La necesidad de emplear diferentes fuentes de energía para mejorar las problemáticas medioambientales. Insuficiente




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títuloLa necesidad de emplear diferentes fuentes de energía para mejorar las problemáticas medioambientales. Insuficiente
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BLOQUE TEMÁTICO 3. CAMBIO CLIMÁTICO


PROPÓSITO:
Que el estudiante aplique sus conocimientos sobre el comportamiento del estado gaseoso de la materia, las reacciones de combustión y la energía involucrada y discuta sobre la problemática del cambio climático para que proponga y participe de las posibles soluciones.


PROBLEMÁTICA SITUADA:
Aunque el efecto de la actividad humana sobre el clima mundial es muy debatido, los signos físicos del cambio climático nos están alcanzando, por ejemplo, deshielo de glaciares, elevación del nivel del mar, tormentas más frecuentes e intensas, mareas más altas, desaparición de islas, más plagas, entre otros.
En los últimos 100 años la temperatura media del aire en la superficie aumentó en 0.74 ° C en el planeta a causa de la modificación en la composición de los gases de la atmósfera que puede provocar cambios climáticos. La gran demanda de energía es la causante indirecta de gran parte de la contaminación, contribuyendo de forma fundamental al efecto invernadero y calentamiento global del planeta.





NIVELES DE DESEMPEÑO
EXCELENTE:
El estudiante aplica sus conocimientos sobre el modelo cinético molecular para explicar el comportamiento de los estados de agregación de los materiales y sus cambios en debates relacionados con problemas ambientales, como el cambio climático y es capaz de proponer situaciones de intervención individual y/o colectivas con respecto al uso de la energías alternativas en su contexto cotidiano orientadas a la toma de decisiones.
BÁSICO:
El estudiante explica el modelo cinético molecular y lo relaciona con el comportamiento de los estados de agregación de los materiales y sus cambios, para interpretar los problemas relacionados con el cambio climático y es capaz de proponer situaciones de intervenciones individuales y/o colectivas con respecto al uso de las energías alternativas en su contexto cotidiano.
SUFICIENTE:
El estudiante menciona los postulados del modelo cinético molecular para deducir el comportamiento de los estados de agregación de los materiales y sus cambios, para identificar los problemas relacionados con el cambio climático y es capaz de valorar la necesidad de emplear diferentes fuentes de energía para mejorar las problemáticas medioambientales.
INSUFICIENTE:
El estudiante define el modelo cinético molecular y da ejemplos de las propiedades de los materiales y sus estados de agregación conjuntamente con sus cambios. Identifica los riesgos y beneficios del uso de la energía en su vida cotidiana y en especial en el medio ambiente. Conoce los beneficios y riesgos en el consumo de la energía.





CONTENIDOS

CONCEPTUALES

PROCEDIMENTALES

ACTITUDINALES




  • Describe la composición de la atmósfera

  • Explica el fenómeno de la combustión.

  • Identifica al oxigeno como reactivo en todas las combustiones.

  • Describe a un combustible fósil: qué es, cómo se obtiene, aditivos que se incorporan, aporte energético.

  • Identifica la entalpía como una propiedad cuya variación depende de los estados inicial y final del sistema

  • Asocia variación de entalpía ΔH al calor absorbido/liberado por un sistema, a presión constante

  • Identifica entalpía de reacción como a variación de entalpía de una reacción que ocurre sobre condiciones patrón y por mol de reacción

  • Identifica la existencia de varios valores de entalpías asociadas a diferentes transformaciones como, por ejemplo, entalpía de formación, entalpía de combustión, entalpía de hidratación

  • Reconoce la importancia de la entalpía de combustión para la determinación del "poder energético" de los combustibles,

  • Identifica diferentes tipos de combustibles alternativos al petróleo y al carbón como alcoholes (metanol y etanol), hidrógeno y el metano

  • Analiza las ventajas y desventajas de los combustibles alternativos Identifica problemas ambientales de contaminación atmosférica, relacionados con el cambio climático, provocados por quema de los combustibles: partículas, particulada, emisiones de SOx, NOx e COx y las reacciones químicas que los originan




  • Representar mediante modelos de bolas un sólido, un líquido y un gas.

