Ingeniería Química I Quinto Semestre

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1 COLEGIO DE BACHILLERES SECRETARÍA GENERAL DIRECCIÓN DE PLANEACIÓN ACADÉMICA Ingeniería Química I Quinto Semestre HORAS: 3 CRÉDITOS: 6 CLAVE: 945 Agosto, 2011

2 ÍNDICE Contenido Página Presentación Ubicación de la asignatura Intención de la materia y de la asignatura Enfoque Bloque temático I. COMPUESTOS DEL CARBONO Bloque temático II. BIOQUÍMICA Créditos Directorio

3 PRESENTACIÓN El programa de estudios de la materia Ingeniería Química, tiene la finalidad de informar a los profesores sobre los aprendizajes que deberán lograr los estudiantes en relación con las competencias genéricas y disciplinares extendidas establecidas en el perfil de egreso, y orientar las acciones didácticas acordes con un enfoque constructivista centrado en el aprendizaje. Es así que el programa se considera un instrumento de trabajo para el profesor, proporcionándole elementos para planear, operar y evaluar el curso, de conformidad con los principios del Marco Curricular Común y el Modelo Académico del Colegio de Bachilleres. El programa de estudios se organiza de la siguiente manera: UBICACIÓN, proporciona información respecto al lugar que ocupa la materia y sus asignaturas en relación con el semestre, área de formación y dominio profesional respectivo. Asimismo, permite reconocer las competencias genéricas y disciplinares extendidas que se desarrollarán a lo largo de los cursos de Ingeniería Química I y II. INTENCIONES DE MATERIA Y ASIGNATURA, señala los desempeños esperados al término de la materia y de la asignatura, en relación con las competencias genéricas y disciplinarias extendidas establecidas en el perfil de egreso para el dominio profesional Químico-Biológicas. ENFOQUE, informa los lineamientos pedagógicos y disciplinarios que subyacen a la organización de los bloques temáticos y a las estrategias de aprendizaje, enseñanza y evaluación, permitiendo dar sentido y orientación a dichos procesos. Estos lineamientos se derivan de las interrelaciones establecidas entre las competencias genéricas y las disciplinarias extendidas correspondientes al dominio profesional Químico- Biológicas. BLOQUE TEMÁTICO Propósito. Hace referencia a lo que debe saber, saber hacer y saber ser el estudiante al término del bloque temático y la relación de éste con las competencias disciplinares extendidas y genéricas que se seleccionaron previamente. Estos propósitos tienen un carácter normativo. Núcleos temáticos. Los núcleos temáticos seleccionados en el ámbito de la disciplina. Hacen referencia a los conceptos mínimos indispensables, las habilidades y procedimientos que deben ponerse en acción y las actitudes que se deben asumir para la ejecución de desempeño señalado en el propósito del bloque temático. Problemática situada. Se refieren a situaciones de la realidad que deben ser analizadas, explicadas o resueltas a través de los núcleos temáticos. Representan el contexto en el que se deberá desarrollar y demostrar el desempeño señalado en el propósito. Estrategias de enseñanza, aprendizaje y evaluación. Son orientaciones generales que establecen una secuencia didáctica para favorecer el aprendizaje de los estudiantes. Las estrategias se organizan considerando un enfoque constructivista centrado en el aprendizaje y las interrelaciones establecidas entre competencias genéricas y disciplinares extendidas. Representan una sugerencia para apoyar a los profesores en la concreción de ambientes propicios para el aprendizaje de sus alumnos. 2

4 Niveles de desempeño. Son descripciones concretas, objetivas y evaluables de la calidad o complejidad del desempeño del estudiante al término de un bloque temático, en relación con criterios claramente establecidos. Cada nivel de desempeño incluye los indicadores establecidos en la rúbrica del bloque temático. La Rúbrica hace referencia a los descriptores de desempeños congruentes con cada una de las competencias (genéricas y disciplinares extendidas) a desarrollar en el curso y permite a los docentes y alumnos valorar el desarrollo de cada competencia, así como definir acciones para su consolidación. Medios de recopilación de evidencias. Se refiere a la descripción de los productos que se podrán utilizarán como evidencias para evaluar los aprendizajes de los estudiantes. Explicitan las características que deben cumplir en relación con los criterios y niveles de desempeño establecidos. Materiales de apoyo y fuentes de información. Incluyen una selección de textos y materiales de apoyo (físicos, virtuales y multimedia) sugeridos para el logro de los aprendizajes señalados en el bloque temático. En congruencia con los niveles de concreción curricular, establecidos en el Sistema Nacional de Bachillerato (Acuerdo 442) y el Modelo Académico institucional, las sugerencias de estrategias de enseñanza, aprendizaje y evaluación que se presentan en este documento podrán ser adaptadas por los profesores de acuerdo con las condiciones de operación en el aula, por lo que se recomienda la lectura integral de todo el programa, particularmente de las competencias a desarrollar y sus concreciones en los propósitos de cada bloque temático. 3

5 UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA Este programa corresponde a la asignatura I de la materia Ingeniería Química que se imparte en el quinto semestre, paralelamente a Química II: Nuevos materiales, del Área de Formación Básica. Junto con la asignatura Ingeniería Química II, forman parte del Dominio Profesional Químico- Biológicas, uno de los cuatro que integran el Área de Formación Específica como se muestra en el siguiente esquema: La carga horaria de la asignatura Ingeniería Química II: Nuevos materiales es de tres horas semanales y cuenta con seis créditos. 4

