Plan de Clase | Metodología Activa | Geometría Molecular

Premisas: Este Plan de Clase Activa asume: una clase de 100 minutos de duración, estudio previo de los estudiantes tanto con el Libro, como con el inicio del desarrollo del Proyecto y que se elegirá una única actividad (entre las tres sugeridas) para realizarse durante la clase, ya que cada actividad está pensada para ocupar gran parte del tiempo disponible.

Objetivo

Duración: (5 - 10 minutos)

La etapa de objetivos es clave para enfocar el aprendizaje de los estudiantes y del docente en los aspectos centrales del tema. Al establecer claramente lo que queremos lograr, tanto alumnos como docentes pueden alinear sus actividades y discusiones para alcanzar estos objetivos específicos. Esto garantiza un enfoque más efectivo durante la lección práctica, maximizando la utilización del conocimiento previo de los estudiantes y profundizando su comprensión.

Objetivo Utama:

1. Capacitar a los estudiantes para identificar y explicar la geometría molecular de compuestos químicos comunes, como la molécula de agua (H₂O).

2. Desarrollar la capacidad de correlacionar la geometría molecular con las propiedades físicas y químicas de los compuestos, utilizando ejemplos prácticos y experimentos virtuales.

Objetivo Tambahan:

1. Fomentar el pensamiento crítico y las habilidades argumentativas de los estudiantes al discutir las razones detrás de la geometría molecular de distintos compuestos.

Introducción

Duración: (15 - 20 minutos)

La etapa de introducción busca enganchar a los estudiantes con el tema de la lección, utilizando situaciones problemáticas que estimulan el pensamiento crítico y el uso del conocimiento previo. Al contextualizar la importancia de la geometría molecular con ejemplos prácticos y anécdotas, los estudiantes pueden percibir la relevancia del tema en sus vidas y futuras carreras, aumentando así su motivación e interés por aprender.

Situación Problemática

1. Imaginá que sos un químico investigando las propiedades del agua bajo diferentes condiciones de temperatura y presión. ¿Cómo influye la geometría molecular del agua en la formación de enlaces de hidrógeno y, por ende, en sus propiedades como solvente universal y su tensión superficial?

2. Considerá un escenario en el que un fabricante farmacéutico necesita entender por qué diferentes compuestos químicos, a pesar de tener la misma fórmula molecular, pueden tener propiedades y efectos biológicos muy distintos. ¿De qué manera podría la geometría molecular ayudar a explicar estas variaciones?

Contextualización

La Geometría Molecular no es solo una abstracción académica, sino una herramienta esencial para entender cómo se comportan las sustancias en la vida real. Por ejemplo, la manera en que el dióxido de carbono y el metano, dos gases de efecto invernadero, interactúan con otras moléculas en la atmósfera está determinada por su geometría. Además, curiosidades como que la forma de la molécula de cafeína es fundamental para su capacidad de unirse a receptores en el cerebro, alterando nuestra percepción de la fatiga, ilustran cómo el estudio de la geometría molecular tiene implicaciones prácticas y cotidianas.

Desarrollo

Duración: (70 - 75 minutos)

La etapa de desarrollo está diseñada para permitir a los estudiantes aplicar de manera práctica los conceptos de geometría molecular que han estudiado previamente. A través de actividades lúdicas como la construcción de modelos moleculares, sesiones de cine y el uso de realidad virtual, podrán visualizar y manipular estructuras moleculares, consolidando su comprensión y capacidad para predecir geometrías. Este enfoque práctico busca hacer el aprendizaje más significativo, preparando a los estudiantes para utilizar estos conceptos en situaciones reales y teóricas.

Sugerencias de Actividades

Se recomienda realizar solo una de las actividades sugeridas

Actividad 1 - Constructores de Moléculas

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Identificar y comprender las geometrías moleculares a través de la construcción de modelos prácticos.

- Descripción: En esta actividad, los estudiantes usarán modelos moleculares para construir diferentes moléculas e identificar su geometría. El docente proporcionará kits de modelos moleculares, donde los enlaces químicos están representados por varillas de colores y los átomos por esferas.

- Instrucciones:

• Dividir la clase en grupos de hasta 5 estudiantes.

• Entregar un kit de modelos moleculares a cada grupo.

• Seleccionar algunas moléculas simples, como agua (H₂O), metano (CH₄) y dióxido de carbono (CO₂).

• Pedir a los estudiantes que armen las moléculas usando el kit, siguiendo los enlaces y geometrías correctas.

• Cada grupo debe anotar la geometría de cada molécula y justificarla basándose en los enlaces y la teoría VSEPR (Teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia).

• Luego de la construcción, cada grupo presentará una molécula y su geometría a la clase, explicando su razonamiento.

Actividad 2 - Geometría Molecular en el Cine

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Visualizar y discutir aplicaciones reales de la geometría molecular, reforzando el aprendizaje a través de ejemplos prácticos.

