PROYECTO DE CLASE SOBRE MODELOS MOLECULARES

Estrategia de Formación y Acceso para la apropiación pedagógica de las TIC 2012 -2014 Estructura proyectos de aula- Anexo 24 de CPE I)

Nombre del proyecto:

ELABORACIÓN DE MODELOS MOLECULARES A ESCALA EMPLEANDO MATERIALES PROPIOS DEL CONTEXTO Y UTILIZANDO HERRAMIENTAS INFORMÁTICAS COMO APOYO EN LA APROPIACIÓN DEL CONOCIMIENTO EN AL QUÍMICA ORGÁNICA CON LOS ESTUDIANTES DE GRADO ONCE DE LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICO MARILLAC.

II) Datos de ubicación: 

Autor (es): ARMANDO GRISALES VALENCIA 

Teléfonos de contacto: 

 Correo electrónico: cienciasmarillac@gmail.com 

Departamento: RISARALDA Municipio: 

SANTA ROSA DE CABAL. 

Institución educativa: TÉCNICO MARILLAC 

Radicado:  

III) Justificación: 

“….El pensamiento espacial es parte de todas las formas de conocimiento, en lo microcósmico y en lo macrocósmico. El pensamiento espacial necesariamente incluye al pensamiento visual. Nuestro cerebro evidencia preponderancia de redes vídeos espaciales…..” 

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Hemos querido empezar con esta reflexión debido a que se hace necesario para la vida el pensamiento, así como somos gracias a la suma de todos nuestros sistemas, también somos gracias a nuestra capacidad de ubicarnos en el espacio, razonar, decidir, argumentar, entre otros. Todos estos aspectos mencionados – y aquellos que no - definitivamente se convierten en un paso fundamental para el desarrollo de actividades propias de la vida como tal. La elaboración a escala de moléculas, es un pequeño aporte a este propósito, es de manera significativa un paso gigante frente al desarrollo de actividades inclinadas al desempeño de nuestros estudiantes, es quizá la forma más cómoda como podemos incorporar diferentes maneras de ver las cosas, y así encontrar diferentes soluciones a situaciones cotidianas, enfrentándolas de manera significativa, con valentía y lleno esperanzas, más que una parte humana en cuestión que nos llena la vida. Es que para enseñar no hay que seguir caminos tortuosos, hay que seguir caminos fáciles y agradables, además de sencillos, por eso nuestro trabajo. Donde tratamos de brindarle significativamente esos espacios propios de facilidad. Para concluir solo resta esperar que nuestros educandos tomen de la mano la oportunidad, y hagan un buen uso de ella. IV) Pregunta de investigación: ¿Cuál es la incidencia de la realización y modelación a escala de diferentes modelos moleculares mediante el empleo de laboratorios virtuales, por parte de los estudiantes de último grado de la Institución Educativa Técnico Marillac dentro del desarrollo del pensamiento espacial, en la asignatura de química con el fin de relacionar las diferentes propiedades químicas y físicas de las moléculas con sus propiedades físicas y químicas de la materia?

V) Competencia del proyecto:
Relaciono la estructura de las moléculas orgánicas e inorgánicas con sus propiedades físicas y químicas y su capacidad de cambio químico, VI) Áreas que integra: Ciencias naturales y educación ambiental, tecnología e informática, matemática, lengua castellana. VII) Estándar de competencia de las áreas que integra: LENGUA CASTELLANA.

Asumo una actitud crítica frente a los textos que leo y elaboro, y frente a otros tipos de texto: explicativos, descriptivos y narrativos.

 TECNOLOGÍA E INFORMÁTICA.

Relaciono el desarrollo tecnológico con los avances en la ciencia, la técnica, las matemáticas y otras disciplinas. Utilizo adecuadamente herramientas informáticas de uso común para la búsqueda y procesamiento de la información y la comunicación de ideas.
MATEMÁTICAS.

Uso argumentos geométricos para resolver y formular problemas en contextos matemáticos y en otras ciencias.

 VIII) Contenidos digitales que articula: Las diferentes herramientas digitales que involucra están distribuidas de la siguiente manera:

Lectura del siguiente artículo. 

 Retroalimentación con los siguientes videos.

Resolución de preguntas interactivas.

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Conceptualización teórica. Visitar estas páginas donde se dan los diferentes referentes teóricos para su conceptualización.