  • Utilizar los modelos para explicar el comportamiento de la materia.

  • Conocer los postulados del modelo cinético molecular.

  • Explicar el comportamiento del estado gaseoso.

  • Explicar de dónde viene la energía de los combustibles

  • Identificar las variaciones de entalpía asociadas a la entalpía de combustión y entalpía de formación.

  • Experimentar sobre los gases de efecto invernadero.

  • Identificar el impacto ambiental de los combustibles fósiles: cambio climático

  • Llevar a cabo cambios físicos y químicos.

  • Descomponer compuestos mediante calcinación y medir la emergía involucrada.

  • Analizar las causas y efectos del cambio climático.

  • Establecer la relación que existe entre de las propiedades de la materia y los cambios que se dan en ella, por efectos de la energía.

  • Aplicar el método científico en el desarrollo de experimentos sobre las propiedades de los materiales, estados de agregación y sus cambios.




  • Reconoce que los modelos son herramientas útiles para justificar fenómenos, pero que pueden ser sustituidos por otros.

  • Reflexionar sobre el fenómeno del cambio climático, valorando el impacto de la concentración de los gases de efecto invernadero.

  • Valorar la necesidad del trabajo en equipo en las actividades propuestas para la investigación del cambio climático

  • Aceptar que el avance de la Ciencia no es un proceso lineal y uniforme, sino que hay grandes saltos, seguidos de épocas de aparente estancamiento.

  • Apreciar la importancia del trabajo riguroso, metódico y basado en objetivos como base del éxito de una empresa científica.

  • Valorar la importancia del uso de energías alternativas como una medida para reducir los gases de efecto invernadero

  • valorar la importancia del uso de nuevas tecnologías para mejorar la calidad de vida y evitar el cambio climático

  • Asume su participación reflexiva y activa para reducir los gases de efecto invernadero y como consecuencia el cambio climático.



ORIENTACIONES DIDÁCTICAS


En el desarrollo de las competencias en este bloque temático, las actividades de enseñanza y aprendizaje deberán considerar:
1.- Ideas previas

  1. Relacionadas con el estado de agregación y el cambio de estado de la materia (reportado en bibliografía)

    1. Los alumnos no diferencian a los tres estados de agregación de la materia desde el punto de vista de la teoría cinético - molecular

    2. El aumento de la masa de una muestra implica un aumento en la temperatura del cambio de fase.

    3. Las cantidades mayores de agua necesitan más calor para entrar en ebullición.

    4. Cuando el agua hierve las burbujas están hechas de calor, de aire o de agua.

    5. La temperatura de ebullición de los líquidos es de 100ºC.

    6. La temperatura de evaporación del agua es de 100ºC

B. Conocer las ideas que los estudiantes tienen en relación a los temas de cambio climático, estados de agregación, combustión y el uso de modelos en la enseñanza de las ciencias.
2. Cambios físicos y químicos

La visión de los cambios estructurales que se producen en las sustancias es esencial para comprender la naturaleza del cambio químico. Por el contrario, la conservación de la masa es un hecho que se produce tanto en los cambios físicos como en los químicos. Es importante interpretar correctamente los cambios químicos en los que parece no cumplirse este principio por el hecho de desprenderse gases.
3. Combustión.

Una idea muy generalizada entre los estudiantes es que “los combustibles son almacenes de energía”, es decir que los combustibles por sí mismo son una fuente de energía. Por lo que es necesario que al estudiar el fenómeno de la combustión nos refiramos a “sistema combustible-oxígeno”. También sería recomendable formar equipos y asignar un combustible diferente (sólido, liquido y gaseoso) y pedir e a los alumnos que construyan un modelo molecular del combustible y del oxígeno para explicar cómo se quema el combustible.
4. Uso de modelos.

Recordar la importancia de explicar a los alumnos en qué nivel se trata el tema, en el macroscópico, microscópico o simbólico y que entienda que los modelos son una herramienta que les permite tener una aproximación a la realidad por lo que lo es recomendable trabajar simultáneamente ambas visiones, la macroscópica y la microscópica.


