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https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/8915| Título : | Análisis termodinámico del efecto del dióxido de carbono en el calentamiento global: propuesta de un protocolo de práctica experimental y una secuencia didáctica fundamentada en el aprendizaje basado en proyectos |
| Autor : | Álvarez Amparán, Marco Antonio Martínez Vitela, Mario Alberto Villarreal Medina, Aline Beristain Montiel, Erik Estrada Ramírez, Ricardo Manuel Antonio Domínguez Castro, Héctor Gracia Fadrique, Jesús Novelo Torres, Alma Miriam De la Peña Osorio, Lisseth Rodríguez Arjón, Mónica Velasco Medina, Andrés A. García Figueroa, Arturo Antonio Pimentel Alarcón, Miguel Ángel Alanís García, Mario Alberto Geffroy Aguilar, Enrique Hernández Segura, Gerardo Omar García Medeiros de Oliveira, Milton Thadeu Pérez Muñoz, Agustín López Cervantes, José Luis Bucio Carrillo, Emilio |
| Fecha de publicación : | 2025 |
| Resumen : | El proyecto desarrolla e integra recursos didácticos y digitales para la enseñanza de la termodinámica y del papel del CO₂ en el cambio climático en la Facultad de Química, mediante aprendizaje activo, protocolos experimentales, simuladores y materiales multimedia. Busca fortalecer la comprensión conceptual, el análisis de datos, el pensamiento crítico y la formación de estudiantes, así como difundir los productos en repositorios y espacios académicos institucionales. |
| URI : | https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/8915 |
| metadata.dc.contributor.responsible: | López Cervantes, José Luis |
| metadata.dcterms.callforproject: | 2025 |
| metadata.dc.coverage.temporal: | 2025-2026 |
| metadata.dcterms.educationLevel.SEP: | Licenciatura nivel superior |
| metadata.dc.description.objective: | Se desarrolló, implementó y evaluó un conjunto de recursos didácticos y experimentales para fortalecer la enseñanza de la termodinámica en la Facultad de Química de la UNAM, tomando como eje el análisis del dióxido de carbono y su papel en el calentamiento global. Como resultado del proyecto, se diseñó y validó un protocolo de práctica experimental para el estudio de propiedades termodinámicas del CO2, se elaboró una secuencia didáctica basada en el aprendizaje basado en proyectos para analizar el efecto del CO2 en el calentamiento global, y se produjeron materiales de apoyo complementarios, entre ellos videos didácticos, instrumentos de evaluación y recursos para la formación docente y estudiantil. Estos materiales se implementaron y evaluaron en actividades académicas dirigidas a estudiantes de licenciatura, particularmente en talleres y en el curso “Termodinámica del cambio climático”, lo que permitió valorar su pertinencia y su contribución al aprendizaje de conceptos fisicoquímicos y termodinámicos. La intervención favoreció a que el alumnado pueda vincular el análisis experimental de variables como presión, volumen y temperatura con la comprensión del efecto del CO2 en la absorción de radiación infrarroja y en el calentamiento global, promoviendo además una postura crítica e informada frente a esta problemática. De manera complementaria, el proyecto generó productos de difusión y consolidación académica, entre ellos tesis de licenciatura, carteles, ponencias y materiales enviados a repositorios institucionales, con lo cual se fortaleció tanto la formación académica del alumnado participante como la transferencia de la innovación educativa hacia otros espacios de docencia y divulgación. |
| metadata.dc.description.hypothesis: | La integración de prácticas experimentales, recursos digitales y aprendizaje basado en proyectos favorecerá una comprensión más profunda y contextualizada de la termodinámica y del efecto del CO₂ en el calentamiento global en estudiantes de la Facultad de Química. |
