Manual para constructores - Química

MANUAL PARA CONSTRUCTORES DE PREGUNTAS

PRUEBA INTERMEDIA DE CIENCIAS BÁSICAS EN INGENIERÍA AREA DE QUIMICA 20121

E

ste manual presenta los elementos básicos a tener en cuenta para la construcción de preguntas de la prueba intermedia de ciencias básicas en ingeniería, presenta los siguientes puntos: 1. Competencias; 2. Dominios conceptuales; 3. Estructura de prueba; 4. Formato de preguntas; 5. Indicaciones para construir las preguntas; 6.

Ejemplos de preguntas.

1. Competencias Genéricas

E

l marco general que se plantea asume tres competencias genéricas como objeto de evaluación, las cuales a su vez se expresan en las competencias específicas propias de cada área.

Capacidad de abstracción, análisis y síntesis Se interpreta la abstracción como el proceso mental mediante el cual se determinan características comunes a diferentes objetos o las relaciones existentes entre ellos, la materialización de esa característica o relaciones mediante ideas y la posibilidad de trabajar con las ideas independientemente de los objetos que están representados por ellas. En el proceso de abstracción está implícito el análisis (dividir el todo en tantas partes como se pueda, hasta llegar a los elementos más simples) y la síntesis (construcción de un todo a partir de los distintos elementos a la luz de teorías específicas). En química se evidencia cuando al momento de enfrentarse el estudiante a la necesidad de explicar un fenómeno, el puede generar un modelo interpretativo del mismo, lo cual le permite la fragmentación de este en sus variables y la planificación de cómo estudiarlo.

Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica Es la capacidad de emplear adecuadamente modelos interpretativos de fenómenos de la naturaleza y hacer uso de ellos correctamente al momento de enfrentarse a un problema.

Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas Es la capacidad para reconocer los elementos constitutivos de un problema, construir posibles vías de solución a la luz de sus variables y desarrollar procesos planificados y sistematizados de resolución.

2. Dominios Conceptuales 1

Elaborado por Ps. Olga Rosalba Rodríguez a partir del marco conceptual elaborado por los profesores Álvaro García Martínez y Maria Victoria Ruiz Arandia.

Unión En este dominio conceptual se encuentran los conceptos que tienen como objeto la interpretación sobre la forma en que se encuentran unidas las partículas en la materia, las fuerzas y energías que interactúan entre ellas y la manera como se organizan.

Cuantificación de las transformaciones En este dominio conceptual se hallan los conceptos que tienen como objeto el establecer ciertas relaciones cuantitativas en las transformaciones bajo ciertas condiciones y en sistemas específicos, bien a nivel de materia o energía.

Generación y modificación de las transformaciones En este dominio conceptual se encuentran los conceptos que tienen como objeto la explicación sobre la forma en que se crean ciertos procesos y la manera de modificarlos bajo unas condiciones predeterminadas.

Control de las transformaciones En este dominio conceptual se encuentran los conceptos que tienen como objeto el estudio sobre la forma en que se desarrollan las transformaciones, sus condicionantes o factores que las determinan y las formas de regularlas bajo determinados parámetros.

En el cuadro siguiente se presentan las sub áreas de la química y los conceptos que se abordan en cada uno de los dominios conceptuales antes mencionados.

Unión

Química Inorgánica





 

Teoría atómica molecular Enlace e interacciones Periodicidad Estados de agregación (sólido, líquido y gas)

Cuantificación de las transformaciones Estequiometrí



a 



Balance de materia Cambios energéticosprimera ley de la termodinámica

Generación y modificación de las transformaciones  Tipos de reacción  Reacciones en solución acuosa (soluciones, propiedades coligativas y reacciones ácido base)  Electroquímica (energía libre de

Control de las transformaciones

  

Equilibrio químico Cinética Química Factores de la reacción : Internos (naturaleza) Externos (pH, Concentración, Solubilidad, Catalizadores, temperatura)

Gibbs) Fisicoquímica









Química Orgánica





Química Biológica

 





Entalpías de formación, de combustión, de iones, de enlace y de solución Entropías de formación y de iones Energía libre de gibbs de formación Soluciones Teoría de los orbitales (atómicos y moleculares) Isomería

Isomería Fuerzas débiles Mecanismos de reacción Grupos funcionales







Balance de energía Determinació n de Q, W, ΔU, ΔH, ΔS, ΔG Determinació n de presión de vapor y temperaturas de ebullición





Tipos de sistemas Tipos de reacción

  



Estequiometrí





a







Determinació n de ΔG Determinació n de ΔH Estequiometrí a



 



Tipos de reacción (grupos funcionales y mecanismos de reacción)

