Plan de Clase | Metodología Activa | Unidades de Concentración: Fracción Molar

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)

Definir unos objetivos claros es fundamental para marcar la dirección de la lección y para que los alumnos comprendan lo que se espera de ellos. Al establecer metas concretas, se centra la atención del alumnado en los conocimientos y habilidades clave que se abordarán durante la sesión. Asimismo, se asegura que tanto el profesorado como los estudiantes estén alineados respecto al propósito y los objetivos de aprendizaje de la clase.

Objetivo Utama:

1. Permitir que el alumnado calcule la fracción molar de un compuesto en una disolución, comprendiendo que la fracción molar es la relación entre el número de moles del compuesto y el número total de moles en la disolución.

2. Desarrollar el pensamiento crítico y habilidades prácticas al resolver problemas que impliquen sistemas de disoluciones y cálculos estequiométricos.

Objetivo Tambahan:

1. Fomentar la colaboración y el debate entre los estudiantes para profundizar su comprensión del tema.

Introducción

Duración: (15 - 20 minutos)

La fase de Introducción busca preparar a los estudiantes para aplicar de forma práctica el concepto de fracción molar mediante situaciones problemáticas que refuercen el aprendizaje previo y contextualizaciones que demuestren la relevancia del tema en la vida real. Esto ayuda a involucrar al alumnado en el proceso de aprendizaje, aumentando su percepción sobre la importancia del tema y preparándolos para las actividades más complejas que siguen.

Situación Problemática

1. Imagina que tienes un recipiente que contiene 2 moles de agua y 3 moles de etanol. ¿Cuál sería la fracción molar de etanol en esta disolución?

2. En un laboratorio, un químico mezcla 4 moles de ácido clorhídrico con 6 moles de agua para crear una disolución. ¿Cuál es la fracción molar de ácido clorhídrico en dicha disolución?

Contextualización

La fracción molar es una herramienta clave en química para describir la composición de una mezcla. Por ejemplo, en la industria alimentaria, calcular la fracción molar de azúcares en jarabes puede influir directamente en la calidad del producto final. Además, entender la fracción molar es esencial para diseñar nuevos materiales, como compuestos de baterías, donde la proporción precisa de los componentes puede modificar drásticamente sus propiedades y eficiencia.

Desarrollo

Duración: (70 - 75 minutos)

La fase de Desarrollo está diseñada para que los alumnos apliquen los conceptos de fracción molar que han estudiado previamente de manera práctica y profunda. Trabajando en grupos, se enfrentarán a retos que simulan situaciones reales donde el cálculo de fracciones molares es fundamental. Este enfoque no solo refuerza el aprendizaje teórico, sino que también promueve habilidades de trabajo en equipo, pensamiento crítico y resolución de problemas. Cada actividad es una oportunidad para que los estudiantes exploren, discutan y apliquen sus conocimientos de forma creativa y colaborativa.

Sugerencias de Actividades

Se recomienda realizar solo una de las actividades sugeridas

Actividad 1 - La Gran Mezcla: Revelando la Fracción Molar

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Practicar el cálculo de la fracción molar en situaciones prácticas y desarrollar habilidades de argumentación y presentación.

- Descripción: Los alumnos se dividirán en grupos de hasta 5 integrantes. Cada grupo recibirá cuatro disoluciones con diferentes concentraciones de componentes químicos (moles de A y moles de B) y calcularán la fracción molar de cada componente en cada disolución, identificando al final cuál disolución tiene la mayor fracción molar para cada componente.

- Instrucciones:

• Formar grupos de hasta 5 alumnos.

• Recibir los materiales: cuatro tubos de ensayo que contienen diferentes disoluciones y una tabla de datos.

• Calcular la fracción molar de A y B en cada disolución.

• Registrar sus cálculos en la tabla.

• Discutir en el grupo qué disolución tiene la mayor fracción molar para cada componente y justificar sus elecciones.

• Preparar una breve presentación para compartir los resultados y el proceso de pensamiento con la clase.

Actividad 2 - El Desafío del Bartender Químico

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Aplicar conceptos de fracción molar en un contexto divertido y práctico, desarrollando habilidades de cálculo y evaluación crítica.

- Descripción: En esta actividad lúdica, se reto a los alumnos a 'mezclar' soluciones para crear la 'bebida perfecta', donde cada ingrediente tiene su fracción molar ideal para el sabor deseado. Se proporcionarán ingredientes básicos y objetivos de fracción molar, y los estudiantes deberán calcular las cantidades exactas a mezclar para lograr la 'perfección.'

