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Journal of Economic and Social Science Research
ISSN: 2953-6790
Vol. 4 - Núm. 3 / Julio – Septiembre 2024
El estudio de la termodinámica química desde una
perspectiva pedagógica
The study of chemical thermodynamics from a pedagogical
perspective
Saavedra-Mera, Karina Auxiliadora
1
Valverde-Medina, Luzmila María
2
https://orcid.org/0000-0002-8940-7223
https://orcid.org/0000-0002-1476-8139
saavedra.mera@utelvt.edu.ec
luzmila.valverde@utelvt.edu.ec
Ecuador, Esmeraldas, Universidad Técnica Luis
Vargas Torres de Esmeraldas
Ecuador, Esmeraldas, Universidad Técnica Luis
Vargas Torres de Esmeraldas
Caicedo-Perlaza, Luis Copérnico
3
Puyol-Cortez, Jorge Luis
4
https://orcid.org/0000-0001-8696-2697
https://orcid.org/0000-0002-0734-694X
luis.caicedo@utelvt.edu.ec
jorge.puyol@utelvt.edu.ec
Ecuador, Esmeraldas, Universidad Técnica Luis
Vargas Torres de Esmeraldas
Ecuador, Esmeraldas, Universidad Técnica Luis
Vargas Torres de Esmeraldas
Autor de correspondencia
1
DOI / URL: https://doi.org/10.55813/gaea/jessr/v4/n3/122
Resumen: La termodinámica química es crucial en la
química porque proporciona bases teóricas para entender
la transferencia y transformación de energía y materia en
procesos químicos. Conceptos como energía, trabajo,
calor, entropía y entalpía son esenciales en biología
molecular, ingeniería y otras disciplinas científicas. Sin
embargo, la enseñanza de la termodinámica enfrenta
desafíos significativos debido a su naturaleza abstracta y
los requerimientos matemáticos, lo que disminuye el interés
de los estudiantes. La percepción de una desconexión entre
los principios termodinámicos y sus aplicaciones prácticas
puede hacer que los estudiantes la consideren irrelevante.
Además, las metodologías tradicionales pueden afectar
negativamente la comprensión, mientras que las
tecnologías de la información y comunicación (TICs)
pueden hacerla más atractiva. Según encuestas, el
principal problema en la enseñanza de la termodinámica es
el escaso interés de los estudiantes debido a la abstracción
de los conceptos. Los docentes pueden mejorar la
comprensión aplicando metodologías innovadoras como
las TICs y conectando los principios con aplicaciones
prácticas. Fomentar el pensamiento crítico y la resolución
de problemas también puede mejorar la comprensión y
relevancia de la termodinámica química.
Palabras clave: Estudio, Termo Química, Perspectiva
Pedagógica, Enseñanza, Educación
Received: 16/May/2024
Accepted: 20/Jun/2024
Published: 31/Jul/2024
Cita: Saavedra-Mera, K. A., Valverde-Medina,
L. M., Caicedo-Perlaza, L. C., & Puyol-Cortez,
J. L. (2024). El estudio de la termodinámica
química desde una perspectiva pedagógica.
Journal of Economic and Social Science
Research, 4(3), 89–104.
https://doi.org/10.55813/gaea/jessr/v4/n3/122
Journal of Economic and Social Science
Research (JESSR)
https://economicsocialresearch.com
info@editoriagrupo-aea.com
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Abstract:
Chemical thermodynamics is crucial in chemistry because it provides a theoretical
basis for understanding the transfer and transformation of energy and matter in
chemical processes. Concepts such as energy, work, heat, entropy and enthalpy are
essential in molecular biology, engineering and other scientific disciplines. However,
the teaching of thermodynamics faces significant challenges due to its abstract nature
and mathematical requirements, which diminishes student interest. A perceived
disconnect between thermodynamic principles and their practical applications may
cause students to consider it irrelevant. In addition, traditional methodologies can
negatively affect understanding, while information and communication technologies
(ICTs) can make it more attractive. According to surveys, the main problem in teaching
thermodynamics is low student interest due to the abstraction of concepts. Teachers
can improve understanding by applying innovative methodologies such as ICTs and
connecting principles with practical applications. Encouraging critical thinking and
problem solving can also improve the understanding and relevance of chemical
thermodynamics.
Keywords: Study, Thermochemistry, Pedagogical Perspective, Teaching, Education.
