Proyecto de Innovación Convocatoria 2020/2021 Nº de proyecto: 93 Uso de la química doméstica como parte de aprendizaje en asignaturas de carácter científico dentro del grado de conservación y restauración Responsable del proyecto: Ruth Chércoles Asensio Facultad de Bellas Artes Departamento: Pintura (pintura y restauración) 1. Objetivos propuestos en la presentación del proyecto Objetivo General: 1. Desarrollar un sistema alternativo de experimentos de química doméstica como recurso educativo multimedia que servirá de apoyo a la docencia de asignaturas de carácter científico en conservación y restauración. Objetivos Específicos: 1. Fomentar la participación e implicación de los estudiantes en asignaturas de ciencias en el grado de Conservación y Restauración de la Facultad de BBAA 2. Potenciar la motivación y el interés del alumnado, a través de recursos educativos multimedia, para el conocimiento de los fundamentos científicos, como base para el aprendizaje de propiedades físicas y químicas de materiales, imprescindibles para el conocimiento de los materiales utilizados en conservación y restauración así como de los materiales que componen la obra de arte 3. Transferencia de conocimiento, necesidades y puntos de vista entre las integrantes del grupo investigador (profesoras y alumnas) 4 Desarrollar vídeos tutoriales explicativos de los experimentos, en distintos formatos: vídeos secuencia a secuencia o vídeos ppt desarrollados con la herramienta Microsoft 365 (disponible en la UCM) 5. Crear un repositorio de vídeos tutoriales de distintos experimentos complementarios a la formación definida en las guías docentes que sirva para impartir docencia en el grado de conservación y restauración. Disponible en el Campus Virtual 6. El desarrollo de este recurso educativo disponible a través del Campus Virtual y/o en abierto permitirá una parte de la formación no presencial de los alumnos de las asignaturas: Fundamentos de Física Química y Biología, Composición y Propiedades de los Materiales y Métodos Científicos de Examen y Análisis todas ellas incluidas en el grado de Conservación y Restauración de la Facultad de BBAA 7. Este recurso educativo potenciará la creación de comunidades de aprendizaje en las que tanto alumnado como profesorado participan en la enseñanza y evaluación 8. Difundir la innovación docente desarrollada por la UCM en distintos foros educativos y profesionales 2. Objetivos alcanzados Objetivo General: 1. Desarrollar un sistema alternativo de experimentos de química doméstica como recurso educativo multimedia que servirá de apoyo a la docencia de asignaturas de carácter científico en conservación y restauración. Se ha desarrollado la metodología a seguir en la implantación del sistema alternativo de realización de experimentos: - Listado de experimentos relacionados con el temario de las asignaturas - Guía de realización - Videos explicativos. Objetivos Específicos: 1. Fomentar la participación e implicación de los estudiantes en asignaturas de ciencias en el grado de Conservación y Restauración de la Facultad de BBAA Se ha realizado la experiencia sobre una muestra pequeña de alumnas (4), en esta prueba, la implicación y participación ha sido máxima, faltaría realizar el proceso en la totalidad de los alumnos matriculados, está previsto realizarlo en el curso 2021-22 para las asignaturas de Fundamentos de Física Química y Biología y Composición y Propiedades de los materiales. 2. Potenciar la motivación y el interés del alumnado, a través de recursos educativos multimedia, para el conocimiento de los fundamentos científicos, como base para el aprendizaje de propiedades físicas y químicas de materiales, imprescindibles para el conocimiento de los materiales utilizados en conservación y restauración así como de los materiales que componen la obra de arte Sobre la muestra de alumnas que se ha realizado la experiencia –prueba se ha notado una motivación por el uso de recursos multimedia, que dominan y han utilizado en otras asignaturas, por lo que la familiarización con el uso de estas herramientas motiva a los estudiantes la presentación de los resultados obtenidos. 3. Transferencia de conocimiento, necesidades y puntos de vista entre las integrantes del grupo investigador (profesoras y alumnas) A través de diferentes reuniones se ha podido establecer una comunicación entre profesoras y alumnas que ha permitido transferir las necesidades de los estudiantes en el estudio de las asignaturas de ciencias en el Grado de Conservación-Restauración. 