6 PLAN DE ESTUDIOS CAMPO 1º SEM. 2º SEM. 3º SEM. 4º SEM. 5º SEM. 6º SEM. LENGUAJE Y COMUNICACIÓN CIENCIAS EXPERIMENTALES -NATURALES Inglés I Reiniciando TIC I Recorriendo la autopista de la información TLR I Intención comunicativa de los textos Geografía El mundo en que vivimos Inglés II Socializando TIC II Ofimática sinérgica TLR II Habilidades comunicativas Física I Conceptos de la naturaleza ondulatoria Biología I La vida en la Tierra I Área de Formación Básica Inglés III Levantando el vuelo TIC III Relación e interpretación de datos Literatura I Literatura y comunicación Física II Principios de la tecnología con fluidos y calor Biología II La vida en la Tierra II Inglés IV En pleno vuelo TIC IV Los datos y sus interrelaciones Inglés V Nuestro mundo Inglés VI La sociedad del conocimiento Área de Formación Específica Dominio Profesional: Químico-Biológicas Literatura II Literatura y comunicación integral Salud Humana I Salud Humana II Física III Teorías del universo físico Ecología El cuidado del ambiente Ingeniería Química I Ingeniería Química II Química I Recursos naturales Química II Nuevos materiales Química III Química en la industria MATEMÁTICAS CIENCIAS SOCIALES Matemáticas I Solución de problemas reales Historia I México: de la Independencia al Porfiriato Filosofía I Filosofía y construcción de ciudadanía Matemáticas II Distribuciones de frecuencias y sus gráficas Historia II México: de la Revolución a la Globalización Filosofía II Filosofía y formación humana Matemáticas III Representaciones gráficas ICS I Análisis de mi comunidad Matemáticas IV El triángulo y sus relaciones ICS II Problemas sociales de mi comunidad Matemáticas V ESEM I Entorno y proyecto de vida Filosofía III Argumentación filosófica Matemáticas VI ESEM II Conociendo el mundo Filosofía IV Problemas filosóficos contemporáneos DESARROLLO HUMANO Estética I Apreciación artística I Actividades físicas y deportivas I Estética II Apreciación artística II Actividades físicas y deportivas II Área de Formación Laboral 5

7 INTENCIÓN DE LA MATERIA INGENIERÍA QUÍMICA El Área de Formación Específica (AFE) del Plan de Estudios de la Reforma Integral tiene como finalidad favorecer la formación propedéutica del bachiller, a través de materias que fortalecen los conocimientos, habilidades, valores y actitudes desarrollados en el Área de Formación Básica, profundizando en diversos campos del saber y ayudando a la definición vocacional del estudiante 1. Las materias, organizadas en dominios profesionales, se fundamentan en el desarrollo de las competencias disciplinares extendidas correspondientes, así como en el fortalecimiento de las competencias genéricas. Por lo que al término de los cursos de la materia Ingeniería Química, el estudiante será capaz de aplicar los métodos y procedimientos de la disciplina, considerando las implicaciones de la ciencia y la tecnología en el contexto social, en la solución de las problemáticas situadas y la comprensión racional de su entorno al profundizar en los aspectos básicos de los compuestos del carbono, la química de los organismos vivos, la concentración de las disoluciones y la naturaleza de las reacciones químicas para confrontar sus ideas preconcebidas acerca de los fenómenos naturales con el conocimiento científico en el cuidado de su salud y en la conservación del ambiente; así como en el fortalecimiento en su ingreso a una institución de educación superior. INTENCIÓN DE LA ASIGNATURA INGENIERÍA QUÍMICA I En congruencia con la intención de la materia Ingeniería Química, al terminar el curso I de Ingeniería Química, el estudiante será capaz de desarrollar las competencias que le permitan profundizar en los conjuntos de saberes de carácter preparatorio para la Educación Superior a través del análisis de la estructura y función de los hidrocarburos como de las biomoléculas; así como su integración a la problemática situada para contribuir a la preservación del equilibrio ecológico, mejorar su calidad de vida y contribuir a su formación académica. Para ello se han considerado dos temáticas. En el primer bloque, el alumno reafirma y amplia sus conocimientos sobre los compuestos del carbono, construyendo modelos y enfatizando en sus fuentes de obtención nomenclatura, estructura y funciones, así como su impacto en la sociedad y el ambiente. En el segundo bloque, se plantea el análisis y discusión de la estructura y funciones de las moléculas de la vida: carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos en el contexto de la nutrición, trabajando sobre alguna problemática que redunde en mejores hábitos alimenticios y en consecuencia una mejor calidad de vida para ellos y su entorno social. 1 Colegio de Bachilleres. Modelo Académico. CB-Secretaría General-DPA. México, Diciembre,

8 Las competencias genéricas y disciplinares extendidas del dominio profesional Químico - Biológicas que se plantea desarrollar en la materia Ingeniería Química son: Genéricas Disciplinares extendidas Descripción de la relación 12. Propone estrategias de solución, preventivas y correctivas, a Un estilo de vida saludable implica lo planteado en problemas relacionados con la salud, a nivel personal y social, para las competencias disciplinares extendidas y es favorecer el desarrollo de su comunidad. congruente con aspectos de nutrición, para lo cual 14. Analiza y aplica el conocimiento sobre la función de los nutrientes el conocimiento sobre la estructura y función de las en los procesos metabólicos que se realizan en los seres vivos biomoléculas puede contribuir para tomar mejores para mejorar su calidad de vida. decisiones sobre la alimentación. 17. Aplica normas de seguridad para disminuir riesgos y daños a sí mismo y a la naturaleza, en el uso y manejo de sustancias, instrumentos y equipos en cualquier contexto. 3.- Elige y practica estilos de vida saludables 4.- Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados 5.- Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos 11.- Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables 6. Utiliza herramientas y equipos especializados en la búsqueda, selección, análisis y síntesis para la divulgación de la información científica que contribuya a su formación académica. 7. Diseña prototipos o modelos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos, hechos o fenómenos relacionados con las ciencias experimentales. 5. Aplica la metodología apropiada en la realización de proyectos interdisciplinarios atendiendo problemas relacionados con las ciencias experimentales. 1. Valora de forma crítica y responsable los beneficios y riesgos que trae consigo el desarrollo de la ciencia y la aplicación de la tecnología en un contexto histórico-social, para dar solución a problemas 9. Valora el papel fundamental del ser humano como agente modificador de su medio natural proponiendo alternativas que respondan a las necesidades del hombre y la sociedad, cuidando el entorno. 15. Analiza la composición, cambios e interdependencia entre la materia y la energía en los fenómenos naturales, para el uso racional de los recursos de su entorno. Los modelos y los prototipos son herramientas útiles en el proceso de enseñanza aprendizaje de la Química, para interpretar o emitir mensajes, del mismo modo que las expresiones simbólicas de los fenómenos de la naturaleza como es el caso de los símbolos de los elementos, las fórmulas de los compuestos, las ecuaciones químicas, etc. La competencia genérica plantea el uso de una metodología para resolver problemas y las disciplinares claramente aluden a las distintas acciones que integran la metodología científica propia de la Química. Las competencias disciplinares claramente aluden al enfoque Ciencia, Tecnología, Sociedad y Ambiente (CTSA) para la enseñanza de las ciencias, con lo cual se espera contribuir en la formación de ciudadanos capaces de participar responsablemente al desarrollo sustentable como se plantea en la competencia genérica. 7