1. Introducción
La termodinámica química es una disciplina de mucha importancia en el campo de la
química, ya que proporciona bases teóricas para entender cómo se transfieren y
transforman la energía y la materia en los procesos químicos. Esta área del
conocimiento es fundamental no solo para los estudiantes de química, sino también
para aquellos en disciplinas como la ingeniería, la biología y las ciencias ambientales.
A pesar de su importancia, la enseñanza de la termodinámica química presenta
numerosos desafíos debido a su naturaleza abstracta y altamente matemática.
Uno de los principales obstáculos en la enseñanza de la termodinámica química es la
dificultad que tienen los estudiantes para relacionar los conceptos teóricos con las
aplicaciones prácticas. Las leyes de la termodinámica son fundamentales, pero
frecuentemente son percibidas como fórmulas abstractas que carecen de conexión
con el mundo real. Esto puede llevar a una falta de interés y motivación por parte de
los estudiantes, lo que a su vez puede afectar negativamente su desempeño
académico.
Además, los métodos tradicionales de enseñanza, que a menudo se centran en la
memorización de fórmulas y la resolución de problemas numéricos, que no son
suficientes para fomentar una comprensión profunda y significativa de los principios
termodinámicos. La necesidad de una pedagogía más interactiva y orientada a la
aplicación práctica se hace evidente cuando consideramos las dificultades que
enfrentan los estudiantes en la internalización de conceptos complejos como la
entropía, la energía libre de Gibbs y el equilibrio químico.
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Por ende, la incorporación de estrategias pedagógicas innovadoras, como el
aprendizaje basado en problemas (ABP), las simulaciones y laboratorios virtuales, y
las actividades prácticas, puede ser una solución efectiva para mejorar la enseñanza
de la termodinámica química. Estas metodologías permiten a los estudiantes
experimentar y visualizar los procesos termodinámicos, facilitando una comprensión
más profunda y duradera.
Por otro lado, la formación y capacitación de los docentes en el uso de estas nuevas
herramientas pedagógicas es igualmente crucial. Los profesores necesitan estar bien
preparados para implementar estos métodos de manera efectiva en el aula. Esto
implica no solo el conocimiento técnico de las herramientas, sino también la capacidad
de integrarlas de manera coherente en el plan de estudios y de adaptarlas a las
necesidades específicas de sus estudiantes.
Por ende, es imprescindible analizar las estrategias efectivas para la enseñanza de
termodinámica química a través de la implementación de metodologías de enseñanza
y herramientas digitales pedagógicas.
En conclusión, el estudio de la termodinámica química desde una perspectiva
pedagógica es un proyecto ambicioso y necesario. Al incorporar estrategias
pedagógicas innovadoras y centradas en el estudiante, y al evaluar su efectividad de
manera rigurosa, podemos mejorar significativamente la comprensión y el interés de
los estudiantes en esta área fundamental de la química. Este esfuerzo no solo
beneficiará a los estudiantes y docentes en el presente, sino que también tendrá un
impacto duradero en el desarrollo científico y tecnológico futuro.
Descripción de la situación problemática
La enseñanza de la termodinámica química en los niveles de bachillerato y
universidad enfrenta varios desafíos significativos que afectan la comprensión y el
interés de los estudiantes en esta área fundamental de la química. A pesar de su
relevancia en múltiples campos científicos y tecnológicos, muchos estudiantes
encuentran la termodinámica química particularmente difícil y abstracta, lo que
conduce a bajos niveles de comprensión y motivación.
El problema principal en la enseñanza de la termodinámica química es la baja
comprensión y el escaso interés de los estudiantes debido a que la termodinámica
química se basa en conceptos abstractos y requiere un alto grado de comprensión
matemática (Rodríguez & Martínez, 2021). Los conceptos como entropía, energía libre
de Gibbs y equilibrio químico son difíciles de visualizar y comprender para los
estudiantes. La dependencia de fórmulas y ecuaciones matemáticas para describir
estos conceptos añade una capa adicional de complejidad.
Los docentes no están adecuadamente capacitados para utilizar enfoques
pedagógicos innovadores y recursos tecnológicos que podrían mejorar la enseñanza
de la termodinámica química. La falta de formación en el uso de simulaciones,
laboratorios virtuales y otras herramientas didácticas limita la capacidad de los
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docentes para hacer que el aprendizaje sea más interactivo y atractivo (Fernández,
2020). La falta de autocapacitación de los docentes sobres las nuevas estrategias
pedagógicas y la insuficiente atención a la diversidad de estilos de aprendizaje, esta
situación limita el desarrollo de competencias esenciales en los estudiantes.
