ISSN-e: 3078-6983
Per
Â
ıodo: septiembre-diciembre, 2025
Revista Noesis
Vol. 2, N
Â
umero 5. (pp. 18-28)
Art´ıculo de investigaci´on https://doi.org/10.47460/noesis.v2i5.37
Uso de simulaciones computaci o n al es p ar a l a ense˜nanza del flujo
turbulento en educaci´on universitaria
Leonard Aguilar-Fern
´
andez
https://orcid.org/0009-0001-0913-5353
aguilarleonard90@gmail.com
UNEXPO, Vicerrectorado Puerto Ordaz
Ciudad Guayana, Venezuela
Autor de correspondencia:
aguilarleonard90@gmail.com
Recibido (09/07/2025), Aceptado (17/11/2025)
Resumen. Este estudio analiz
´
o el uso de simulaciones computacionales como recurso did
´
actico complemen-
tario para la ense
˜
nanza del Ćujo turbulento en educaci
´
on universitaria. Se emple
´
o un enfoque cuantitativo
con dise
˜
no cuasiexperimental pretestŰpostest, comparando un grupo de control con un grupo experimental de
estudiantes de ingenier
´
ıa. El grupo experimental integr
´
o simulaciones basadas en ANSYS Fluent y OpenFOAM
dentro de una ense
˜
nanza guiada. Los resultados mostraron mejoras en ambos grupos, con una mayor ganancia
de aprendizaje conceptual y ganancia normalizada en el grupo experimental. Se concluye que las simulaciones
fortalecen la comprensi
´
on conceptual sin reemplazar la ense
˜
nanza tradicional.
Palabras clave: simulaciones computacionales, Ćujo turbulento, educaci
´
on universitaria.
Use of Computational Simulations for Teaching Turbulent Flow in Higher Education
Abstract. This study analyzed the use of computational simulations as a complementary teaching resource
for turbulent Ćow instruction in higher education. A quantitative approach with a quasi-experimental pretestŰ
posttest design was employed, comparing a control group with an experimental group of engineering students.
The experimental group integrated simulations based on ANSYS Fluent and OpenFOAM within a guided
instructional framework. The results showed improvements in both groups, with higher conceptual learning
gains and normalized gain in the experimental group. It is concluded that computational simulations strengthen
conceptual understanding without replacing traditional teaching methods.
Keywords: computational simulations, turbulent Ćow, higher education.
Aguilar-FernÂandez L. Uso de simulaciones computacionales para la ense˜nanza del flujo turbulento en educaciÂon universitaria
18
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I. INTRODUCCI
Â
ON
La ense
˜
nanza de los fen
´
omenos asociados al Ćujo turbulento constituye uno de los mayores desaf
´
ıos en
la formaci
´
on universitaria en ingenier
´
ıa y ciencias aplicadas. La complejidad matem
´
atica de los modelos, la
naturaleza no lineal del fen
´
omeno y la diĄcultad para su visualizaci
´
on suelen generar barreras conceptuales que
afectan la comprensi
´
on profunda de los estudiantes, especialmente cuando el proceso de ense
˜
nanza se limita
a enfo ques tradicionales centrados en la exposici
´
on te
´
orica [
1], [2].
En el contexto de la educaci
´
on universitaria contempor
´
anea, se reconoce cada vez m
´
as la necesidad
de incorporar estrategias did
´
acticas que favorezcan el aprendizaje activo, la comprensi
´
on conceptual y la
integraci
´
on entre teor
´
ıa y aplicaci
´
on. Diversos estudios han evidenciado que el uso exclusivo de m
´
etodos
tradicionales resulta insuĄciente para el aprendizaje de fen
´
omenos f
´
ısicos complejos, como la turbulencia,
donde la interpretaci
´
on espacial, temporal y din
´
amica desempe
˜
na un rol fundamental [
3]. En este sentido, la
educaci
´
on en ingenier
´
ıa demanda recursos pedag
´
ogicos que permitan representar de manera intuitiva procesos
que no son directamente observables.
