Instrumentación didáctica para la formación y desarrollo de competencias profesionales FO-205P

Transcripción

1 Instrumentación didáctica para la formación y desarrollo de competencias profesionales FO-205P División : (1) Ingeniería Mecatrónica Docente : (2) Mtra. Cecilia Vargas Velasco Asignatura : (3) Química Plan de estudios: (4) Clave de la asignatura: (5) AEC-1058 Fecha de elaboración: (6) Agosto-2016 Período: (7) Grupo: (8) 911-M Horas semestre: (9) 64 Horas teóricas: (10) 2 Horas prácticas: (11) 2 Créditos: (12) 4 Caracterización de la asignatura 13) Esta asignatura aporta al perfil del Ingeniero los elementos necesarios de fenómenos químicos y eléctricos involucrados en el comportamiento de diferentes tipos de materiales, con los cuales pueda ayudar a tomar decisiones pertinentes ante las situaciones que se presenten en los diferentes procesos químicos dados en la industria; ayudando a fortalecer la seguridad e higiene, así como el cuidado al medio ambiente. Asimismo, le proporciona los elementos necesarios para predecir el comportamiento de las reacciones para poder optimizar los materiales obtenidos. Al abordar los contenidos de este programa, se pretende integrar conocimientos con los de otras disciplinas, siendo las bases para la asignatura de tecnología de los materiales en ingeniería eléctrica y electromecánica; la asignatura de ciencia e ingeniería de materiales en ingeniería mecatrónica; así como la asignatura de ingeniería de materiales en ingeniería aeronáutica que se encuentran vinculadas estrechamente con su desempeño profesional capacitándole para hacer un uso sustentable de los recursos naturales. Intención didáctica (14) El programa de la asignatura de Química se organiza en cuatro temas, en los cuales se incluyen aspectos teóricos y de aplicación. En el primer tema se estudia de qué está compuesta la materia haciendo énfasis en la estructura atómica y empleada como antecedente para el estudio de la tabla periódica. En el tema dos se estudian los elementos químicos y su clasificación, así como el impacto que estos tienen en el ambiente; haciendo énfasis en la estructura atómica como antecedente para el estudio de la tabla periódica. El tercer tema, enlaces químicos, se enfoca en los tipos de enlaces y las propiedades de los compuestos químicos para entender cómo se forman las moléculas y los compuestos. Se debe de poner especial interés en los elementos de interés industrial, así como a procesos eléctricos y electrónicos. En el cuarto tema se estudian las diversas reacciones químicas, así como los cálculos estequiométricos con reacciones químicas, para comprender la formación de compuestos y las diferentes aplicaciones de la electroquímica y nanoquímica.

2 Es importante que el estudiante valore las actividades que realiza, para que desarrolle hábitos de estudio y de trabajo que le permitan adquirir aspectos formativos tales como: la curiosidad, puntualidad, flexibilidad, tenacidad, autonomía, el interés y entusiasmo. El docente de Química debe mostrar y objetivar su conocimiento y experiencia en el área para construir escenarios de aprendizaje significativo en los estudiantes que inician su formación profesional. El docente enfatiza el desarrollo de las actividades de aprendizaje de esta asignatura a fin de que ellas refuercen los aspectos formativos del estudiante a sus ideas y enfoques, así como el respeto y la tolerancia hacia sus compañeros y docentes, sin dejar de contemplar también la responsabilidad social y el respeto al medio ambiente. Competencia de la asignatura (15) Comprende la estructura de la materia y su relación con las propiedades físicas y químicas, enfocadas a sus aplicaciones a los dispositivos eléctricos y electrónicos, así como a las técnicas requeridas para la construcción de equipos o sistemas electrónicos. 2

