Innovación para la enseñanza de la Química
APRENDIZAJE BASADO EN PROBLEMAS EN EL CONTEXTO DEL ANÁLISIS DE ALIMENTOS: PROPUESTA DE UNA SECUENCIA DIDÁCTICA
Joseline Hernández-Cázares1, Ibrahim Guillermo Castro-Torres2
1- Universidad Nacional Autónoma de México, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad Morelia, Programa de Maestría en Docencia de la Educación Media Superior (MADEMS). México.
2- Universidad Nacional Autónoma de México, Escuela Nacional Colegio de Ciencias y Humanidades, plantel Sur. México.
E-mail: ibrahim.castro@cch.unam.mx
Recibido: 05/11/2025 Aceptado: 27/12/2025.
ARK CAICYT: https://id.caicyt.gov.ar/ark:/s23449683/shrrj4yke
Resumen. En esta secuencia didáctica se aplicó el Aprendizaje Basado en Problemas (ABP) en el análisis de alimentos, abordando el estudio de macronutrientes desde una perspectiva técnica y ética. Participaron 25 estudiantes de Química, organizados en cinco equipos que trabajaron durante tres sesiones presenciales. El alumnado resolvió un escenario ABP analizando una tabla nutrimental ficticia mediante ensayos bioquímicos y técnicas analíticas, construyendo tablas y aplicando fórmulas para interpretar los resultados. Se siguieron las fases del ABP de Boud: interpretación, definición, investigación y solución. En cada fase se registraron conductas y resultados que evidenciaron habilidades cognitivas como análisis de datos, evaluación de resultados y autorregulación. Los aprendizajes incluyeron la identificación y cuantificación de macronutrientes, la aplicación de metodologías analíticas y reflexiones éticas sobre la fiabilidad de los datos. Al finalizar, el alumnado comprendió la relación entre los análisis químicos y la elaboración de tablas nutrimentales confiables, reconociendo su impacto social.
Palabras clave: didáctica de la química, bachillerato, alimentos, aprendizaje basado en problemas, bioquímica
Problem-based learning in the context of food analysis: Proposal for a didactic sequence
Abstract. In this didactic sequence, Problem-Based Learning (PBL) was applied to food analysis, addressing the study of macronutrients from both technical and ethical perspectives. Twenty-five Chemistry students participated, organized into five teams that worked during three in-person sessions. The students solved a PBL scenario by analyzing a fictitious nutritional table using biochemical assays and analytical techniques, constructing tables and applying formulas to interpret the results. Boud’s PBL phases were followed: interpretation, definition, investigation, and solution. In each phase, behaviors and outcomes were recorded, evidencing cognitive skills such as data analysis, result evaluation, and self-regulation. Learning outcomes included the identification and quantification of macronutrients, the application of analytical methodologies, and ethical reflections on data reliability. By the end, students understood the relationship between chemical analyses and the development of reliable nutritional tables, recognizing their social impact.
Keywords: chemistry education, high school, food, problem-based learning (PBL), biochemistry
Aprendizagem baseada em problemas no contexto da análise de alimentos: proposta de uma sequência didática
Resumo. Nesta sequência didática, aplicou-se a Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP) no contexto da análise de alimentos, abordando o estudo dos macronutrientes a partir de uma perspectiva técnica e ética. Participaram 25 estudantes de Química, organizados em cinco equipes, que trabalharam ao longo de três sessões presenciais. Os estudantes resolveram um cenário de ABP por meio da análise de uma tabela nutricional fictícia, utilizando ensaios bioquímicos e técnicas analíticas, construindo tabelas e aplicando fórmulas para interpretar os resultados. Foram seguidas as fases da ABP propostas por Boud: interpretação, definição, investigação e solução. Em cada fase, registraram-se comportamentos e resultados que evidenciaram habilidades cognitivas como análise de dados, avaliação de resultados e autorregulação. As aprendizagens incluíram a identificação e quantificação de macronutrientes, a aplicação de metodologias analíticas e reflexões éticas sobre a confiabilidade dos dados. Ao final, os estudantes compreenderam a relação entre as análises químicas e a elaboração de tabelas nutricionais confiáveis, reconhecendo seu impacto social.