- Instrucciones:

• Agrupándose en equipos de hasta 5 personas.

• Leer la carta del bartender, que contiene los ingredientes disponibles y las fracciones molares deseadas para cada uno.

• Calcular las cantidades necesarias de cada ingrediente para alcanzar las fracciones molares deseadas en la mezcla final.

• Preparar la mezcla usando agua y tazas de medir.

• Evaluar el sabor de la mezcla. ¿Cómo se compara con la 'mezcla perfecta'?

• Discutir las dificultades encontradas y las estrategias que emplearon.

Actividad 3 - Investigadores de la Mezcla Misteriosa

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Desarrollar habilidades de investigación y análisis crítico aplicando conceptos de fracción molar en un contexto de resolución de problemas.

- Descripción: Los estudiantes investigarán una 'escena del crimen' donde diferentes tarros contienen sustancias con fracciones molares desconocidas. Usando técnicas de análisis y cálculo, deberán determinar el contenido de cada tarro y reconstruir lo que pudo haber ocurrido en la mezcla.

- Instrucciones:

• Dividirse en grupos de hasta 5 personas.

• Examinar los tarros y anotar sus observaciones iniciales.

• Realizar pruebas para determinar las fracciones molares de cada sustancia en los tarros.

• Usar los datos obtenidos para formular hipótesis sobre cómo se hicieron las mezclas.

• Preparar un informe que incluya los cálculos, hipótesis y conclusiones del grupo.

Retroalimentación

Duración: (20 - 25 minutos)

El objetivo de esta fase es permitir que los estudiantes reflexionen y expresen lo que aprendieron a través de las actividades prácticas. La discusión grupal ayuda a consolidar el conocimiento e identificar áreas que pueden necesitar una revisión adicional. Además, al escuchar las experiencias y perspectivas de sus compañeros, los estudiantes pueden obtener nuevas ideas y enfoques, enriqueciendo así su comprensión del tema.

Discusión en Grupo

Inicia la discusión grupal con un breve resumen de las actividades realizadas, reforzando el concepto de fracción molar y su importancia práctica. Luego, invita a cada grupo a compartir sus descubrimientos y los retos que enfrentaron. Motiva a los estudiantes a explicar las estrategias que usaron para calcular las fracciones molares y cómo aplicaron el concepto en los diferentes contextos propuestos en las actividades.

Preguntas Clave

1. ¿Cuáles fueron los mayores retos al calcular fracciones molares en las actividades y cómo los superaste?

2. ¿Cómo se puede aplicar la comprensión de la fracción molar en situaciones reales que discutiste durante las actividades?

3. ¿Hubo alguna situación en la que la teoría de la fracción molar no se aplicó correctamente? Si es así, ¿por qué?

Conclusión

Duración: (5 - 10 minutos)

La etapa de Conclusión es fundamental para consolidar el aprendizaje, asegurando que los alumnos hayan comprendido los conceptos clave y las aplicaciones prácticas de la fracción molar. Resumir y conectar la teoría con la práctica ayuda a reforzar la memoria del alumnado y aclarar la importancia de lo que han aprendido. Al destacar la relevancia del tema en la vida cotidiana y en la industria, se motiva a los estudiantes a valorar y aplicar el conocimiento adquirido.

Resumen

En esta etapa final, el profesor debe resumir los conceptos principales abordados respecto a la fracción molar, reiterando la definición y la importancia de calcular la fracción molar en disoluciones químicas. Se debe repasar los métodos utilizados para determinar la fracción molar de distintos componentes en una disolución y cómo esto se aplica en escenarios prácticos.

Conexión con la Teoría

Es crucial resaltar cómo la lección de hoy conectó la teoría con la práctica, mostrando a los alumnos cómo se aplicaron los conceptos de fracción molar en actividades que simularon situaciones reales y desafiantes. Esto refuerza la idea de que la química no es solo una ciencia teórica, sino también una disciplina práctica aplicable en diversas áreas del conocimiento y en la vida cotidiana.

Cierre

Finalmente, el docente debe subrayar la relevancia de estudiar la fracción molar, enfatizando que este conocimiento es esencial para diversas aplicaciones, desde la industria química hasta la elaboración de alimentos, y cómo la capacidad de calcular y entender la fracción molar puede ayudar a los estudiantes a volverse más críticos y conscientes en sus futuras prácticas y decisiones.