5. Modelo Cinético Molecular.

Para explicar el comportamiento de la materia y las características de los gases se utiliza la "teoría cinética de los gases", su ampliación a líquidos y sólidos dio lugar al modelo cinético-molecular de la materia. Dicho modelo, debe ser el más elemental posible para explicar las propiedades observadas en los gases
6. Concepto de energía y necesidades energéticas.

El uso masivo de combustibles fósiles y de la propia energía, está provocando problemas medioambientales, cambios en la biodiversidad, desigualdades sociales, etc, buscando destacar la importancia del ahorro energético y del uso de las energías alternativas como posibles soluciones.

La línea metodológica a seguir será la búsqueda de información (recursos TIC) sobre las distintas fuentes, destacando sus ventajas e inconvenientes y fomentando desde su propia iniciativa medidas para el ahorro energético, como iniciativa personal ante el problema.
7. Leyes de los Gases.

Explicar el comportamiento de los gases en base a la teoría cinética molecular. En la solución de problemas relacionados a leyes de los gases es importante que los estudiantes entiendan el procedimiento y expliquen los resultados, también cabe resaltar la necesidad de utilizar problemas con datos reales.

Explicar el comportamiento de los gases en base a la teoría cinética molecular y relacionar estos conocimientos con la composición de la atmósfera y los límites de la calidad de aire identificando las fuentes de producción de gases de efecto invernadero.
8. Energías Alternativas.

Resaltar que si bien, las energías alternativas son una buena opción para resolver la problemática de cambio climático, no son la panacea, debido a que el uso de destacar también conlleva a riesgos, como por ejemplo la deforestación.
9. Cambio climático.

Propiciar en los estudiantes la capacidad para realizar un análisis del costo beneficio sobre los avances de la ciencia y tecnología y el en el cambio climático. Al desarrollar esta problemática es fundamental alertar en vez de alarmar, construir una visión integral del mundo y concebir el cambio climático como una situación de riesgo y oportunidad.



Propuestas de Evaluación
Establecer con los alumnos los criterios de evaluación en cada una de las actividades a desarrollar.
La observación de lo que los alumnos dicen o hacen cuando aprenden es una actividad imprescindible para la realización de la evaluación formativa y procesal. Por medio de la observación es posible valorar los distintos contenido curriculares: conceptual, procedimental y actitudinal. Algunas técnicas que permiten sistematizar el acto de observación son los registros anecdóticos, listas de control y diarios de clase. (1).


Bibliografía
A. BIBLIOGRAFÍA ESPECÍFICA
Ideas Previas


  1. Driver, R. et al. “El estado gaseoso” (capítulo VI), “La constitución de la materia como conjunto de partículas en la fase gaseosa” (capítulo VII) y “Más allá de las experiencias: la conservación de la materia en las transformaciones físicas y químicas” (capítulo VIII) en Ideas científicas en la infancia y la adolescencia. Ediciones Morata. 4ª. edición, 1999, pp.168-195, 196-,…


Este libro documenta y explora las ideas previas de los niños y los adolescentes sobre el estado gaseoso, conservación de la materia y las reacciones químicas, entre otros temas. También analiza el modo en que estas concepciones cambian y se desarrollan con la enseñanza.


  1. Kind, Vanessa. “Estados de agregación de la materia” (capítulo 1), “Ideas de los estudiantes sobre los cambios de estado” (capítulo 3), “Ideas de los estudiantes sobre procesos químicos” (capítulo 5), “Ideas de los estudiantes sobre procesos químicos en sistemas abiertos” (capítulo 7) en Más allá de las experiencias. Ideas previas de los estudiantes sobre conceptos básicos de química. Editorial Santillana.1a.edición, México, 2004, pp. 19-24, 35-45, 53-64, 75-87


Este libro documenta y explora las ideas previas de estudiantes, entre 11 y 18 años, sobre el estado de agregación de la materia, cambios físicos y químicos, procesos químicos en sistemas abiertos y cerrados, entre otros temas. También presenta las dificultades que estas ideas conllevan para la enseñanza y aprendizaje y, propone sugerencias para mejorar la comprensión de dichos conceptos.

