Plan de Clase | Metodología Activa | Introducción a la Química Orgánica: Clasificación de los Carbonos

Premisas: Este Plan de Clase Activa asume: una clase de 100 minutos de duración, estudio previo de los estudiantes tanto con el Libro, como con el inicio del desarrollo del Proyecto y que se elegirá una única actividad (entre las tres sugeridas) para realizarse durante la clase, ya que cada actividad está pensada para ocupar gran parte del tiempo disponible.

Objetivo

Duración: (5 - 10 minutos)

La etapa de objetivos es clave para guiar tanto al docente como a los estudiantes respecto de lo que se va a trabajar en la lección. Al establecer de forma clara lo que se espera lograr, los estudiantes pueden orientar sus esfuerzos de estudio previos y su participación en clase. Esta sección sirve como un mapa para las actividades prácticas que seguirán, asegurando que todos estén alineados con las metas de aprendizaje.

Objetivo Utama:

1. Capacitar a los estudiantes para identificar y clasificar carbohidratos como primarios, secundarios, terciarios y cuaternarios en diversas moléculas orgánicas.

2. Desarrollar la habilidad de aplicar los conocimientos teóricos sobre la clasificación de carbohidratos en ejercicios prácticos y discusiones en clase.

Objetivo Tambahan:

1. Fomentar el pensamiento crítico y analítico entre los estudiantes mediante la exploración de ejemplos prácticos de reactividad entre distintos tipos de carbohidratos.

Introducción

Duración: (15 - 20 minutos)

La introducción sirve para enganchar a los estudiantes con el contenido que ya han estudiado, ayudándolos a conectar teoría con práctica. Las situaciones basadas en problemas estimulan el pensamiento crítico y la aplicación del conocimiento, mientras que la contextualización resalta la relevancia práctica y diaria del tema, motivando a los estudiantes al mostrar cómo la comprensión de diferentes tipos de carbohidratos puede aplicarse en situaciones cotidianas.

Situación Problemática

1. Considerando la molécula del ácido láctico, identifiquen y clasifiquen los carbohidratos como primarios, secundarios, terciarios y cuaternarios.

2. Analizando la estructura del etanol, ¿qué carbohidratos se considerarían primarios y cuáles secundarios?

Contextualización

La capacidad de clasificar carbohidratos es fundamental no solo para entender la estructura molecular, sino también para predecir y explicar reacciones químicas. Por ejemplo, la reactividad de los compuestos orgánicos puede verse influenciada por la presencia de diferentes tipos de carbohidratos. Además, comprender cómo se distribuyen estos carbohidratos es crucial en campos como la farmacología, donde pequeños cambios en la estructura molecular pueden tener efectos bioquímicos significativos.

Desarrollo

Duración: (70 - 75 minutos)

La etapa de Desarrollo está diseñada para que los estudiantes apliquen su conocimiento adquirido sobre la clasificación de carbohidratos de manera práctica y dinámica. A través de actividades lúdicas y desafiantes, los estudiantes consolidarán su comprensión teórica, desarrollarán habilidades para la resolución de problemas en grupos y mejorarán sus habilidades de comunicación y argumentación. Este enfoque no solo hace que el aprendizaje sea más significativo y memorable, sino que también estimula la curiosidad y el compromiso con el tema.

Sugerencias de Actividades

Se recomienda realizar solo una de las actividades sugeridas

Actividad 1 - Detectives Moleculares: La Búsqueda de Carbohidratos

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Aplicar el conocimiento de clasificación de carbohidratos de manera práctica y analítica, desarrollando habilidades de resolución de problemas y comunicación en el contexto de la química orgánica.

- Descripción: En esta actividad, se desafiará a los estudiantes a resolver un 'crimen molecular' donde deberán determinar la estructura de una molécula desconocida y clasificar todos los carbohidratos presentes. La molécula en cuestión es un compuesto orgánico complejo que ha sido 'destruido' y cuya estructura necesita ser reconstruida, identificando los carbohidratos primarios, secundarios, terciarios y cuaternarios.

- Instrucciones:

• Formar grupos de hasta 5 estudiantes.

• Cada grupo recibirá una 'escena del crimen' que consiste en una descripción de una molécula desconocida y su reactividad observada.

• Utilizando su conocimiento sobre la clasificación de carbohidratos, los estudiantes deberán dibujar la estructura de la molécula, identificando y clasificando cada carbohidrato.

• Una vez completado, los grupos presentarán sus hallazgos y justificarán sus clasificaciones basándose en las propiedades reactivas observadas.

Actividad 2 - Constructores de Moléculas: Creando un Nuevo Medicamento

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Explorar la influencia de la clasificación de carbohidratos en la reactividad y propiedades de los compuestos orgánicos, promoviendo la creatividad y el trabajo en equipo.

- Descripción: Los estudiantes asumirán el rol de científicos en un laboratorio farmacéutico, donde deben desarrollar un nuevo medicamento. Usando kits de modelado molecular, crearán varias estructuras moleculares modificando la presencia y posición de diferentes tipos de carbohidratos para observar cómo esto afecta la reactividad de la molécula.