| metadata.dc.description.strategies: | La evaluación termodinámica y el análisis del efecto del dióxido de carbono en el calentamiento global se propone realizar en dos etapas. En la primera etapa el estudiante realizará experimentos que le permitan medir y reflexionar sobre las propiedades del dióxido de carbono mediante dos protocolos de prácticas de laboratorio experimental. En la segunda etapa el estudiante realizará una investigación guiada por un académico para profundizar sobre los modelos, teorías, discusiones y controversias alrededor del efecto del dióxido de carbono en el calentamiento global y el cambio climático con el objetivo que el estudiante proponga una diseño experimental con materiales de fácil acceso en el laboratorio. Esta investigación guiada estará apoyada por una secuencia didáctica de aprendizaje basado en proyectos. La evaluación experimental estará inscrita en el Laboratorio de Termodinámica (1212) de la Facultad de Química, UNAM. En la primera etapa de intervención, se propone un protocolo de práctica donde el estudiante evalúe propiedades termodinámicas PVT del dióxido de carbono. Como propiedades termodinámicas PVT se medirá la compresibilidad isotérmica y el coeficiente de expansión térmica isobárica. Adicionalmente se determinará la capacidad calorífica a presión constante mediante un calorímetro. Para realizar estos experimentos se gestionará la compra los equipos de Boyle-Mariotte 1017366 de la compañía 3B Scientific® Physics, la esfera Jolly con manómetro y válvula de purga de la compañía 3B Scientific® Physics, dos termómetros de alta precisión, un recipiente Dewar para transportar el dióxido de carbono sólido que será usado para producir dióxido de carbono en fase gas y un calorímetro. Los experimentos de validación de la metodología experimental sobre la compresibilidad isotérmica, el coeficiente de expansión térmica isobárica y la capacidad calorífica serán realizados por los estudiantes participantes del proyecto como becarios del presente proyecto. Las mediciones serán comparadas con las reportadas en la literatura para determinar las mejores condiciones experimentales. Una vez determinadas las condiciones experimentales que permitan mayor repetibilidad y reproducibilidad de medición se elaborará un protocolo de práctica y un instrumento de evaluación de la intervención. El protocolo propuesto para esta primera etapa debe estar centrado en el estudiante de tal forma que el estudiantado pueda reflexionar sobre su actividad experimental y de indagación que lo preparen para la siguiente etapa. Los resultados preliminares serán presentados por académicos y alumnos participantes en el proyecto, en congresos nacionales de educación, así como la impartición de seminarios en la comunidad académica. Para la segunda etapa se implementará una secuencia didáctica de aprendizaje basado en proyectos, en esta secuencia didáctica se guiará a los estudiantes en el diseño de una metodología experimental para determinar el efecto del dióxido de carbono como gas de efecto invernadero midiendo los cambios de temperatura en una atmósfera rica en este gas para lo cual se adquirirá una lámpara de infrarrojo, una cámara de acrílico de alta transmitancia de luz, medidor de radiación infrarroja y un medidor de humedad. Los alumnos participantes en el proyecto, evaluarán diferentes materiales para seleccionar aquellos que aseguren la repetibilidad y reproducibilidad del experimento. Esta secuencia didáctica deberá contener preguntas y actividades disparadoras que le permitan al estudiante comprender, analizar y generar una postura crítica frente al papel del efecto del dióxido de carbono en el calentamiento global. Además de la planificación de actividades y los resultados de aprendizaje de cada actividad además de guías que permitan guiar al docente y al estudiantado desarrollar las actividades. Con el fin de evaluar el impacto de las actividades propuestas (experiencias de cátedra y actividades experimentales) en la asimilación de conocimientos, por parte de los estudiantes, se diseñará e implementará un método de evaluación que permita identificar los resultados de aprendizaje esperados. |