Estado Gaseoso


  1. García-Colín S., Leopoldo. Y sin embargo se mueven... Teoría cinética de la materia.

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/36/htm/ysin.html

(acceso mayo17, 2009)
Libro de la colección la ciencia para todos del FCE que muestra cómo a partir de la teoría cinética de la materia se puede interpretar y explicar las propiedades y cambios del estado gaseoso.



  1. Talanquer group

http://www.chem.arizona.edu/tpp/group.htm

(acceso mayo17, 2009)
Sitio con ejercicios interactivos sobre conceptos centrales de química, para la educación secundaria. (Seleccionar “Educational Materials”, luego “IDOs”, después “Intermolecular Forces” y por último “Gas-Liquid-Solid”).
Energías Alternativas


  1. Jiménez Cisneros, Blanca Elena. “Energía hidroeléctrica” (capítulo 10), “Energía Geotérmica” (capítulo 11) y “. Energías no Convencionales” (capítulo 13) en La Contaminación Ambiental en México. Ed. Limusa. México, 2001, pp. 723-750, 793-852.




  1. Tonda, Juan. El Oro Solar y otras Fuentes de Energía

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/119/htm/orosolar.htm

(acceso mayo17, 2009)
Libro de la colección la ciencia para todos del FCE que describe las diferentes fuentes de energía, tato renovables como no renovables, con las que cuenta la humanidad, así como sus ventajas y desventajas.


  1. Applets de QUÍMICA (Bachillerato)

http://www.deciencias.net/proyectos/4particulares/quimica/index.htm

(acceso mayo17, 2009)
Portal con simulaciones de química en español. Utilizar los applets del tema de “La Materia”.


  1. Infografias del Medio Ambiente

http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/infografias
(acceso mayo17, 2009)
Animaciones flash relacionadas con la energía y el medio ambiente, sobre diversos temas medioambientales. Los contenidos están presentados a través de una secuencia de gráficos y dibujos con explicaciones breves de cada proceso.


  1. Medioteca de Explora

http://www.explora.cl/

(acceso mayo17, 2009)
Libros de actividades


  • “Dale un giro a la energía”. Teoría y actividades sobre energía, su clasificación y cómo ahorrar energía.

  • “La energía mueve al mundo”. Teoría y actividades sobre diferentes fuentes de energía.


Seleccione “Medioteca”, después “libro de actividades”, haga click en la portada del folleto que desee revisar, por ejemplo “Dale un giro a la energía”.
Documentos


  • “Glosario Cambio Energético”. Conceptos más usados en el ámbito de la energía.


Seleccione “Medioteca”, después “documentos”, haga click en la portada del documento “Glosario Cambio energético”. Aparecerá una pantalla donde dice abriendo glosario y se pregunta que deberá hacer firefox o internet con este archivo. Elija abrir. Se abrirá otra pantalla que dice: elija el programa que desea usar para abrir el siguiente archivo; seleccione Adobe Reader 7.
Cambio Climático


  1. Molina, Luisa y Molina Mario (Coordinadores). “Calidad del aire y mitigación de los gases de efecto invernadero en el área metropolitana de la Ciudad de México”. La calidad de aire en la megaciudad de México. Fondo de Cultura Económica. 1ª. Edición. México, 2005, pp.219-222.




  1. Chémery, Laure. “El efecto invernadero” y Perspectivas para el debate”. Los climas. Cambios en la atmósfera. Editorial Larousse, (colección El mundo contemporáneo), España, 2003. pp. 54-55,116-119.




  1. Rivera Ávila, Miguel Ángel. “Más allá del efecto invernadero” ¿cómoves? UNAM, México, 1999. Año 1, número 5, pp. 26-28.




  1. Vargas-Parada, Laura. “Los glaciares se derriten”. ¿cómoves? UNAM, México, 2005. Año 7, número 82, pp. 30-33.




  1. Libros de divulgación de la colección la ciencia para todos.
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