Seguridad en el laboratorio de Química (enfoque por competencias)

La propuesta didáctica propone estudiar el tema seguridad en el laboratorio de Química usando la metodología de enfoque por competencias, buscando que el estudiante sea capaz de aplicar los conceptos en su vida cotidiana y en el trabajo en el laboratorio.

Pictogramas de seguridad según el Sistema Globalmente Armonizado.

Fundamentación: La siguiente propuesta ha sido elaborada como tarea final del Curso "Las competencias, un nuevo modelo para intentar resolver problemas viejos". Consiste en la planificación de una unidad didáctica sobre la seguridad en el laboratorio de Química, está enmarcada en el trabajo en el laboratorio y usando la metodología del aprendizaje basado en competencias. Busca que los estudiantes sean capaces de interpretar pictogramas, manejar fichas de datos de seguridad química, y elaborar e interpretar etiquetas, entre otros.

La propuesta tiene una duración de 6 clases de 3 horas cada una (18 horas de 45 minutos). En la clase 1 se introduce el sistema globalmente armonizado y la información que contiene una ficha de datos de seguridad química. La clase 2 consiste en el trabajo con un texto sobre la inflamabilidad del metanol. La clase 3 aborda el diseño e interpretación de etiquetas. En la clase 4 se trabaja con una ficha sobre residuos y derrames en el laboratorio. La clase 5 consiste en el análisis de un caso sobre un derrame químico y finalmente la clase 6 incluye la evaluación escrita sobre la temática.

Originalmente fue pensada para ser trabajada en la asignatura Taller de pensamiento científico-químico de primer año en el Bachillerato Tecnológico de Química Industrial, pero la propuesta puede ser adaptada para cualquier curso de Química, si se modifica la duración de la misma.

Temporalización: 18 horas de clase (de 45 minutos cada una).

Competencias e indicadores para el eje temático: Para el eje temático seleccionado se indica, en la tabla que se encuentra a continuación, la dimensión de la competencia científica que se trabajará en cada una de las clases propuestas y los indicadores de aprendizaje para cada una de dichas dimensiones.

El siguiente recurso resume cuáles son las dimensiones de la competencia científica.

Clase	Indicadores de aprendizaje	Dimensión	Capacidades
1	- Busca fuentes de información fiable sobre FDS. - Selecciona fuentes de información fiable sobre FDS. - Extrae información de las diferentes partes de la FDS y la interpreta. - Extrae e interpreta información de los videos 1 y 2.	Procedimental	Capacidad de obtener información relevante para resolver un problema y organizarla adecuadamente.
2.1	- Usa el concepto punto de inflamabilidad, combustión y temperatura de autoencendido para interpretar el accidente con el metanol.	Conceptual	Capacidad de utilizar los conceptos y modelos científicos para analizar y resolver problemas.
2.2	- Ante la situación narrada del accidente con metanol detecta el problema que se deriva del relato.	Procedimental	Capacidad de identificar problemas científicos y/o diseñar estrategias para su resolución.
2.3	- Extrae e interpreta información de la tabla de datos del punto de inflamabilidad y la temperatura de autoencendido para algunos combustibles.	Procedimental	Capacidad de obtener información relevante para resolver un problema y organizarla adecuadamente.
2.4	- Valora positivamente manejar los conceptos de clase de fuegos y su relación con los extintores como información importante a tener en cuenta en una situación de emergencia.	Actitudinal	Capacidad de interesarse por el conocimiento, indagación y resolución de problemas científicos y problemáticas sociales y ambientales.
3.1	- Usa el concepto de pictograma y sistema globalmente armonizado para elaborar la etiqueta.	Conceptual	Capacidad de utilizar los conceptos y modelos científicos para analizar y resolver problemas.
3.2	- Extrae información de la FDS para elaborar una etiqueta según el decreto 307/09. - Extrae información de cada uno de los pictogramas usados en el SGA.	Procedimental	Capacidad de obtener información relevante para resolver un problema y organizarla adecuadamente.
3.3	- Elabora una etiqueta con la información extraída de la FDS.	Procedimental	Capacidad de procesar la información obtenida.
3.4	- Valora positivamente el uso de pictogramas en las etiquetas para brindar información al usuario de forma rápida, sencilla y global.	Actitudinal	Capacidad de interesarse por el conocimiento, indagación y resolución de problemas científicos y problemáticas sociales y ambientales.
4.1	- Usa los conceptos trabajados para identificar las causas del accidente con hidróxido de sodio en Facultad de Química.	Conceptual	Capacidad de utilizar los conceptos y modelos científicos para analizar y resolver problemas.
4.2	- Extrae información sobre la clasificación de los residuos según su naturaleza química y su desactivación. - Extrae información de la imagen 5 y la relaciona con el texto. - Extrae información de video para la parte 6 e identifica las medidas de seguridad sugeridas en el mismo. - Extrae información de la FDS del nitrato de sodio y del plomo sobre qué hacer en caso de derrame.	Procedimental	Capacidad de obtener información relevante para resolver un problema y organizarla adecuadamente.
4.3	- Elabora una tabla de datos con la información extraída. - Interpreta los pictogramas de cada uno de los residuos planteados en la parte 5 y aplica dicha información y los conceptos trabajados para elaborar su respuesta. - Interpreta la información referida a la sección 3 de la FDS del nitrato de sodio y procesa la información seleccionando correctamente el pictograma que debe aparecer en la etiqueta del mismo.	Procedimental	Capacidad de procesar la información obtenida.
5.1	- Utiliza los conceptos trabajados hasta el momento para plantear su solución al caso estudiado.	Procedimental	Capacidad de utilizar los conceptos y modelos científicos para analizar y resolver problemas.
5.2	- Plantea soluciones que se podrían dar inicialmente al problema del derrame en la ruta de San José. - Reflexiona sobre su formulación inicial del estudio de caso y lo compara con la solución alcanzada por el colectivo de los estudiantes.	Procedimental	Capacidad de identificar problemas científicos y/o diseñar estrategias para su resolución.
5.3	- Extrae información de la noticia y la relaciona con los conceptos trabajados. - Busca una fuente de información fiable para encontrar FDS del NaOH al 33 %. - Selecciona el pictograma que corresponde al transporte del NaOH en solución. - Selecciona información referida al efecto sobre el motociclista del accidente y relaciona dicha información con las frases H y P de la FDS. - Organiza la información con los pasos a seguir en un esquema.	Procedimental	Capacidad de obtener información relevante para resolver un problema y organizarla adecuadamente.
5.4	- Interpreta el texto sobre el daño del NaOH en materiales y lo relaciona con la información de la FDS.	Procedimental	Capacidad de procesar la información obtenida.
5.5	- Redacta conclusiones al caso fundadas en los conceptos trabajados.	Procedimental	Capacidad de formular conclusiones fundamentadas.
5.6	- Valora la importancia de los conocimientos científicos aprendidos para resolver con rigurosidad científica el estudio del caso. - Valora positivamente la información científica, como las FDS, frente a otra que no lo es, como la noticia de un periódico.	Actitudinal	Capacidad de valorar la calidad de una información en función de su procedencia o de los procedimientos utilizados para generarla.
5.7	- Se interesa por conocer y plantear soluciones a un problema socioambiental del derrame ocurrido en San José.	Actitudinal	Capacidad de interesarse por el conocimiento, indagación y resolución de problemas científicos y problemáticas sociales y ambientales.
5.8	- Adopta una postura basada en información fiable al participar en la discusión con su equipo y en la puesta en común con todos los equipos.	Actitudinal	Capacidad de adoptar decisiones autónomas y críticas en contextos personales y sociales.