Las simulaciones computacionales han emergido como una herramienta educativa de alto valor para la
ense
˜
nanza de la mec
´
anica de Ćuidos y la transferencia de calor. Estas permiten visualizar campos de veloci-
dad, presi
´
on y vorticidad, facilitando la exploraci
´
on de escenarios diversos y el an
´
alisis de variables que, en un
laboratorio convencional, resultar
´
ıan dif
´
ıciles de controlar o incluso imposibles de observar [
4]. Desde una per-
spectiva pedag
´
ogica, las simulaciones favorecen la construcci
´
on del conocimiento mediante la experim entaci
´
on
virtual, el an
´
alisis comparativo y la formulaci
´
on de hip
´
otesis, elementos centrales del aprendizaje signiĄcativo
[
5].
En particular, la ense
˜
nanza del Ćujo turbulento mediante simulaciones computacionales ofrece una opor-
tunidad para superar la brecha existente entre la formulaci
´
on te
´
orica y la comprensi
´
on f
´
ısica del fen
´
omeno.
Al interactuar con modelos computacionales, los estudiantes pueden observar la evoluci
´
on del Ćujo, iden-
tiĄcar patrones turbulentos y relacionar par
´
ametros adimensionales con comportamientos f
´
ısicos concretos,
fortaleciendo su razonamiento cient
´
ıĄco [
6]. Este enfoque no busca reemplazar el fundamento te
´
orico, sino
complementarlo mediante recursos visuales e interactivos que potencien la comprensi
´
on.
Desde el
´
ambito de la educaci
´
on superior, la integraci
´
on de simulaciones en el aula se alinea con las tenden-
cias actuales de la educaci
´
on STEM, que promueven el uso de tecnolog
´
ıas digitales para mejorar los procesos
de ense
˜
nanza y aprendizaje. Investigaciones previas han demostrado que las simulaciones interactivas, cuando
se incorporan de manera estructurada y con objetivos pedag
´
ogicos claros, contribuyen signiĄcativamente a la
mejora del aprendizaje conceptual y al desarrollo de habilidades anal
´
ıticas en estudiantes universitarios [
7].
En este contexto, el presente estudio se orienta a analizar el uso de simulaciones computacionales como
estrategia did
´
actica para la ense
˜
nanza del Ćujo turbulento en educaci
´
on universitaria. El trabajo busca aportar
evidencia educativa sobre el pote ncial de estas herramientas para fortalecer la comprensi
´
on conceptual de
fen
´
omenos complejos en el
´
ambito de los termoĆuidos, promoviendo una ense
˜
nanza m
´
as activa, visual y
coherente con las demandas formativas actuales.
II. MARCO TE
Â
ORICO
La ense
˜
nanza de la mec
´
anica de Ćuidos, y en particular del Ćujo turbulento, ha sido ampliamente reconocida
como un
´
area de alta diĄcultad conceptual en la educaci
´
on universitaria en ingenier
´
ıa. La naturaleza no lineal del
fen
´
omeno, la dependencia de m
´
ultiples variables y la abstracci
´
on matem
´
atica asoc iada a su modelado generan
obst
´
aculos cognitivos que diĄcultan la comprensi
´
on profunda por parte de los estudiantes [
8], [9]. Diversos
estudios se
˜
nalan que muchos alumnos logran resolver ejercicios de manera procedimental, pero presentan
limitaciones signiĄcativas al momento de interpretar f
´
ısicamente el comportamiento del Ćujo [
10].
Desde la perspectiva de la did
´
actica de las ciencias y la ingenier
´
ıa, esta brecha entre formalismo matem
´
atico
y comprensi
´
on conceptual constituye un problema recurrente. La literatura educativa coincide en que los enfo-
ques centrados exclusivamente en clases magistrales y resoluci
´
on algor
´
ıtmica de problemas resultan insuĄcientes
para favorecer aprendizajes signiĄcativos cuando se abordan fen
´
omenos altamente din
´
amicos y tridimensionales,
como la turbulencia [
11]. En este contexto, se hace necesario incorporar recursos que permitan representar,
explorar y analizar estos fen
´
omenos de forma m
´
as intuitiva.
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A. Simulaciones computacionales como recurso didÂactico
Las simulaciones computacionales han adquirido un rol protag
´
onico en la ense
˜
nanza de las ciencias apli-
cadas, al permitir la visualizaci
´
on de procesos f
´
ısicos complejos y la experimentaci
´
on controlada en entornos
virtuales. En el
´
ambito educativo, estas herramientas facilitan la representaci
´
on gr
´
aĄca de campos de veloci-
dad, presi
´
on y vorticidad, ofreciendo a los estudiantes una aproximaci
´
on visual y din
´
amica a fen
´
omenos que,
de otro modo, permanecer
´
ıan abstractos [
12].
