Objetivos (5 - 7 minutos)

1. Comprender el Concepto de Fracción Molar: Los estudiantes deben ser capaces de entender el concepto de fracción molar y su importancia en la Química. Se debe explicar que la fracción molar de un componente en una mezcla es la razón entre el número de moles de ese componente y el número total de moles en la mezcla.

2. Calcular la Fracción Molar: Los estudiantes deben ser capaces de calcular la fracción molar de un componente en una mezcla. Esto implica identificar la cantidad de moles de un componente específico y dividirlo por el número total de moles en la mezcla.

3. Aplicar la Fracción Molar en Problemas Prácticos: Los estudiantes deben ser capaces de aplicar el concepto de fracción molar para resolver problemas prácticos. Esto puede incluir la determinación de la concentración de un componente en una mezcla, a partir de su fracción molar.

   Objetivos secundarios:

   • Desarrollar el Pensamiento Crítico: Al resolver problemas que involucren la fracción molar, los estudiantes deben ser alentados a desarrollar el pensamiento crítico, identificando los pasos necesarios para llegar a la solución.
   • Promover el Trabajo en Grupo: El uso del modelo de clase invertida fomenta la interacción entre los estudiantes, incentivando el trabajo en grupo y la colaboración.
   • Estimular el Aprendizaje Autónomo: Al asumir la responsabilidad de su propio aprendizaje, se alienta a los estudiantes a desarrollar habilidades de estudio autónomo.

Introducción (10 - 15 minutos)

1. Revisión de Contenidos Previos:

   • El profesor debe comenzar la clase haciendo una breve recapitulación de los conceptos de mol y molaridad, ya que estos son fundamentales para la comprensión del tema actual.
   • Es importante que los estudiantes comprendan bien estos conceptos antes de avanzar hacia la fracción molar. El profesor puede recordar a los estudiantes que el mol es una unidad que representa una cantidad de materia y que la molaridad es la cantidad de moles de soluto disueltos en un litro de solución.

2. Situación Problema:

   • El profesor puede proponer dos situaciones problema para despertar el interés de los estudiantes e introducir el tema. Por ejemplo:
     1. "Imagina que tienes dos botellas, una conteniendo 10 moles de CO2 y la otra 5 moles de H2O. Si las mezclas, ¿cómo puedes calcular la fracción molar de cada componente en la mezcla resultante?"
     2. "Si tienes una mezcla de 20 moles de CO2 y 30 moles de H2O, ¿cómo puedes calcular la fracción molar de cada componente?"

3. Contextualización:

   • El profesor debe explicar la importancia de la fracción molar en la química, destacando que se utiliza para expresar la concentración de un componente en una mezcla.
   • Se pueden mencionar ejemplos prácticos, como la determinación de la concentración de oxígeno y nitrógeno en la atmósfera terrestre, o la determinación de la cantidad de etanol y agua en una bebida alcohólica.

4. Introducción al Tema:

   • El profesor puede introducir el tema de la fracción molar de manera atractiva, por ejemplo, mencionando que es como si estuviéramos "dividiendo el pastel químico", o "calculando la porción de cada componente en la pizza química".
   • Otro enfoque interesante es mostrar a los estudiantes que la fracción molar es una forma de describir la "participación" de cada componente en una mezcla, similar a cómo las acciones en una empresa pueden describirse en términos de "participación porcentual".

Al final de esta etapa, los estudiantes deben estar familiarizados con el concepto de fracción molar, comprendiendo que es una razón entre el número de moles de un componente y el número total de moles en la mezcla.

Desarrollo (20 - 25 minutos)

1. Actividad de Modelado: "Dividiendo el Pastel Químico"

   • Descripción: El profesor propondrá la actividad "Dividiendo el Pastel Químico", en la cual los estudiantes representarán una mezcla (el pastel) y sus componentes (los pedazos del pastel) mediante el uso de plastilina de colores diferentes. Cada color representará un componente diferente de la mezcla.

   • Paso a Paso:

     1. El profesor debe dividir la clase en grupos de hasta 5 estudiantes y proporcionar a cada grupo plastilina de 2 colores diferentes.
     2. Cada grupo debe crear una mezcla (el pastel) con los dos colores de plastilina, siendo que cada color representa un componente.
     3. Luego, los estudiantes deben calcular la fracción molar de cada componente de la mezcla y representarla mediante la división del pastel en partes iguales, de acuerdo con la fracción molar calculada.
     4. Los estudiantes deben registrar los pasos del cálculo y el resultado final, anotando las fracciones molares en una hoja de papel.
     5. Al final de la actividad, cada grupo debe presentar su "Pastel Químico" y explicar cómo calculó la fracción molar de cada componente.

   • Objetivo del Aprendizaje: Esta actividad tiene como objetivo permitir que los estudiantes visualicen el concepto de fracción molar y practiquen el cálculo de esta unidad de concentración de forma lúdica y significativa.

2. Actividad de Resolución de Problemas: "Pizza Química"

   • Descripción: El profesor propondrá la actividad "Pizza Química", en la cual los estudiantes resolverán problemas de cálculo de fracción molar en un contexto más complejo y realista.

