Comprensión del Origen de los Elementos Químicos a partir de la Enseñanza del Proceso de Fusión Nuclear

Understanding the Origin of Chemical Elements by Teaching the Process of Nuclear Fusion

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Abstract (es)

El artículo enmarcado en la enseñanza de la física presenta una experiencia de aprendizaje llevada a cabo con estudiantes de grado sexto del Colegio Jorbalán de Chía, Colombia, relacionada con el origen de los elementos químicos en el universo desde el proceso de fusión nuclear que ocurre en diversos cuerpos celestes. La principal motivación para desarrollar la experiencia corresponde a la falta de contextualización de conceptos químicos relacionados con la teoría atómica en fenómenos específicos que permitan una comprensión más significativa. Por tanto, el objetivo del estudio es determinar el potencial de la enseñanza del proceso de fusión nuclear para generar comprensiones en química. El proceso de planeación de la actividad fue orientado desde un ejercicio reflexivo y de validación con profesores de ciencias en formación inicial en la asignatura Desarrollo del Pensamiento Científico de la Licenciatura en Ciencias Naturales de la Universidad de La Sabana, la cual, fue implementada en una sesión de clase. Los resultados obtenidos a partir de escritos de los estudiantes reflejan avances en las comprensiones sobre las nociones de isótopos, la relación entre el número atómico y el número de protones en el átomo y que las condiciones elevadas de energía térmica pueden desencadenar fusiones nucleares que explican la procedencia de los elementos químicos a nivel del universo. Este trabajo de aula se presenta como una oportunidad para aproximar al estudiante a los procesos fisicoquímicos en el universo y sus implicaciones en la disponibilidad de materiales en la Tierra, también, el modelo de la fusión nuclear permite relacionar y evidenciar conceptos químicos centrales a nivel curricular en la educación secundaria.

Abstract (en)

The article, framed in the teaching of physics, presents a learning experience carried out with sixth grade students of Colegio Jorbalán de Chía, Colombia, related to the origin of chemical elements in the universe from the process of nuclear fusion that occurs in various celestial bodies. The main motivation to develop the experience corresponds to the lack of contextualization of chemical concepts related to atomic theory in specific phenomena that allow a more meaningful understanding. Therefore, the objective of the study is to determine the potential of teaching the process of nuclear fusion to generate understandings in chemistry. The planning process of the activity was guided by a reflective and validation exercise with science teachers in initial training in the subject Development of Scientific Thinking of the Bachelor's Degree in Natural Sciences of the Universidad de La Sabana, which was implemented in a class session. The results obtained from the students' writings reflect advances in their understanding of the notions of isotopes, the relationship between the atomic number and the number of protons in the atom, and that high thermal energy conditions can trigger nuclear fusions that explain the origin of chemical elements at the level of the universe. This classroom work is presented as an opportunity to bring the student closer to the physicochemical processes in the universe and their implications in the availability of materials on Earth, also, the model of nuclear fusion allows relating and evidencing central chemical concepts at the curricular level in secondary education.

Abstract (pt)

O artigo, enquadrado no ensino da física, apresenta uma experiência de aprendizagem realizada com alunos do sexto ano da Escola Jorbalán em Chía, Colômbia, relacionada com a origem dos elementos químicos no universo a partir do processo de fusão nuclear que ocorre em vários corpos celestes. A principal motivação para desenvolver a experiência corresponde à falta de contextualização dos conceitos químicos relacionados com a teoria atómica em fenómenos específicos que permitem uma compreensão mais significativa. Por conseguinte, o objectivo do estudo é determinar o potencial do ensino do processo de fusão nuclear para gerar entendimentos em química. O processo de planeamento da actividade foi orientado por um exercício de reflexão e validação com professores de ciências em formação inicial na disciplina Desenvolvimento do Pensamento Científico da Licenciatura em Ciências Naturais na Universidade de La Sabana, que foi implementado numa sessão de aula. Os resultados obtidos com os escritos dos alunos reflectem avanços na sua compreensão das noções de isótopos, a relação entre o número atómico e o número de prótons no átomo e que as condições de alta energia térmica podem desencadear fusões nucleares que explicam a origem dos elementos químicos ao nível do universo. Este trabalho em sala de aula é apresentado como uma oportunidade de aproximar o aluno dos processos físico-químicos do universo e das suas implicações para a disponibilidade de materiais na Terra, também, o modelo de fusão nuclear permite relacionar e demonstrar conceitos químicos centrais a nível curricular no ensino secundário.