Desde un enfoque pedag
´
ogico, el uso de simulaciones se vincula con modelos de aprendizaje activo y
constructivista, en los que el estudiante interact
´
ua con el contenido, formula hip
´
otesis y analiza resultados.
Investigaciones previas han demostrado que las simulaciones computacionales, cuando se integran de manera
planiĄcada y con objetivos claros, contribuyen a mejorar la comprensi
´
on conceptual, el razonamiento cient
´
ıĄco
y la motivaci
´
on por el aprendizaje en cursos universitarios de ingenier
´
ıa [
13], [14]. En particular, el uso
de simulaciones en mec
´
anica de Ćuidos permite explorar diferentes reg
´
ımenes de Ćujo, modiĄcar par
´
ametros
adimensionales y observar la transici
´
on entre Ćujo laminar y turbulento, favoreciendo una comprensi
´
on m
´
as
profunda del fen
´
omeno m
´
as all
´
a de su formulaci
´
on matem
´
atica [
9].
B. Simulaciones y aprendizaje conceptual del flujo turbulento
El Ćujo turbulento representa un caso paradigm
´
atico de fen
´
omeno complejo cuya ense
˜
nanza se beneĄcia
notablemente del apoyo de herramientas computacionales. La posibilidad de observar estructuras turbulentas,
Ćuctuaciones temporales y patrones espaciales contribuye a que los estudiantes desarrollen una representaci
´
on
mental m
´
as coherente del fen
´
omeno [
8], [15]. Estudios en educaci
´
on en ingenier
´
ıa han evidenciado que la
visualizaci
´
on interactiva del Ćujo mejora la capacidad de los estudiantes para relacionar conceptos te
´
oricos con
comportamientos f
´
ısicos observables [16].
Asimismo, la incorporaci
´
on de simulaciones computacionales en el aula favorece el desarrollo de habilidades
cognitivas de orden superior, como el an
´
alisis, la interpretaci
´
on y la toma de decisiones fundamentadas en
evidencia. En lugar de centrarse
´
unicamente en la obtenci
´
on de resultados num
´
ericos, los estudiantes pueden
reĆexionar sobre el signiĄcado f
´
ısico de las variables y evaluar el impacto de distintos supuestos de modelado,
fortaleciendo su pensamiento cr
´
ıtico [17]. Desde esta perspectiva, el uso de simulaciones computacionales
para la ense
˜
nanza del Ćujo turbulento no debe entenderse como un reemplazo de la teor
´
ıa, sino c omo un
complemento que potencia el aprendizaje conceptual y facilita la integraci
´
on entre conocimiento cient
´
ıĄco,
tecnolog
´
ıa y pr
´
actica educativa en el nivel universitario.
III. METODOLOG
Â
IA
El estudio se desarroll
´
o bajo un enfoque cuantitativo, con alcance cuasi experimental, debido a la imposibil-
idad de asignar aleatoriamente a los participantes a los grupos de estudio. Se emple
´
o un dise
˜
no pretestŰpostest
con grupo de control (20 estudiantes), ampliamente utilizado en investigaciones educativas para evaluar el
efecto de una intervenci
´
on pedag
´
ogica sobre el aprendizaje conceptual. Este dise
˜
no permiti
´
o comparar los
resultados de aprendizaje entre un grupo que recibi
´
o ense
˜
nanza tradicional y otro que particip
´
o en un proceso
de ense
˜
nanza apoyado por simulaciones computacionales, garantizando coherencia con los objetivos educativos
del estudio y con las caracter
´
ısticas del contexto universitario.