   • Paso a Paso:

     1. El profesor debe proporcionar a cada grupo una lista de ingredientes de una pizza (la mezcla) y las cantidades de cada ingrediente (los componentes).
     2. Los estudiantes deben calcular la fracción molar de cada ingrediente y anotar los resultados.
     3. Luego, el profesor debe proponer diferentes escenarios, como "si agregamos más queso, ¿cómo afectará la fracción molar de cada ingrediente?" o "si quitamos el tomate, ¿cómo afectará la fracción molar de cada ingrediente?".
     4. Los estudiantes deben realizar nuevos cálculos de fracción molar, teniendo en cuenta los cambios propuestos.
     5. Al final de la actividad, cada grupo debe presentar sus cálculos y las conclusiones obtenidas.

   • Objetivo del Aprendizaje: Esta actividad tiene como objetivo permitir que los estudiantes apliquen el concepto de fracción molar en la resolución de problemas prácticos, desarrollando la capacidad de pensar críticamente y de trabajar en grupo.

Al final de esta etapa, los estudiantes deben ser capaces de calcular la fracción molar de un componente en una mezcla y de aplicar este concepto en la resolución de problemas prácticos. Además, deben haber desarrollado habilidades de pensamiento crítico y de trabajo en grupo.

Retorno (10 - 15 minutos)

1. Discusión en Grupo:

   • El profesor debe promover una discusión en grupo, donde cada grupo presentará las soluciones o conclusiones encontradas durante las actividades "Dividiendo el Pastel Químico" y "Pizza Química".
   • El profesor debe alentar a los estudiantes a explicar cómo llegaron a sus soluciones, cuáles fueron las dificultades encontradas y cómo las superaron.
   • El profesor también debe aclarar cualquier duda que pueda haber surgido durante las presentaciones.

2. Conexión con la Teoría:

   • Después de las presentaciones, el profesor debe hacer la conexión entre las actividades prácticas realizadas y la teoría de la fracción molar.
   • El profesor debe reforzar el concepto de fracción molar, explicando nuevamente que es la razón entre el número de moles de un componente y el número total de moles en la mezcla.
   • El profesor también debe resaltar la importancia de la fracción molar en la determinación de la concentración de un componente en una mezcla.

3. Reflexión Individual:

   • El profesor debe proponer que los estudiantes reflexionen individualmente sobre lo que aprendieron durante la clase.
   • Para ello, el profesor puede hacer preguntas como:
     1. "¿Cuál fue el concepto más importante que aprendiste hoy?"
     2. "¿Qué preguntas aún no han sido respondidas?"
   • Los estudiantes deben tener un minuto para pensar y luego pueden compartir sus respuestas con la clase.
   • El profesor debe escuchar atentamente las respuestas de los estudiantes, ya que pueden proporcionar retroalimentación valiosa sobre la comprensión de los estudiantes y sobre posibles lagunas en el aprendizaje.

4. Feedback del Profesor:

   • Basándose en las respuestas de los estudiantes y en las observaciones durante la clase, el profesor debe proporcionar feedback sobre el desempeño de los estudiantes.
   • El profesor debe elogiar los aciertos, destacar los puntos fuertes y sugerir áreas que necesitan mejorar.
   • El profesor también debe responder a las preguntas que quedaron sin respuesta y aclarar cualquier duda restante.

Al final de esta etapa, los estudiantes deben haber tenido la oportunidad de reflexionar sobre lo que aprendieron, de hacer preguntas y de recibir feedback sobre su desempeño. Esto es importante para la consolidación del aprendizaje y para la identificación de posibles lagunas en el conocimiento, que pueden abordarse en clases futuras.

Conclusión (5 - 7 minutos)

1. Resumen del Contenido:

   • El profesor debe hacer un breve resumen de los puntos principales abordados en la clase, reforzando el concepto de fracción molar y cómo se calcula.
   • Se debe destacar la importancia de la fracción molar para la determinación de la concentración de un componente en una mezcla.
   • El profesor puede utilizar ejemplos prácticos nuevamente para ilustrar el concepto, como la determinación de la cantidad de alcohol en una bebida alcohólica.

2. Conexión entre Teoría y Práctica:

   • El profesor debe enfatizar cómo la clase conectó la teoría de la fracción molar con la práctica, a través de las actividades "Dividiendo el Pastel Químico" y "Pizza Química".
   • Se debe resaltar cómo la comprensión del concepto de fracción molar permitió a los estudiantes resolver problemas prácticos de manera eficiente.

3. Materiales Extras:

   • El profesor puede sugerir materiales extras para los estudiantes que deseen profundizar su conocimiento sobre fracción molar.
   • Estos materiales pueden incluir videos explicativos, artículos científicos, ejercicios adicionales, entre otros.
   • El profesor debe disponibilizar estos materiales de forma que los estudiantes puedan acceder fácilmente, ya sea a través de una plataforma en línea, ya sea a través de copias impresas.

4. Importancia del Tema:

   • Por último, el profesor debe reforzar la importancia del tema presentado para la vida cotidiana y para otras áreas del conocimiento.
   • Se debe destacar que el concepto de fracción molar se utiliza ampliamente en la Química, especialmente en el área de soluciones, y que la habilidad de calcular y comprender la fracción molar es fundamental para quienes desean seguir una carrera en ciencias naturales, ingeniería, medicina, entre otras áreas.
   • El profesor también puede mencionar que la fracción molar se puede utilizar en situaciones cotidianas, como en la dilución de productos químicos de limpieza o en la preparación de alimentos y bebidas.

Al final de esta etapa, los estudiantes deben haber consolidado su comprensión sobre el concepto de fracción molar y haber comprendido su importancia en la Química. Además, deben sentirse motivados a seguir estudiando el tema, ya sea a través de los materiales extras sugeridos, ya sea a través de la aplicación del concepto en situaciones cotidianas.