enseñanza de las ciencias con ti cs

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Enseñanza y Aprendizaje de Ciencias

con Uso de TICs

Grupo de Investigación de la Enseñanza de las Ciencias con TICÁrea de Educación

Instituto de Informática EducativaUniversidad de La Frontera - Chile

Gerardo Moënnegmoenne@iieufro.cl

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Objetivos de La Presentación

• Presentar una taxonomía de distintas didácticas para la enseñanza de las ciencias y como pueden ser apoyadas por la tecnología

• Presentar algunos ejemplos de tecnologías concretas

• Mostrar algunas ventajas educativas de cada tecnología y uso asociado

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¿Qué “es” usted?

A. Profesor con especialidad en ciencias

B. Profesor “forzado” a dictar cienciasC. Profesor de otra asignaturaD. Jefe de UTPE. DirectorF. Jefe del Charlista

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¿Qué “es” usted?

A. Empresario o Representante Empresa

B. Funcionario PúblicoC. Sostenedor, Director o Profesor de

Escuela o LiceoD. Académico o Experto en el temaE. Miembro de la prensaF. Amigo de Didier

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¿Qué “es” usted?

A. Profesor de cienciasB. Profesor de otra asignaturaC. IngenieroD. Diseñador GráficoE. PeriodistaF. Jefe del Charlista

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¿Cómo calificaría su nivel de confianza en su capacidad para enseñar Ciencias?

A. Muy AltoB. AltoC. Ni alto ni bajoD. BajoE. Muy BajoF. Nulo

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¿Cuánto utiliza TIC en sus clases?

A. Todas las semanasB. Cada 2 semanasC. Una vez al MesD. Entre 1 y 3 veces al semestreE. Una vez al añoF. Nunca

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¿Cuánto cree usted que los profesores utilizan las TIC en sus clases?A. Todas las semanasB. Cada 2 semanasC. Una vez al MesD. Entre 1 y 3 veces al semestreE. Una vez al añoF. Nunca

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¿Cuál es su principal barrera para no utilizarla más?A. Falta de confianza en mi capacidadB. Falta de conocimiento sobre recursos

TIC disponiblesC. Falta de recursos TIC en mi

establecimientoD. Falta de tiempo para aprender a

utilizarlosE. Baja calidad de los recursos existentesF. Las TIC pueden fallar

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¿Cuál cree que es la principal barrera para que no las utilicen más?

A. Falta de confianza en su capacidadB. Falta de conocimiento sobre recursos

TIC disponiblesC. Falta de recursos TIC en el

establecimientoD. Falta de tiempo para aprender a

utilizarlosE. Baja calidad de los recursos existentesF. Las TIC pueden fallar

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Principios

• La tecnología debe estar al servicio del objetivo pedagógico y no al revés

• El uso de tecnología no es necesariamente la mejor manera de enseñar todos los contenidos o desarrollar todas las habilidades

• El uso de la tecnología debe tener “valor agregado”

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CurriculumContenidos

Realidad Educacional

Tecnologías

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Algunos Problemas Comunes

• Preparación de los profesores– Formación deficiente– Pocos especialistas– Baja confianza en sus capacidades de enseñanza

• Falta de Recursos• Desinterés por parte de los estudiantes• Curriculums con demasiados contenidos• Respecto al uso de TIC

– Falta de orientaciones didácticas específicas para el uso de TIC

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Qué dicen los expertos• “Enseñarles [a los alumnos] a pensar por ellos mismos”

(Lapp)

• “El propósito de la educación en ciencias debe ser entusiasmar a los niños a aprender…estimularlos a preguntar… respetar lo que saben y ayudarles a conseguir sus objetivos” (Goetz)

• “Una de las características principales de la ciencia es que ofrece la posibilidad de encontrar explicaciones e interpretaciones a lo que se observa” (Lena)

• “El docente debe cultivar la comprensión y no pretender manejar la información” (Lena)

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Qué dicen los expertos• “Enseñarles [a los alumnos] a pensar por ellos mismos”

(Lapp)

• “El propósito de la educación en ciencias debe ser entusiasmar a los niños a aprender…estimularlos a preguntar… respetar lo que saben y ayudarles a conseguir sus objetivos” (Goetz)