9 ENFOQUE DE LA MATERIA INGENIERÍA QUÍMICA La sociedad actual se caracteriza por una economía basada en conocimientos globales, se denota como la sociedad del conocimiento y de la información, se fundamenta en el capital humano fortalecido por las nuevas tecnologías. Por ello, la educación se encuentra frente a grandes retos y busca mantener su papel de servicio y promoción de transformación social. Esto implica nuevas demandas de aprendizaje y plantear la enseñanza de la Química de una manera diferente, con el fin de que los alumnos construyan conocimientos que trasciendan el ámbito académico, para que desarrollen las competencias que respondan desde diferentes escenarios a las necesidades personales y de la sociedad. La enseñanza por competencias centrada en el alumno requiere que los estudiantes establezcan formas de relación diferentes a las tradicionales, al promover una labor en común, compartiendo responsabilidades e intenciones en todos los sentidos a través del trabajo colaborativo, el cual exige una participación activa y reflexiva al involucrarlos en la realización de las tareas necesarias para la resolución de un problema, la respuesta a una interrogante, la comprensión de una información o la asimilación de conocimientos que les permiten mejorar su propio aprendizaje y el de los demás. En este contexto, desarrollar una competencia significa movilizar conocimientos, habilidades y actitudes en determinadas situaciones, necesidades o circunstancias, con lo cual el proceso de enseñanza y aprendizaje se prolonga más allá de los espacios escolares y se ubica en diversos ámbitos y momentos de la vida. La conciencia global, el alfabetismo científico, económico-financiero y de emprendimiento y, el conocimiento básico sobre la salud son competencias necesarias en los ciudadanos del siglo XXI. Estas características están en constante cambio; así pues, conviene fomentar el aprendizaje en forma continua, de tal manera que los estudiantes puedan identificarse como miembros de una sociedad dinámica, por lo cual es necesario que estén preparados para ser parte de la misma. Debido al carácter contextual de las competencias genéricas, en los cursos de Química se plantea el uso de la problemática situada como un eje conductor del proceso de enseñanza y aprendizaje, en torno al cual se seleccionan y estructuran los contenidos de la disciplina, buscando familiarizar a los estudiantes con elementos de la cultura científica presentándolos como problemas abiertos. Para la resolución de dichas problemáticas se establecen estrategias, técnicas y recursos que favorecen además del trabajo colaborativo el uso de las Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC), así como la aplicación de los métodos y conocimientos propios de la disciplina. Cabe destacar que el empleo de las TIC no garantiza por sí mismas un cambio cualitativo en los aprendizajes de los estudiantes, es necesario tanto el manejo de los recursos técnicos, como su uso crítico para ser consideradas sus posibilidades pedagógicas al servicio de los procesos de aprendizaje. Otro aspecto relevante en el proceso de enseñanza y aprendizaje es el enfoque Ciencia, Tecnología, Sociedad y Ambiente (CTSA) que retoma aspectos metodológicos y conceptuales de la Química para que los alumnos adquieran una visión integral de los fenómenos naturales a través de diferentes teorías y modelos, reconociendo su carácter provisional, con el propósito de desarrollar las competencias que les permitan tomar decisiones reflexivas fundamentadas en los ámbitos científicos y tecnológicos de trascendencia social en problemas locales y globales, participar en la sociedad y avanzar hacia un futuro sustentable. 8