Equilibrio Químico Catálisis Cinética enzimática Reacciones de 1er, 2º y 3er orden

  

  

Equilibrio químico Cinética Química Factores de la reacción Internos (naturaleza) Externos (pH, Concentración, Solubilidad, Catalizadores, temperatura) Diagramas de fases Equilibrio químico Cinética Química Factores de la reacción Internos (naturaleza) Externos (pH, Concentración, Solubilidad, Catalizadores, temperatura) Cinética enzimática Equilibrio Factores de la reacción : Internos (naturaleza) Externos (pH, Concentración, Solubilidad, Catalizadores, temperatura)

3. Estructura de prueba La combinación de las competencias y las competencias se concreta en la estructura de prueba que se relaciona a continuación.

Dominio Conceptual Unión

C. Genérica Capacidad de abstracción, análisis y síntesis

C. Específica Capacidad para generar modelos y representaciones de la unión atómica y molecular

Dominio Conceptual

C. Genérica

C. Específica Capacidad para identificar los diferentes tipos de enlaces e interacciones

Cuantificación de las transformaciones

Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas Capacidad de abstracción, análisis y síntesis

Capacidad para predecir el comportamiento de las sustancias dependiendo de su naturaleza Capacidad para abordar situaciones que impliquen reflexionar en los tipos de unión de las sustancias Capacidad para generar representaciones sobre la cuantificación de las transformaciones Capacidad para establecer relaciones de interacción entre las sustancias

Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica

Generación y modificación de las transformaciones

Capacidad para transformaciones

cuantificar

diferentes

tipos

de

Capacidad para obtener cantidades determinadas de ciertas sustancias de manera controlada Capacidad para cuantificar las variaciones energéticas en diferentes procesos de manera controlada Capacidad para cuantificar las concentraciones de las sustancias que intervienen en un proceso Capacidad para determinar balances de materia y energía en diferentes procesos

Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas Capacidad de Capacidad para generar representaciones sobre la abstracción, producción de cambios químicos de manera controlada análisis y síntesis

Capacidad para generar representaciones sobre la modificación de cambios químicos de manera controlada Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica

Capacidad para predecir la generación de diferentes transformaciones de la materia y de la energía de manera controlada Capacidad para modificar de manera controlada diferentes tipos de transformaciones de la materia y de la energía

Dominio Conceptual

Control de las transformaciones

C. Genérica Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas Capacidad de abstracción, análisis y síntesis

Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas

C. Específica Capacidad para crear y abordar situaciones problémicas en torno a la generación y modificación de diferentes procesos Capacidad para generar representaciones sobre los mecanismos de desarrollo de diferentes tipos de transformaciones.

Capacidad para crear representaciones sobre la influencia de algunos factores internos y externos en las transformaciones Capacidad para controlar diferentes tipos de transformaciones de manera planificada.

Capacidad para realizar una adecuada selección de los factores que afectan de manera directa las transformaciones de la materia Capacidad para crear y abordar situaciones problémicas en torno al control de diferentes procesos

4. Formato de preguntas

E

l formato de pregunta que se usa en la prueba se denomina: Pregunta dependiente de un contexto. En este formato se presenta un contexto y varias preguntas que se contestan a partir de la información presentada en el mismo.

La estructura de la pregunta es Contexto: representa la situación marco de las preguntas. El contexto incluye representaciones pictóricas como gráficas, tablas de datos, fotografías, esquemas, figuras, mapas o similares; conjunto de problemas, ensayos o textos a partir de los cuales se generan una o varias preguntas.

Enunciado: frase en forma afirmativa que presenta la situación que debe ser respondida o resuelta.

Opciones de respuesta: son las respuestas posibles al enunciado. Se consideran como respuestas incorrectas.

Respuesta Correcta: la opción que se considera responde adecuadamente el enunciado.

La siguiente pregunta tomada del ECAES de ingeniería de 2005-2006 ejemplifica el formato.

CONTEXTO Considere un tanque en forma de prisma recto de área Ab en la base que tiene una salida redondeada y taponada de área As cerca a la base. Este tanque contiene agua hasta una altura inicial Ho medida desde el orificio de salida y se alimenta con un chorro de agua de área Ao que ingresa al tanque con velocidad vo. Se asume que la densidad del agua y la aceleración g de la gravedad son constantes. La superficie del agua se estima libre de ondulaciones y a una

distancia desde el orificio que no afecta el flujo por el orificio si llegara a retirarse el tapón. Cuando la altura de la superficie es h y se destapa el orificio la velocidad de salida del agua es

2 gh

.