3 Análisis por competencias específicas (16) Competencia No. : (17) 1 Descripción (18): Comprende la teoría atómica y cuántica basada en el concepto de la energía que posee toda partícula para obtener la configuración electrónica de los átomos. Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica (19) Actividades de aprendizaje (20) Actividades de enseñanza (21) Desarrollo de competencias genéricas (22) Horas teóricoprácticas (23) 1.1. El átomo y sus partículas subatómicas Rayos catódicos y rayos anódicos Radiactividad Base experimental de la teoría cuántica Teoría ondulatoria de la luz Radiación del cuerpo negro y teoría de Planck Efecto fotoeléctrico Espectros de emisión y series espectrales Teoría atómica de Bohr Teoría atómica de Bohr- Sommerfeld Teoría cuántica Principio de dualidad. Postulado dede Broglie Principio de incertidumbre de Heisenberg Ecuación de onda de Schrödinger Significado físico de la función de onda ψ Números cuánticos y orbitales atómicos Distribución electrónica en Realizar una lectura sobre modelos atómicos presentada en el cuadernillo de química, para posteriormente resolver un cuestionario. Realizar ejercicios sobre la configuración electrónica de elementos químicos. Realizar una exposición de diversos modelos atómicos. Realizar una práctica de laboratorio y elabora su reporte. Evalúa conocimientos básicos de química por medio de un cuestionario, practica de laboratorio y exposición. Dirige el desarrollo de la práctica en el laboratorio de química Evalúa el reporte de la práctica y el desempeño en el laboratorio de química Presenta una situación problemática. Ejemplifica, asesora y facilita, cualquier duda que se genere Capacidad de análisis y síntesis. Solución de Problemas. Habilidad para búsqueda de información. Capacidad para trabajar en equipo. 18 3

4 sistemas polielectrónicos Principio de Aufbau o de construcción Principio de exclusión de Pauli Principio de máxima multiplicidad de Hund Configuración electrónica de los elementos y su ubicación en la clasificación periódica Principios de radiactividad Aplicaciones tecnológicas de la emisión electrónica de los átomos. Indicadores de alcance (24) Valor del indicador (25) A. Define los diferentes modelos atómicos que dieron origen a la teoría cuántica. 20 % B. Determina la configuración electrónica de elementos químicos. 80% Niveles de desempeño (26) Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance (27) Valoración numérica (28) Competencia alcanzada Excelente Cumple con una evaluación sumativa de 100 puntos de los indicadores A y B Notable Cumple con una evaluación sumativa entre 85 y 94 puntos de los indicadores Bueno Cumple con una evaluación sumativa entre 75 y 84 puntos de los indicadores Suficiente Cumple con una evaluación sumativa entre 70 y 74 puntos de los indicadores Competencia no alcanzada Insuficiente Cumple con una una evaluación sumativa menor a 70 puntos de los indicadores NA 4

5 Matriz de evaluación (29) Evidencia de aprendizaje (30) % (31) Indicador de alcance A B C D E Cuestionario 20 X Heteroevaluación Ejercicios de configuración electrónica 20 X Heteroevaluación Exposición modelos atómicos 40 X Heteroevaluación Práctica de laboratorio 20 X Heteroevaluación Total (34) (32) Evaluación formativa de la competencia (33) 5

6 Análisis por competencias específicas (16) Competencia No. : (17) 2 Descripción (18): Analiza el comportamiento de los elementos químicos en la tabla periódica moderna para distinguir los beneficios y riesgos asociados en el ámbito ambiental y económico. Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica (19) Actividades de aprendizaje (20) Actividades de enseñanza (21) Desarrollo de competencias genéricas (22) Horas teóricoprácticas (23) 2.1. Características de la clasificación periódica moderna de los elementos Tabla periódica larga y tabla cuántica Propiedades atómicas y su variación periódica Carga nuclear efectiva Radio atómico, radio covalente, radio iónico Energía de ionización Afinidad electrónica Número de oxidación Electronegatividad Aplicación: Impacto económico o ambiental de algunos elementos Abundancia de los elementos en la naturaleza Elementos de importancia económica Elementos contaminantes. Realizar una investigación sobre la clasificación de elementos químicos a través de la historia hasta la tabla periódica actual. Con esta información elaborar una línea de tiempo. Investigar sobre las propiedades periódicas de los elementos químicos y realizar un mapa conceptual con dicha información. Realiza la práctica de laboratorio y elabora su reporte. Proyecto 1 Lectura y compresión del problema Investigación bibliográfica sobre el tema Trabajan de forma individual y grupal para la solución del problema Propuesta de solución del problema. Elaboración de conclusiones Evaluar conocimientos sobre la clasificación de elementos químicos y sus propiedades periódicas mediante una línea de tiempo y un mapa conceptual. Dirige el desarrollo de la práctica en el laboratorio de química. Evalúa el reporte de la práctica y el desempeño en el laboratorio de química Presenta una situación problemática. Ejemplifica, asesora y facilita, cualquier duda que se genere Capacidad de análisis y síntesis. Solución de Problemas. Habilidad para búsqueda de información. Capacidad para trabajar en equipo. Comunicación oral y escrita. 12 6

