Plan de Clase | Metodología Activa | Átomo: Introducción

Supuestos: Este Plan de Clase Activo supone: una clase de 100 minutos de duración, estudio previo de los alumnos tanto con el Libro, como con el inicio del desarrollo del Proyecto, y que se elegirá una sola actividad (de las tres sugeridas) para ser realizada durante la clase, ya que cada actividad está diseñada para ocupar gran parte del tiempo disponible.

Objetivos

Duración: (5-10 minutos)

La etapa de Objetivos sirve para establecer claramente lo que los alumnos deben aprender y comprender al final de la clase. Esta claridad ayuda tanto al profesor como a los alumnos a mantener el enfoque en las metas de aprendizaje durante las actividades prácticas y discusiones en clase. Además, al explicitar los objetivos, se facilita la evaluación del desempeño de los alumnos en relación a lo que se propuso.

Objetivos Principales:

1. Comprender la estructura atómica actual, explicando el núcleo compuesto por protones y neutrones y los electrones en la electroesfera.

2. Diferenciar átomos neutros de iones, como cationes y aniones, identificando sus características y cómo la pérdida o ganancia de electrones influye en sus propiedades.

Objetivos Secundarios:

1. Estimular el pensamiento crítico y la aplicación práctica de los conceptos atómicos en situaciones cotidianas.

Introducción

Duración: (10 - 15 minutos)

La etapa de Introducción tiene como objetivo despertar el interés y la curiosidad de los alumnos, conectando el contenido que estudiaron en casa con situaciones reales y problemas prácticos. Esto ayuda a establecer una base sólida para las discusiones y actividades que seguirán, además de mostrar la relevancia del estudio de los átomos en diversas áreas de la vida cotidiana y tecnológica.

Situaciones Basadas en Problemas

1. Imagina dos átomos, uno de sodio (Na) y otro de cloro (Cl). El sodio tiene un electrón menos de lo necesario para ser estable, mientras que el cloro tiene un electrón de más de lo necesario para alcanzar estabilidad. ¿Cómo pueden interactuar estos átomos para lograr una configuración electrónica más estable?

2. Considera una lámpara de neón. ¿Por qué emite luz cuando se enciende? Relaciona esto con la estructura electrónica del gas neón y el comportamiento de sus electrones al ganar energía.

Contextualización

La comprensión del átomo es fundamental no solo para la química, sino para toda la ciencia moderna y la tecnología. Por ejemplo, la manipulación de átomos y iones está en la base de la creación de dispositivos electrónicos, como smartphones y computadoras. Además, saber cómo los átomos ganan o pierden electrones permite entender fenómenos cotidianos, desde la formación de óxido hasta el funcionamiento de una lámpara fluorescente.

Desarrollo

Duración: (75 - 85 minutos)

La etapa de Desarrollo está diseñada para que los alumnos apliquen de forma práctica e interactiva los conceptos estudiados sobre átomos e iones. Las actividades sugeridas buscan solidificar la comprensión de la estructura atómica y de las reacciones químicas a través de métodos lúdicos y participativos, fomentando la colaboración, la creatividad y la aplicación del conocimiento en contextos variados. Al elegir una de las actividades propuestas, los alumnos tendrán la oportunidad de explorar los conceptos de manera profunda y memorable.

Sugerencias de Actividades

Se recomienda realizar solo una de las actividades sugeridas

Actividad 1 - La Gran Carrera de los Electrones

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Comprender la transferencia de electrones entre átomos y la formación de iones de manera dinámica e interactiva.

- Descripción: En esta actividad, los alumnos participarán en una carrera de relevos que simula el movimiento de los electrones transitando de un átomo a otro. Cada grupo representa un átomo diferente y cada alumno dentro del grupo es un electrón. Al señal, el primer 'electrón' debe correr hasta el siguiente grupo (átomo) y así sucesivamente, simulando la transferencia de electrones entre átomos para formar iones.

- Instrucciones:

• Organiza a los alumnos en grupos de hasta 5 personas.

• Cada grupo representa un átomo y cada alumno, un electrón.

• Marca un recorrido en la sala o el patio de la escuela que cada 'electrón' debe correr hasta alcanzar el siguiente grupo.

• Al señal, el primer electrón corre hacia el siguiente grupo y toca la mano del siguiente electrón, que continúa la carrera.

• El objetivo es que la carrera continúe hasta que todos los electrones se hayan movido de un átomo a otro.

• Discusión después de la actividad: ¿Cómo simula esta carrera la transferencia de electrones y la formación de iones?

Actividad 2 - Construyendo el Modelo Atómico

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Visualizar y entender la estructura atómica a través de la construcción de modelos, además de discutir las propiedades atómicas relacionadas con la variación en el número de subpartículas.