10 En el proceso de enseñanza y aprendizaje de la Química, el manejo de los modelos permite hacer abstracciones que constituyen el puente entre el mundo macroscópico y nanoscópico de la materia, sus cambios y la energía involucrada en los mismos, ya que los modelos son representaciones que se construyen a partir de las observaciones de alguna porción del mundo: objeto, fenómeno o sistema, con un objetivo específico. La construcción de modelos se basa en el uso de analogías y pueden ser mentales, matemáticos o materiales y de acuerdo al contexto, científicos o didácticos. Otra herramienta a considerar en el proceso de enseñanza aprendizaje es el lenguaje científico, empleado como medio de comunicación para exponer, discutir y debatir las ideas científicas; para tal fin, se proponen actividades en las que se establece la necesidad de plantear explícitamente la ejercitación de la lectura, la escritura y la comunicación oral en el ámbito de las ciencias. Por otro lado, la ciencia es una actividad (un saber hacer) y no solo un conjunto de conocimientos, en consecuencia no se pueden disociar los aspectos teóricos del trabajo práctico. En los cursos de Química se reconoce la importancia del análisis y la síntesis de sustancias como el método de trabajo de la disciplina, lo cual implica manipulación de materiales y sustancias en la realización de las actividades experimentales que son espacios propicios para hablar y reflexionar en torno a los cambios de la materia y su relación con la energía ejercitando el lenguaje químico, por ejemplo, las representaciones simbólicas de las sustancias como una forma de desarrollar el pensamiento científico de los estudiantes. La evaluación es un proceso que debe ser congruente con las problemáticas situadas; es decir, se deben diseñar situaciones complejas, involucrar a los alumnos y observar cómo proceden, la recopilación de evidencias, se debe basar en criterios pertinentes al desempeño en el contexto, centrarse en aspectos relacionados con el aprendizaje y la forma en que los alumnos integran los conocimientos previos con la nueva información, para ello la mejor elección es integrarla al trabajo cotidiano de clase. Los contenidos concretos ligados a las disciplinas deben ser evaluados al mismo tiempo que las competencias genéricas y disciplinares, puesto que el alumno debe de ser capaz de utilizar esos saberes en diversas situaciones a fin de demostrar su nivel de desempeño. Las evidencias son elementos tangibles que permiten demostrar que se ha logrado cubrir un requerimiento, un criterio específico de desempeño, una competencia o un aprendizaje. Las evidencias incluyen tanto el conocimiento de lo que tiene qué hacerse, cómo debe hacerse, por qué debe hacerse y lo que tendría qué hacerse si las condiciones cambian así como el comportamiento en situaciones específicas, de modo que se pueda inferir que el desempeño esperado se ha logrado de manera definitiva mediante las técnicas adecuadas como: presentaciones orales, pruebas objetivas, preguntas orales, testimonios, resolución de ejercicios siguiendo un algoritmo, reporte y/o exposición de las actividades experimentales y trabajos de investigación, test de actuación, simulaciones, debates, portafolios de evidencias, entre otras, aplicando a estas escalas de observación, escalas de valoración, rubricas, etc. Finalmente, las competencias desarrolladas por los alumnos requieren la evaluación por parte de los docentes (heteroevaluación) y complementarse con una autoevaluación y coevaluación de los alumnos. En congruencia con el enfoque establecido, en los programas de Química se propone una secuencia didáctica para cada bloque con la siguiente estructura: 9

11 Fase I: Contextualización. Tiene dos momentos: el primero es, la motivación y presentación del tema con la finalidad de involucrar a los estudiantes en el estudio de la problemática planteada y el núcleo temático. Aunque la motivación está marcada al inicio de la estrategia, es una actividad a la que se debe recurrir durante el desarrollo del bloque. El segundo, es la activación y evaluación de las ideas previas y los contenidos disciplinares para ubicar las posibles dificultades conceptuales sobre la problemática situada, aquí lo importante no es que los conceptos sean correctos o no desde el punto de vista científico, sino que reflejen claramente sus ideas y confrontar estas concepciones con las de sus compañeros para revisarlas, modificarlas, ampliarlas y reconstruirlas. Fase II: Desarrollo. En esta etapa el estudiante adquiere nuevos conocimientos sobre la problemática, para que contraste y complete de manera progresiva su panorama inicial; durante esta fase se continúa con el desarrollo de competencias mediante actividades (experimentales, de cátedra, de investigación, etcétera) de enseñanza, aprendizaje y evaluación que impliquen la movilización de los contenidos y su transferencia a situaciones concretas lo que le permitirá proponer acciones pertinentes y la toma de decisiones, en la resolución de la problemática situada. Fase III: Recapitulación y síntesis. Contempla por un lado, el intercambio de información y experiencias sobre lo aprendido de la problemática, se precisan conocimientos y elaboran conclusiones, dando preferencia a las sesiones de exposición y plenarias donde se favorece el debate y la reflexión colectiva. Por otro, detectar los niveles de desempeño alcanzados por los alumnos y que puede representar un obstáculo para aprendizajes posteriores. Esto permite, además, determinar aquellos aspectos de las secuencia de enseñanza que deben modificarse y asignar una calificación. 10

12 BLOQUE TEMÁTICO 1. COMPUESTOS DEL CARBONO CARGA HORARIA: 24 horas Propósito: Al finalizar el bloque el estudiante será capaz de valorar los beneficios y riesgos que trae consigo la obtención y uso de los hidrocarburos y el papel fundamental del ser humano como agente modificador de su medio natural, al aplicar la metodología apropiada en la realización de proyectos, utilizar herramientas y equipos especializados en la búsqueda, selección, análisis y síntesis de información científica y diseñar prototipos o modelos relacionados con la estructura de los compuestos del carbono, para contribuir al desarrollo sustentable de manera crítica y con acciones responsables, así como el fortalecimiento de su formación académica. NÚCLEO TEMÁTICO: Hidrocarburos Caracteriza las fuentes de obtención de los hidrocarburos, así como la situación actual de las reservas Valora el impacto social, económico y ambiental de este sector industrial, así como las soluciones al mismo. Define a nivel individual y colectivo medidas para minimizar el uso de combustibles derivados del petróleo. Elabora modelos sobre la estructura química de algunos hidrocarburos para fundamentar su clasificación. Aplica las reglas de la IUPAC en la escritura de las fórmulas y nombres de los compuestos del carbono. Relaciona la diversidad de compuestos del carbono con el fenómeno de isomería. Utiliza el lenguaje químico en la explicación de las reacciones de los hidrocarburos: síntesis, adición y eliminación. PROBLEMÁTICA SITUADA: Petróleo, recurso no renovable A principios de siglo XX, el petróleo era empleado principalmente para iluminación. Este uso fue rebasado con la aparición del automóvil y la aviación, que requerían de un combustible más fácil de transportar y más concentrado que el carbón, el más usado hasta ese momento. Fue así como en 1948 el petróleo sustituyó al carbón para satisfacer las necesidades de energía. Desde entonces, es cada vez más apreciada ésta mezcla de hidrocarburos no sólo porque sigue siendo la fuente de combustibles más utilizada, sino porque los productos de su refinación constituyen la materia prima con la que se fabrican artículos tan cotidianos como pavimentos, plásticos, fibras sintéticas medicamentos, fertilizantes, pesticidas, cosméticos, entre otros, productos que están presentes en la mayoría de los hogares, convirtiéndose así en el motor de la economía mundial. Sin embargo, esto tiene un costo: el petróleo es un recurso natural no renovable y de acuerdo a los cálculos de la British Petroleum las reservas se agotarán hacia el año Otro inconveniente es el impacto ambiental asociado a su uso. Por lo cual, es necesario hacer un alto para valorar los beneficios y costos de este recurso a través de la investigación de preguntas como las siguientes: Qué es el petróleo? Cuál es su origen? Cómo se obtienen las fracciones útiles? Cómo se encuentran distribuidas las reservas de petróleo en el mundo y en México? Cuánto petróleo había en 2000? Cuánto petróleo hay actualmente? Cuántos barriles de petróleo se consumen por día? En cuánto tiempo se agotarán las reservas si el consumo y las reservas permanecen contantes? Cuál es el impacto ambiental de la industria Petroquímica? Qué soluciones ha dado la Química y la Tecnología a estas cuestiones? Cómo optimizar el petróleo tanto a nivel individual como colectivo? 11

