[Desarrollo y práctica de una herramienta de aprendizaje de cromatografía interactiva para principiantes basada en...

Área de la Ciencia:

• Química analítica
• Educación química
• Química computacional

Sus antecedentes:

• La enseñanza tradicional de cromatografía se enfrenta a desafíos con la teoría de placas abstractas, la entrega de conocimiento unidireccional y la baja participación de los estudiantes.
• Las herramientas digitales existentes a menudo son complejas, inaccesibles o carecen de un ajuste de parámetros flexible para un aprendizaje efectivo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una herramienta pedagógica interactiva basada en GeoGebra para la enseñanza de la teoría de la placa cromatográfica en el análisis instrumental.
• Abordar las limitaciones de los métodos de enseñanza actuales mediante la integración de modelos teóricos, simulaciones interactivas y aprendizaje asistido por IA.

Principales métodos:

• Desarrolló un modelo matemático mejorado de teoría de placas que incorpora la tasa de flujo de fase móvil, el tiempo muerto y la relación de fase.
• Creado un sistema de aprendizaje de tres niveles (un solo componente, simulación de varios componentes, derivación de la ecuación de tiempo de retención) en una plataforma en la nube.
• Implementó una cadena de enseñanza integrada con derivación asistida por IA, ajuste interactivo de parámetros y simulación de curva de elución visual.

Principales resultados:

• La herramienta mejoró significativamente la finalización de las tareas en el aula (94%) y la precisión avanzada de los problemas (76%), superando las limitaciones dimensionales de la instrucción tradicional.
• El ajuste dinámico de parámetros mejoró la participación, con el 85% de los estudiantes utilizando la herramienta de forma independiente después de la instrucción.
• Los módulos de IA facilitaron la integración interdisciplinaria y proporcionaron una derivación más convincente de las ecuaciones de tiempo de retención que los métodos de libro de texto.

Conclusiones:

• El modelo desarrollado "modelo teórico-visualizable-parámetro-modelo ajustable-generación de conocimiento interactivo" ofrece una solución novedosa para la educación en teoría de la cromatografía.
• El diseño modular y de código abierto de la herramienta proporciona referencias valiosas para las reformas de la enseñanza digital en química analítica.
• Este enfoque mejora la comprensión y la aplicación de la teoría de placas en el análisis instrumental.