ENUNCIADO En las condiciones planteadas la velocidad de ascenso del nivel de agua en el tanque es OPCIONES DE RESPUESTA

a.

vo

Ao Ab

b.

vo

Ab Ao

c.

vo

Ao As

As d. v o Ab RESPUESTA CORRECTA: a

ENUNCIADO Considere que desde el principio se retira el tapón del orificio. En estas circunstancias la expresión que permite calcular la velocidad de salida por el orificio, vs, con el paso del tiempo t es OPCIONES DE RESPUESTA

a.

 A  2 g  H o  vo o t  Ab  

b.

 A A  2 g  v o o  2 gH o s t Ab   Ab

c.

 2 g  H o   

2 2 g As  A  t  vo o t  2 Ab  Ab  

d.

 2 g  H o   

2 2 g Ab  A   t  vo o t  2 As  Ab  

5. Indicaciones para la construcción de preguntas

A

lgunas consideraciones que se deben tener en cuenta para la Construcción de las preguntas que conforman una prueba objetiva son:

En el enunciado y Contexto a. Garantizar que es claro, preciso y pertinente. b. Evitar hacer preguntas sobre aspecto muy general o muy específico, siempre garantizando que se indaga por un aspecto relevante. c. Incluir solo la información que se considere necesaria para resolver las distintas preguntas. d. Presentar en el enunciado un solo problema o situación.

En las opciones a. Redactar todas las opciones con la misma extensión, el mismo lenguaje y enfoque conceptual buscando que estas completen de forma coherente el enunciado planteado. b. No utilizar en las opciones las mismas palabras significativas que se utilizaron en el enunciado.

c. No utilizar expresiones como ninguna de las anteriores, todas las anteriores, o más de una de las anteriores, así como el uso de determinantes tales como siempre y nunca. d. Ordenar las opciones de acuerdo al orden natural que poseen, como en el caso de fechas, o resultados numéricos; revisando que el orden que se plantea no presente alguna indicación o sugerencia de la respuesta correcta. e. Redactarlas de modo que sean posibles para quien no tiene ese nivel de competencia, para ello es necesario que tenga en cuenta las razones por las cuales podría ser seleccionado.

De las preguntas en general a. Utilizar número para designar las preguntas y letras para designar las opciones. b. Evitar el uso de negación en el enunciado o en las opciones de respuesta. c. Utilizar un lenguaje claro y adecuado al nivel de los estudiantes que van a ser evaluados. d. Asegurarse de que la pregunta tiene respuesta. e. Evitar preguntar de opiniones, en caso de que se usen citar fuentes o textos de las que provienen. f. Buscar la independencia entre las preguntas, es decir que el planteamiento de una pregunta o su resolución no se convierta en ayuda para responder otra. g. Asegurarse de que las respuestas correctas en la prueba no sigue ningún patrón en particular, p.e. siempre considerar que la c es la respuesta adecuada.

Es importante anotar que las opciones de respuesta se construyen a partir de distintas aproximaciones conceptuales a un mismo problema, en algunas ocasiones estos se pueden ver como resultado producto de una operación con información incompleta o una visión disciplinar no vigente.

6. Ejemplos de preguntas En la industria de gaseosas se quiere caracterizar un nuevo producto por medio de algunas de las propiedades físicas tales como densidad y punto de ebullición. Para determinar estas propiedades se tomaron tres muestras de 5, 10 y 15 mL. 1. Si se conoce que el punto de ebullición es una propiedad intensiva y la densidad una propiedad extensiva respecto a la temperatura de ebullición para estas tres muestra es correcto afirmar que A. B. C. D.

cambia en la medida que aumenta el volumen baja cuando hay mas volumen aumenta al aumentar la masa del liquido es la misma en los tres casos

2. De las siguientes graficas la que representa la temperatura de ebullición para el producto es T.e

T.e

A. masa del líquido T.e

B. masa del líquido T.e

C. masa del líquido

D. masa del líquido

Los carbohidratos se transforman en energía con otros productos en presencia de oxigeno como lo representa la siguiente ecuación: C6H12 + 602

LUZ

6CO2 + 6H2O + Energía

ULTRAVIOLETA En una atmósfera compuesto en un 80% de Hidrogeno y 20% de Dióxido ce Carbono y que permite el paso de luz ultravioleta; se tiene una cantidad de glucosa. Transcurrido un tiempo y al analizar los gases de la atmósfera se tiene que contiene A. B. C. D.

20% 10% 40% 20%

de de de de

CO2´ 40% de H2O y 40% de H2 CO2´ 10% de H2O y 80% de H2 CO2´ 20% de H2O y 40% de H2 CO2 y 80% de H2