Diseñan un mapa tipo ´red neuronal´ para aprender Química Sintética basado en el paradigma de la Inteligencia Artificial

Su objetivo es simplificar y facilitar el estudio de Química Sintética a los estudiantes universitarios. Actualmente no existe ninguna herramienta didáctica así de accesible en este campo, aplicable para estudiantes de una gran diversidad de grados como Farmacia, Química, Nutrición, Ciencia y Tecnología de los Alimentos o Bioquímica. Se puede consultar gratuitamente en la web syntheticmap.com y está disponible en catalán, castellano e inglés.

La química orgánica sintética es la rama de la química que se encarga, entre otros objetivos, del diseño y desarrollo de las rutas sintéticas para preparar nuevos productos químicos, así como optimizar los procesos de síntesis ya existentes. Muchos de estos productos tienen diferente interés comercial, ya sean por aplicación industrial o en el sector farmacéutico.

"La química orgánica te enseña, no sólo la reactividad básica de cada grupo funcional característico que puede tener una entidad molecular, sino también las reacciones que se pueden producir entre las diferentes funcionalidades", explica el Dr. Carlos Luque-Corredera, profesor de la EUSS y uno de los tres impulsores del proyecto, "de hecho, la síntesis de un ingrediente activo farmacéutico requiere múltiples transformaciones, haciendo que el diseño de una ruta sintética pueda ser una tarea compleja".

Luque-Corredera explica que entre la comunidad de estudiantes, la Química Orgánica Sintética se encuentra estigmatizada y se percibe como una asignatura "muy difícil", por dos motivos: el alto volumen de información segregada que se debe aprender y la alta exigencia de asimilación de los conceptos que se requiere a la vez de resolver los problemas.

Esta necesidad de tener una percepción holística de todos los conceptos de la asignatura para poder diseñar una ruta sintética, implica que el proceso de aprendizaje significativo de la asignatura sea un proceso difícil y complejo para el alumnado. "Se trata de una asignatura complicada, y así se demuestra por diversas evidencias de tipo académico como lo son: alto porcentaje de suspensos, baja motivación a la vez de afrontar la materia, y alta tasa de abandono prematuro. Precisamente estos hechos han sido los que nos han impulsado a crear una herramienta innovadora que facilitara el estudio de esta disciplina", asegura.

"Nos pareció que el procedimiento mental que sigue una persona experta en este campo en el momento de diseñar una ruta sintética podría parecerse al funcionamiento de una red neuronal, ya que es como una secuencia donde hay un producto de partida "input", moléculas intermedias "capas ocultas" y un producto final "output". Y aquí vino la idea: crear un organizador visual con nodos y conectividades, imitando la distribución de una red neuronal, y que fomente el aprendizaje de la Química Orgánica imitando el proceso de asimilación de la Inteligencia Artificial", apunta Luque-Corredera, "una especie de algoritmo que enseñe al alumnado a tener un mapa mental donde todos los conceptos están relacionados entre sí". Para hacer todo este estudio se han basado en diferentes teorías de didáctica cognitiva como la Taxonomía de Bloom, y también han usado referencias de la teoría del Aprendizaje significativo o el Meaningful Learning.

El resultado es una herramienta virtual interactiva que fomenta la asimilación de los conceptos y las diferentes reacciones químicas para resolver problemas de síntesis y que está accesible de manera gratuita a través de la web syntheticmap.com. "Los alumnos cada vez quieren menos papel, por eso teníamos claro que lo iban a poder adquirir a través de los canales digitales", apunta Luque-Corredera. "Ha sido un reto importante, pero en solo tres años trabajando con esta plataforma, ya estamos notando mejoras en el alumnado que lo usa", concluye.