Equilibrio de fases: Un enfoque basado en competencias

Por Adolfo Eduardo Obaya Valdivia, Yolanda Marina Vargas Rodríguez, Guadalupe Iveth Vargas Rodríguez y 2 más

Este libro está diseñado para que los estudiantes de las carreras de química, bioquímica diagnóstica, ingeniería química, farmacia, ingeniería en alimentos, química industrial y otras afines comprendan los principios básicos del equilibrio de fases mediante el aprendizaje de conceptos, desarrollo de habilidades y su aplicación en la resolución de problemas. El lector encontrará en el texto una serie de preguntas que lo harán reflexionar —denominadas actividades complementarias— que fomentan el desarrollo de competencias complementarias basadas en ejercicios de investigación. Es recomendable que el estudiante responda las preguntas antes de continuar la lectura, pues ello le será de gran utilidad en el aprendizaje de la materia. También se incluyen cuestionarios de autoevaluación que con la resolución de los problemas propuestos, permitirán que el lector pueda medir su grado de avance.

• Idioma: Español
• Editorial: UNAM, Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán
• Fecha de lanzamiento: 2 mar 2023
• ISBN: 9786073057899

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1.Equilibrio de fases

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Existen en la literatura numerosas obras especializadas en el estudio del equilibrio de fases y muchas de estas son extensas, rebasando las necesidades del estudiante. Es por ello que este libro está dirigido a estudiantes de las carreras pertenecientes al área de Ciencias Químicas que cursan los primeros semestres de las licenciaturas de Química, Química Industrial, Ingeniería en Alimentos, Bioquímica Diagnóstica, Ingeniería Química y Farmacia.

Se describe aquí la termodinámica del equilibrio de fases con apoyo en la enseñanza basada en competencias, logrando que al finalizar el estudio del texto, el estudiante adquiera la capacidad para resolver problemas utilizando sus propias habilidades y los conocimientos adquiridos.

En este libro se analizan las condiciones de equilibrio a varias temperaturas y presiones, partiendo del criterio que dice que para el equilibrio entre dos fases es necesario que el potencial químico sea el mismo en ambas. Este criterio permite comprender la termodinámica de la presión de vapor. Asimismo, se estudian la ecuaciones de Clapeyron y Clausius-Clapeyron, las cuales describen la variación de la presión con respecto a la temperatura, aspectos importantes a tratar en los sistemas líquido-vapor.

Una vez que se analizan los sistemas de un solo componente, se describen sistemas de dos o más, los cuales forman soluciones ideales. En el estudio de estos sistemas se considera importante el desarrollo de la Ley de Raoult, la cual permite el cálculo de presiones de vapor para el disolvente en función de la composición que presente en la disolución.

Para las mismas condiciones de equilibrio puede verse cómo afecta la cantidad de soluto en las propiedades del disolvente. Tales propiedades se conocen como propiedades coligativas, disminución de la presión de vapor, disminución del punto de congelación, aumento del punto de ebullición y presión osmótica.

También se describen brevemente las diferentes formas de representar los equilibrios de fases en sistemas de uno y dos componentes, finalizando con sistemas de tres, para lo cual se utilizarán diagramas de fases.

2.Introducción

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En el ámbito mundial la educación ha sufrido una profunda transformación, ya que los cambios tecnológicos y sociales contribuyen en gran escala a modificar la ideología y la forma de vida de los seres humanos.

Por tanto, es necesario cambiar la actitud del sujeto y su disposición al trabajo interdisciplinario, de ello depende en gran medida el éxito de la adaptación a la nueva era.

En los últimos años, muchos aspectos de la vida cotidiana han cambiado con el desarrollo de las nuevas tecnologías y el acceso mucho más rápido a la información; este último factor ha provocado un cambio radical en los sujetos del proceso enseñanzaaprendizaje en relación con sus papeles a desempeñar en dicho proceso (Gordillo & Osorio, 2003).

La UNESCO (1998) expresa que es necesario propiciar el aprendizaje permanente y la construcción de las competencias adecuadas para contribuir al desarrollo cultural, social y económico de la sociedad.

Asimismo, señala que las principales tareas de la educación superior han estado y estarán ligadas a cuatro de sus funciones principales:

•Una generación con nuevos conocimientos (las funciones de la investigación).

•El entrenamiento de personas altamente calificadas (la función de la educación).

•Proporcionar servicios a la sociedad (la función social).

•La crítica social (que implica la función ética).

Los países latinoamericanos deben estar preparados para tal efecto, por ello los docentes de la región deben comprender los principios bajo los cuales se está gestando este nuevo modelo de educación centrado en competencias, rompiendo paradigmas y beneficiando con ello la construcción del propio conocimiento por parte del estudiante, lo que le permitirá no sólo resolver ejercicios tipo, sino tener diversas competencias (conocimientos, habilidades, actitudes y valores) que le permitan encontrar la solución a problemas reales en cualquier momento.

Uno de los objetivos del presente libro es aplicar la educación basada en competencias en el estudio del equilibro fases mediante una breve descripción teórica de las ecuaciones termodinámicas que representan dicho equilibrio en sistemas de un componente y sistemas multicomponentes.

Otro de los objetivos planteados es utilizar este libro como material de apoyo didáctico para los profesores que imparten asignaturas que contemplan el tema de equilibrio y estabilidad de las fases, así como en propiedades coligativas. Para lograr este objetivo, el libro guarda un orden lógico y secuencial para facilitar al estudiante la comprensión de los temas mediante la resolución de problemas. El énfasis de los ejemplos se centra en diferentes áreas del conocimiento tales como química, bioquímica, ingeniería química y farmacia.

