzábal, A., y Izquierdo, M. (2017). Análisis de las estructuras textuales de los textos escolares de química en relación con su función docente. Enseñanza de las Ciencias, 35(1), 111–132. https://raco.cat/index.php/Ensenanza/article/view/319571 DOI: https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.1951

Ortolani, A., Falicoff, C., Domínguez, J. M., y Odetti, H. (2012). Aplicación de una propuesta de enseñanza sobre el tema disoluciones en la escuela secundaria: Un estudio de caso. Educación Química, 23(2), 212–221. https://doi.org/10.1016/S0187-893X(17)30112-X DOI: https://doi.org/10.1016/S0187-893X(17)30112-X

Pérgola, M., y Galagovsky, L. (2020). Enseñanza en contexto: La importancia de revelar obstáculos implícitos en docentes. Enseñanza de las Ciencias, 38(2), 45–64. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.2822 DOI: https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.2822

Quintanilla, H., Cabrera, H., y Zambrano, J. (2022). La historia y la filosofía de la química en la formación inicial del profesorado de química. Educación Química, 33(4), 192–205. https://doi.org/10.22201/fq.18708404e.2022.4.0.81572 DOI: https://doi.org/10.22201/fq.18708404e.2022.4.0.81572

Quintanilla, M., y Mercado, M. (2022). Caracterización sobre explicaciones de docentes en servicio acerca de la noción científica de disolución. Educación Química, 33(3), 92–106. https://doi.org/10.22201/fq.18708404e.2022.3.81475 DOI: https://doi.org/10.22201/fq.18708404e.2022.3.81475

Raviolo, A., y Farré, A. (2020). Aprendizaje conceptual del tema concentración de disoluciones: Análisis de imágenes de libros de texto universitario. Educación Química, 31(3), 119–133. https://doi.org/10.22201/fq.18708404e.2020.3.75733 DOI: https://doi.org/10.22201/fq.18708404e.2020.3.75733

Raviolo, A., Garritz, A., y Soza, P. (2011). Sustancia y reacción química como conceptos centrales en química: Una discusión conceptual, histórica y didáctica. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 8(3), 240–254. http://dx.doi.org/10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2011.v8.i3.02 DOI: https://doi.org/10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2011.v8.i3.02

Raviolo, A., Schroh, N., y Farré, A. (2022). La comprensión de estudiantes de primer año de universidad del concepto de concentración expresada en gramos por litro. Enseñanza de las Ciencias, 40(1), 143–159. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.3267 DOI: https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.3267

Traiman-Schroh, N., Raviolo, A., y Farré, A. (2022). Dificultades en el aprendizaje del concepto concentración: Una metasíntesis. Educación Química, 33(3), 127–138. https://doi.org/10.22201/fq.18708404e.2022.3.81066 DOI: https://doi.org/10.22201/fq.18708404e.2022.3.81066