13 Estrategias de aprendizaje, enseñanza y evaluación. Secuencias didácticas. FASE I. CONTEXTUALIZACIÓN Esta primera fase se inicia con actividades que despierten el interés del estudiante por aprender acerca de la industria petroquímica y su relación con los hidrocarburos, además de aquellas que permitan averiguar las ideas previas que el alumno posee al respecto. Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Evaluación Analiza las características del curso, así como sus finalidades, contenidos, modalidades e instrumentos de evaluación que presenta el profesor. Analiza y discute el material presentado (imágenes, noticias, videoprogramas, caricaturas, etc.) sobre la industria petrolera en México y/o productos de consumo derivados del petróleo. Establece las relaciones entre la problemática planteada y los conceptos: hidrocarburo, isómero, fracciones del petróleo, combustible, etc., en equipos colaborativos de máximo 4 participantes, utilizando un esquema gráfico (mapa conceptual, módulo concéntrico, mapa mental, etc.) guiado por el profesor. Realiza individualmente un ejercicio acerca de los conceptos: elemento, compuesto, mezcla y métodos de separación. En equipos colaborativos contrasta sus resultados identificando semejanzas y diferencias. Expresan sus ideas previas ante el grupo mediante lluvia de ideas o esquemas gráficos (mapas mentales o conceptuales, cuadros sinópticos, etc.) integra su esquema al portafolios de Comunica las características del curso, sus contenidos, finalidades y la forma de evaluar. Propone la elaboración de portafolios para recopilar evidencias de aprendizaje y la forma como se organizarán a lo largo del curso. Comunica de manera clara los criterios y métodos de evaluación con base en el enfoque de competencias. Expone el material pertinente sobre la problemática para motivar a los estudiantes. Coordina la elaboración del esquema gráfico, organiza y, propicia la participación de todos los alumnos en la actividad. Fomenta la autoevaluación y la coevaluación entre los estudiantes para afianzar los procesos de enseñanza y de aprendizaje. Entrega el instrumento para diagnosticar las ideas previas de los alumnos acerca de los núcleos temáticos y dirige las actividades. Propone alternativas para avanzar en la construcción de nuevos conocimientos y en el desarrollo de las competencias, a partir de los conocimientos previos. Coevaluación y autoevaluación de la disposición de los alumnos hacia el trabajo colaborativo usando escalas de apreciación. Autoevaluación de la descripción de las relaciones entre la problemática y los núcleos temáticos mediante una escala de apreciación. Autoevaluación de las soluciones al instrumento diagnóstico empleando una lista de cotejo. Heteroevaluación de la actividad de aprendizaje y del esquema gráfico utilizando una escala de apreciación. evidencias. FASE II. DESARROLLO Una vez identificados los conocimientos previos y necesidades de formación de los estudiantes, desarrolla estrategias para avanzar a partir de ellas, diseña planes de trabajo basados en proyectos e investigaciones disciplinarias e interdisciplinarias orientados al desarrollo de competencias. Considerando que esta signatura se cursa paralelamente a Química II, Nuevos materiales, la cual inicia con el bloque temático estructura del átomo, es conveniente que este curso se inicie desarrollando los aspectos sociales, económicos y ambientales sobre la explotación e industrialización del petróleo, antes que abordar el aspecto químico, de manera que cuando se esté trabajando la hibridación en Química II, se pueda ya hablar de la tetravalencia del carbono. La problemática sobre el petróleo se aborda desde tres perspectivas: - Aproximación a los aspectos sociales, económicos y ambientales implicados en la explotación e industrialización del petróleo. - Construcción de modelos que apoyen la construcción conocimientos en torno a: la estructura y clasificación de los hidrocarburos, el concepto de isómero y reacciones de síntesis, adición y eliminación de hidrocarburos. - Situaciones problemáticas experimentables, con el fin de identificar algunas propiedades de hidrocarburos. 12