3.Educación basada en competencias

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3.1. Conceptualización de competencias

Definiremos como competencias aquellas acciones que hacen referencia a la capacidad individual demostrada para ejecutar; por ejemplo, la posesión del conocimiento, destrezas y características personales que se necesitan para satisfacer las demandas especiales o requerimientos de una situación particular.

Spitzberg (1983) propone cuatro postulados para especificar una competencia:

1.La competencia es contextual. En la relación interpersonal, una conducta puede ser competente en un contexto (relacional, cronológico, ambiental, etc.) e incompetente en otro.

2.La competencia está referida a la pertinencia y la efectividad. Efectividad es un concepto relacionado con los resultados, y el logro de resultados exige ejecución.

3.La competencia se juzga con referencia a un continuo de efectividad y pertinencia. La competencia no se concibe apropiadamente como una dicotomía existe-no existe, sino como un fenómeno graduado en el que los individuos son más o menos competentes.

4.La competencia es funcional, lo que es decir que la competencia es hacer más que saber.

El concepto de competencia, tal y como se entiende en la educación, resulta de las nuevas teorías de cognición y básicamente significa saberes de ejecución. Puesto que todo proceso de conocer se traduce en un saber, entonces es posible decir que son recíprocos competencia y saber: saber pensar, saber desempeñar, saber interpretar, saber actuar en diferentes escenarios, desde sí y para los demás (dentro de un contexto determinado).

A partir de las teorías del lenguaje, Ajzen (1988) instaura el concepto y define las competencias como la capacidad y disposición para el desempeño y la interpretación.

3.2. Educación basada en competencias

Podemos definir la educación basada en competencias como un sistema educativo que enfatiza la especificación, el aprendizaje y la demostración de aquellas competencias (conocimientos, habilidades, actitudes y valores) que son de importancia central para la ejecución de una tarea, actividad o carrera dada.

Es necesario diferenciar entre saber y conocimiento. Usar saberes como los datos, principios, leyes, teorías, etc., que en el plano individual pueden ser retenidos en la memoria transitoria o duradera que es conveniente. Sin embargo, lo importante radica en que la mera retención de los saberes se traduce en reportes verbales que puede producir el individuo, pero no necesariamente en capacidad de hacer. Es decir, la utilización de los saberes para hacer no es automática, sino que requiere de un tipo adicional de aprendizaje (Coll, 1990).

La educación basada en competencias se centra en las necesidades, estilos de aprendizaje y potencialidades individuales para que el alumno llegue a manejar con maestría las destrezas señaladas por la industria (Bennett & Kennedy, 2001). Formula actividades cognoscitivas dentro de ciertos marcos que respondan a determinados indicadores establecidos y asienta que deben quedar abiertas al futuro y a lo inesperado.

De esta manera, es posible decir que una competencia en la educación es una convergencia de los comportamientos sociales, afectivos y de las habilidades cognoscitivas, psicológicas, sensoriales y motoras que permiten llevar a cabo un papel, un desempeño, una actividad o una tarea de manera adecuada.

Podemos evidenciar el conocimiento individual por medio de las competencias que desarrolla el estudiante como resultado de la acción escolar. El conocimiento individual comprende los siguientes elementos: los saberes, la percepción, la praxis y los valores.

3.3. Competencias y desempeño

El desempeño en la educación está determinado por una manifestación externa que evidencia el nivel de aprendizaje del conocimiento y el desarrollo de las habilidades y valores del alumno. El resultado del desempeño es un fin planificado que también requiere se planifique el desarrollo de ciertas habilidades y destrezas específicas, elegidas según el objetivo deseado.

La intención que se da a la competencia es desempeñar o producir algo para sí y para los demás, esta intención se vincula con la estructura cognoscitiva de quien lo desempeña o produce y con las normas o criterios de quienes lo evalúan y lo interpretan. La construcción de competencias debe realizarse desde el marco conceptual de la institución y desde las metodologías que las determinen. El producto o desempeño debe presentarse de acuerdo con los términos o criterios de las exigencias de calidad que previamente se habrán acordado o establecido para la presentación o el desempeño.

En la educación basada en competencias quien aprende lo hace al identificarse con lo que produce, al reconocer el proceso que realiza para construir y las metodologías que utiliza. Al finalizar cada etapa del proceso se observan y evalúan las competencias que el sujeto ha construido.

La educación basada en competencias es un enfoque sistemático del conocer y del desarrollo de habilidades; se determina a partir de funciones y tareas precisas. Se describe como un resultado de lo que el alumno está capacitado para desempeñar o producir al finalizar una etapa. La evaluación determina específicamente aquello que el estudiante va a desempeñar o construir y se basa en la comprobación de que es capaz de construirlo o desempeñarlo.

La educación basada en competencias se refiere a una experiencia práctica que se enlaza a los conocimientos para lograr un fin. La teoría y la experiencia práctica se vinculan utilizando la primera para aplicar el conocimiento a la construcción o desempeño de algo. Desde el currículum, la educación basada en competencias se centra en:

•Los conocimientos

•Las habilidades

•Las actitudes inherentes a una competencia (actitudes o comportamientos que respondan a la disciplina y a los valores)

•La evaluación de los logros mediante una demostración del desempeño o de la elaboración de un producto

Para ello deben tomarse en cuenta: el diseño de la enseñanza-aprendizaje; las competencias que se van a construir; las disciplinas como marco de referencia del aprendizaje; las habilidades a desarrollar; la promoción de actitudes relacionadas con los valores y con las disciplinas; los procesos; los programas de estudio orientados a los resultados; el diagnóstico; la evaluación inserta en el aprendizaje en múltiples escenarios y en diversas situaciones, basada en el desempeño y como una experiencia acumulativa;