MOLÉCULAS       MOLECULAS 1   MOLECULAS 2    MOLECULAS 3

IX) Proceso

Siguiendo de manera atenta el horario de clases planteado por la Institución educativa, los educandos del grado once pertenecientes a la Institución Educativa Marillac de santa rosa de cabal, los días jueves, en la quinta y sexta hora, en clase de química orgánica, se dirigirán en compañía del docente del área a la nueva sala de sistemas numero 3 donde se encuentran ubicados los computadores portátiles, y se les asignara un DPT previamente elaborado. El cual contendrá las diferentes instrucciones, detalladas paso a paso, referentes al tema ELABORACIÓN DE MODELOS ATOMICOS, en tres periodos de clase de sesenta (60) minutos. Ellos de manera ordenada y continua trabajaran siguiendo las diferentes estrategias planteadas (CONDUCTA DE ENTRADA, INDAGACION DE SABERES PREVIOS, FUNDMENTACION.). 

Al final de dicho tiempo los educandos deben entregar su producto previamente elaborado, con la condición de emplear materiales del medio y tratando al máximo de comportarse muy bien (causándole menor daño posible al ambiente y el entorno).

 X) Referente teórico Modelos Moleculares

Las moléculas son demasiado pequeñas como para poder observarlas de manera directa. Una forma efectiva para visualizarlas es mediante el uso de modelos moleculares. Por lo común se utilizan dos tipos de modelos moleculares: los modelos de esferas y barras, y los modelos espaciales. En los modelos de esferas y barras los átomos están representados por esferas de madera o de plástico con orificios perforados en ellas. Para representar los enlaces químicos se utilizan barras o resortes. Los ángulos que se forman entre los átomos en los modelos se aproximan a los ángulos de enlace reales de las moléculas. Con excepción del átomo H, todas las esferas son del mismo tamaño y cada tipo de átomo está representado por un color específico. En los modelos espaciales, los átomos están representados por esferas truncadas que se mantienen unidas a presión de tal manera que los enlaces no se ven. El tamaño de las esferas es proporcional al de los átomos. El primer paso para construir un modelo molecular consiste en escribir la fórmula estructural, que muestra cómo están unidos entre si los átomos de una molécula. 

En el siglo XIX muchos químicos ya construían modelos a escala para entender mejor la estructura de la molécula. Nosotros podemos tener una mejor apreciación de las características que afectan a la estructura y a la reactividad cuando examinamos la forma tridimensional de un modelo molecular. Los modelos más útiles son ( se utiliza como ejemplo el metano, y se inicia con un modelo de alambre pero con los enlaces más gruesos): 

1. Modelo de esqueleto (alambres): Este modelo muestra los enlaces que conectan los distintos átomos de una molécula, pero no los propios átomos. 

2. Modelo de barras y esferas: En estos modelos se dedica la misma atención a los átomos que a los enlaces. 

3. Modelo compacto: Este modelo representa el extremo opuesto, en tanto que, destaca el volumen ocupado por cada átomo a costa de una clara representación de los enlaces, son más utilizados en los casos en que se desea examinar la forma global de la molécula y para valorar cómo están de cerca dos átomos próximos no enlazados. 

Los primeros modelos de barras y esferas eran exactamente bolas de madera con agujeros taladrados donde se introducían pequeñas espigas de madera que conectaban los átomos. 

Las versiones en plástico, incluidas las relativamente baratas dedicadas a los estudiantes, están disponibles desde los años sesenta y han demostrado ser de gran ayuda en el aprendizaje. 

Los modelos de esqueleto construidos a escala con gran precisión en acero inoxidable y los modelos compactos en plástico son relativamente más caros y forman parte del equipamiento estándar de un laboratorio de investigación.

Las representaciones gráficas en computadora han reemplazado rápidamente a los clásicos modelos moleculares. 

En efecto, el término de modelización molecular usado ahora en química orgánica implica la generación de modelos en computadora. Fórmulas químicas Los tipos de fórmulas químicas más utilizadas son las siguientes: 

1. Fórmula empírica (la fórmula más simple), proporciona un mínimo de información, puesto que sólo expresa el número relativo de átomos en una molécula. 

2. Fórmula molecular da más información, ya que expresa el número real de átomos de la molécula. En ciertos casos, la fórmula molecular y la fórmula empírica resultan idénticas. 

3. Fórmula estructural, resulta más informativa ya que claramente indica la distribución de los átomos que constituyen una molécula. 

4. Fórmula estructural condensada, tal vez sea la que más emplean los químicos orgánicos. Como su nombre lo indica, es un método abreviado (y menos descriptivo) para representar la fórmula estructural. 