A menudo, los estudiantes no ven la conexión entre los principios termodinámicos y
sus aplicaciones prácticas en el mundo real. Esta desconexión hace que los
estudiantes la vean como algo irrelevante lo que disminuye el interés y la motivación
para aprender.
Otro de los factores es la falta de ejemplos prácticos y experiencias de laboratorio que
ilustren estos conceptos en acción agrava este problema.
Los métodos de enseñanza tradicionales, que se centran en la memorización de
fórmulas y la resolución de problemas numéricos. Estos métodos pueden resultar en
un aprendizaje superficial, donde los estudiantes son capaces de resolver problemas
específicos, pero no de aplicar los conceptos a situaciones nuevas o más complejas.
1.2. Importancia de la investigación
La termodinámica química es una parte esencial de la química y la física, por ende,
su comprensión sobre los principios termodinámicos, como la energía, el trabajo, el
calor, la entropía y la entalpía, son conceptos clave que se aplican en diversas áreas,
desde la biología molecular hasta la ingeniería y es fundamental para los estudiantes.
El estudio de la termodinámica química desde una perspectiva pedagógica puede
ilustrarse a través de estudios específicos.
La termodinámica química es conocida por ser una materia difícil de enseñar y
aprender debido a su naturaleza abstracta y matemática. A través de la investigación,
se pueden identificar y aplicar estrategias de enseñanza más efectivas, promover la
equidad en la educación y fomentar una integración interdisciplinaria, todo lo cual
contribuye a una educación científica más robusta y accesible.
López (2022), en su investigación titulada “Termodinámica Química como herramienta
pedagógica para mejorar la comprensión de conceptos abstractos”, cuyo objetivo fue
analizar las estrategias de enseñanza que fortalecen la comprensión de la
termodinámica química en estudiantes de nivel universitario, utilizó una metodología
con enfoque cuantitativo de nivel descriptivo y aplicación de campo para la recolección
de sus datos. Basado en un instrumento tipo cuestionario aplicado a estudiantes y
profesores, encontró que la implementación de simulaciones.
Estudiar la termodinámica química ayuda a los estudiantes a desarrollar habilidades
de pensamiento crítico y analítico. Les permite entender y predecir el comportamiento
de los sistemas químicos y físicos bajo diferentes condiciones. Esto fomenta una
mentalidad científica y una capacidad para resolver problemas complejos.
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García (2023), titulado “Impacto de las tecnologías educativas en la enseñanza de la
termodinámica química”, cuyo objetivo fue evaluar el impacto del uso de tecnologías
educativas en la comprensión de la termodinámica química. Utilizó una metodología
con enfoque mixto, combinando análisis cuantitativo y cualitativo a través de
encuestas y entrevistas. Sus resultados mostraron que el uso de plataformas de
aprendizaje en línea y simulaciones digitales resultó en un aumento del 30% en el
rendimiento académico de los estudiantes en comparación con métodos tradicionales.
1.3. Definición de términos básicos
¿Qué es la termodinámica?
La TERMODINÁMICA se puede definir en general como la ciencia de la energía
El término TERMODINÁMICA proviene de las palabras griegas therme (calor) y
dynamis (fuerza), lo cual tiene que ver con los primeros esfuerzos por convertir el calor
en energía (Smith, 2024).
• Termodinámica
Es la rama de la ciencia que describe el comportamiento de la materia y la
transformación entre las diferentes formas de energía a escala macroscópica, escala
humana o mayor. La Termodinámica describe un sistema de interés en términos de
sus propiedades de conjunto. Una descripción termodinámica de la materia no hace
referencia a su estructura y comportamiento a nivel microscópico (Smith,2024).
• Termoquímica
Rama de la termodinámica que estudia específicamente la absorción y liberación de
calor que acompaña a una reacción química.
Variables termodinámicas
Son las propiedades macroscópicas que definen el estado termodinámico de un
sistema, como, por ejemplo, la presión, el volumen, la temperatura, la composición
química y la concentración de cada componente.
No son variables termodinámicas las referidas al comportamiento individual de los
átomos o las moléculas, tales como forma, velocidad, energías atómicas o
moleculares.