Palavras-chave: didática da química, ensino médio, alimentos, aprendizagem baseada em problemas, bioquímica
INTRODUCCIÓN
La enseñanza de la química enfrenta el desafío de vincular los contenidos teóricos con situaciones reales que permitan al alumnado desarrollar competencias científicas y éticas. En este contexto, el Aprendizaje Basado en Problemas (ABP) se ha consolidado como una estrategia constructivista que promueve la comprensión profunda y el desarrollo de habilidades para la resolución de problemas complejos (Bodagh et al., 2017; Romero-Álvarez et al., 2008). Adaptar este enfoque a contextos reales representa una oportunidad para fomentar el pensamiento crítico, la autonomía y la aplicación práctica del conocimiento químico (Obaya et al., 2018).
El análisis de alimentos constituye un escenario idóneo para este propósito, pues integra saberes científicos con reflexiones éticas sobre la veracidad y confiabilidad de la información nutrimental, aspectos esenciales para la seguridad alimentaria (Ranbir et al., 2022; Desye et al., 2023). La transparencia y el compromiso con la calidad emergen como principios fundamentales en la formación del futuro profesorado y de los profesionales de la química.
En este marco, la enseñanza de la química basada en ABP no solo desarrolla habilidades analíticas, sino también una conciencia ética sobre el impacto social de los estudios nutrimentales (Lambert et al., 2018).
Diversos estudios en educación química han analizado el desarrollo de competencias científicas mediante contextos vinculados con la química de los alimentos. Investigaciones realizadas en nivel universitario señalan que el abordaje de problemáticas reales, como el análisis de macronutrientes, aditivos o contaminantes alimentarios, favorece la integración de conocimientos conceptuales, procedimentales y actitudinales, fortaleciendo la capacidad del estudiantado para interpretar datos, tomar decisiones fundamentadas y comunicar resultados de forma crítica (Obaya et al. 2011; Williams et al., 2020). Estos enfoques han demostrado un impacto positivo en la comprensión de la química aplicada y en la percepción de relevancia social de la disciplina. En niveles de bachillerato y educación secundaria, la incorporación de la química de los alimentos como contexto didáctico ha mostrado ser eficaz para el desarrollo de competencias científicas básicas, tales como la formulación de hipótesis, el diseño experimental y la evaluación de información proveniente de etiquetas nutrimentales y fuentes comerciales (Acevedo-Díaz, 2004; Sadler et al., 2007). Asimismo, estos estudios destacan que el análisis crítico de alimentos cotidianos contribuye a una alfabetización científica orientada a la toma de decisiones responsables en la vida diaria, particularmente en temas relacionados con la salud y el consumo informado.
De manera transversal, la literatura coincide en que la enseñanza de la química en contextos alimentarios permite articular el aprendizaje de conceptos químicos con dimensiones éticas, sociales y ambientales, reforzando un enfoque por competencias alineado con los objetivos de la educación científica contemporánea (Bybee, 2013; Hodson, 2009). En este sentido, el uso del Aprendizaje Basado en Problemas aplicado al análisis químico de alimentos se presenta como una estrategia pertinente para formar estudiantes capaces de interpretar información nutrimental con rigor científico, conciencia ética y responsabilidad social.
El propósito general de esta secuencia didáctica es favorecer en el alumnado la comprensión técnica y ética del análisis químico de los alimentos mediante la aplicación del Aprendizaje Basado en Problemas, promoviendo el pensamiento crítico, la toma de decisiones responsable y la vinculación entre conocimiento científico y contexto social.