A. Contexto y participantes
La investigaci
´
on se llev
´
o a cabo en una instituci
´
on de educaci
´
on superior, en el marco de un curso obligatorio
de mec
´
anica de Ćuidos y termoĆuidos correspondiente a carreras de ingenier
´
ıa. La poblaci
´
on estuvo conformada
por estudiantes matriculados en dicho curso durante un per
´
ıodo acad
´
emico regular. La muestra se seleccion
´
o
mediante un muestreo no probabil
´
ıstico por conveniencia, quedando conformada por dos grupos intactos:
un grupo de control y un grupo experimental, ambos con caracter
´
ısticas acad
´
emicas (tercer semestre) y
demogr
´
aĄcas similares (18 a 21 a
˜
nos). El grupo de control recibi
´
o instrucci
´
on mediante metodolog
´
ıa tradicional,
basada en clases magistrales y resoluci
´
on de problemas, mientras que el grupo experimental particip
´
o en
actividades de aprendizaje apoyadas por simulaciones computacionales.
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B. Simuladores utilizados en la intervenciÂon educativa
Para la intervenci
´
on pedag
´
ogica se emplearon simuladores computacionales de din
´
amica de Ćuidos con
Ąnes educativos, seleccionados por su accesibilidad, capacidad de visualizaci
´
on y pertinencia pedag
´
ogica. En
particular, se utilizaron:
• ANSYS Fluent (Academic Version), para la visualizaci
´
on de campos de velocidad y patrones de Ćujo
turbulento en geometr
´
ıas simples, permitiendo a los estudiantes observar el comportamiento del Ćujo
bajo diferentes condiciones de operaci
´
on.
• OpenFOAM, como plataforma de c
´
odigo abierto, utilizada en escenarios previamente conĄgurados para
Ąnes did
´
acticos, facilitando la exploraci
´
on conceptual sin requerir conocimientos avanzados de progra-
maci
´
on.
El uso de estos simuladores se limit
´
o a entornos guiados, con modelos previamente deĄnidos por el docente,
evitando una carga excesiva de modelado num
´
erico y priorizando la comprensi
´
on conceptual del fen
´
omeno.
C. IntervenciÂon pedagÂogica
La intervenci
´
on educativa se desarroll
´
o durante varias sesiones del curso, centradas en el tema de Ćujo
turbulento. En el grupo experimental, las clases integraron el uso de simulaciones computacionales previamente
seleccionadas o desarrolladas con Ąnes educativos, las cuales permitieron visualizar campos de velocidad, l
´
ıneas
de corriente y patrones de comportamiento del Ćujo. Las actividades fueron dise
˜
nadas bajo un enfoque de
aprendizaje activo, incluyendo gu
´
ıas de exploraci
´
on, preguntas orientadoras y ejercicios de an
´
alisis conceptual.
Los estudiantes interactuaron con las simulaciones modiĄcando par
´
ametros relevantes y observando los efectos
sobre el comportamiento del Ćujo, promoviendo la reĆexi
´
on y la construcci
´
on del conocimiento. En contraste,
el grupo de control abord
´
o los mismos contenidos mediante explicaci
´
on te
´
orica y resoluci
´
on de ejercicios sin
apoyo de simulaciones, usando libros tradicionales.
D. Instrumentos de recolecciÂon de datos
Para evaluar el aprendizaje conceptual del Ćujo turbulento, se dise
˜
n
´
o y aplic
´
o un instrumento de evaluaci
´
on
compuesto por preguntas de opci
´
on m
´
ultiple y preguntas de interpretaci
´
on conceptual, alineadas con los
objetivos de aprendizaje del curso. El instrumento fue aplicado como pretest al inicio de la intervenci
´
on y
como postest al Ąnalizarla, en ambos grupos. El instrumento fue sometido a un proceso de validaci
´
on por
juicio de expertos en el
´
area de termoĆuidos y educaci
´
on en ingenier
´
ıa, con el Ąn de garantizar su validez
de contenido y claridad conceptual. Asimismo, se realiz
´
o un an
´
alisis de consistencia interna para veriĄcar la
conĄabilidad del instrumento.
E. Procedimiento
En una primera fase, se aplic
´
o el pretest a ambos grupos para identiĄcar el nivel inicial de comprensi
´
on
conceptual sobre el Ćujo turbulento. Posteriormente, se desarroll
´
o la intervenci
´
on pedag
´
ogica durante el
per
´
ıodo establecido, asegurando que ambos grupos abordaran los mismos contenidos y objetivos de aprendizaje,
diferenci
´
andose
´
unicamente en el uso de simulaciones computacionales. Al Ąnalizar la intervenci
´
on, se aplic
´
o el
postest a ambos grupos bajo condiciones equivalentes. Los datos obtenidos fueron codiĄcados y organizados
para su posterior an
´
alisis estad
´
ıstico, respetando criterios
´
eticos de conĄdencialidad y uso responsable de la
informaci
´
on.