4. Desarrollar vídeos tutoriales explicativos de los experimentos, en distintos formatos: vídeos secuencia a secuencia o vídeos ppt desarrollados con la herramienta Microsoft 365 (disponible en la UCM) Se han desarrollado dos videos tutoriales ppt correspondientes a dos experimentos 5. Crear un repositorio de vídeos tutoriales de distintos experimentos complementarios a la formación definida en las guías docentes que sirva para impartir docencia en el grado de conservación y restauración. Disponible en el Campus Virtual Debido a la falta de financiación solo ha sido posible la realización de dos videos, estimamos poder hacer dos videos por año para tener un repositorio de videos tutoriales de experimentos y poder aplicar el recurso en las asignaturas indicadas anteriormente. 6. El desarrollo de este recurso educativo disponible a través del Campus Virtual y/o en abierto permitirá una parte de la formación no presencial de los alumnos de las asignaturas: Fundamentos de Física Química y Biología, Composición y Propiedades de los Materiales y Métodos Científicos de Examen y Análisis todas ellas incluidas en el grado de Conservación y Restauración de la Facultad de BBAA El recurso, no se ha colgado en la plataforma del Campus Virtual, debido a que se ha hecho sobre una muestra de alumnas, la intención es hacerlo disponible durante el curso 2021-22, para que permita un complemento de formación en formato on line. 7. Este recurso educativo potenciará la creación de comunidades de aprendizaje en las que tanto alumnado como profesorado participan en la enseñanza y evaluación Experiencia positiva en la muestra de estudiantes que ha realizado la prueba. La revisión de los experimentos de otros compañeros hace que se creen comunidades de aprendizaje estudiante-estudiante y estudiante-docente 8. Difundir la innovación docente desarrollada por la UCM en distintos foros educativos y profesionales Debido a la falta de financiación para para cubrir los gastos de asistencia y/o inscripción a congresos, seminarios… no ha podido llevarse a cabo este objetivo 3. Metodología empleada en el proyecto La metodología a seguir y el plan de trabajo para la ejecución del proyecto y cumplir con los objetivos definidos se estructurará en las siguientes etapas: -ETAPA 1. Selección de experimentos viables para realizar por el alumnado en su domicilio, que por una parte cumplen con la seguridad y disponibilidad de reactivos (por ejemplo: ácidos como vinagre o limón, bases como antiácidos estomacales, metales como clavos, colorantes naturales, proteínas como huevo o leche…) y por otra con los objetivos de adquisición de competencias, definidas en las guías docentes de las asignaturas del grado de Conservación y Restauración de la Facultad de Bellas Artes: Fundamentos de Física Química y Biología, Composición y Propiedades de los materiales y Métodos Científicos de Examen y Análisis. El número de experimentos seleccionados ha estado condicionado por la falta de financiación, necesaria para la preparación de los kits de experimentos que contienen material básico para su realización (etapa 3). Se han seleccionado dos experimentos: - EXPERIMENTO 1. Comprobación de fenómeno físico de ósmosis y la influencia del pH en la solubilidad de sales y en las propiedades de las proteínas. -EXPERIMENTO 2. Fabricación de tiras indicadoras ácido-base y medición de pH En esta etapa ha participado todo el equipo investigador. ETAPA 2: Documentación y revisión bibliográfica. Se han consultado diferentes tipos de fuentes: libros y monografías, tratados, publicaciones periódicas, actas de congresos y jornadas, sobre fundamentos científicos (química, física y biología básica) y páginas web dedicadas a “experimentos caseros”. En esta etapa ha participado todo el equipo investigador. ETAPA 3: Realización de experimentos en el laboratorio de materiales de la Facultad de BBAA de la UCM y preparación de kit de experimentos. En esta etapa ha participado el personal PDI del equipo investigador. ETAPA 4: Ejecución de vídeos y material de apoyo para incluirlos como material didáctico. En esta etapa ha participado el personal PDI del equipo investigador. ETAPA 5: Realizar una prueba con una muestra de estudiantes para evaluar la viabilidad e interés de los experimentos En esta etapa han participado estudiantes y el personal PDI del equipo investigador. 