• “Una de las características principales de la ciencia es que ofrece la posibilidad de encontrar explicaciones e interpretaciones a lo que se observa” (Lena)

• “El docente debe cultivar la comprensión y no pretender manejar la información” (Lena)

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Por qué Enseñar Ciencias en la Escuela

A. Conocimiento útil para todosB. Generar ciudadanos capacitados para mantener

el desarrollo de la sociedad industrializadaC. Es parte del conocimiento de todo individuo

educado por ser uno de los mayores logros de la sociedad contemporánea

D. Muchos problemas políticos y éticos actuales y futuros tienen una raíz científica

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Participación de alumnos comunidades de práctica

Robótica educativa / Software de autoría/modelling

Modelar “experimentos” flexibles y repetibles

Diseño de experimentos para recabar evidencia

Sistemas colaborativos/votaciónSimuladoresProyectoresPizarras interactivas

Apoyar discusión, participación y reflexión

Facilitar representaciones compartidas

Enseñar conceptos a través de aprendizaje social

WWW (Editores html)Correo electrónico / Chat / Listas de discusión / Software de representación y manejo de datos

Buscar y representar información

Comunicarse

Publicar resultadosDesarrollo del Pensamiento Científico

Animaciones / Simuladores / Videos / laboratorios remotos

Capturadores de datos / sensores Microscopio digitalSoftware de representación de datos y manejo estadístico

Apoyar la experiencia práctica

Enseñar conceptosDemostrar Método científico

Tecnología novedosa Pizarras InteractivasCaptar el interés del

alumnoMotivación

Desarrollo de habilidades de laboratorio

Aproximación Empírica

Ejemplo Tecnologías Utilizadas

Uso de TICsObjetivoAproximación

Metodológica

Reemplazar la experiencia práctica

---------

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Animaciones

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Microscopio Digital

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¿Cuánto cree usted que cuesta el microscopio Digital?

A.Menos de $100.000B.Entre $100.001 y $500.000C.Entre $500.001 y $1000.000D.Entre $1000.001 y $2000.000

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Sensores y Software de Representación

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Captura y Representación de Datos

• Apoyo la investigación práctica– Captura y representación de datos

• Datos confiables• Representación entendible• Tiempo real• Observación más detallada • Ejemplos

– Transductores (Captura de Datos) y Planillas de cálculo– Microscopio Electrónico

0

50

100

1 2 3 4

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Contribución de las TIC a la Experimentación

Relación

EntrevariablesMedición

devariables

Registro

ValoresVariables

Representación

devariables

Sobrecarga Cognitiva (Osborne)

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Fundamentos de la Robótica

• Pensamiento lógico• Motricidad fina y gruesa• Trabajo en equipo• Proyectos relevantes para los alumnos

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Ciclo de Trabajo

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Ej: Taller de robótica

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“Robotics and simulation on physics study in elementary school”

Adriana Sobreira Tôrres

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INFORMACIÓN GENERAL• ESCOLA PARQUE

• Colegio Privado Rio de Janeiro, Brasil

• Uso Curricular de la robótica • 8vo - 14 a 16 años• 3 cursos (alrededor de 100 students)

• Profesores de Robótica, ciencia y matemática

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Meta y Objetivos• Aumentar la relación entre creencias intuituvas y el

pensamiento científico

• Dejar que los alumnos expresen sus ideas intuitivas

• Usar la observación concreta combinada con discusiones orales para sistematizar el conocimiento abstracto

• Crear un método para validar las intuiciones (usando algunos pasos del método científico)

• Mostrar conclusiones en una simulación

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Desarrollo del Pensamiento Científico

• Se plantea un “problema de investigación” a partir de la experiencia de los alumnos

• Alumnos generan preguntas (hipótesis)• Se construyen “robots” que entregan información

para comprobar las hipótesis• Se realiza el experimento• Se contrastan las hipótesis con los datos

recolectados• Discusión

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Ideas Intiutivas (ej: escuela brasileña)

• “Un auto liviano se mueve mejor”

• “Un motor poderoso acelera más rápido”

• “Un auto necesita una forma aerodinámica adecuada”

• “El tipo de ruedas afecta la velocidad del auto”

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Un sistema para medir velocidad

Ejemplo

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Un carro para llevar diferentes pesos

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Distintas Formas Aerodinámicas