La convención es omitir los enlaces entre cada carbono y los hidrógenos unidos a él. Con mucha frecuencia, también se omiten los enlaces simples carbono-carbono. El Modelado molecular es un término general que engloba métodos teóricos y técnicas computacionales para modelar o imitar el comportamiento de moléculas. Los cálculos más simples pueden ser realizados a mano, pero inevitablemente se requieren computadoras para realizar el modelado molecular de cualquier sistema medianamente complicado. La característica particular de las técnicas de modelado es la descripción a nivel atómico de los sistemas moleculares; el menor nivel de información es por átomos individuales (o un pequeño grupo de átomos).

Los modelos moleculares son de gran importancia en química orgánica, ayudando a predecir propiedades y reactividad de los compuestos orgánicos.

Clases de modelos moleculares

Alambre:Se muestran los enlaces como líneas finas.Se muestran sólo los enlaces. Este modelo es adecuado para ver la estructura de moléculas grandes. 

Bolas y Varillas: No refleja ni el tamaño ni la forma real de la molécula, aunque permite distinguir claramente los diferentes átomos y enlaces.

Espacial compacto o Esferas solidas: Se representan todos los átomos como esferas sólidas con sus radios reales de van der Waals.Muestra el tamaño y forma real de la molécula pero dificulta la percepción de la estructura.

Esqueleto: Representa el esqueleto del polipéptido como una serie de enlaces que conectan los carbonos alfas adyacentes de cada aminoácido en una cadena. No se muestran las cadenas laterales. Interesante para ver el doblamiento global de polipéptido.

Cintas Lisas: Visualiza la proteína o ácido nucleico como una superficie de "cintas" densa y lisa que pasa a lo largo del eje de la molécula.

Cintas en Filamentos

Hebras: Visualiza la proteína o ácido nucléico con que trabajamos como una "cinta" lisa curvada "depth-cued" que pasa a lo largo del eje de la proteína. La cinta está compuesta de una serie de filamentos que corren paralelos entre sí a lo largo del plano peptídico de cada residuo.

XI) Metodología La metodología debe dar cuenta de los siguientes aspectos: 

1. Indagación de saberes previos. 

2. Fundamentos para las nuevas construcciones (conceptuales, procedimentales y actitudinales)- Andamiaje. Las palabras convencen, pero el ejemplo arrastra. He querido empezar con esta frase célebre para tratar de explicar mis fundamentos que son los siguientes. Mediante la manipulación física y tridimensional de los modelos moleculares, el estudiante se motiva y establece un sin número de interrelaciones, observaciones, diferencias y complementaciones, realiza inferencias, propone y argumenta con más claridad, que bajo formas tradicionales de docencia que utiliza sistemas lineales, o planos o motivando la abstracción le sería muy difícil o casi imposible de entender. Los modelos moleculares, se constituyen no solo como un recurso en la explicación que realiza el docente, sino también, como una alternativa valiosa, que permite al discente un aprendizaje más puntual de la Química además de poder relacionarla con diferentes disciplinas del saber. La utilización de los modelos moleculares debe generar mejores resultados académicos en los estudiantes que los han utilizado, con relación a los que no han accedido, eso sí sería significativamente acortar el camino hacia el desempeño ideal de nuestros estudiantes. 

3. Construcción conjunta de conocimientos- realización de actividades colaborativas. En esta parte los educandos deberán de manera conjunta y en relación reciproca estudiante – estudiante o estudiante – docente, constataran información proveniente de la internet, o cualquier portal, la analizaran y detallaran aquellos aspectos relevantes necesarios para la elaboración de modelos moleculares a escala, la revisión de todos estos recursos se hacen muy importantes y necesarios para el proceso enseñanza aprendizaje. Cada cual interactuando con el entorno, desarrollando sus capacidades. De manera significativa se deben tener en cuenta las siguientes sugerencias que se enfocan en el trabajo colaborativo. El enfoque socioconstructivista hace énfasis en el trabajo grupal y colaborativo. Los puntos que aquí se señalan sirven de orientación para abordar esta modalidad de trabajo. Con respecto a la condición social de la situación de trabajo en aula, ciertos criterios ayudan a llevar adelante el proceso de participación en el trabajo colectivo: 

• Cada miembro puede contribuir al funcionamiento del grupo, independientemente de su rol asignado.
• Los integrantes de un grupo pueden desarrollar diversidad de roles, de tal manera que su variedad de comportamientos puede contribuir a la productividad del grupo. 
• El rol que puede contribuir más a la productividad de un grupo es el de la persona que escucha reflexivamente, tarea central para extraer y socializar las ideas e integrarlas en el trabajo en curso, de manera que se trabaja responsablemente en la inclusión y construcción colectiva del trabajo.