F. AnÂalisis de datos
El an
´
alisis de los datos se realiz
´
o mediante estad
´
ıstica descriptiva e inferencial. Se calcularon medidas de
tendencia central y disp ersi
´
on para describir el desempe
˜
no de los estudiantes en el pretest y postest. Para
determinar la existencia de diferencias signiĄcativas entre el grupo de control y el grupo experimental, se
aplicaron pruebas estad
´
ısticas param
´
etricas o no param
´
etricas, seg
´
un la distribuci
´
on de los datos. Asimismo,
se analiz
´
o la ganancia de aprendizaje en ambos grupos, con el objetivo de evaluar el efecto de la intervenci
´
on
basada en simulaciones computacionales sobre la comprensi
´
on conceptual del Ćujo turbulento.
La investigaci
´
on se desarroll
´
o respetando los principios
´
eticos de la investigaci
´
on educativa. La participaci
´
on
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de los estudiantes fue voluntaria y se garantiz
´
o la conĄdencialidad de los datos recolectados. Los resultados
fueron utilizados exclusivamente con Ąnes acad
´
emicos y de mejora de los procesos de ense
˜
nanza y aprendizaje.
IV. RESULTADOS
A continuaci
´
on, se presentan los resultados del estudio, donde se han considerado las diferentes fases del
proceso y los diferentes simuladores en cada caso.
A. Resultados del diagnÂostico inicial (pretest)
Con el prop
´
osito de establecer el nivel inicial de comprensi
´
on conceptual sobre el Ćujo turbulento, se aplic
´
o
un pretest tanto al grupo de c ontrol como al grupo experimental, cada uno conformado por 20 estudiantes.
Este diagn
´
ostico permiti
´
o veriĄcar la equivalencia inicial entre los grupos antes de la intervenci
´
on pedag
´
ogica
(Tabla
1). El instrumento evalu
´
o aspectos conceptuales relacionados con la identiĄcaci
´
on del r
´
egimen turbu-
lento, la interpretaci
´
on cualitativa del comportamiento del Ćujo y la comprensi
´
on b
´
asica de variables asociadas
al fen
´
omeno.
En cuanto al pretest, los resultados obtenidos evidenciaron un desempe
˜
no inicial comparable entre am-
bos grupos, lo que valida la pertinencia del dise
˜
no cuasi experimental y permite atribuir posteriormente las
diferencias observadas a la intervenci
´
on educativa y no a condiciones iniciales desiguales.
Tabla 1. Estad
Â
ısticos descriptivos del pretest.
Grupo n Media DesviaciÂon estÂandar Puntaje mÂınimo Puntaje mÂaximo
Grupo de control 20 10,8 1,9 7 14
Grupo experimental 20 11,1 2,0 8 15
Los valores de la media y la dispersi
´
on muestran que ambos grupos partieron de un nivel de comprensi
´
on
conceptual similar, con variabilidad moderada en los puntajes, lo cual es consistente con lo reportado en la
literatura para cursos universitarios de termoĆuidos.
Desde una perspectiva educativa, los resultados del pretest indican que la ense
˜
nanza tradicional ha per-
mitido a los estudiantes adquirir conocimientos b
´
asicos sobre el Ćujo turbulento, particularmente en t
´
erminos
de deĄniciones y reconocimiento general del fen
´
omeno. Sin embargo, los puntajes obtenidos tambi
´
en sug-
ieren m
´
argenes de mejora en la comprensi
´
on conceptual profunda, especialmente en la interpretaci
´
on f
´
ısica
del comportamiento del Ćujo. Este diagn
´
ostico inicial no cuestiona la efectividad de la ense
˜
nanza tradicional,
sino que pone de maniĄesto la complejidad inherente del contenido y la necesidad de explorar estrategias
complementarias que fortalezcan la visualizaci
´
on y el razonamiento conceptual, como el uso de simulaciones
computacionales.