7 Indicadores de alcance (24) Valor del indicador (25) A. Analiza el comportamiento de los elementos químicos de acuerdo con sus propiedades periódicas. 20 % B. Identifica los beneficios y riesgos ambientales de los diversos elementos químicos. 80% Niveles de desempeño (26) Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance (27) Valoración numérica (28) Competencia alcanzada Excelente Alcanza un evaluación sumativa de 100 puntos de los indicadores Notable Alcanza una evaluación sumativa entre 85 y 94 puntos de los indicadores Bueno Alcanza una evaluación sumativa entre 75 y 84 puntos de los indicadores Suficiente Alcanza una evaluación sumativa entre 70 y 74 puntos de los indicadores Competencia no alcanzada Insuficiente Alcanza una evaluación sumativa menor a 70 puntos de los indicadores NA Matriz de evaluación (29) Evidencia de aprendizaje (30) % (31) Indicador de alcance A B C D E Linea de tiempo sobre clasificación de elementos químicos 20 X Heteroevaluación Mapa Conceptual: Propiedade periódicas 20 X Heteroevaluación Proyecto (ABP) 40 X Heteroevaluación Práctica de laboratorio 20 X Heteroevaluación Total (34) (32) Evaluación formativa de la competencia (33) 7

8 Competencia No. : (17) 3 Descripción (18): Comprende la formación de los diferentes tipos de enlaces y su origen en las fuerzas que intervienen para que los elementos reaccionen y se mantengan unidos. Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica (19) Actividades de aprendizaje (20) Actividades de enseñanza (21) Desarrollo de competencias genéricas (22) Horas teóricoprácticas (23) 3.1. Introducción Concepto de enlace químico Clasificación de los enlaces químicos Aplicaciones y limitaciones de la regla del octeto Enlace covalente Teorías para explicar el enlace covalente y sus alcances Teorías del enlace de valencia Hibridación y geometría molecular Teoría del orbital molecular Enlace iónico Formación y propiedades de los compuestos iónicos Redes cristalinas Estructura Energía reticular. Realizar una investigación la clasificación de enlaces químicos y elabora un cuadro comparativo. Desarrolla estructuras de Lewis para diversos compuestos químicos. Realiza la práctica de laboratorio y elaborar su reporte. Proyecto 1 Lectura y compresión del problema Investigación bibliográfica sobre el tema Trabajan de forma individual y grupal para la solución del problema Elabora un reporte sobre su investigación Evalúa conocimientos sobre enlaces químicos y estructuras de Lewis mediante un cuadro comparativo y serie de ejercicios. Dirige el desarrollo de la práctica en el laboratorio de química Evalúa el reporte de la práctica y el desempeño en el laboratorio de química Presenta el proyecto integrador en donde se desarrollará la parte correspondiente a Química Ejemplifica, asesora y facilita, cualquier duda que se genere Capacidad de análisis y síntesis. Solución de Problemas. Habilidad para búsqueda de información. Capacidad para trabajar en equipo. Comunicación oral y escrita. 12 8

9 Indicadores de alcance (24) Valor del indicador (25) A. Define los diversos tipos de enlaces químicos, sus características y propiedades. 20 % B. Determina la estructura de Lewis de compuestos iónicos y covalentes para explicar la formación de enlaces químicos. 80% Niveles de desempeño (26) Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance (27) Valoración numérica (28) Competencia alcanzada Excelente Alcanza un evaluación sumativa de 100 puntos de los indicadores Notable Alcanza una evaluación sumativa entre 85 y 94 puntos de los indicadores Bueno Alcanza una evaluación sumativa entre 75 y 84 puntos de los indicadores Suficiente Alcanza una evaluación sumativa entre 70 y 74 puntos de los indicadores Competencia no alcanzada Insuficiente Alcanza una evaluación sumativa menor a 70 puntos de los indicadores NA Matriz de evaluación (29) Evidencia de aprendizaje (30) % (31) Indicador de alcance A B C D E Cuadro comparativo de enlaces químicos 20 X Heteroevaluación Ejercicios estructuras de Lewis 20 X Heteroevaluación Proyecto Integrador 40 X Heteroevaluación Práctica de laboratorio 20 X Heteroevaluación Total (34) (32) Evaluación formativa de la competencia (33) 9