Objetivos:

Que el estudiante sea capaz de:

Interpretar un pictograma.
Buscar la ficha de datos de seguridad química (FDS) de un producto químico e interpretar su contenido.
Elaborar e interpretar una etiqueta de un producto químico según el Sistema Globalmente Armonizado (SGA).
Diferenciar entre punto de inflamabilidad y temperatura de autoencendido.
Saber cómo proceder en caso de un derrame en el laboratorio según la naturaleza química del mismo.
Clasificar los residuos que se generan en el laboratorio.
Valorar el tener un SGA para manejar la información de los productos químicos.
Valorar la aplicación de las medidas de seguridad al trabajar en el laboratorio.

Contenidos:

Conceptuales:

SGA (Sistema Globalmente Armonizado).
Riesgo, peligro, enfermedad profesional, accidente.
FDS y secciones.
Tratamiento de residuos y derrames.
Punto de inflamabilidad y temperatura de autoencendido.

Procedimentales:

Construcción de etiquetas para diversas sustancias y soluciones, e interpretación de las mismas.
Interpretación de textos y tabla de datos.
Interpretación de los diversos pictogramas.
Aplicar las medidas de seguridad al trabajar en el laboratorio.
Análisis de diversas situaciones problema.
Utilizar correctamente tablas de datos teóricos.
Estudio de un caso de derrame de solución de NaOH en San José y su análisis.

Actitudinales:

Valoración de las medidas de seguridad aplicadas al trabajar en el laboratorio.
Valoración de la información científica frente a la que no lo es.
Promoción de una postura basada en información fiable al participar en una discusión.

Metodología: Se han seleccionado como estrategias metodológicas para el desarrollo de esta unidad didáctica el aprendizaje basado en problemas y el estudio de casos.

Secuencia de actividades:

Clase 1 (3 horas): Se inicia el trabajo con el recurso 1, los estudiantes lo visualizan desde su dispositivo móvil y se hace una puesta en común a partir de la interrogación guiada.

Se comenta dónde encontrar en la web las fichas de datos de seguridad química de los productos químicos.
Se comparan búsquedas.
Los estudiantes visualizan los siguientes videos: video 1 y video 2.

Se trabaja con la ficha de datos de seguridad del amoníaco en solución al 25 % analizando las distintas secciones que presenta. Se divide a la clase en grupos y cada uno de los grupos analiza una sección. Luego se realiza una puesta en común.

