¿Hay una mejor manera de enseñar química que comenzando con el modelo de Bohr y las estructuras de puntos de Lewis?

Por lo general, comienzo enseñando sobre los electrones de valencia y luego paso a los arreglos de electrones. También enseño sobre los iones que normalmente forman los metales y no metales antes de entrar en las estructuras de puntos de Lewis.

Cuando introduzco las estructuras de puntos de Lewis, no siempre las llamo así. Los uso para tener en cuenta la cantidad de electrones no apareados que existen y cómo se pueden formar los enlaces a partir de los electrones no apareados.

Luego me dedico a predecir cómo se vería la unión entre los átomos cuando “emparejan” sus electrones no pareados.

Puedo proceder a formas tridimensionales más tarde después de que aprendan a dibujar estructuras de puntos de Lewis.

Puede explicar que los viejos modelos atómicos y planetarios de Bohr para átomos son la forma en que se enseña la química durante los últimos sesenta a 100 años. Luego puede mencionar las estructuras de puntos de Lewis como en los últimos 40 años. También puedes mencionar que ahora hay nuevas formas de visualizar átomos y enlaces que tienen que ver con la forma de los compuestos y cómo se mueven los electrones alrededor de toda la molécula.

Luego puede mencionar que la visualización de las “formas” de los compuestos químicos por VSEPR está dentro de los últimos 20 años, y es un nuevo modelo. Explique que los ‘modelos’ no son como se ven las cosas, sino que son una manera de entender un concepto científico, y que en niveles más bajos, se usan modelos más antiguos que parecen más simples y, a medida que avanzan en profundidad, aprenden modelos más recientes que Han salido en las últimas décadas.

¿Cuál es tu meta para tus estudiantes específicos? Pensando en el diseño al revés: ¿qué quiere que puedan obtener de esta clase, entonces cómo puede evaluar con precisión si lo han obtenido, entonces qué puede hacer para ayudarles a aprenderlo?
Los ingenieros químicos en la universidad deberían aprender más sobre lo que es “correcto” y actual en teoría, y con el apoyo adecuado, deberían poder manejarlo. Los estudiantes de secundaria que recién ingresan a las ciencias analíticas probablemente deberían trabajar con los Diagramas de puntos de Lewis y el modelo de Bohr porque es mucho más fácil de entender y también para hacer predicciones sobre las relaciones químicas. Simplemente hágales saber que hay modelos más actuales y específicos que son más precisos, pero para todo lo que hará durante todo este año, esto hará las cosas mucho más fáciles.
Si quiero que mis alumnos aprendan química y aprendan cómo suceden las reacciones químicas, por qué suceden y predicen las tendencias de la tabla periódica, entonces debo enseñar el uso de métodos y contenido instructivo que los ayude en ese esfuerzo (modelo de Bohr, Diagramas de Lewis Dot). , es tu elección basada en tus alumnos?). Si quiero que mis alumnos aprendan lo que está sucediendo en el mundo real y puedan manejar la conceptualización de nivel superior y necesiten especificidad y precisión sobre la facilidad de entrada y la simplicidad, entonces debería enseñar VSEPR y nubes de electrones y … otras cosas pertinentes a lo que usted quiero que salgan de esto.
La educación no se trata de lo que se enseña, sino de lo que se aprende.

Las teorías iniciales, que se contradicen aún más por las teorías avanzadas, son importantes para enseñar a los estudiantes, para desarrollar un proceso de pensamiento. Con la observación inicial y el equipo menos sofisticado, cómo los científicos obtuvieron la mejor teoría posible, luego se modificaron los nuevos experimentos y teorías innovadoras. O incluso totalmente cambiado. Pero el problema con la enseñanza actual es demasiado énfasis en las teorías iniciales y la resolución forzada de problemas (hipotéticamente diseñado). Creo que las habilidades de resolución de problemas deben desarrollarse en una teoría ampliamente aceptada, por ejemplo, en química, demasiadas preguntas basadas en VSEPR conducen a confusión en MOT

Hagas lo que hagas, NO abandones la pareja de Lewis. El concepto del par de electrones es absolutamente necesario para comprender la mayoría de las reacciones químicas.

En algunos campos, y particularmente en química, para el estudiante promedio es necesario comenzar con modelos comprensibles de la naturaleza, ya que los modelos avanzados serían difíciles para el principiante y luego pasarán a modelos más correctos pero más complejos. En ese momento, uno tiene que identificar lo que estaba mal con los modelos simplificados anteriores, pero esto es inherente a todo aprendizaje. Sólo en matemáticas uno avanza linealmente sin retroceso y corrección. Pero en física y química, generalmente tenemos que pasar de una etapa del modelo a una etapa avanzada más detallada y detallada más adelante.

Creo que la mejor manera de manejar esto es enseñar primero los modelos simplificados y, a menudo, recordar a los estudiantes que estos son modelos simplificados que corregiremos más adelante con modelos mejores pero más difíciles o detalles de segundo orden.

De hecho, la mayor parte de la ciencia progresó exactamente de esta manera a lo largo del tiempo, ya que descarta modelos anteriores y adopta modelos mejores. No se puede enseñar mecánica cuántica (y que sea significativa) sin que el estudiante tenga un sentimiento por la física clásica del macro mundo primero.

Al aprender, construimos marcos de referencia a los que agregamos nuevos conocimientos, ya que sin este marco solo tendríamos una gran cantidad de hechos aislados. Se necesitaría un gran esfuerzo para dar sentido a esta colección de piezas. Pero dado el marco básico, a medida que avanzamos en la comprensión, modificamos el marco y lo mejoramos. Por lo tanto, generalmente implica desaprender y reaprender.