10 Competencia No. : (17) 4 Descripción (18): Aplica los conceptos básicos de estequiometria con base en la ley de la conservación de la masa para resolver problemas de reacciones químicas. Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica (19) Actividades de aprendizaje (20) Actividades de enseñanza (21) Desarrollo de competencias genéricas (22) Horas teóricoprácticas (23) 4.1. Combinación Descomposición Sustitución (simple y doble) Neutralización Óxido-Reducción Aplicaciones Cálculos estequiométricos con reacciones químicas Reacción óxido reducción en electroquímica Fuerza electromotriz (fem) en una celda electroquímica Calculo de la fem y potenciales de óxido reducción Electro depósito (cálculo de electro depósito) Aplicaciones de electroquímica en electrónica nanoquímica (propiedades fisicoquímicas no convencionales de polímeros, catenanos y rotaxanos) Investigar la definición de reacción química, su simbología y tipos de reacción química con esa información resolver un cuestionario. Resolver serie de ejercicios correspondiente a etequiometría. Realiza la práctica de laboratorio y elaborar su reporte. Inscribirse a una MOOC y participar en el curso. Evaluar conocimientos básicos sobre reacciones químicas por medio de un cuestionario. Evaluar serie de ejercicios de estequiometria. Dirigir la práctica de laboratorio y evaluar su reporte. Verificar la inscripción a un curso MOOC. Ejemplifica, asesora y facilita, cualquier duda que se genere Capacidad de análisis y síntesis. Solución de Problemas. Habilidad para búsqueda de información. Capacidad para trabajar en equipo. Comunicación oral y escrita

11 Indicadores de alcance (24) Valor del indicador (25) A. Define la ley de la conservación de la masa y los conceptos básicos sobre reacciones químicas y estequiometria. 20 % B. Aplica los conceptos básicos de estequiometria para obtener la cantidad de producto formado en una reacción química. 80% Niveles de desempeño (26) Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance (27) Valoración numérica (28) Competencia alcanzada Excelente Alcanza un evaluación sumativa de 100 puntos de los indicadores Notable Alcanza una evaluación sumativa entre 85 y 94 puntos de los indicadores Bueno Alcanza una evaluación sumativa entre 75 y 84 puntos de los indicadores Suficiente Alcanza una evaluación sumativa entre 70 y 74 puntos de los indicadores Competencia no alcanzada Insuficiente Alcanza una evaluación sumativa menor a 70 puntos de los indicadores NA Matriz de evaluación (29) Evidencia de aprendizaje (30) % (31) Indicador de alcance A B C D E Cuestionario 20 X Heteroevaluación Ejercicios 20 X Heteroevaluación Participación en una MOOC 40 X Heteroevaluación Práctica de laboratorio 20 X Heteroevaluación Total (34) (32) Evaluación formativa de la competencia (33) 11

12 Fuentes de información y apoyos didácticos Fuentes de información (35): Apoyos didácticos (36): Chang, R., Kenneth, G. (2013. Química (11ª. Ed.). México: Editorial Mc Graw Hill. Daub y S. Seese, (2010). Química. (11ª ed,) México: Editorial Pearson Phillips, J. (2007). Química. Conceptos Y Aplicaciones. México: Editorial Mc Graw Hill. Petrucci. R. ( 2003). Química General. (8ª ed.). México: Editorial Prentice Hall R Beristain, B. (2004). Química I. (4ª ed.). México: Editorial Nueva Imagen Pizarrón Pantalla Cuadernillo de química Prácticas de laboratorio Blog Calendarización de evaluación en semanas (37) Semana TP (38) ES ES ES ES ES EF1 ES ES EF2 ES ES EF3 ES ES ES EF4 TR (39) SD (40) TP=tiempo planeado TR=tiempo real SD=seguimiento divisional ED=evaluación diagnóstica EFn=evaluación formativa (competencia específica n) ES=evaluación sumativa M en CyTE Cecilia Vargas Velasco Ing. Eduardo Gonzalo Manuel Tzul Docente (41) Jefatura de División (42) 12