Queremos aquí desarrollar y mencionar lo siguiente, como pilar de nuestro trabajo. Una didáctica socioconstructivista en contextos escolares se caracteriza por las siguientes condiciones: 

• Es un proceso dinámico de construcción de conocimientos.
• Se establece a partir de una tridimensionalidad del aprendizaje: La dimensión constructivista, que determina la organización del aprendizaje desde la perspectiva del sujeto que aprende; la dimensión social, que pone en relación las condiciones de necesaria interacción entre pares; la dimensión interactiva, con respecto a la inclusión de los elementos contextuales al desarrollo del conocimiento. 

Los tres componentes son necesarios y se organizan en un proceso interactivo entre ellos, de manera que el conflicto socio cognitivo y su superación sea producto de la organización, elaboración, reflexión y evaluación colectivas. Entre los cuales podemos identificar: 

• La didáctica socio constructivista se desarrolla en espacios de diálogo. Esto quiere decir que de manera significativa se cimenta además de las ciencias naturales o cualquier otras asignatura en cuanto a los valores individuales y colectivos. 
• La transposición didáctica cumple cuatro funciones en la didáctica socio constructivista: La función de validación de los saberes en los planos disciplinarios y socioculturales; la identificación de situaciones pertinentes para el aprendizaje de esos saberes, validando el rol a desempeñar por el profesor y los estudiantes; la identificación de situaciones en que el aprendizaje nuevo sea posible de ser reutilizado, cumpliendo satisfactoriamente con las necesidades de transferencia; la función de la evaluación para la verificación de la existencia de transferencia. 
• En el contexto de aula, el contrato didáctico cumple una función doble: La creación de espacios de diálogo entre los participantes de la relación didáctica; la regulación de relaciones con el objeto de conocimiento, poniendo en su lugar la calidad y significatividad de los aprendizajes. 

XII) Estrategia de evaluación:

 “El maestro puede cualificar su trabajo en el aula aprovechando las posibilidades que ofrecen las TIC. Por ejemplo, diversificar y enriquecer los contenidos académicos a los que hace referencia, aprovechando las múltiples fuentes de información de Internet  puede mejorar las propuestas de escritura que propone a sus estudiantes utilizando el procesador de texto, lo cual les permite que se concentren más en elaborar, ampliar o precisar aspectos de contenido que en corregir aspectos formales del texto, en algunos casos, irrelevantes. También aumentar la motivación hacia la lectura ofreciendo a los estudiantes escritos en formato hipermedial, y fomentar la capacidad de trabajo en grupo mediante herramientas como el correo electrónico o el chat…” 

 Las diferentes estructuras de evaluación para este tema en particular de profundamente la podemos distribuir de la siguiente manera, esto con el fin de que los educandos y maestros se cuantifique y cualifiquen diferentes aspectos relacionados con las nuevas estructuras mentales que se desarrollan y el cambio de estado en su proceso formativo, lo largo del proceso de enseñanza - aprendizaje. Para ello se tienen en cuenta diferentes aspectos teóricos que se desarrollan a continuación.

 “COEVALUACIÓN: Existe la posibilidad de generar y desarrollar una evaluación en que se permite a los alumnos en conjunto, participar en el establecimiento y valoración de los aprendizajes logrados, ya sea por algunos de sus miembros o del grupo. 

Es una buena medida de proceso, ya que se permite la interactuación de los diferentes actores de, expresar sus puntos de vista y opinar acerca del proceso. 

LA HETEROEVALUACIÓN Es la evaluación que realiza una persona sobre otra respecto de su trabajo, actuación, rendimiento, etc. A diferencia de la coevaluación, aquí las personas pertenecen a distintos niveles, es decir no cumplen la misma función. En el ámbito en el que nos desenvolvemos, se refiere a la evaluación que habitualmente lleva a cabo el profesor con respecto a los aprendizajes de sus alumnos; sin embargo también es importante que la heteroevaluación pueda realizarse del alumno hacia el profesor ya que no debemos perder de vista que la evaluación es un proceso que compromete a todos los agentes del sistema educativo.” 