- Instrucciones:

• Los estudiantes se dividirán en grupos de hasta 5 personas.

• Cada grupo recibirá un problema específico como objetivo terapéutico y ciertas restricciones respecto a la estructura química del medicamento.

• Utilizando kits de modelado molecular, los estudiantes construirán diferentes versiones del compuesto, variando la presencia y ubicación de los diferentes tipos de carbohidratos.

• Los grupos presentarán sus creaciones, explicando las decisiones tomadas basadas en la clasificación de carbohidratos y la reactividad esperada.

Actividad 3 - Olimpiadas Moleculares: Compitiendo con Carbohidratos

> Duración: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Desarrollar habilidades de clasificación rápida y precisa de carbohidratos en moléculas orgánicas, fomentando un ambiente competitivo y divertido.

- Descripción: En esta actividad divertida, los estudiantes participarán en una competencia donde deberán resolver una serie de desafíos que involucran identificar y clasificar los carbohidratos en diferentes compuestos orgánicos. Cada desafío completado exitosamente otorgará puntos al grupo, y el grupo con más puntos al final será el ganador.

- Instrucciones:

• Formar grupos de hasta 5 estudiantes.

• Cada grupo recibirá un set de tarjetas que representan diferentes moléculas orgánicas.

• Los grupos deben analizar rápidamente las tarjetas y clasificar los carbohidratos presentes en cada molécula, compitiendo contra el reloj.

• Después de la ronda, los grupos intercambiarán tarjetas y el proceso se repetirá. El grupo con más clasificaciones correctas al final ganará.

Retroalimentación

Duración: (20 - 25 minutos)

Esta etapa de retroalimentación es esencial para consolidar el aprendizaje, permitiendo a los estudiantes reflexionar sobre sus experiencias prácticas y teóricas. Además de reforzar el contenido aprendido, la discusión grupal ayuda a desarrollar habilidades de comunicación y argumentación y a comprender la aplicación práctica del contenido aprendido. Compartir descubrimientos y desafíos también promueve un entorno de aprendizaje colaborativo y estimula el pensamiento crítico.

Discusión en Grupo

Al final de las actividades, reúnan a todos los estudiantes en un gran círculo e inicien una discusión pidiendo a cada grupo que comparta sus descubrimientos y conclusiones. Utiliza las siguientes preguntas para guiar la discusión: '¿Cuáles fueron los mayores desafíos que enfrentó su grupo al clasificar los carbohidratos en las actividades?' y '¿Cómo puede la clasificación de carbohidratos influir en la reactividad de una molécula en distintos contextos?' Anima a los estudiantes a discutir sus estrategias, errores y aciertos, y lo que aprendieron sobre la importancia práctica de la clasificación de carbohidratos.

Preguntas Clave

1. ¿Cuáles son las principales diferencias entre los carbohidratos primarios, secundarios, terciarios y cuaternarios, y cómo influyen en la reactividad de las moléculas?

2. ¿Cómo puede aplicarse la habilidad de clasificar carbohidratos en el desarrollo de nuevos compuestos farmacéuticos o materiales?

3. ¿Hubo algún hallazgo o descubrimiento inesperado durante las actividades que cambiara su perspectiva sobre la clasificación de carbohidratos?

Conclusión

Duración: (5 - 10 minutos)

La etapa de conclusión tiene como objetivo consolidar el aprendizaje, asegurando que los estudiantes tengan una visión clara y resumida de los conceptos clave discutidos durante la lección. Además, busca resaltar la conexión entre la teoría estudiada y las aplicaciones prácticas, reforzando el valor del contenido aprendido en situaciones cotidianas. Este resumen ayuda a solidificar el conocimiento y a preparar a los estudiantes para futuras aplicaciones del tema.

Resumen

Para cerrar, repasemos los puntos principales que tratamos hoy: la clasificación de carbohidratos en primarios, secundarios, terciarios y cuaternarios. Esta clasificación es esencial para comprender la estructura y reactividad de las moléculas orgánicas y ha sido explorada en detalle a través de actividades prácticas que simularon situaciones reales e imaginarias.

Conexión con la Teoría

La lección de hoy se estructuró para conectar teoría y práctica de manera integrada. A través de las actividades, los estudiantes pudieron aplicar directamente su conocimiento teórico previo en situaciones prácticas, como resolver 'crímenes moleculares' y diseñar medicamentos, demostrando la aplicabilidad de la teoría en la resolución de problemas reales y la innovación.

Cierre

La importancia de la clasificación de carbohidratos no se limita al ámbito académico; tiene un impacto en diversas aplicaciones, desde la química medicinal hasta la producción de materiales avanzados. Comprender esta clasificación permite a los químicos predecir y controlar la reactividad de una molécula en diferentes condiciones, lo que es esencial para desarrollar nuevos productos y tecnologías.