METODOLOGÍA
La secuencia didáctica se implementó en un grupo de 25 estudiantes, 10 mujeres y 15 hombres, quienes cursaron la asignatura de Química II del segundo semestre, del Plan de Estudios del Colegio de Ciencias y Humanidades, plantel Sur de la Universidad Nacional Autónoma de México. El alumnado fue dividido en 5 grupos de trabajo considerando la equidad de género. La implementación se desarrolló en 3 sesiones, dos de ellas de 120 minutos cada una y una tercera de 60 minutos. La secuencia didáctica se dividió en tres momentos de aprendizaje: inicio, desarrollo y cierre. En la fase de inicio se plantearon diferentes preguntas detonadoras de aprendizaje, en las fases de desarrollo y de cierre se siguieron las fases del ABP, considerando el esquema del pedagogo australiano J. David Boud (1993) (Figura 1).
Figura 1. Esquema del ABP seguido en la secuencia didáctica
En la Tabla 1 se muestran los propósitos de aprendizaje de la secuencia didáctica.
Tabla 1. Aprendizajes redactados de acuerdo con la Taxonomía de Bloom
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El alumnado:
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Las actividades de la secuencia didáctica se resumen en la Figura 2 y Figura 3.
Figura 2.
Fases de la secuencia didáctica
Figura 3. Esquema resumido del contenido de la secuencia
Se realizó un análisis cualitativo descriptivo en donde evaluamos algunas categorías esenciales (habilidades cognitivas del pensamiento crítico) en el enfoque de ABP: interpretación, análisis, evaluación, explicación y autorregulación. Estas habilidades cognitivas se pueden identificar en la Tabla 2.
Tabla 2. Categorías de análisis
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Categorías del ABP |
¿Qué se evaluó? |
¿Cómo y con qué se evaluó? |
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Interpretación |
Que el alumnado comprendiera y expresara el significado o relevancia de situaciones, datos o procedimientos |
Se solicitó una evidencia escrita donde el alumnado registró lo que entendió y cómo lo relacionó con el problema. Diario de aprendizaje y rúbrica de discusión grupal. |
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Análisis |
Que el estudiantado examinara con un cuidado minucioso las ideas, asimismo, identificara relaciones de inferencia y analizara argumentos planteados |
Se observó la capacidad para dividir la información, detectar relaciones lógicas y formular inferencias. Cuestionario metacognitivo. |
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Evaluación |
Que valorara la credibilidad de su situación problema |
El profesorado anotó la capacidad de valorar fuentes, argumentos y soluciones viables. Debates e informes de ABP. |
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Explicación |
Que cuidara la presentación de los resultados del razonamiento propio de manera reflexiva y coherente |
Se observó la claridad, orden lógico, coherencia interna y adecuación del lenguaje. Rúbrica para evaluar su hoja de resultados. |
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Autorregulación |
Que se presentara un monitoreo consciente de las actividades realizadas |
El profesorado observó el monitoreo del propio proceso, identificación de errores y ajustes en su estrategia. Escala tipo Likert de autoevaluación. |
La tabla 3 muestra una relación de las habilidades cognitivas evaluadas con las fases del ABP propuestas por Boud.
Tabla 3. Relación entre las fases del ABP y las categorías de análisis
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Habilidades cognitivas |
Fase I: interpretación |
Fase II: Definición |
Fase III: investigación |
Fase IV: solución |
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Interpretación |
El alumnado identifica términos clave y comprende el contexto del problema. |
Reformula el problema con sus propias palabras. |
Comprende la información que investiga |
Integra la información para comprender la solución |
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Análisis |
Distingue datos relevantes e irrelevantes en su escenario problema. |
Divide el problema en partes lógicas y coherentes. |
Compara enfoques |
Contrasta las posibles soluciones |
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Evaluación |
Cuestiona la claridad del problema. |
Emite algún juicio sobre la definición del problema. |
Valora la calidad de las fuentes de consulta |
Justifica la solución elegida y su viabilidad |
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Explicación |
Resume el problema en forma oral o escrita. |
Formula hipótesis iniciales |
Relaciona conceptos y los explica entre su equipo |
Comunica la solución de forma clara y argumentada |
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Autorregulación |
Reconoce qué sabe y qué necesita saber. |
Establece propósitos de aprendizaje |
Realiza ajustes en su investigación como sea necesario |
Reflexiona sobre su aprendizaje y toma conciencia de sus errores o aciertos |
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los instrumentos de evaluación representaron evidencias clave para reflexionar sobre las habilidades cognitivas del pensamiento crítico. Creemos que se desarrolló la interpretación, ya que, en los diarios de aprendizaje, el alumnado registró su comprensión inicial del problema, identificó datos relevantes y contextualizó la situación. El análisis de estos datos permitió evidenciar cómo relacionaban los ingredientes con la elaboración de tablas nutrimentales y cómo interpretaban las implicaciones éticas del análisis. En este sentido, algunos equipos expresaron la importancia de registrar resultados con honestidad, aun cuando estos no coincidieran con los valores declarados en la etiqueta, reconociendo la responsabilidad científica y ética que implica comunicar datos veraces.