Esta parte práctica nos permite llevar a la práctica los diferentes contextos, progreso de habilidades específica y que tan avanzadas están en su perfeccionamiento, de saberes, en realidad se aplicaran pruebas escritas, teóricas, practicas donde los educandos deben elaborar los modelos con materiales del medio y tratando de hacerle el menor daño posible al medio biológico. Para la autoevaluación, se ha diseñado un formato que se anexa, el cual involucra todos los aspectos posibles y que forman parte –según nuestro criterio - de una evaluación integral, ya que se tiene en cuenta diferentes aspectos de la integridad de la educación. Ver formato anexo. 

XIII) Estrategia de seguimiento:

En esta parte del trabajo. Los educandos deberán de manera conjunta y en relación reciproca estudiante – estudiante o estudiante – docente, constataran la veracidad de la diferente información proveniente de la internet, o cualquier portal, página de internet o libro, la cual analizaran y detallaran en aquellos aspectos relevantes necesarios para la elaboración de modelos moleculares a escala, la revisión de todos estos recursos se hacen muy importantes y necesarios para el proceso enseñanza aprendizaje. Cada cual interactuando con el entorno, desarrollando sus capacidades. De manera demostrativa se deben tener en cuenta las siguientes sugerencias que se enfocan en el trabajo colaborativo.

Allí se evidenciaran aspectos como: las relaciones encontradas en con las áreas de Ciencias naturales y educación ambiental, tecnología e informática, matemática, lengua castellana. Manejo adecuado de herramientas.

Los educandos también deben presentar elaborados a escala diferentes modelos moleculares, ellos deben relacionarlos con diferentes áreas del conocimiento, como las matemáticas, además deben además elaborar escritos donde describen de manera adecuada los diferentes componentes y partes que conforman los modelos moleculares, fuera de esto debe elaborar un completo informe escrito de laboratorio. XIV) Documentación de la experiencia:

XV) Productos (Lo que se espera que el estudiante produzca una vez finalice el proyecto de aula).



XVI) Cronograma:

FECHA	SESIÓN	ACTIVIDAD	MATERIALES
19/09/13	1	Saberes previos, Fundamentos para las nuevas construcciones (conceptuales, procedimentales y actitudinales  Andamiaje.	Computador, Internet, materiales de estudio ( lápiz borrador, colores, hijas cuadernos)
26/09/13	2	Construcción conjunta de conocimientos- realización de actividades colaborativas. Inicio de actividades practicas	Materiales reciclables, computador internet, transportador, regla, materiales de estudio (lápiz borrador, colores, hijas cuadernos)
03/10/13	3	Continuación de actividades practicas colaborativas, autoevaluación, heteroevaluación

XVII) Bibliografía:

• Ander P. y Sonesa J. Principios de Química. Introducción a los conceptos Teóricos Editorial Limusa. 1973. 
• Brown T., LeMay Jr., Bursten B., Química. La ciencia central. Editorial Prentice Hall Hispanoamericana SA. 1998. Séptima edición 
• Umland J. y Bellama J. Química General. Editorial ITE Latín América. 2004. Tercera Edición. 
• Chang R. Química. Editorial Mc Graw Hill. México.1992. Primera edición en español. Whitten K. Gailey R. y Davis R. Química General. Editorial Mc Graw Hill. México. 1992. Segunda edición en español. 
• CHANG, R. Principios Esenciales de Química General, Cuarta edición, McGraw-Hill, Madrid, 2006.
• M.D. Reboiras, QUÍMICA La ciencia básica, Thomson Ed. Spain, Paraninfo S.A., Madrid, 2006.
• ATKINS, P.; JONES L. Principios de Química (Los caminos del descubrimiento). , Ed. Médica Panamericana, Buenos Aires, 2006. MAHAN, B.M.; MYERS, R.J. Química. Un Curso Interuniversitario, Addison-Wesley Iberoamericana, México, 1990. 

 XVIII) Webgrafía:

• http://www.guatequimica.com/tutoriales/introduccion/Modelos_Moleculares.htm
• http://www.darlingmodels.com/pdf/SPANISH2.pdf http://lqquimica.blogspot.com/2013/01/modelos-moleculares.html http://www2.uah.es/biomodel/Jmol/jmolguia/modelostipos.html
• http://www.mineducacion.gov.co/1621/article-87408.html
• http://ww2.educarchile.cl/Portal.Base/Web/verContenido.aspx?ID=181554
• http://evaluaciondelosaprendizajes1.blogspot.com/2007/08/la-coevaluacin-y-heteroevaluacin.html