Clase 2 (3 horas): Se trabaja en grupos con el siguiente texto y 6 preguntas guía:
Consigna: Lee con atención el siguiente texto y contesta las preguntas que se encuentran a continuación.
1. ¿Qué accidente, al realizar un experimento con metanol, se cita en el texto?
2. ¿Qué medidas de seguridad se deben tomar en cuenta al trabajar con el metanol?
3. ¿Qué es el punto de inflamabilidad? ¿Cómo se explica este hecho desde el punto de vista corpuscular?
4. ¿Qué es el punto de combustión?
5. ¿Qué es la temperatura de autoencendido?
6. ¿Qué clase de fuegos puede haber? ¿Con qué objetivo crees que se ha clasificado así a los fuegos?

Luego de realizar la puesta en común de la actividad realizada en grupos, se analiza la siguiente tabla de datos:

Combustible	Punto de inflamabilidad (ºC)	Temperatura de autoencendido (ºC)
Etanol al 70 %	16,6	363,0
Gasolina (petrol)	- 43,0	280,0
Diesel (2-D)	mayor a 52,0	256,0
Querosene	38,0 - 72,0	220,0
Aceite vegetal de canola	327,0	424,0

Tabla 1 - Punto de inflamabilidad y temperatura de autoencendido para algunos combustibles. Fuente.

Clase 3 (3 horas): A partir del recurso 2 se visualiza cómo se elaboran las etiquetas (según el decreto 307/09).

Se divide al grupo en equipos de 4 integrantes como máximo y se les solicita que elaboren a mano 6 etiquetas siguiendo el modelo trabajado en el recurso 2, a partir de las siguientes fichas de datos de seguridad:

Como tarea domiciliaria deberán pasar las 6 etiquetas a formato digital y entregarlas.

Clase 4 (3 horas): Se trabaja con la ficha 1 (Residuos y derrames de productos químicos) en grupos. La misma incluye 7 ejercicios y problemas a resolver. Se realiza una puesta en común de todos los grupos para analizar cómo se han resuelto.

Clase 5 (3 horas): Se trabaja con la ficha 2 (Un derrame de químico peligroso) como un estudio de caso.
Fase 1: Lectura y análisis del caso. De forma individual cada estudiante analiza la ficha 2.
Fase 2: Discusión en pequeños grupos. En grupos se debaten las diferentes alternativas.
Fase 3: Sesión plenaria de discusión. Se modera la discusión y se hace conocer la solución del caso.
Fase 4: Reflexión individual. El estudiante confronta su idea inicial con la solución del caso.

Clase 6 (3 horas): Se realizará una evaluación escrita individual de los temas trabajados.

Propuesta de evaluación: Como técnica de evaluación se ha diseñado el siguiente trabajo escrito.

Ficha de datos de seguridad del formol.

Rúbrica para evaluar la propuesta: La siguiente rúbrica ha sido elaborada para evaluar el desempeño de cada estudiante en el trabajo escrito.

Materiales y fichas de trabajo: Dispositivos móviles con conexión a internet.

Recurso 1. Videos 1 y 2. Fichas de datos de seguridad de amoníaco, mercurio líquido, sulfato de cobre pentahidratado sólido, etanol al 96 %, hidróxido de sodio sólido, ácido clorhídrico al 37 %, dinitrógeno gaseoso y formol. Recurso 2. Fichas 1 y 2. Propuesta de evaluación escrita y rúbrica.

Bibliografía consultada:

Aprendizaje basado en competencias

Ambrós, A. La programación de unidades didácticas por competencias. Aula de Innovación Educativa núm 180.
Cañal, P. (2012). ¿Cómo evaluar la competencia científica? Investigación en la Escuela, 78.
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Coll, C., y otros (2010). Desarrollo, aprendizaje y enseñanza en la educación secundaria. Barcelona, España: Graó.
Duran, D. GAPPISA, una guía para el análisis de pruebas evaluativas desde la perspectiva PISA.
Giné, N., Parcerisa, A. (2007). Evaluación en la educación secundaria. Elementos para la reflexión y recursos para la práctica. (2da edición). España: Graó.
Laborde, G. (2015). La Enseñanza de las Ciencias desde un enfoque basado en competencias. México, Sapiens.
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Laborde, G. (2016). Metodología de enseñanza en un modelo competencial. Material de apoyo al curso de Didáctica III. I.P.A.
Laborde, G. (2017). Una unidad didáctica basada en el desarrollo de competencias. Dimensiones de análisis de un sistema.
Pedrinaci, E., Caamaño, A., Cañal, P. y de Pro, A. (2012). 11 ideas clave. El desarrollo de la competencia científica. Barcelona, España: Graó.
Roegiers, X. ¿Qué es el EPC? Enfoque por las competencias y pedagogía de la integración explicadas a los educadores.
Sanmartí, N. (2007). 10 ideas clave. Evaluar para aprender. España: Graó.
Zabala, A. y Arnau, L. (2008). Cómo aprender y enseñar competencias. Barcelona, España: Graó.