Os conhecimentos associados à termodinâmica estão presentes nos mais diversos ramos das ciências e da engenharia. Porém, observa-se elevada dificuldade no processo de ensino-aprendizagem deste tema. Nesse contexto, uma equipe interdisciplinar foi formada para investigar os problemas relativos ao processo de ensino-aprendizagem da termodinâmica, através da abordagem metodológica do Design Thinking (fase de imersão). O artigo trata sobre os procedimentos executados e relativos à dimensão do problema. Concluiu-se que existem mais fatores internos que atrapalham o processo de ensino-aprendizagem e quanto aos fatores externos percebe-se que os jogos são ferramentas ativas que funcionam, motivam e trazem engajamento para o aprendizado.