Otra de las habilidades evaluadas fue el análisis, donde los instrumentos clave fueron las rúbricas y los mismos diarios de aprendizaje anteriores. En ellos, el alumnado argumentó causas de errores en los análisis, identificó relaciones entre normativas (NOM) y el etiquetado, y descompuso el problema en elementos técnicos y éticos. Durante las discusiones, surgieron reflexiones sobre el impacto que una información nutrimental incorrecta puede tener en la salud pública y en la confianza del consumidor, vinculando el ejercicio académico con la práctica profesional responsable.
Como resultado del escenario de ABP, el alumnado elaboró una hoja de resultados evaluada mediante una rúbrica, en la que registró la tabla de información nutrimental proporcionada y determinó, a través de ensayos bioquímicos colorimétricos y la preparación de disoluciones para generar escalas de color, las cantidades de azúcares, proteínas y lípidos. Este enfoque permitió transformar técnicas habitualmente cualitativas en analíticas, reportando los gramos de cada macronutriente. Los resultados mostraron que la declaración nutrimental solo reportaba correctamente el contenido de azúcares, mientras que los lípidos y las proteínas estaban muy por debajo de lo declarado. Esta discrepancia evidenció la importancia de una correcta declaración nutrimental, ya que una información inexacta puede confundir al consumidor y afectar sus decisiones alimentarias (Figura 4).
A través del cuestionario metacognitivo, el estudiantado reflexionó críticamente sobre la calidad de los resultados obtenidos, la credibilidad de la información y las decisiones tomadas durante el proceso. Este instrumento permitió identificar juicios fundamentados, valoraciones sobre la veracidad de los datos nutrimentales y toma de postura ante errores detectados; por lo tanto, inferimos que en este apartado se trabajó con la habilidad de evaluación. Los debates y los informes de ABP permitieron evaluar la explicación. En ambos formatos, el alumnado organizó ideas, justificó procedimientos técnicos y explicó cómo elaborar una tabla nutrimental a partir de análisis químicos. Además, demostró la capacidad de comunicar implicaciones éticas y sociales de manera clara y argumentada, como la necesidad de transparencia en la industria alimentaria y la protección del derecho del consumidor a una información veraz.
Mediante una escala Likert de autoevaluación, el alumnado valoró su propio desempeño, identificó fortalezas y debilidades en su proceso de aprendizaje, y reflexionó sobre los ajustes necesarios en futuras tareas. Este instrumento mostró el desarrollo de una conciencia crítica sobre su rol como analistas responsables y la comprensión de que la ética forma parte esencial del rigor científico y del compromiso profesional (autorregulación). En la Tabla 4 se relacionan las habilidades antes mencionadas con los aprendizajes planteados en la secuencia didáctica.