4. Recursos humanos El equipo investigador es de carácter interdisciplinar y está constituido por personal y estudiantes de la Facultad de Bellas Artes de la Universidad Complutense de Madrid. Su dilatada experiencia en innovación docente queda evidenciada en la participación de los miembros PDI en diversos Proyectos de Innovación UCM en anteriores convocatorias, tanto como responsables como miembros del equipo, además de la participación en actividades de divulgación de ciencia y patrimonio como son las incluidas en el entorno de Semana de la Ciencia o Noche de los Investigadores. Ruth Chércoles Asensio (PDI UCM): responsable del proyecto, licenciada en Ciencias Químicas y Doctora en Bellas Artes. Profesora de las asignaturas: “Fundamentos de física química y biología” y “Métodos científicos de Examen y Análisis”, Coordinadora del Grado en Conservación y Restauración del Patrimonio Cultural y Responsable de Calidad LABMAT, Laboratorio de Materiales de la Facultad de Bellas Artes certificado bajo norma ISO 9001:2015 e integrado en la Red de Laboratorios e Infraestructura de la Comunidad de Madrid (Lab 397). Ha dirigido 1 proyecto de innovación educativa UCM y participado como miembro en 2 proyectos. Silvia García Fernández-Villa (PDI UCM): miembro del Proyecto y doctora en Bellas Artes. Profesora de Técnicas Pictóricas en el Grado en Conservación y Restauración del Patrimonio Cultural. Ha dirigido 3 proyectos de innovación educativa UCM (uno de ellos seleccionado por el Vicerrectorado de Calidad para su publicación) y ha participado como miembro en otros 6 proyectos. Margarita San Andrés Moya (PDI UCM) miembro del proyecto. Doctora en químicas. Vicerrectora de Investigación y Transferencia. Directora del Grupo de Investigación UCM “Técnicas de Documentación, Conservación y Restauración del Patrimonio” y Directora del Laboratorio de Materiales de la Facultad de Bellas Artes, certificado bajo norma ISO 9001:2015 e integrado en la Red de Laboratorios e Infraestructura de la Comunidad de Madrid (Lab 397). Ha participado y dirigido numerosos proyectos de innovación educativa. Marta Pérez Estébanez (PDI investigadora postdoctoral UCM), doctora en Ciencias Químicas. Profesora de la asignatura: “Composición y Propiedades de los materiales”. Ha participado en como miembro en 2 proyecto de innovación educativa . Águeda Sáenz (personal investigador en formación UCM), graduada conservación y restauración del Patrimonio Cultural UCM y master en arqueología de la Universidad de Granada. Actualmente realiza la Tesis doctoral en el departamento de pintura conservación-restauración BBAA (UCM) – Instituto de Geociencias del CSIC (IGEO CSIC). La experiencia como antigua alumna de grado de Conservación y restauración que actualmente realiza labores de investigación en un entorno científico (Laboratorio de materiales de la Facultad de BBAA e IGEO) es fundamental a la hora de seleccionar experimentos. Carlota López Hontanar, Alessandra de Ducca, Cristina Almarza y Arisleida Guzman (actualmente estudiantes del Grado en Conservación y Restauración del Patrimonio). Estudiantes de los cursos 3º y 4º del Grado, su experiencia como alumnas que han cursado y están cursado las asignaturas de carácter científico del grado es importante para la detección de necesidades desde el punto de vista del alumnado. 5. Desarrollo de las actividades En primer lugar se realizó una revisión bibliográfica consultando bibliografía específica relativa a la experimentación en física y química general y páginas web dónde se explica la ejecución de diversos experimentos. Posteriormente se seleccionaron experimentos sencillos, que se pueden realizar fácilmente en el domicilio del estudiante con sustancias que pueden encontrarse en un hogar y/o supermercado y que cumplieran con las competencias docentes de las asignaturas de carácter científico del grado de Conservación y Restauración de la Facultad de Bellas Artes: Fundamentos de Física Química y Biología, Composición y Propiedades de los materiales y Métodos Científicos de Examen y Análisis. Durante esta etapa las docentes estuvieron en continua comunicación con las estudiantes del equipo de trabajo. Esto permitió seleccionar experimentos que pudieran complementar los conocimientos teóricos y por otro lado reforzar la experimentación realizada en el laboratorio de materiales de la Facultad de BBAA (LabMat) en el marco de las asignaturas. Los experimentos seleccionados fueron: - EXPERIMENTO 1. Comprobación de fenómeno físico de ósmosis y la influencia del pH en la solubilidad de sales y en las propiedades de las proteínas. El objetivo de este experimento es observar y dar una justificación científica a los siguientes procesos: • Solubilidad de sales • Ósmosis • Desnaturalización de proteínas -EXPERIMENTO 2. Fabricación de tiras indicadoras ácido-base y medición de pH El objetivo de este experimento es obtener una solución indicadora y fabricar tiras indicadoras ácido base con el colorante presente en la lombarda y a partir de ellas: • Medir el pH en distintas disoluciones de origen doméstico • Medir el pH de