La Figura
1 muestra que ambos grupos presentan distribuciones similares, con medianas cercanas y rangos
intercuart
´
ılicos comparables. Esto refuerza la idea de que las diferencias iniciales entre los grupos no son
signiĄcativas y que la variabilidad observada es propia de la heterogeneidad normal del aula universitaria. Este
tipo de representaci
´
on resulta especialmente
´
util en investigaciones educativas, ya que permite analizar no solo
promedios, sino tambi
´
en patrones de desempe
˜
no estudiantil.
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Fig. 1. An
Â
alisis visual de la variabilidad.
La Figura 2 muestra que en ambos grupos la mayor
´
ıa de los estudiantes se concentra en el nivel medio
de comprensi
´
on conceptual, con pocos casos en los extremos. Esto sugiere que la ense
˜
nanza tradicional ha
permitido alcanzar un conocimiento b
´
asico funcional, pero que a
´
un existen oportunidades para fortalecer la
comprensi
´
on profunda del fen
´
omeno. Se observa que en el grupo de control existe una mayor incidencia en el
nivel bajo, lo que revela la necesidad de reforzar la ense
˜
nanza mediante el uso de textos complementarios y
otras meto dolog
´
ıas activas que permitan una mejor comprensi
´
on de los conceptos.
Fig. 2. Nivel de desempe
˜
no alcanzado en ambos grupos de estudio.
B. Resultados asociados al uso de simulaciones computacionales
Con el Ąn de complementar el an
´
alisis del aprendizaje conceptual, se incorporaron indicadores espec
´
ıĄcos
relacionados con el uso y la aplicabilidad de los simuladores computacionales empleados en la intervenci
´
on
pedag
´
ogica. Estos resultados permiten evidenciar c
´
omo las simulaciones contribuyeron al proceso de ense
˜
nanzaŰ
aprendizaje, m
´
as all
´
a del rendimiento acad
´
emico medido por pruebas.
Durante la intervenci
´
on, se registr
´
o la participaci
´
on activa de los estudiantes del grupo experimental en las
sesiones apoyadas en simulaciones computacionales (Tabla
2). Tanto ANSYS Fluent (versi
´
on acad
´
emica) como
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OpenFOAM fueron utilizados en escenarios previamente conĄgurados, con Ąnes exclusivamente did
´
acticos. Se
observ
´
o que la totalidad de los estudiantes del grupo experimental logr
´
o interactuar con ambos simuladores,
aunque con distintos niveles de profundidad, lo que permiti
´
o analizar su accesibilidad y aplicabilidad en con-
textos educativos reales.
Tabla 2. Nivel de uso percibido de los simuladores por parte de los estudiantes (n = 20).
Nivel de uso ANSYS Fluent OpenFOAM
Alto 13 9
Medio 6 8
Bajo 1 3
Estos resultados sugieren que ANSYS Fluent present
´
o una mayor fac ilidad de uso inicial, asociada a su
interfaz gr
´
aĄca, mientras que OpenFOAM, pese a requerir mayor orientaci
´
on, permiti
´
o una comprensi
´
on m
´
as
expl
´
ıcita de la estructura del modelo y del proceso de simulaci
´
on.
C. Aplicabilidad educativa percibida de los simuladores
Con el objetivo de analizar la pertinencia pedag
´
ogica de los simuladores, se aplic
´
o un breve cuestionario
al grupo experimental, centrado en la percepci
´
on de los estudiantes sobre la utilidad de las simulaciones para
comprender el Ćujo turbulento (Tabla
3).
Tabla 3. Percepci
Â
on de aplicabilidad educativa de los simuladores
Â
Item evaluado
De acuerdo / Totalmente de acuerdo
Las simulaciones facilitaron la visualizaci
Â
on del flujo turbulento 18
Las simulaciones ayudaron a relacionar teor
Â
ıa y comportamiento
f
Â
ısico
17
El uso del simulador complement
Â
o adecuadamente la explicaci
Â
on
te
Â
orica
19
El simulador permiti
Â
o comprender mejor variables del flujo 16
Estos resultados evidencian una alta valoraci
´
on educativa de las simulaciones computacionales, especial-
mente como herramienta complementaria a la ense
˜
nanza tradicional, sin que los estudiantes perciban una
sustituci
´
on del rol del docente o del enfoque te
´
orico. Desde un enfoque educativo, se analizaron diferencias
cualitativas entre ambos simuladores en funci
´
on de su aplicabilidad en el aula universitaria.