14 Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Evaluación Organiza los equipos, dirige las actividades, revisa y hace sugerencias a los planes de trabajo. Estimula la participación de los estudiantes en la definición de normas de trabajo y convivencia, y las hace cumplir. Induce la integración de los núcleos temáticos en los planes de trabajo. Proporciona formatos de fichas de análisis, tablas, cuadros de doble entrada, etc., para seleccionar la información más relevante. Dirige las actividades, retroalimenta permanentemente productos parciales e impulsa el trabajo colaborativo. Sugiere bibliografía relacionada con el tema y orienta a los estudiantes en la consulta de otras fuentes para la investigación. Propicia la utilización de la tecnología de la información y la comunicación para obtener, procesar e interpretar información, así como para expresar ideas. Organiza equipos colaborativos de 4-6 integrantes, con los cuales se trabajará a lo largo del bloque, establecen las responsabilidades de cada participante (redactor, secretario, vocero, etc.), y se organizan las siguientes tareas: - Realizan una búsqueda de mapas y/o gráficas acerca de las reservas petroleras a nivel mundial y los países no productores de petróleo y las implicaciones sociales, económicas y ambientales de contar o no con este recurso. - Analizan la información recopilada para diseñar un plan de trabajo que permita abordar la problemática relacionada con la explotación e industrialización del petróleo, considerando las actividades a realizar y el calendario de realización. - Elaboran un informe de la investigación realizada utilizando el procesador de texto. - Exponen la propuesta de trabajo ante el grupo y consideran las observaciones y sugerencias a la propuesta. Construyen modelos para explicar al resto del grupo la clasificación de hidrocarburos y el concepto de isómero. Participa en el grupo, en equipos colaborativos, en un concurso de nomenclatura de compuestos orgánicos, para fortalecer la escritura de fórmulas y nombres de estos compuestos, aplicando reglas de la IUPAC. Formula preguntas, plantea hipótesis para responderlas, obtiene, registra y sistematiza información pertinente para realizar experimentos que pongan a prueba las hipótesis, contrasta los resultados obtenidos en la investigación y en el experimento con las hipótesis y elabora sus conclusiones en equipos colaborativos, sobre propiedades de diferentes hidrocarburos. Discute en plenaria los resultados y las conclusiones de los equipos de trabajo para establecer conclusiones grupales que relacionen las Promueve el deseo de aprender y proporciona oportunidades y herramientas para avanzar en el procesos de construcción de los conceptos de hidrocarburo, hidrocarburos saturados, no saturados, sómero, etcétera. Modela la resolución de este tipo de ejercicios. Organiza y coordina el concurso, proporcionando ejercicios y reglas para la actividad. Propone preguntas a investigar a través de la actividad experimental, sugiere algunas fuentes de información. Guía el diseño de las actividades experimentales y coordina su operación. Promueve la creatividad y el uso de la tecnología de la información y la comunicación para obtener, procesar e interpretar información entorno a la actividad experimental. Auxilia a los estudiantes ante aquellos procedimientos prácticos asociados a técnicas para las cuales ellos no han recibido entrenamiento previo y, organiza el trabajo Heteroevaluación y coevaluación del grado de participación, la interacción con el resto del grupo, la habilidad para seleccionar fuentes de información pertinentes, el nivel de comprensión y análisis de los documento y el plan propuesto mediante una rúbrica. Heteroevaluación de la exposición oral del producto del equipo a través de una lista de cotejo. Heteroevaluación y coevaluación de las explicaciones y la pertinencia de los modelos construidos, mediante una rúbrica Heteroevaluación de la forma de trabajo y la participación mediante una escala de apreciación. Coevaluación de los ejercicios resueltos, a través de una lista de verificación. Autoevaluación y Coevaluación de la asistencia, puntualidad, grado de participación en la actividad, calidad del informe, contribución al trabajo, integración al equipo y la presentación del trabajo a los compañeros, mediante una rúbrica. Heteroevaluación del reporte individual de la actividad experimental con una escala de apreciación. 13

15 propiedades y la estructura de los hidrocarburos. Elabora individualmente un reporte de la actividad experimental, ya sea a través de un informe u otros medios como la V de Gowin y lo incorpora al portafolios de evidencias. Retoman los modelos construidos en el equipo colaborativo para explicar las reacciones de síntesis, adición y eliminación de los hidrocarburos al resto del grupo. Elabora individualmente un resumen de su explicación y lo incorpora al portafolios de evidencias. Participa en un debate para la elaboración de una reflexión final y propuesta de uso racional de los productos derivados del petróleo como una contribución remedial a la contaminación ambiental asociada a la industria petrolera. de tal manera que se haga un mejor uso del espacio y los recursos. Organiza la discusión de resultados y conclusiones para obtener el producto grupal. Comunica sus observaciones de manera constructiva y consistente en torno a las exposiciones, y sugiere alternativas para superar las dificultades. Alienta la expresión de opiniones personales, en un marco de respeto. Promueve la participación de todos en la actividad. Heteroevaluación y coevaluación de la explicación y uso de los modelos mediante una rúbrica. Autoevaluación de la participación en el debate, mediante una rúbrica. FASE III. RECAPITULACIÓN Y SÍNTESIS Para cerrar el proceso se requiere realizar una recapitulación de lo que se ha aprendido acerca de los hidrocarburos y de la forma como se han integrado estos contenidos a la problemática que se trabajo a lo largo del bloque; para evaluar el nivel de desempeño alcanzado. También es necesario que los estudiantes estén consientes de lo que no han acabado de asimilar y que puede representar un obstáculo para aprendizajes posteriores. Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Evaluación Presenta junto con su equipo colaborativo la investigación realizada usando proyector de acetatos, video grabación, rotafolio, o cualquier otro medio de comunicación. Elabora en equipo sus conclusiones a partir de los resultados obtenidos a lo largo del bloque, y la presentación ante el grupo. Presenta su portafolios de evidencias. Resuelve una prueba de conocimiento y/o competencia cognitiva. Promueve el uso de las tecnologías de la información y la comunicación en la presentación. Revisa y retroalimenta el portafolios, diseña y valora las pruebas. Autoevaluación y coevaluación de la presentación y de las conclusiones, usando una escala de apreciación o una rúbrica. Heteroevaluación de la prueba de competencia cognitiva y de conocimientos con una lista de cotejo. Heteroevaluación y autoevaluación del portafolios de evidencias con una rúbrica. 14