La termodinámica se ocupa solo de sistemas que se encuentran en estado de
equilibrio (las variables termodinámicas no cambian con el tiempo), y estudia el
cambio de las variables entre dos estados de equilibrio, uno inicial y otro final, pero no
se ocupa del estado o estados que hayan tenido lugar para pasar de un estado a otro.
Se llaman también variables de estado.
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DIMENSIONES.
Una dimensión es una variable física utilizada para especificar o describir el
comportamiento o naturaleza de un sistema o partícula.
En un sistema de unidades las dimensiones se clasifican en primarias y secundarias.
Las primarias son las que permiten establecer un sistema arbitrario de escalas de
medición; las secundarias consisten en dimensiones que se pueden expresar en
términos de las dimensiones de las cantidades primarias. Las dimensiones
secundarias se obtienen de las primarias utilizando una ecuación que relacione
cantidades físicas.
Cada dimensión puede tener diferentes unidades de medida, dependiendo del sistema
de unidades utilizado, como el Sistema Internacional de Unidades (SI).
Indicadores termodinámicos
Los indicadores termodinámicos son parámetros que se utilizan para describir el
comportamiento y la eficiencia de los procesos termodinámicos. Algunos indicadores
comunes incluyen:
• Entalpía (H): Energía total de un sistema, definida como H=U+PVH = U +
PVH=U+PV, donde U es la energía interna, P es la presión y V es el volumen.
• Energía Libre de Gibbs (G): Energía disponible para realizar trabajo a
temperatura y presión constantes, definida como G=H−TSG = H – TSG=H−TS,
donde T es la temperatura y S es la entropía.
• Capacidad Calorífica ©: Cantidad de calor requerida para cambiar la
temperatura de un sistema en una unidad, puede ser a volumen constante (C.v)
Unidad de análisis
La unidad de análisis en termodinámica química es el sistema termodinámico, que
puede definirse como una cantidad de materia o una región del espacio en estudio.
Los sistemas pueden clasificarse en:
1. Sistema cerrado. Tiene paredes impermeables al paso de la materia; en otras
palabras, el sistema no puede intercambiar materia con sus alrededores, y su
masa permanece constante.
2. Sistema abierto. Puede existir intercambio de materia o de alguna forma de
energía con sus alrededores.
3. Sistema aislado. No puede tener absolutamente ninguna interacción con sus
alrededores: la pared resulta impermeable a la materia y a cualquier forma de
energía mecánica o no mecánica.
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1.4 objetivos
Objetivo general:
Analizar las estrategias efectivas para la enseñanza de termodinámica química a
través de la implementación de metodologías de enseñanza y herramientas digitales
pedagógicas.
Objetivos específicos
• Identificar la metodología utilizada por los docentes en la socialización y
explicación de la termodinámica química y sus usos en la cotidianidad.
• Investigar los diferentes métodos y herramientas didácticas para aplicación
correcta en la asignatura de química en relación con los temas de la
Termodinámica química.
2. Materiales y métodos
La presente investigación es un estudio descriptivo, basado en la información que se
recolectó a través del uso de un cuestionario virtual, el cual contiene 5 preguntas
referentes a la metodología aplicada por los docentes en el aula y los conocimientos
que tienen los estudiantes acerca de la termodinámica, con el fin de identificar las
dificultades más comunes que enfrentan los estudiantes al estudiar esta disciplina.
Posteriormente, se diseñará un plan de enseñanza que incluirá estrategias didácticas
innovadoras, como el uso de recursos visuales, analogías y ejemplos prácticos, para
facilitar la comprensión de los conceptos clave de la termodinámica química.
2.1. Técnicas de recolección de datos
Encuesta virtual: Es un método de recopilación de datos en el que se envían
cuestionarios a una muestra de encuestados y éstos pueden responder a través de
su teléfono o computadora a través de Google.
• Se envió el cuestionario a 10 estudiantes, que cursan el sexto nivel en la carrera
de Pedagógica en química y biología de la Universidad Técnica Luis Vargas
Torres de Esmeraldas. El instrumento aplicado se encuentra en el Anexo 1.
Cuantitativa: Es un método estructurado de recopilación y análisis de información
que se obtiene a través de diversas fuentes. Este proceso se lleva a cabo con el uso
de herramientas estadísticas y matemáticas con el propósito de cuantificar el
problema de investigación.
Los datos cuantitativos los usaremos dentro de esta investigación para:
• Medir la efectividad de las estrategias pedagógicas innovadoras en la
enseñanza de la termodinámica química.