Día uno: Enseña la teoría orbital molecular. No te preocupes demasiado. Solo asegúrese de que todos lo vean bien y comprendan cuán complicado y asombroso es.
Día dos: explique cómo antes de tener MO, teníamos otros modelos que eran suficientes para explicar lo que sabíamos en ese momento. Explica los modelos. Explica cómo fueron útiles para entender todas las cosas básicas. Explique su carencia y la necesidad de MO.
Día tres: Comience a enseñar lo que necesita para enseñar a usar los modelos antiguos con un recordatorio de que este es un modelo simplificado, pero que hará lo que sea necesario por ahora.

De vez en cuando, podría hacer un paréntesis para mostrar lo que está enseñando en MO solo para que recuerden que este es un modelo simplificado. Solo como una ilustración. “Esto no estará en la prueba”.

Creo que es el problema con la estructura del curso en sí. Hablaré de acuerdo con la forma en que se realizó en la India, por lo que podría haber algo que no sea relevante para lo que está enfrentando.
Como ya ha dicho, son bastante fáciles de entender y los estudiantes tienen dificultades para pasar de estas teorías a las teorías avanzadas, y esto se debe a que se permite permanecer durante un tiempo prolongado (una cantidad significativa de tiempo). Casi lleva más de dos años introducirse en teorías avanzadas y, hasta entonces, los profesores intentan explicar todos los fenómenos basados ​​en modelos básicos que no deberían permitirse. Inmediatamente después de introducir conceptos más antiguos, su responsabilidad debe ser desafiada en el curso subsiguiente, introduciéndolos en teorías avanzadas, que evitarán que estas teorías se hundan en los estudiantes. Es casi fácil explicar las reacciones químicas con modelos básicos, así los estudiantes, se convierte en un hábito, se sienten cómodos explicando cada pequeña reacción con estos modelos tanto que les cuesta aceptar nuevas teorías.
Los estudiantes siempre deben ser desafiados,
tl dr; La introducción de teorías avanzadas debe ser acelerada en el curso.
PD: yo también tuve dificultades para seguir adelante, pero me las arreglé, pero algunos no pudieron.

El aprendizaje de los estudiantes es similar a la construcción de un edificio de varios pisos. Debe construir una base antes de agregar el primer piso, y el primer piso debe estar estructuralmente sólido antes de agregar el segundo.

Veo el modelo de Bohr como un entendimiento fundacional, y probablemente uno al que ya han sido expuestos. La idea de anillos de electrones en órbita alrededor de un núcleo es la imagen ubicua de un átomo que siempre han visto. También es un modelo más fácil para explicar cosas como los electrones de valencia y el enlace básico.

Utilizo el modelo de Bohr y luego presento los dos conceptos que muestran sus límites: la dualidad onda-partícula y el principio de incertidumbre. Entonces uso esto como mi introducción en MO. Trabaja con los estudiantes y luego construye sobre ellos.

Esto también depende del nivel que estés enseñando. En la escuela secundaria enseñé MO, pero en un nivel introductorio. En la universidad, puedo ver más profundidad para una química general, pero me gustaría guardar los detalles locos de la química. Grandes Ligas.

Soy un valor atípico de todo lo que sigue. Más cerca de la persona que pregunta “¿qué quieres que sepan?”

Empieza con eso. Luego, pídales a los estudiantes que desarrollen cómo resolverían las respuestas.

Haga más experimentación y deje que exploren cómo se derivaron históricamente las respuestas.

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Para responder más específicamente con respecto a las estructuras de puntos de Lewis, son útiles para empujar electrones y equilibrar ecuaciones, pero ¿quién realmente equilibra las ecuaciones en cualquier contexto que las hace cambiar las estructuras químicas en el mundo real?

Cuando enseñamos cosas de manera simplista, cortocircuitamos el pensamiento profundo que revela la verdadera belleza y complejidad de la naturaleza. Las ideas se empaquetan en simples modelos mentales que evocan poca curiosidad y una comprensión aún menos verdadera que se puede relacionar con el mundo real. Y sí, ‘relatable’ es una gramática pobre.

Mi experiencia de aprender Química fue muy diferente de la experiencia de los estudiantes de hoy.

Todas nuestras clases fueron en el laboratorio. Nos sentábamos en nuestros bancos y el profesor tenía un banco en un estrado donde hacía cosas y demostraba sus propiedades. Oxígeno, hidrógeno, dióxido de carbono, ácido nítrico y así sucesivamente. Cada semana hacíamos un laboratorio y casi todos los laboratorios incluían propiedades. Entonces, para nosotros los estudiantes, la química era todo sobre cosas y lo que hizo.

El micro-mundo de los átomos y las moléculas se introdujo muy suavemente, y más tarde empezamos con la teoría.

Los niños deberían, en mi opinión, comenzar a aprender Química en el mundo concreto de la “macro”, y luego asumir el mundo abstracto de la “micro”.

El profesor dice: ‘agua’ y los estudiantes no tienen idea de si pensar en un cubo de agua o en una molécula de eso. No es su culpa. Ellos no saben las señales. No saben (ni se les dice a muchos de ellos) que “densidad” o “temperatura” pertenecen al mundo macro, mientras que “capa de electrones” o “longitud de enlace” se refieren al mundo micro.

Utilizar software de visualización.