- Descripción: Los alumnos usarán materiales reciclables para construir modelos tridimensionales de átomos, mostrando el núcleo, protones, neutrones y las órbitas de los electrones. El desafío será representar correctamente la estructura atómica de diferentes elementos y discutir cómo la variación en el número de protones, neutrones y electrones afecta las propiedades del átomo.

- Instrucciones:

• Reúne materiales reciclables como bolas de poliestireno, alambres, gomas, entre otros.

• Divide a los alumnos en grupos y asigna a cada grupo un elemento químico diferente.

• Cada grupo debe construir el modelo atómico del elemento recibido, representando el núcleo, protones, neutrones y electrones.

• Cada grupo presenta su modelo a la clase, explicando la estructura atómica y cómo esto afecta las propiedades del elemento.

• Discusión: ¿Cuáles son las dificultades encontradas al representar un átomo de manera tridimensional?

Actividad 3 - El Juego de los Iones

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Entender la formación de átomos neutros, cationes y aniones a través de un juego interactivo, además de explorar la formación de compuestos mediante reacciones químicas simuladas.

- Descripción: Esta actividad es un juego de cartas donde cada carta representa un electrón, protón o neutrón. Los alumnos deben usar las cartas para formar átomos neutros, cationes y aniones, y luego intercambiar cartas con otros grupos para simular reacciones químicas y la formación de compuestos.

- Instrucciones:

• Prepara una baraja de cartas que representen protones, neutrones y electrones.

• Divide a los alumnos en grupos y distribuye un número igual de cartas para cada grupo.

• Instruye a los alumnos a formar átomos neutros usando las cartas.

• Introduce el concepto de iones y pide a los alumnos que ajusten sus átomos para formar cationes y aniones.

• Permite que los grupos intercambien cartas entre sí para simular reacciones químicas y formar compuestos.

• Discusión: ¿Cómo el intercambio de electrones entre átomos puede llevar a la formación de compuestos estables?

Retroalimentación

Duración: (15 - 20 minutos)

Esta etapa del plan de clase es esencial para garantizar que los alumnos hayan comprendido los conceptos discutidos y aplicados durante la clase. La discusión en grupo permite que los alumnos articulen sus entendimientos y dudas, mientras que el profesor puede evaluar la eficacia de las actividades y la profundidad de la comprensión de los alumnos. Además, esta etapa refuerza el aprendizaje colaborativo y el pensamiento crítico, fundamentales para la educación científica.

Discusión en Grupo

Inicia la discusión en grupo revisando brevemente las actividades realizadas. Luego, pide que cada grupo comparta sus descubrimientos y los modelos atómicos que construyeron o las simulaciones que realizaron. Anima a los alumnos a discutir cómo los conceptos de estructura atómica, iones y estabilidad electrónica se aplican en el mundo real y cómo esto ha afectado la forma en que realizaron las actividades.

Preguntas Clave

1. ¿Cómo la transferencia de electrones entre átomos puede influir en las propiedades químicas y físicas de una sustancia?

2. ¿Cuál es la importancia de entender la diferencia entre átomos neutros, cationes y aniones en la química y en la vida cotidiana?

3. ¿Cómo los modelos que construyeron ayudan a visualizar y entender mejor la estructura atómica?

Conclusión

Duración: (5 - 10 minutos)

La conclusión de la clase tiene como objetivo proporcionar un resumen conciso de los principales puntos abordados, además de vincular las actividades prácticas a la teoría estudiada. Este momento es crucial para reforzar el aprendizaje, asegurando que los alumnos puedan visualizar la aplicabilidad de los conceptos de estructura atómica y formación de iones en el mundo real, y entender la importancia de tales conocimientos en su formación científica y cotidiana.

Resumen

La clase de hoy permitió a los alumnos una comprensión detallada de la estructura atómica y la formación de iones, destacando las diferencias entre átomos neutros, cationes y aniones. Las actividades prácticas, como la construcción de modelos atómicos y juegos sobre transferencia de electrones, proporcionaron una manera lúdica e interactiva de aprender estos conceptos complejos.

Conexión con la Teoría

La metodología del aula invertida aplicada permitió que los conceptos teóricos estudiados previamente en casa se consolidaran con actividades prácticas en la clase. Esto reforzó la conexión entre teoría y práctica, facilitando la comprensión de los alumnos sobre cómo la teoría atómica se aplica en diversos contextos reales y tecnológicos.

Cierre

Por último, la relevancia del estudio de los átomos y iones fue vinculada a aplicaciones prácticas cotidianas, como la formación de compuestos químicos y el funcionamiento de dispositivos electrónicos, resaltando la importancia de la química en nuestra vida diaria.