16 Niveles de desempeño: Excelente El estudiante valora las consecuencias del uso de productos derivados de los hidrocarburos; se compromete en el diseño y ejecución de un proyecto que involucre aspectos sociales, económicos y ambientales sobre la obtención y uso de los hidrocarburos; optimiza el uso de los recursos disponibles para procesar y comunicar información en torno al proyecto y construye modelos para explicar la estructura y comportamiento de algunos hidrocarburos. Bueno El estudiante discute las consecuencias del uso de productos derivados de los hidrocarburos; cuestiona el diseño y ejecución de un proyecto que involucre aspectos sociales, económicos y ambientales sobre la obtención y uso de los hidrocarburos; plantea el uso de los recursos disponibles para procesar y comunicar información en torno al proyecto y construye modelos para explicar la estructura de algunos hidrocarburos. Suficiente El estudiante describe las consecuencias del uso de productos derivados de los hidrocarburos; participa en el diseño y ejecución de un proyecto que involucre aspectos sociales, económicos y ambientales sobre la obtención y uso de los hidrocarburos; hace un uso limitado de los recursos disponibles para procesar y comunicar información en torno al proyecto y utiliza modelos para explicar la estructura y comportamiento de algunos hidrocarburos. Medios de recopilación de evidencias Esquemas gráficos (mapa conceptual, mapa mental, etc.). Informes o V de Gowin de las actividades experimentales. Informes de las investigaciones. Trabajo monográficos en procesador de textos. Presentación en diapositivas. Prueba cognitiva. Modelos didácticos. Ejercicios: pruebas y simuladores escritos. Debate. Instrumentos de evaluación Escala de apreciación. Lista de cotejo. Rúbrica. Insuficiente El estudiante enumera algunas consecuencias del uso de productos derivados de los hidrocarburos; participa sólo en el diseño o la ejecución de un proyecto que involucre aspectos sociales, económicos y ambientales sobre la obtención y uso de los hidrocarburos; desaprovecha el uso de los recursos disponibles para procesar y comunicar información en torno al proyecto y no utiliza modelos para explicar la estructura y comportamiento de algunos hidrocarburos. 15

17 Materiales de apoyo y fuentes de información Recursos electrónicos: 1. Derrame de petróleo en el Golfo de México el mayor desastre ecológico de la historia en Noticia del derrame de petróleo ocurrido en el Golfo de México el 20 de abril del 2010, trasmitida en Telesur. 2. Infografía: petróleo en (consultado el 21 de abril de 2011) Es un animación que presenta de forma sencilla, y a través de una secuencia de gráficos y dibujos, explicaciones breves sobre la composición, formación, extracción, transporte y refinado del petróleo. Además tiene la ventaja de que se puede descargar en formato zip y utilizarla sin conexión a Internet. 3. Petróleo en (consultado el 21 de abril de 2011) En esta página encontrará una gran cantidad de links a artículos sobre el petróleo (cuánto queda, cómo ahorrarlo, reservas, usos domésticos, etc.), escritos en la revista CONSUMER EROSKY. 4. Historia del Petróleo (1) en Documental de History Channel sobre la historia de la Industria del Petróleo en el mundo. El documental está dividido en once videos de alrededor de 9 minutos. La dirección que aquí aparece es la del número 1. Cuando lo abra aparecerán los enlaces a los números. 5. Curso de Química orgánica I en En este sitio encontrará información acerca de la nomenclatura, propiedades, reacciones y modelos moleculares de los hidrocarburos, así como el tema de estereoquímica. 6. Castillo Bocanegra Rafael y Pérez de Alba Consuelo. Nomenclatura Sistemática de Alcanos en Aquí podrá encontrar ejemplos y ejercicios sobre nomenclatura de alcanos. 7. Velázquez Martínez Israel, Hernández Campos Alicia y Castillo Bocanegra Rafael. Química Orgánica I. Unidad 2. Nomenclatura de compuestos orgánicos en En este documento se explica la nomenclatura de los hidrocarburos. Libros y artículos de revistas de divulgación 8. Chow Pangtay Susana (2002). Petroquímica y sociedad (3ª. ed.). México: Fondo de Cultura Económica (colección La Ciencia para todos, núm.39). Los contenidos desarrollados en este texto son: historia, origen y composición del petróleo, obtención de las fracciones del petróleo, usos de los petroquímicos en nuestra vida diaria, producción de hidrocarburos básicos, entre otros. Puede consultar el libro en: (consultado el 21 de abril de 2011) 9. Uruchurtu Gertrudis (2010). Aguas profundas. Crónica de un desastre anunciado. cómo ves?, 12(144), La autora relata la historia y consecuencias del derrame petrolero en el Golfo de México, el 20 de abril de 2010, así como los intentos que se hicieron por resarcir los daños. 16

18 Libros de texto: 10. American Chemical Society (1998). Petróleo: construir o quemar? (capítulo 3) en QuimCom. Química en la Comunidad (2ª. ed.). México: Addison-Wesley Longman. (pp ). 11. Bailey, Philip S. y Bailey, Christina A. (1998). Alcanos (cap.2), Alquenos y alquinos (cap.3), Introducción a reacciones químicas (cap.4), Reacciones de alquenos y alquinos (cap.5), Hidrocarburos aromáticos (cap.7) en Química orgánica: conceptos y aplicaciones (5ª. ed.). México: Pearson Educación. (pp , 70-92, , , ). 12. Bruice, Paula Yurkanis (2007). Introducción a los compuestos orgánicos (cap.3), Alquenos (cap.4), Reacciones de alquenos y alquinos (cap.5), Aromaticidad (cap.7), Isómeros y estereoquímica (cap.8), Reacciones de los alcanos (cap.9) en Fundamentos de Química Orgánica (1ª. ed.). México: Pearson Educación. (pp.45-80, , , , , ). 13. Chang, R. (2007). Química orgánica (capítulo 24) en Química (9ª. ed.). México: McGraw-Hill. Dingrando, Laurel et al. (2003.) Química. Materia y Cambio. (1ª. ed.). Colombia: McGraw-Hill. (pp ). 14. Dingrando Laurel, Gregg Cathleen, Hainen Nicholas y Wistrom Cheryl (2003). Hidrocarburos (capítulo 22) en Química. Materia y Cambio. (1ª. ed.). Colombia: McGraw-Hill. (pp ). 15. Phillips, John S. et al. (2007.) Hidrocarburos (sección 18.1) en Química. Conceptos y Aplicaciones, (2ª. ed.). México: McGraw-Hill. (pp ). 16. Zumdahl, Steven S. (2007). Química orgánica (capítulo 19, sección 1 al 9) en Fundamentos de la Química. (2ª. ed.). México: McGraw-Hill. (pp ). 17