- Descripción: Los estudiantes verán fragmentos de películas o documentales que muestran la importancia de la geometría molecular en situaciones prácticas, como en el desarrollo de nuevos materiales, medicamentos o investigaciones criminales.

- Instrucciones:

• Preparar con anticipación una selección de fragmentos de película o documental que aborden la aplicación de la geometría molecular.

• Organizar el aula para una sesión de cine, proyectando los fragmentos seleccionados.

• Mientras ven, los estudiantes deben identificar y anotar ejemplos de cómo la geometría molecular es crucial para las tramas o resultados presentados.

• Tras la proyección, realizar una discusión en clase sobre las aplicaciones de la geometría molecular vistas en los videos, alentando a los estudiantes a hacer conexiones con el contenido teórico.

Actividad 3 - Misión de Geometría Espacial

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Aplicar el conocimiento teórico de la geometría molecular en un contexto lúdico e inmersivo, utilizando realidad virtual para estimular el aprendizaje.

- Descripción: En esta actividad, los estudiantes utilizarán realidad virtual para explorar la geometría molecular en un entorno espacial simulado. Necesitarán resolver acertijos que implican la identificación de geometrías moleculares para avanzar en la misión.

- Instrucciones:

• Configurar estaciones de realidad virtual en el aula, asegurándose de que todo el equipo funcione correctamente.

• Dividir la clase en grupos más pequeños y guiarlos para explorar el entorno virtual.

• Cada grupo recibirá misiones que involucren la identificación de geometrías moleculares específicas dentro del juego.

• Los estudiantes deben aplicar su conocimiento previo de geometría molecular para resolver los desafíos presentados en el juego.

• Al finalizar la sesión, cada grupo debe presentar un informe sobre las moléculas que identificaron y las geometrías correspondientes, explicando cómo llegaron a sus conclusiones.

Retroalimentación

Duración: (15 - 20 minutos)

El propósito de esta etapa es consolidar el aprendizaje de los estudiantes, permitiéndoles reflexionar y articular el conocimiento adquirido a través de las actividades prácticas. La discusión grupal ayuda a desarrollar habilidades de comunicación y argumentación, y brinda una oportunidad para que los estudiantes corrijan malentendidos y refuercen conceptos clave. Además, este momento también permite que el docente evalúe la comprensión de los estudiantes y aclare dudas persistentes.

Discusión en Grupo

Para iniciar la discusión grupal, el docente debe reunir a todos los estudiantes en el centro del aula, formando un gran círculo. Luego, introducirá el tema de discusión, enfatizando la importancia de compartir las diferentes experiencias y aprendizajes que cada grupo obtuvo durante las actividades prácticas. Cada grupo tendrá la oportunidad de presentar un breve resumen de lo que lograron y las conclusiones alcanzadas. El docente debe facilitar la discusión, asegurándose de que cada grupo tenga espacio para hablar y que todos puedan contribuir con comentarios o preguntas.

Preguntas Clave

1. ¿Cuáles fueron los mayores desafíos que enfrentaron al tratar de visualizar y construir las geometrías moleculares durante las actividades prácticas?

2. ¿Cómo puede la comprensión de la geometría molecular aplicarse en situaciones cotidianas o en otras áreas de la ciencia?

3. ¿Hubo sorpresas o descubrimientos inesperados mientras trabajaban con los modelos moleculares?

Conclusión

Duración: (10 - 15 minutos)

El propósito de la etapa de conclusión es consolidar el aprendizaje, asegurando que los estudiantes tengan una comprensión clara e integrada de los conceptos de geometría molecular. Además, busca reforzar la conexión entre teoría y práctica, demostrando la relevancia de estudiar la geometría molecular en aplicaciones reales y cotidianas. Esta etapa también sirve para motivar a los estudiantes, mostrándoles cómo lo aprendido puede influir positivamente en sus decisiones futuras de carrera y académicas.

Resumen

En esta etapa final, el docente debe resumir los puntos clave discutidos a lo largo de la lección, enfatizando las principales geometrías moleculares abarcadas y cómo se relacionan con las propiedades químicas y físicas de las sustancias. Asimismo, debería repasar las actividades prácticas realizadas, como la construcción de modelos moleculares y la aplicación de la realidad virtual para explorar la geometría molecular.

Conexión con la Teoría

El docente debe resaltar cómo las actividades prácticas realizadas en el aula conectaron la teoría estudiada previamente con aplicaciones prácticas y cotidianas. Es importante enfatizar cómo visualizar geometrías moleculares ayuda a entender no solo el comportamiento de los compuestos en el laboratorio, sino también en situaciones reales, como en la industria farmacéutica y la mitigación de contaminantes ambientales.

Cierre

Finalmente, es crucial destacar la importancia de la geometría molecular en la vida cotidiana, ya sea en tecnología, salud o medio ambiente. Comprender la estructura de las moléculas nos permite predecir y explicar muchos fenómenos químicos y físicos, esenciales para el desarrollo de nuevos materiales y medicamentos, además de contribuir a la sostenibilidad e innovación.