Bogotá - Ciencias - Maestría en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales · 2024

El poder de la información : una forma de entender y enseñar entropía

La entropía es un concepto central de la física que desempeña un papel fundamental en termodinámica y en computación. Sin embargo, su enseñanza en educación media enfrenta grandes retos, pues su versión original, propuesta por Rudolf Clausius, incluye conceptos (como el calor) y herramientas matemáticas (como integrales y logaritmos) que pueden estar fuera del alcance del estudiante, lo que lleva a menudo al maestro a limitarse a una descripción cualitativa, identificándola como desorden, y no como una medida de la incertidumbre asociada al hecho de haber escogido una descripción probabilística del sistema, como se entiende actualmente. Este trabajo presenta una secuencia didáctica para la enseñanza del concepto de entropía a partir de la teoría de información, que, basada en probabilidades, permite construir el concepto de manera clara y sólida, y aplicarlo al cálculo preciso de fenómenos como ciclos térmicos y difusión. La secuencia propuesta cubre, además, los conceptos de Mecánica Newtoniana (como fuerza, trabajo y energía), Termodinámica (como gases ideales, trabajo y calor) y Probabilidad necesarios para su comprensión y aplicación. La secuencia completa fue implementada durante todo el año lectivo 2023 con estudiantes de grado décimo del Colegio Santa Librada, IED, en Bogotá (Colombia), y evaluada con tres pares de pruebas de pre-test y post-test. El análisis estadístico de los resultados con t de student muestra una mejora notable en el desempeño de los estudiantes entre pre-test y post-test. Asimismo, se recopilaron evidencias del desarrollo de las clases mediante una bitácora, la cual permitió documentar el progreso de los estudiantes a lo largo de la secuencia didáctica, así como la apropiación de conceptos y el desarrollo de habilidades, aspectos que fueron integrados y analizados en el marco del análisis cualitativo. Tanto el análisis cuantitativo como el cualitativo evidencian la efectividad de la propuesta. El trabajo constituye, por lo tanto, un aporte valioso para la enseñanza de la termodinámica y del concepto de entropía en educación media (Texto tomado de la fuente).

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