dos muestras de tierras de diferente composición La siguiente fase fue realizar una guía general del proyecto Anexo I), las guías experimentales (Anexos II y III) y hacer grupos con las estudiantes del equipo de trabajo para organizar su realización y posterior revisión por pares. Se mantuvo una reunión de todo el equipo de trabajo para explicar la forma de llevar a cabo la prueba del proyecto, esto permitió a las docentes conocer las opiniones de las alumnas sobre que los experimentos seleccionados iban a complementar los conocimientos teóricos y por otro lado reforzarían la experimentación realizada en el laboratorio de materiales de la Facultad de BBAA (LabMat) en el marco de las asignaturas. Además se puso en conocimiento de las alumnas cómo es el proceso de revisión por pares, siendo este caso una situación ideal para realizarlo teniendo en cuenta que las estudiantes poseen competencias similares a las de los/las productores/ras del trabajo (también estudiantes). Este punto potenció la participación, interacción y motivación en el aprendizaje Posteriormente se concretó otra reunión para la entrega del material y guías experimentales y las alumnas realizaron videos de corta duración dónde se debía observar la realización del experimento de manera clara y visual y además debía contener las pertinentes explicaciones del fundamento científico. Por otra parte las docentes del departamento que participan en el proyecto realizaron un vídeo demostración del experimento correspondiente (Anexos IV y V) además de una guía de evaluación (Anexo VI). En líneas generales, se evaluará la claridad con que se expresa el objetivo del experimento, las observaciones realizadas y contexto teórico, la correcta realización del experimento según las pautas recibidas y el carácter divulgador e ilustrativo del vídeo. Tanto el video como la guía de evaluación serán las pautas de evaluación de los videos por parte de los estudiantes. Por último, se realizó una reunión final para facilitar el intercambio de impresiones. Esta reunión puso de manifiesto que realizar el video hace que los/las estudiantes clarifiquen y estructuren los conceptos teóricos estudiados. Por otro lado, queda patente que las herramientas digitales no son un problema para los estudiantes y además permiten versatilidad para dar un carácter divulgador al conocimiento aprendido. En general, todos los vídeos realizados por las estudiantes incorporaban las explicaciones del fundamento científico llevado a cabo, demostrando así la interiorización de los conceptos plasmados en la práctica. No obstante, sería conveniente aumentar la muestra en futuros proyectos para confirmar estos resultados. Además, la revisión por pares realizada por las estudiantes les ha permitido mejorar su capacidad de crítica, y autocrítica, constructivas. Por lo tanto, el aprendizaje va más allá de la interiorización y explicación de los fundamentos científicos. 6. Anexos ANEXO 1: Guía General del proyecto ANEXO 2: Guía experimental: Experimento 1 ANEXO 3: Guía experimental: Experimento 2 ANEXO 4: Vídeo demostración experimento 1 ANEXO 5: Vídeo demostración experimento 2 ANEXO 6: Guía de evaluación 7 Bibliografía: Heredia Ávalos, S. (2006) “Experiencias sorprendentes de química con indicadores de pH caseros”. Revista. Eureka sobre Enseñanzas y Divulgación de las Ciencias., 2006, 3(1), pp. 89-103 Lister, T. (2002) Experimentos de química clásica. Traductores: Manuel García Sanz , Remedios Carreño García. Editorial Síntesis San Andrés, M. de la Viña, S. (2004) Fundamentos de química y física para la conservación y restauración. Editorial Síntesis (Patrimonio cultural) Tomás Serrano, A., García Molina, R. (2015). “Experimentos de Física y Química en tiempos de crisis “Ediciones de la Universidad de Murcia. Edit.um Páginas web https://cienciaonthecrest.com/category/quimica-domestica/ https://www.cosmeticsinfo.org/ https://www.youtube.com/watch?v=75IJnqngwA4 http://educere.larioja.org/recurso/experimentos-de-quimica-limpiar-la-plata- reaccion/15fe511c-dfaa-4a6d-a7a7-acfb474d1fa2 https://www.ejemplos.co/20-ejemplos-de-fenomenos-quimico/ https://www.ejemplos.co/20-ejemplos-de-cambios-fisicos/ https://cienciaonthecrest.com/category/quimica-domestica/ https://www.cosmeticsinfo.org/ https://www.youtube.com/watch?v=75IJnqngwA4 http://educere.larioja.org/recurso/experimentos-de-quimica-limpiar-la-plata-reaccion/15fe511c-dfaa-4a6d-a7a7-acfb474d1fa2 http://educere.larioja.org/recurso/experimentos-de-quimica-limpiar-la-plata-reaccion/15fe511c-dfaa-4a6d-a7a7-acfb474d1fa2 https://www.ejemplos.co/20-ejemplos-de-fenomenos-quimico/ https://www.ejemplos.co/20-ejemplos-de-cambios-fisicos/