| metadata.dc.description.goals: | 1.- Compra de los equipos, procuración de los materiales y puesta en marcha de los dispositivos experimentales necesarios para la medición de las propiedades termodinámicas PVT, capacidad calorífica y efecto del dióxido de carbono en calentamiento global. Comparación de los resultados obtenidos con los reportados en la literatura. 2.- Diseñar, elaborar y evaluar la aplicabilidad de dos protocolos de práctica de laboratorio cimentado en el modelo de enseñanza centrado en el estudiante. El protocolo debe apoyar al docente para guiar la investigación, experimentación y la reflexión de los conocimientos adquiridos al entendimiento de una problemática internacional, el cambio climático. Elaborar un instrumento de evaluación del impacto de la intervención educativa. 3.- Elaborar un compendio de artículos, libros y videos que resulten una revisión bibliográfica sobre los diferentes modelos y controversias del efecto del dióxido de carbono en el calentamiento global. 4.- Diseñar, elaborar y evaluar la aplicabilidad de una secuencia didáctica de aprendizaje basado en proyectos para que el estudiante proponga una metodología con la cual evaluar el efecto del dióxido de carbono en el calentamiento global con materiales disponibles o de fácil acceso. Elaborar un instrumento de evaluación del impacto de la intervención educativa. |
| metadata.dc.description.selfAssessment: | El proyecto permitió cumplir con el propósito de desarrollar e implementar recursos didácticos y experimentales para fortalecer la enseñanza de la termodinámica en la Facultad de Química de la UNAM, vinculándola con el análisis del dióxido de carbono y su papel en el calentamiento global. A lo largo del trabajo se articularon de manera congruente el diseño de prácticas experimentales, la elaboración de una secuencia didáctica, la producción de materiales audiovisuales, la construcción de instrumentos de evaluación y la generación de productos académicos derivados, como tesis, carteles, ponencias y materiales enviados a repositorios institucionales. De este modo, el proyecto no solo produjo materiales pertinentes, sino que también logró su difusión en distintos espacios académicos. Uno de los principales logros fue vincular una asignatura que con frecuencia se percibe como abstracta, como la termodinámica, con una problemática contemporánea de gran relevancia científica y social. Esto favoreció que el alumnado reconociera la utilidad de los conceptos termodinámicos para analizar fenómenos complejos y desarrollar una comprensión crítica del cambio climático. Asimismo, resultó especialmente valioso integrar trabajo experimental, revisión bibliográfica, simuladores, herramientas digitales e inteligencia artificial, ya que ello enriqueció los procesos de aprendizaje y diversificó las estrategias de enseñanza. También fue relevante la participación activa de estudiantes becarias en tareas de investigación, diseño de materiales, implementación y difusión académica, lo cual fortaleció su formación y dio lugar a productos terminales importantes, particularmente tesis de licenciatura y trabajos presentados en congresos. No obstante, la autoevaluación también permite identificar áreas de mejora. Algunos productos no alcanzaron, durante el periodo del proyecto, su fase final de publicación institucional, sino que quedaron en revisión, corrección, proceso de dictamen o no se lograron enviar a tiempo, como ocurrió con ciertos materiales enviados a la Red Universitaria de Aprendizaje. Además, la evaluación del impacto educativo, aunque generó evidencias valiosas, presentó limitaciones metodológicas en algunos casos, especialmente en la comparabilidad entre instrumentos iniciales y finales. Esto muestra la necesidad de fortalecer desde el inicio el diseño de instrumentos equivalentes y con criterios de valoración más estandarizados, así como ampliar la implementación de los materiales a un mayor número de grupos curriculares. En conjunto, el proyecto cumplió con sus objetivos centrales, generó productos pertinentes, fortaleció la formación del alumnado y abrió una línea de innovación educativa con potencial de continuidad. Su principal aporte radica en haber construido una propuesta de enseñanza que integra abstracción termodinámica, experimentación y reflexión sobre fenómenos físicos y ambientales contemporáneos. |