Figura 4. Hoja de trabajo con el reporte de resultados del alumnado, que contribuyó a la resolución de su problema. En ella se puede observar la tabla de información nutrimental que el profesorado les presentó como parte del problema a resolver
Tabla 4. Resultados observados en la secuencia
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Fases del ABP |
Habilidades cognitivas observadas |
Descripción y relación con los aprendizajes |
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I. Interpretación ¿Qué podría estar pasando? |
Interpretación Análisis Evaluación Explicación |
El estudiantado identificó elementos necesarios para elaborar una tabla nutrimental y reconoció la posibilidad de errores en los análisis, comprendiendo su aplicación en el área de los alimentos. Se analizaron algunas fallas posibles en el control de calidad, relacionándolo con las Normas Oficiales Mexicanas (NOM). El alumnado evaluó la credibilidad de la empresa de su escenario problema y juzgó la veracidad de la declaración nutrimental. Uno de los equipos explicó de manera crítica posibles implicaciones éticas, abordando la importancia de resultados verídicos y éticos en el análisis de alimentos. |
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II. Definición ¿Qué sabemos? |
Interpretación Análisis (limitado) Explicación |
El alumnado asumió el rol de analista y comprendió la necesidad de conocer los ingredientes para una correcta elaboración de la tabla nutrimental. Se discutió la exigencia de emitir informes auténticos con repercusión legal, fortaleciendo el aprendizaje sobre la aplicación y descripción de metodologías de análisis. El análisis fue poco frecuente, aunque un grupo identificó la falta de datos precisos sobre las materias primas. La explicación surgió con reflexiones críticas sobre inconsistencias entre ingredientes y datos nutricionales. |
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III. Investigación ¿Qué no sabemos? |
Interpretación |
Surgió la necesidad de conocer cantidades exactas de ingredientes, y se relacionó el etiquetado con NOM específicas. Se identificó la importancia de los análisis químicos para validar la información nutricional y se reconocieron elementos como los hexágonos negros de advertencia. En la explicación, se demostró comprensión del procedimiento para elaborar tablas nutrimentales, incluyendo la consulta de bases de datos, determinación de energía, grasas, azúcares y otros nutrientes, lo cual evidencia la integración de contenidos técnicos y normativos del análisis de alimentos. |
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IV. Solución ¿Cuál es el problema? |
Interpretación Autorregulación |
Todos los equipos lograron identificar que un propósito importante del escenario problema fue reconocer que las tablas nutrimentales se derivan de análisis químicos estrictos, realizados bajo normas oficiales. Reflexionaron sobre la implicación ética y social de emitir resultados verídicos, alineándose con el aprendizaje relacionado con la importancia ética del análisis en alimentos. La autorregulación se manifestó en la reflexión sobre el propio aprendizaje y comprensión del papel del analista. |
En este análisis se mostró cómo, a lo largo de cada fase del ABP, se desarrollaron distintas habilidades cognitivas relacionadas con los aprendizajes esperados: desde el reconocimiento de macronutrientes y metodologías, hasta la reflexión ética y normativa del análisis en alimentos.
CONCLUSIONES E IMPLICACIONES
A través de esta secuencia didáctica se implementó el Aprendizaje Basado en Problemas en un contexto real y cercano al alumnado, favoreciendo un aprendizaje que trascendió la memorización de contenidos para centrarse en la investigación, la experimentación y la resolución activa de problemas. El estudiantado logró resolver el escenario planteado al identificar discrepancias en la información nutrimental analizada, evidenciando que el uso de técnicas químicas y el análisis crítico permiten validar la veracidad de la información dirigida al consumidor. Asimismo, la secuencia propició el desarrollo de competencias científicas aplicadas, ya que el alumnado no solo comprendió la función de los macronutrientes, sino que aprendió a identificarlos y cuantificarlos mediante metodologías específicas, fortaleciendo su capacidad para analizar información y tomar decisiones basadas en evidencia. Al finalizar el trabajo, se estableció una conexión explícita entre el análisis químico de alimentos y la ética de la metodología científica, destacando la importancia de la veracidad y la transparencia en el etiquetado nutrimental como un aspecto fundamental tanto para la industria alimentaria como para la salud pública. Finalmente, el proceso de evaluación integró conocimientos teóricos, habilidades experimentales y actitudes éticas, apoyándose en instrumentos variados como rúbricas y coevaluaciones, lo que permitió una valoración más integral del aprendizaje alcanzado.
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