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• Comparar el rendimiento académico de los estudiantes antes y después de la
implementación de nuevas metodologías.
• Evaluar la comprensión de conceptos termodinámicos abstractos a través
de diferentes herramientas didácticas.
Para la consecución del objetivo, se definió la siguiente planificación:
Momento 1: Elaboración del instrumento para recabar información.
Momento 2: Análisis y procesamiento de la información.
Momento 3: Identificación de la influencia de la metodología de los docentes, a
través de la elaboración de instrumentos de evaluación.
3. Resultados
3.1. ¿Sabe usted que es la termodinámica?
Por lo general algunos estudiantes desconocen sobre los términos o conceptos de la
termodinámica, por lo tanto, podemos comprobarlo al observar que 10 estudiantes
encuestados respondieron de acuerdo con sus conocimientos; y tan solo el 50%
respondió que sí conocían sobre este tema, por otro lado, el 30% respondió que tal
vez conocen sobre esto y el 20% respondió que no conocen sobre la termodinámica.
Es interesante ver en la ilustración 1, como los estudiantes han distribuido su
conocimiento en cuanto a la termodinámica, ya que es un poco preocupante ver que
el 20% y el 30% desconocen sobre este tema. Según Rodríguez y Martínez (2021)
afirman que el problema principal en la enseñanza de la termodinámica química es la
baja comprensión y el escaso interés de los estudiantes debido a que la
termodinámica química se basa en conceptos abstractos y requiere un alto grado de
comprensión matemática.
Figura 1.
Grupo de estudiantes encuestados para saber su conocimiento en cuanto a la
termodinámica.
Nota: Autores (2024)
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3.2. ¿Entiende los conceptos y la metodología que aplica el docente sobre la
termodinámica?
Al observar podemos darnos cuenta de que 10 estudiantes respondieron; el 60%
respondió que sí entienden los conceptos y la metodología que aplica el docente sobre
la termodinámica, mientras que un 20% respondió que no conoce sobre estos
conceptos y metodologías, y el otro 20% tal vez conozca sobre estos conceptos.
(Zárate-Moedano, R., Suárez-Medellín, J. M., & Pérez-Hernández, R. L. 2023), nos
afirman que durante muchas décadas la enseñanza y aprendizaje de la termodinámica
ha formado parte de los contenidos básicos de la educación obligatoria, en particular
lo referente a los conceptos de calor y temperatura. Sin embargo, ha sido
documentado en múltiples ocasiones que los estudiantes, en los diferentes grados
escolares, siguen utilizando concepciones alternativas para explicar fenómenos que
involucran estos conceptos. Resultados de investigación educativa mencionan que
algunos de los problemas más comunes están relacionados con asociar la
temperatura como la medida del calor, considerar al calor como la energía que poseen
los cuerpos, pensar el calor en función del estado de los sistemas, en lugar de
asociarlo con su existencia a partir de un proceso, dificultad para comprender que en
una transferencia o transformación de formas de energía en otras existe degradación
de una parte de estas; es decir, se convierte en formas de energía no utilizable y hasta
problemas relacionados con el lenguaje, debido a que calor es el nombre de un
proceso y se utiliza para decir tengo calor o hace calor.
Como podemos darnos cuenta en cuanto a la cita anterior la razón por la que el otro
porcentaje bajo de estudiantes no comprende los conceptos y la metodología sobre la
termodinámica, es porque relacionan mal estos temas o conceptos.
Figura 2.
Grupo de estudiantes encuestados para saber si entienden los conceptos y la
metodología que aplica el docente sobre la termodinámica.
Nota: Autores (2024)
3.3. ¿Su docente utiliza las TIC para la enseñanza de la termodinámica?
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Como podemos observar, el 60% de los estudiantes reconocen que el docente si
implementa las TIC para enseñar sobre la termodinámica, por otro lado, el 30% de los
estudiantes reconocen que de vez en cuando el docente utiliza las TIC para sus
enseñanzas y el 10% respondió que su docente no utiliza las TIC para enseñar.
Al observar la ilustración 3, nos centraremos en el pequeño porcentaje de
estudiantes que afirmaron que sus docente no utilizan las TIC y debido a esta
problemática Fernández (2020), nos dice que los docentes no están adecuadamente
capacitados para utilizar enfoques pedagógicos innovadores y recursos tecnológicos
que podrían mejorar la enseñanza de la termodinámica química, y que la falta de
formación en el uso de simulaciones, laboratorios virtuales y otras herramientas
didácticas limita la capacidad de los docentes para hacer que el aprendizaje sea más
interactivo y atractivo.