ANSYS Fluent fue valorado principalmente por su capacidad de visualizaci
´
on inmediata, lo que facilit
´
o
la comprensi
´
on inicial de patrones de Ćujo turbulento y redujo la carga cognitiva en estudiantes con menor
experiencia computacional.
OpenFOAM fue percibido como una herramienta que favorece una comprensi
´
on m
´
as estructural del proceso
de simulaci
´
on, permitiendo a los estudiantes reĆexionar sobre las condiciones de contorno y los supuestos del
modelo, aunque requiri
´
o mayor acompa
˜
namiento do cente.
Este resultado sugiere que amb os simuladores cumplen roles pedag
´
ogicos complementarios, siendo su com-
binaci
´
on una estrategia viable para atender distintos estilos de aprendizaje y niveles de profundidad conceptual.
Un aspecto relevante identiĄcado en los resultados es que los estudiantes no percibieron el uso de sim-
ulaciones como una ruptura con la ense
˜
nanza tradicional, sino como un refuerzo conceptual. La mayor
´
ıa
manifest
´
o que las explicaciones te
´
oricas previas fueron necesarias para interpretar correctamente los resultados
obtenidos en los simuladores. Este hallazgo refuerza la idea de que la ense
˜
nanza tradicional y las simula-
ciones computacionales no son enfoques opuestos, sino estrategias que, cuando se articulan adecuadamente,
potencian el aprendizaje conceptual de fen
´
omenos complejos como el Ćujo turbulento.
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ISSN-e: 3078-6983
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D. Resultados del postest y ganancia de aprendizaje conceptual
Una vez concluida la intervenci
´
on pedag
´
ogica, se aplic
´
o el postest al grupo de control y al grupo experi-
mental, bajo las mismas condiciones y con el mismo instrumento utilizado en el diagn
´
ostico inicial (Tabla
4).
El objetivo fue identiĄcar posibles cambios en la comprensi
´
on conceptual del Ćujo turbulento tras el proceso
de ense
˜
nanza. Los resultados del postest muestran una mejora en el desempe
˜
no de ambos grup os , lo que evi-
dencia que tanto la ense
˜
nanza tradicional como la ense
˜
nanza apoyada en simulaciones favorecen el aprendizaje
conceptual cuando se desarrollan de manera sistem
´
atica y estructurada.
Tabla 4. Estad
Â
ısticos descriptivos del postest.
Grupo n Media DesviaciÂon estÂandar Puntaje mÂınimo Puntaje mÂaximo
Grupo de control 20 13,2 1,8 10 16
Grupo experimental 20 15,4 1,5 12 18
Se observa que el grupo experimental alcanz
´
o una media superior en el postest, acompa
˜
nada de una ligera
reducci
´
on en la dispersi
´
on de los datos, lo que sugiere una comprensi
´
on m
´
as homog
´
enea de los conceptos
evaluados. Por otra parte, con el prop
´
osito de analizar el progreso real de los estudiantes, en la Tabla
5 se
muestra el c
´
alculo de la ganancia de aprendizaje, deĄnida como la diferencia entre el puntaje del postest y el
pretest para cada grupo.
Tabla 5. Ganancia promedio de aprendizaje.
Grupo Media pretest Media postest Ganancia promedio
Grupo de control 10,8 13,2 2,4
Grupo experimental 11,1 15,4 4,3
Estos resultados indican que ambos enfoques pedag
´
ogicos generaron mejoras signiĄcativas en la com-
prensi
´
on conceptual. No obstante, el grupo experimental present
´
o una ganancia promedio mayor, lo que
sugiere que el uso de simulaciones computacionales contribuy
´
o a reforzar y profundizar el aprendizaje logrado
mediante la ense
˜
nanza tradicional.
La Figura
3 muestra que, en el grupo experimental, la mayor
´
ıa de los estudiantes evidencia una mejora
sostenida entre el pretest y el postest , con trayectorias de aprendizaje m
´
as pronunciadas. En el grupo de
control, tambi
´
en se observa progreso, aunque con pendientes m
´
as mo deradas.
