Diseño y evaluación de experiencias de laboratorio con apoyo de las TIC´S para trabajar competencias de química inorgánica:fronteras entre compuestos iónicos y covalentes

Abstract

[Resumen] La enseñanza en química inorgánica puede resultar complicada debido a la dificultad de los estudiantes para unir conceptos teóricos con hechos observables. El uso de herramientas tecnológicas (TIC´s) en el laboratorio facilita la fusión de teoría y práctica, promoviendo el desarrollo de competencias clave en el campo de la química. Este enfoque es especialmente útil para poder abordar temas como las fronteras entre compuestos iónicos y covalentes que los estudiantes perciben de manera errónea considerándolos como absolutos en vez de considerar su naturaleza como gradual. La relación de propiedades macroscópicas con dichos modelos también supone un importante reto para los alumnos. En este trabajo se diseñó una actividad destinada a que los alumnos comprendieran como el uso de las reglas de Fajans, permiten justificar y, hasta cierto punto predecir el carácter iónico o covalente de un compuesto considerando factores como la carga iónica o la diferencia de electronegatividad. Estos conceptos son clave para comprender como la polarización del enlace influye en la naturaleza, el punto de fusión y el comportamiento ácido-base de un compuesto. Lo que se propone en este TFG incluye una actividad que combina experimentos clásicos con herramientas digitales, como infografías interactivas o cuestionarios en línea. Además, se apoya en la base conceptual resumida en el triángulo de Johnstone que conecta el nivel macroscópico (propiedades observables), submicroscópico (estructuras) y simbólico (ecuaciones químicas) mejorando la comprensión global de los conceptos. Los resultados indican que la actividad propuesta influye positivamente en la adquisición de las competencias mencionadas. [Resumo] O ensino en química inorgánica pode resultar complicada debido á dificultade dos estudantes para unir conceptos teóricos con feitos observables. O uso de ferramentas tecnolóxicas (TIC´s) no laboratorio facilita a fusión de teoría e práctica, promovendo o desenvolvemento de competencias clave no campo da química. Este enfoque é especialmente útil para poder abordar temas como as fronteiras entre compostos iónicos e covalentes que os estudantes perciben de maneira errónea considerándoos como absolutos no canto de considerar a súa natureza como gradual. A relación de propiedades macroscópicas cos devanditos modelos tamén supón un importante reto para os alumnos. Neste traballo deseñouse unha actividade destinada a que os alumnos comprendesen como o uso das regras de Fajans, permiten xustificar e, ata certo punto predicir o carácter iónico ou covalente dun composto considerando factores como a carga iónica ou a diferenza de electronegatividad. Estes conceptos son clave para comprender como a polarización do enlace inflúe na natureza, o punto de fusión e o comportamento acedobase dun composto. O que se propón neste TFG inclúe unha actividade que combina experimentos clásicos con ferramentas dixitais, como infografías interactivas ou cuestionarios en liña. Ademais, apóiase na base conceptual resumida no triángulo de Johnstone que conecta o nivel macroscópico (propiedades observables), submicroscópico (estruturas) e simbólico (ecuacións químicas) mellorando a comprensión global dos conceptos. Os resultados indican que a actividade proposta inflúe positivamente na adquisición das competencias mencionadas. [Abstract] Teaching in inorganic chemistry can be complicated due to the difficulty of students to link theoretical concepts with observable facts. The use of technological tools (ICT's) in the laboratory facilitates the fusion of theory and practice, promoting the development of key competencies in the field of chemistry. This approach is especially useful in order to address issues such as the boundaries between ionic and covalent compounds that students misperceive by considering them as absolutes instead of considering their nature as gradual. Relating macroscopic properties to such models also poses an important challenge for students. In this work, an activity was designed for students to understand how the use of Fajans' rules allows them to justify and, to a certain extent, predict the ionic or covalent character of a compound considering factors such as ionic charge or electronegativity difference. These concepts are key to understand how bond polarization influences the nature, melting point and acid-base behavior of a compound. What is proposed in this TFG includes an activity that combines classical experiments with digital tools, such as interactive infographics or online quizzes. Moreover, it relies on the conceptual basis summarized in Johnstone's triangle that connects the macroscopic (observable properties), submicroscopic (structures) and symbolic (chemical equations) levels improving the global understanding of the concepts. The results indicate that the proposed activity positively influences the acquisition of the mentioned competences.