| metadata.dc.description.goalsAchieved: | 1.- Se adquirieron, montaron y pusieron en operación los equipos e instrumentos previstos para el desarrollo de las actividades experimentales, entre ellos el aparato de Boyle-Mariotte, la esfera de Jolly, calorímetro, termómetros de alta precisión, recipiente Dewar y materiales complementarios. Su funcionamiento permitió realizar y ajustar las prácticas relacionadas con propiedades PVT, capacidad calorífica y análisis experimental del CO2. 2.- Se diseñaron, elaboraron y consolidaron materiales didácticos y experimentales para la enseñanza de la termodinámica, incluyendo un protocolo de práctica de laboratorio sobre la compresibilidad isotérmica del CO2, una secuencia didáctica basada en aprendizaje por proyectos, dos videos didácticos y un instrumento de evaluación del impacto de la intervención. 3.- Se realizó la revisión bibliográfica y la sistematización de información científica, didáctica e histórica sobre el CO2, el calentamiento global y su enseñanza, lo que permitió sustentar académicamente la secuencia didáctica, el curso “Termodinámica del cambio climático” y en los trabajos de tesis, los materiales de apoyo y las propuestas experimentales derivadas del proyecto. 4.- Se implementaron y evaluaron las propuestas desarrolladas en actividades académicas concretas, particularmente en talleres y en el curso “Termodinámica del cambio climático”, mediante cuestionarios diagnósticos y de cierre, discusión de resultados y análisis de evidencias de aprendizaje. Esto permitió valorar la pertinencia de la intervención y documentar cambios en la comprensión conceptual, la argumentación científica y la articulación entre teoría y experimento. 5.- Se fortaleció la formación académica de estudiantes participantes en el proyecto, mediante el desarrollo de tesis de licenciatura y su participación en actividades de investigación, diseño experimental, análisis de resultados y comunicación científica. Como parte de ello, se generaron avances de tesis y productos académicos vinculados directamente con los objetivos del proyecto. 6.- Se difundieron los resultados del proyecto en espacios académicos e institucionales, mediante carteles, ponencias, videos, curso especializado y materiales enviados para su revisión a repositorios institucionales como el Repositorio de Innovación Educativa del CEIDE, además de productos sometidos a revisión para su incorporación a la Red Universitaria de Aprendizaje. |
| metadata.dcterms.provenance: | Facultad de Química |
| metadata.dc.subject.DGAPA: | Termodinámica |
| metadata.dc.type: | Proyecto PAPIME |
| metadata.dc.contributor.coresponsible: | Bucio Carrillo, Emilio |
| Aparece en las colecciones: | 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías |
Ficheros en este ítem:
| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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| 1-Evaluación-Impacto-Curso-TermodinamicaCambioClimatico.pdf | ofrecer una introducción comprensiva al entendimiento actual del cambio climático, fenómeno que, en las últimas décadas, ha demostrado afectar a todo el ecosistema terrestre sin distinción de regiones o grupos sociales. Esta problemática global requiere soluciones urgentes y de alcance mundial. | 5.34 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
| 2-Evaluación de la Intervención didáctica-Termodinámica del cambio climático.pdf | guiar al estudiantado en la exploración de las relaciones entre presión, volumen y temperatura, y en el análisis del papel del CO2 en la absorción de radiación infrarroja mediante simulación, experimentación, consulta de literatura científica y reflexión final. | 223.79 kB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
| 3-Protocolo de práctica de laboratorio de termodinámica-Ley de Boyle.pdf | Medición de la compresibilidad isotérmica del CO2 a temperatura ambiente con el uso del equipo Boyle-Mariotte | 316.95 kB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
| 4-Protocolo de práctica Relación presión–temperatura del aire y CO2 con la Esfera de Jolly.pdf | Relación presión–temperatura del aire y CO2 con la Esfera de Jolly. | 333.14 kB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
| 5-Protocolo de práctica determinación Potencial Urea.pdf | Determinación de la entalpía, energía libre de Gibbs y entropía de la disolución de la urea en agua. | 718.28 kB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
| 6-Secuencia didáctica Dióxido de Carbono.pdf | La secuencia didáctica está dirigida a alumnos de segundo y tercer semestre de las seis carreras impartidas en la Facultad de Química de la UNAM. | 428.96 kB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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