Construye una molécula: modelado molecular para la enseñanza media básica

Propuesta didáctica

Autor: Emily Moore - Roberto Calvo (traducción y adecuación)

Tiempo de aplicación: Variable (dependiente del diseño y los objetivos de la actividad).

Descripción: Incorporar y conceptualizar adecuadamente el lenguaje de la química, su simbología y lógica interna, es uno de los desafíos de los cursos introductorios de esta disciplina. La utilización de cajas de modelos ha sido una herramienta valiosa para la enseñanza y el aprendizaje de la Química, al vincular entidades tales como átomos y moléculas (abstractas para el estudiante), con operaciones concretas como armar y desarmar modelos moleculares, pasar del modelo a la fórmula, y viceversa. La presente propuesta permite aprovechar ese potencial recurriendo a “cajas de modelos” virtuales, con un enfoque y selección de herramientas acorde a los conocimientos y grado de desarrollo cognitivo de estudiantes de secundaria básica.

Propósitos: 

¿Qué pueden aprender los estudiantes con el uso de esta simulación?

• Que las moléculas están integradas por átomos.
• Qué representa la fórmula molecular.
• Qué información brindan los subíndices y los coeficientes.
• Que la misma entidad llamada “molécula” puede representarse de diferentes maneras: por su nombre, por su fórmula molecular, en 2D y en 3D, y en este último caso, utilizando diferentes estilos de visualización (spacefilling y balls & sticks).

Además los estudiantes serán capaces de:

• Comparar los nombres de moléculas similares, para comenzar a incorporar las reglas de nomenclatura.
• Aprender que las moléculas tienen una estructura específica y comenzar a plantearse preguntas sobre porqué los átomos se unen, en un caso dado, de una manera y no de otra.
• ¡Y mucho más!

Criterios de evaluación: Condicionada por las metas perseguidas y la implementación del trabajo con la simulación.

Contenido: 

• Átomos y moléculas
• Formulación y nomenclatura química
• Geometría molecular

Actividades:

Descarga el simulador a través del siguiente enlace.

Independientemente del diseño de las actividades en las que la simulación será empleada, se sugiere orientar el trabajo de los estudiantes de acuerdo a la secuencia prevista por los creadores del software.
En este sentido, las “pestañas” fueron concebidas para ayudar a los profesores en el armado de sus clases y para facilitar la tarea de ajustar sus contenidos al nivel de los estudiantes; prevén un uso secuencial que presenta niveles de complejidad crecientes:
 

• La pestaña “Make molecules” tiene valor introductorio: las moléculas están formadas por átomos, fórmulas moleculares, nomenclatura química y representaciones moleculares (notación de puntos de Lewis, representaciones 3D)

• “Collect multiple”, sirve a los mismos propósitos, además de permitir introducir los coeficientes en la notación química. La experiencia en clase nos enseña que da resultado desafiar a los estudiantes a llenar las “cajas” con los modelos solicitados dándoles unos 5 minutos para pensar el asunto; generalmente no es necesario explicarles el significado de los coeficientes antes de dejarlos jugar. Los estudiantes suelen realizar un par de ensayos y rápidamente captan la idea.

• “Larger molecules” puede ser una pestaña muy desafiante, o simplemente exploratoria. Usted puede pedirle a los estudiantes que construya un modelo de la molécula más grande que puedan, que encuentren patrones entre los nombres de compuestos similares, comparar los vínculos entre diferentes compuestos, o construir moléculas grandes y romperlas para obtener otras más pequeñas (una buena introducción a los procesos metabólicos). Las posibilidades no se agotan en las mencionadas.

Descargar el archivo completo con las sugerencias de uso para el docente en el siguiente enlace.

Créditos:

• PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, https://phet.colorado.edu. Build a molecule. Recuperado de: https://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/build-a-molecule. CC BY  SA 4.0

Sugerencias: La experiencia con el uso de simuladores en la enseñanza de las ciencias muestra que los estudiantes son capaces de explorar y dominar (tras unas pocas pruebas de ensayo y error) el entorno gráfico y las funciones del software. Por ello, es preferible que el docente se concentre en la secuencia didáctica de las actividades propuestas sin diseñar una actividad excesivamente pautada. Se deberá como siempre, ser particularmente explícito al comunicar a los alumnos, las metas perseguidas con el uso de la simulación, pero es también importante, permitir que, durante un tiempo razonable, los estudiantes experimenten, generen preguntas (a veces no previstas por el docente) y ensayen respuestas tentativas a las mismas. El uso de este tipo de software, tiene un componente lúdico que no debería desestimularse sino aprovecharse como estrategia motivacional.