19 BLOQUE TEMÁTICO 2. BIOQUÍMICA CARGA HORARIA: 24 horas Propósito: Al finalizar el bloque el estudiante será capaz de proponer estrategias de solución, preventivas y correctivas, a problemas relacionados con la salud, a nivel personal y social al aplicar el conocimiento sobre la estructura y función de las biomoléculas en los procesos metabólicos que se realizan en los seres vivos, tomando decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos de consumo y conductas de riesgo para mejorar su calidad de vida. NÚCLEO TEMÁTICO: Biomoléculas Propone la dieta más adecuada para una persona con base en su edad, actividades y sexo. Elabora modelos para explicar la estructura química de las biomoléculas: carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Discute en torno a la función de los nutrientes y las alteraciones biológicas que puede ocasionar un consumo inadecuado de estos. Valora los alimentos en función de los nutrientes que aportan a su organismo para preservar la salud. PROBLEMÁTICA SITUADA: Dieta saludable Desde el inicio de su historia el hombre se ha preocupado por su alimentación. El organismo humano requiere de los alimentos como fuentes de energía para realizar todas las actividades de su vida, para regenerar los tejidos del cuerpo y para crecer principalmente, sin los nutrientes o nutrimentos que le proporcionan los alimentos no podría sobrevivir. Los alimentos son mezclas de sustancias conocidas como nutrientes o nutrimentos, cada uno de los cuales tiene una composición química y una función muy particular por lo que son necesarios para el funcionamiento de los organismos vivos, entre estas sustancias se cuenta el agua, proteínas, carbohidratos, lípidos, vitaminas, minerales, etcétera. En un principio todos los alimentos eran de origen natural pero en la actualidad se encuentran en el mercado una gran variedad de productos sintéticos que sirven como alimentos y no siempre con los mejores resultados por eso es importante estar bien informado sobre el contenido nutricional de los alimentos y su origen. Para que el organismo funcione en óptimas condiciones es necesario contar con una alimentación balanceada de lo contrario desarrollara desnutrición o malnutrición que desencadenen en problemas de salud como anemia, diabetes, caries, sobrepeso, infecciones frecuentes, etcétera. En este sentido será conveniente respondernos preguntas como: Qué alimentos son más recomendables en nuestra dieta? Qué aspectos se deben tomar en cuenta para diseñar una dieta adecuada? Qué nutrientes contribuyen al sobrepeso? Por qué no podemos eliminarlos de nuestra dieta? Por qué un consumo deficiente de proteínas puede provocar infecciones frecuentes? 18

20 Estrategias de aprendizaje, enseñanza y evaluación. Secuencias didácticas. FASE I. CONTEXTUALIZACIÓN En esta primera fase se incluirán actividades que despierten el interés del estudiante por aprender acerca de las biomoléculas y su relación con una dieta saludable; a su vez, averiguar las ideas previas que el alumno posee al respecto. Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Evaluación Analiza conjuntamente con el profesor las características del bloque, así como sus finalidades, contenidos, modalidades, criterios e instrumentos de evaluación. Comunica las características del bloque, sus contenidos, finalidades y la forma de evaluar. Refiere nuevamente el uso del portafolios como medio tanto para recopilar evidencias de aprendizaje como para organizar los materiales del bloque. Analiza y discute el material seleccionado (imágenes, noticias, videoprogramas, caricaturas, etc.) sobre la problemática de la desnutrición o malnutrición. En equipos colaborativos de máximo 4 participantes, establecen las relaciones entre la problemática planteada y los conceptos de nutrientes o nutrimentos y alimentos, a través de un esquema gráfico (mapa conceptual, módulo concéntrico, mapa mental, etc.) proporcionado por el profesor. Resuelve individualmente un ejercicio que involucre los conceptos: monómero, polímero, biomolécula, nutrientes y desnutrición. En parejas contrasta sus resultados identificando semejanzas y diferencias. Expresa sus ideas previas ante el grupo mediante lluvia de ideas o esquemas gráficos (mapas mentales o conceptuales, cuadros sinópticos, etc.), integra su esquema al portafolios de evidencias. Expone el material pertinente sobre la problemática para motivar a los estudiantes y organiza los equipos colaborativas en los que trabajaran durante el bloque; proporciona el esquema gráfico que integre la problemática y los contenidos del curso. Organiza y coordina el trabajo, propicia la participación de todos los alumnos en las discusiones y la determinación de las relaciones entre la problemática planteada y los núcleos temáticos. Entrega el instrumento para diagnosticar las ideas previas de los alumnos acerca del núcleo temático y dirige las actividades. Propone alternativas para avanzar en la construcción del conocimiento en relación a las biomoléculas y en el desarrollo de las competencias. Heteroevaluación y autoevaluación de la disposición de los alumnos hacia el trabajo colaborativo usando escalas de apreciación. Heteroevaluación de la descripción de las relaciones entre la problemática y los núcleos temáticos mediante una escala de apreciación. Autoevaluación de las soluciones al instrumento diagnóstico empleando una lista de cotejo. Coevaluación de la actividad de aprendizaje y del esquema gráfico utilizando una escala de apreciación. FASE II. DESARROLLO A partir de las ideas previas de los alumnos sobre el tema, los estudiantes establecen los procesos metodológicos para afrontar la problemática situada considerando actividades que les permitan elaborar nuevos conocimientos sobre la estructura de las biomoléculas y la relación con sus funciones en los organismos vivos para modificar de manera progresiva su panorama inicial. Los estudiantes realizan una investigación documental sobre los requerimientos nutricionales de personas con diferentes edades, actividades y sexo, integrados en equipos colaborativos y paralelamente se organizan actividades en las que se promueve la construcción del conocimiento desde dos perspectivas: 19