Fig. 3. Progreso individual del aprendizaje conceptual.
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La Figura 4 muestra la ganancia normalizada (g), que permite evaluar el aprendizaje logrado en relaci
´
on
con el m
´
aximo p osible, no solo la diferencia aritm
´
etica.
Fig. 4. Comparaci
Â
on de la ganancia de aprendizaje entre grupos.
Desde una perspectiva educativa, los resultados conĄrman que la ense
˜
nanza tradicional contin
´
ua siendo un
pilar fundamental en la formaci
´
on universitaria en termoĆuidos, al proporcionar el marco conceptual necesario
para comprender fen
´
omenos complejos. Sin embargo, la integraci
´
on de simulaciones computacionales permiti
´
o
fortalecer la visualizaci
´
on, la interpretaci
´
on f
´
ısica y el razonamiento conceptual, aspectos clave en el aprendizaje
del Ćujo turbulento. La combinaci
´
on equilibrada de ambos enfoques favoreci
´
o un aprendizaje m
´
as profundo
y signiĄcativo, esp ecialmente en contenidos que requieren representaci
´
on din
´
amica y an
´
alisis cualitativo del
comportamiento del sistema.
Los resultados obtenidos evidencian que tanto la ense
˜
nanza tradicional como la ense
˜
nanza apoyada en
simulaciones computacionales favorecen el aprendizaje conceptual del Ćujo turbulento en educaci
´
on universi-
taria. La mejora observada en ambos grupos conĄrma que la instrucci
´
on te
´
orica sistem
´
atica contin
´
ua siendo
un componente esencial en la formaci
´
on en termoĆuidos, particularmente para la introducci
´
on de conceptos y
el desarrollo del lenguaje t
´
ecnico disciplinar.
No obstante, la mayor ganancia de aprendizaje registrada en el grupo experimental, as
´
ı como la ganancia
normalizada moderada alcanzada, sugieren que el uso de simulaciones computacionales contribuye a fortalecer
la comprensi
´
on conceptual cuando se integra de manera planiĄcada y guiada. En particular, la visualizaci
´
on
din
´
amica del Ćujo y la posibilidad de explorar escenarios controlados parecen favorecer la interpretaci
´
on f
´
ısica
del fen
´
omeno y la articulaci
´
on entre teor
´
ıa y comportamiento observable.
Asimismo, los resultados asociados al uso de ANSYS F luent y OpenFOAM muestran que ambos simu-
ladores presentan una alta aplicabilidad educativa, cumpliendo roles pedag
´
ogicos complementarios. Mientras
uno facilita la comprensi
´
on inicial mediante interfaces visuales, el otro promueve una reĆexi
´
on m
´
as profunda
sobre los supuestos y condiciones del mo delo. Estos hallazgos refuerzan la idea de que la tecnolog
´
ıa educativa
no reemplaza la ense
˜
nanza tradicional, sino que la potencia cuando se utiliza con objetivos pedag
´
ogicos claros.
CONCLUSIONES
El estudio permiti
´
o concluir que la ense
˜
nanza tradicional sigue siendo un pilar fundamental en la
formaci
´
on universitaria en termoĆuidos, al proporcionar la base conceptual necesaria para comprender
fen
´
omenos complejos como el Ćujo turbulento.
La incorporaci
´
on de simulaciones computacionales como recurso did
´
actico complementario con-
tribuy
´
o a una mayor ganancia de aprendizaje conceptual, especialmente en t
´
erminos de visualizaci
´
on,
interpretaci
´
on f
´
ısica y razonamiento cient
´
ıĄco.
Los simuladores utilizados demostraron ser herramientas pedag
´
ogicamente viables y accesibles en
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contextos educativos reales, siempre que su uso est
´
e acompa
˜
nado de orientaci
´
on docente y articulado
con la explicaci
´
on te
´
orica.
Finalmente, los resultados sugieren que la integraci
´
on equilibrada entre m
´
etodos tradicionales y
recursos digitales constituye una estrategia eĄcaz para fortalecer la ense
˜
nanza de fen
´
omenos com-
plejos en educaci
´
on universitaria, abriendo l
´
ıneas futuras de investigaci
´
on orientadas a su aplicaci
´
on
en otros contenidos y contextos formativos.
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