Por otro lado, diversos autores (Sánchez y Ramis, 2004; Faúndez et al., 2014; Bravo
et al., 2016, Ausín et al., 2016) indican que, con la incorporación de nuevas
metodologías, tales como: … las TIC, entre otros, generan aprendizajes significativos
en los estudiantes universitarios, lo que se traduce en buenos resultados académicos,
más aún si consideramos que estamos hablando de estudiantes que en un futuro no
muy lejano serán docentes.
Con esto podemos darnos cuenta de que, si se implementa las TIC en el 10% y 30%
de los estudiantes para enseñar termodinámica, se reduciría un gran porcentaje y
estos tendrían un aprendizaje más significativo en cuanto a estos temas.
Figura 3.
Grupo de estudiantes encuestados para saber si su docente utiliza las TIC para la
enseñanza de la termodinámica
Nota: Autores (2024)
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3.4. ¿Sabe usted como se utiliza la termodinámica en la vida cotidiana?
Como podemos observar, el 70% de los estudiantes encuestados indicaron que si
saben cómo se utiliza la termodinámica en la vida cotidiana, mientras que el 30% de
los estudiantes indicaron que no saben cómo se aplica la termodinámica en la vida
cotidiana.
Según López (2022), nos dice que estudiar la termodinámica química ayuda a los
estudiantes a desarrollar habilidades de pensamiento crítico y analítico. Les permite
entender y predecir el comportamiento de los sistemas químicos y físicos bajo
diferentes condiciones. Esto fomenta una mentalidad científica y una capacidad para
resolver problemas complejos.
Como podemos evidenciar en la ilustración 4, es muy importante que la mayor parte
de los estudiantes sepan acerca de cómo se utiliza la termodinámica en la vida
cotidiana, ya que esto les ayuda a comprender cada vez más el mundo que les rodea,
les ayuda a crear habilidades para la resolución de problemas, tomar conciencia sobre
el medio ambiente, prepararse para futuras carreras, entre otros. Mientras que el otro
bajo porcentaje de estudiantes no tendría conocimiento sobre estas cosas muy
importantes, ya que no verían la conexión importante de la termodinámica en sus vidas
y en el mundo real, esto conlleva a que sea algo irrelevante para ellos, sin tanta
importancia, lo que disminuiría sus ánimos por aprender.
Figura 4.
Grupo de estudiantes encuestados para saber si como se utiliza la termodinámica en
la vida cotidiana.
Nota: Autores (2024)
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3.5. ¿Sabe usted en que industria se utiliza la termodinámica?
Como vemos en la ilustración, el 70% de los estudiantes si tienen conocimiento sobre
las industrias en las que se utiliza la termodinámica, mientras que el 30% de los
estudiantes desconoce en qué industrias se utiliza la termodinámica.
Cabrera Cubillos, N. (2019), nos dice lo siguiente, es de vital importancia que, desde
la enseñanza de las ciencias, los docentes encuentren diferentes temáticas de interés
para los estudiantes, que permitan renovar esta pasión que se ha ido perdiendo, y por
medio del aprendizaje activo, realizar prácticas que les permitan asociar las diferentes
temáticas con la vida real.
Es por esta razón enfatizar en los conceptos de la termodinámica, ya permite tener un
conocimiento más amplio sobre cómo utilizarlo en las industrias.
Figura 5.
Grupo de estudiantes encuestados para saber si conocen en que industria se utiliza
la termodinámica
Nota: Autores (2024)
4. Discusión
Los resultados de este estudio revelan varios desafíos clave en la enseñanza de la
termodinámica química, así como las posibles soluciones pedagógicas que pueden
implementarse para mejorar la comprensión y el interés de los estudiantes en esta
materia. En primer lugar, se confirma la hipótesis de que la abstracción y la
complejidad matemática de los conceptos termodinámicos, como la entropía y la
energía libre de Gibbs, dificultan la comprensión por parte de los estudiantes, lo que
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coincide con lo señalado por Rodríguez y Martínez (2021). Estos autores destacan
que la abstracción inherente a la termodinámica y los elevados requisitos matemáticos
constituyen barreras significativas para el aprendizaje efectivo.
