DESCRIPCIÓN DE LA NECESIDAD DEMANDADA
1.- Descripción de la demanda tecnológica.
¿QUÉ ES LA QUÍMICA ORGÁNICA?
La química orgánica es la rama de las ciencias naturales que estudia de manera holística aquellos compuestos que presentan carbono en su estructura. Dicha ciencia está implicada en una gran multitud de procesos. Mediante la química orgánica podemos: sintetizar medicamentos, aromas, plásticos, fibras, tintes, fertilizantes, cosméticos... No se puede negar su relevancia en la sociedad de hoy en día, y por esto es requisito indispensable que los profesionales encargados de conocer su funcionamiento estén bien formados.
Como cabe esperar, es una ciencia extensa y compleja que requiere de esfuerzo y dedicación para ser comprendida. Son diversas las titulaciones universitarias en las que se imparten varias asignaturas sobre química orgánica, por citar algunas: química, ingeniería química, farmacia, biología, biotecnología, bioquímica... Como se puede ver, hay un gran número de personas implicadas.
Durante estas titulaciones se estudian tres grandes temáticas de la química orgánica:
• Formulación: en esta parte se enseña a nombrar los compuestos orgánicos y a dibujarlos según las normas vigentes de la IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). Para su examinación generalmente se solicita o bien identificar el nombre de una molécula a partir de un dibujo proporcionado previamente, o dibujar la estructura de una molécula con base en su nombre dado.
• Reacciones: en esta parte se profundiza en la naturaleza de los compuestos, teniendo en cuenta su peso, los átomos que los forman, el pH que tienen… y como ello afecta a su interacción con otros compuestos. Es un área extremadamente densa en la que hay, no solo que comprender, si no también que memorizar una gran cantidad de reacciones que serán indispensables. Su examinación es muy diversa, puede ser completar una reacción, explicar su mecanismo de una reacción, resultados alternativos de la reacción, formas más eficientes de llevarse a cabo (en cuestión de tiempo, dinero, efectividad...)
• Espectros: en esta parte se aprende a identificar compuestos a través de sus espectros, datos numéricos y gráficos intrínsecos a cada molécula suministrados por una máquina especializada.
SITUACIÓN ACTUAL DE LOS ESTUDIANTES FRENTE AL ESTUDIO DE LA QUÍMICA ORGÁNICA:
A través de una investigación preliminar, hemos observado que muchos estudiantes universitarios experimentan frustración al abordar la asignatura, ya sea debido a su complejidad, a la escasez de tiempo o a los costos adicionales asociados con su estudio (profesores particulares y academias principalmente). Por esta razón, nuestro objetivo es desarrollar una herramienta que tenga en cuenta, las necesidades de los estudiantes universitarios, permitiéndoles ahorrar tiempo, esfuerzo y dinero. Al mismo tiempo, queremos destacar la importancia y el valor significativo que esta área posee en sus futuras carreras.
ALINEACIÓN CON LOS OBJETIVOS DE DESARROLLO SOSTENIBLE (ODS):
Alineados con los Objetivos de Desarrollo Sostenible, mediante este proyecto, queremos incentivar:
– La educación de calidad (ODS 4): proporcionando una herramienta que solucione las dudas en cualquier momento del día, con explicaciones adaptadas a cada estudiante y con la que pueda practicar y debatir lo aprendido.
– La reducción de las desigualdades (ODS 10): creando una herramienta con gran información y accesible a cualquier persona con sistemas digitales básicos.
– La acción por el clima (ODS 13): centrando todo el desarrollo de la herramienta en la importancia de la química verde.
¿PORQUÉ ES NECESARIO CUBRIR ESTA DEMANDA?
– Es una práctica docente que facilitará la transmisión de conocimientos entre profesor y alumno de forma práctica.
– Acerca de manera amena e interactiva la ciencia a la ciudadanía.
– La puesta en escena digital ofrece un entorno menos tosco y más agradable de utilizar que las referencias físicas ya existentes.
– Promueve el entendimiento de conceptos científicos
2.- Antecedentes.
No existe actualmente una herramienta educativa en el nivel universitario que ofrezca las funcionalidades propuestas. Existen recursos profesionales y algunas opciones para niveles preuniversitarios, pero suelen ser o demasiado técnicas o insuficientes en contenido. Los estudiantes que desean una experiencia de aprendizaje completa en química orgánica suelen recurrir a recursos como libros especializados, clases particulares y videos en línea, pero estos métodos carecen de las ventajas competitivas que aporta nuestra propuesta.
3.- Posibles enfoques del proyecto de investigación.
Resolución de dudas en formulación, reacciones químicas y análisis de espectros moleculares: Se pretende desarrollar una herramienta que proporcione respuestas precisas y fundamentadas sobre nomenclatura, reacciones químicas y análisis de espectros moleculares. A través de un chatbot especializado en química orgánica, el sistema ofrecerá asistencia en tiempo real para resolver dudas de los usuarios, alineándose con los principios de "green chemistry". Además, se busca crear un software que permita el reconocimiento de moléculas, reacciones y espectros a partir de imágenes y que complete automáticamente la información solicitada por el usuario, generando también modelos 3D para una visualización clara y precisa.
Gamificación para el aprendizaje interactivo: Buscamos que se desarrolle una sección interactiva en forma de juegos educativos que motive a los estudiantes a practicar y consolidar los conceptos aprendidos de manera divertida. La herramienta deberá ser capaz de evaluar el desempeño de los estudiantes y adaptar el contenido, enfocándose especialmente en las áreas que necesiten mayor refuerzo. Se establecerán dos tipos esenciales de ejercicios. El primero se enfocará en la formulación, donde los estudiantes podrán dibujar una molécula a partir de su nombre, o, alternativamente, deberán identificar una molécula a partir de una imagen y dictar su nombre, recibiendo retroalimentación sobre la corrección de su respuesta y una puntuación basada en su desempeño. El segundo tipo de ejercicio se centrará en las reacciones químicas, donde se solicitará a los estudiantes que desarrollen un informe narrativo sobre una reacción y suban una imagen de su trabajo, el cual será evaluado por el chatbot.
Fomento del aprendizaje colaborativo: Se planea crear un foro en el que los estudiantes puedan interactuar entre ellos, compartir dudas, conocimientos y recibir apoyo de otros miembros de la comunidad académica, promoviendo un entorno de colaboración y aprendizaje mutuo.
4.- Enfoques sin interés
n/s
PALABRAS CLAVE: Química orgánica, Educación, Reconocimiento visual, Inteligencia Artificial, Gamificación
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Si desea remitir una propuesta de solución tecnológica (proyecto de investigación y/o consultoría) deberá remitirla en los terminos establecidos en la convocatoria hasta el 29 de enero de 2025 (plazo ampliado).
Demanda Tecnológica en formato pdf: www.redtcue.es/desafio/demandas/nt80
Formulario de participación investigadores
Más información, Bases y Anexos.
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