Un hallazgo notable es la desconexión percibida entre los principios termodinámicos
y sus aplicaciones prácticas, lo que contribuye a la percepción de irrelevancia de la
materia entre los estudiantes. Fernández (2020) subraya la importancia de la
formación de los docentes en el uso de recursos tecnológicos y metodologías
innovadoras para superar esta desconexión. La falta de capacitación adecuada limita
la capacidad de los profesores para hacer el aprendizaje más interactivo y atractivo.
Este estudio encontró que una proporción considerable de estudiantes reconoce la
utilización de TIC en la enseñanza, pero también resalta que un porcentaje
significativo de docentes no las utiliza de manera consistente, lo cual es una
oportunidad de mejora crítica.
El uso de tecnologías de la información y comunicación (TIC) y metodologías
interactivas se destaca como una estrategia efectiva para incrementar la comprensión
y el interés. López (2022) y García (2023) demostraron que la implementación de
simulaciones y plataformas de aprendizaje en línea puede resultar en una mejora
significativa en el rendimiento académico de los estudiantes. Este estudio corrobora
estos hallazgos, mostrando que los estudiantes que experimentan métodos de
enseñanza innovadores, como el uso de laboratorios virtuales y aprendizaje basado
en problemas, reportan una mayor comprensión de los conceptos termodinámicos.
Además, el estudio pone de manifiesto la importancia de ilustrar los conceptos
termodinámicos mediante ejemplos prácticos y experiencias de laboratorio, lo cual no
solo facilita la comprensión, sino que también aumenta la relevancia percibida de la
materia. Según Cabrera Cubillos (2019), la enseñanza de las ciencias debe renovar
la pasión de los estudiantes a través de prácticas que conecten los conceptos con la
vida real. En este sentido, la inclusión de actividades que demuestren aplicaciones
prácticas de la termodinámica puede transformar la percepción de la materia de
abstracta a tangiblemente útil.
En cuanto a la formación docente, es evidente que existe una necesidad urgente de
programas de desarrollo profesional que capaciten a los profesores en el uso de
herramientas pedagógicas modernas y enfoques didácticos innovadores. Fernández
(2020) destaca que la falta de formación en el uso de tecnologías y metodologías
avanzadas es una barrera significativa para la mejora de la enseñanza de la
termodinámica química. El presente estudio sugiere que los programas de desarrollo
profesional enfocados en estas áreas podrían tener un impacto positivo significativo
en la calidad de la enseñanza y el aprendizaje.
Finalmente, se observa que el fomento del pensamiento crítico y la resolución de
problemas es crucial para el entendimiento profundo de los conceptos
termodinámicos. Las metodologías que promueven estas habilidades pueden ayudar
a los estudiantes a aplicar los conocimientos adquiridos a nuevas situaciones y a
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resolver problemas complejos, como lo indican los resultados obtenidos por López
(2022) y García (2023).
5. Conclusiones
El estudio de la termodinámica química desde una perspectiva pedagógica es un
proyecto ambicioso y necesario ya que la termodinámica química es una disciplina
de mucha importancia en el campo de la química. Esta área del conocimiento es
fundamental no solo para los estudiantes de química, sino también para aquellos en
disciplinas como la ingeniería, la biología y las ciencias ambientales, por ende, es
indispensable identificar y aplicar estrategias de enseñanza más efectivas, promover
la equidad en la educación y fomentar una integración interdisciplinaria, todo lo cual
contribuye a una educación científica más robusta y accesible.
En conclusión, podemos definir a la termodinámica química como una disciplina
importante en “Química” y otras áreas, no obstante, el método de enseñanza de esta
materia afronta, retos por su esencia abstracta y aritmética, es decir que la carencia
de conexión entre los conceptos y la forma de aplicación práctica, puede a mermar la
impotencia de la materia y la motivación de los estudiantes, afectando su desempeño
académico.
Finalmente, podemos decir que, para acrecentar la enseñanza de la termodinámica
química, es imprescindible llevar a cabo la utilización de estrategias pedagógicas, por
ejemplo: el aprendizaje basado en problemas, el uso de laboratorios virtuales, apps
de química, revistan científica etc. Asimismo, los docentes, tienen que estar
perfectamente capacitados, para que ellos puedan utilizar de forma eficaz, en el aula,
de esta manera, esto subvencionara a un entendimiento más profundo y permanente
de los principios termodinámicos, aumentando, lo abstracto de la materia y mejorando
el desempeño académico de los estudiantes.
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