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Distintas “potencias” de motores

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Laboratorios remotos

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Direcciones de algunos laboratorios remotos

• http://www.ciclope.info/labs/chemical/• http://mechatronics.poly.edu/MPCRL/• http://www.robosky.com/

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Alternativa virtual a experimento práctico• TIC liberan tiempo y “mente”• Acceso a experimentos muy caros, peligrosos,

demorosos o muy rápidos• Acercan la ciencia de la escuela a la ciencia

contemporánea• Simuladores

– Puede repetir/parar/adelantar/repetir– Transforman 1 problema en una familia– No hay problemas de manejo de equipamiento– Representaciones simultaneas real y teórica– Los datos recolectados pueden ser más voluminosos

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Videos

B) Cesio C) Litio

A) Potasio¿Cuál de estos elemento reaccionará más al contacto con el agua?

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Ejemplo: Alimentos TransgénicosEn contra A Favor

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Ejemplos de apoyos TIC a la comunidad científica

Planilla de cálculoRepresentación de Datos

Planilla de cálculoAnálisis de Datos

Foros, email, blog, facebookDiscusión

Sensores

Web

Recolección de Datos

Web, blog, twitterPublicación

Consultas a expertos a través de email, chat, VC

Software de Modelación

Diseño del experimento

Web

Enciclopedias visuales

Búsqueda de información

HerramientaEtapa

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Hipótesis-Experimento-Instrucción

• Teoría– Aprendizaje significativo– Aprendizaje social (ZDP)

• Procedimiento– Formulación Hipótesis– Votación– Discusión– 2da Votación– Experimento– Instrucción

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Ejemplo: Ondas

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a) b)

c)

d)

Votación

c)

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Una Experiencia Práctica

Hipótesis I Hipótesis II

Discusión Experimento

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Hipótesis-Experimento-Instrucción• Resultados• Evaluación

– Profesor entrenado

• Próximos pasos– Diseño de la etapa de instrucción

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Preguntas de Investigación

• ¿Cómo mejora el uso del modelo Atenea el interés por las ciencias, el aprendizaje y el desarrollo del pensamiento científico de los alumnos?

• ¿En que medida el modelo Atenea suple la falta de recursos físicos para la enseñanza de las ciencias en escuelas de bajos ingresos?

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Objetivo del ProyectoMejorar los aprendizajes de ciencia en

educación básica con apoyo de tecnologías de información y comunicaciones (TIC)

• Foco– Alumnos en riesgo social– Alumnos de 8vo año básico– Contenidos 8vo año básico

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Desarrollo del Pensamiento Científico con TIC

RecursosPedagógicos

CapacitaciónProfesores

RecursosTecnológicosMetodología Modelo

Propuesto

• Objetivos– Mejorar aprendizaje en

Estudio y Comprensión de la Naturaleza

– Desarrollar el pensamiento científico de los alumnos/alumnas participantes

• 20 Escuelas de Temuco• 6º, 7º y 8º Básico• 1 Unidad curricular

semestral

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Modelo ATENEA

Clase pocoEfectiva y

desgastadoras

Falta derecursos

SobrecargaCognitiva

Curriculumrecargado

Foco encontenidos

Desinterésde los alumnos

Bajorendimiento

Falta de preparación

de profesores

Problemas@@

RecursosPedagógicos

CapacitaciónProfesores

RecursosTecnológicosMetodología Modelo

Propuesto

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Planificación para 8º año BásicoEstudio y Comprensión de la Naturaleza

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Problema

Mientras dura el cambio de estado de sólido a líquido o de líquido a gas, la temperatura de agua....

a) aumenta. b) disminuye. c) se mantiene constante.

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Problema (2da Votación)

Mientras dura el cambio de estado de sólido a líquido o de líquido a gas, la temperatura de agua....

a) aumenta. b) disminuye. c) se mantiene constante.

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Para activar el simulador, le sugerimos calibrar potencia del hornillo a 900 y la temperatura a 0º C

Veamos el siguiente experimento…

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Mientras dura el cambio de estado de sólido a líquido o de líquido a gas, la temperatura....

a) aumenta.

b) disminuye. C) se mantiene constante.

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Presentación Problema

Experimentación/comprobación

Discusión

Relación con Experiencias

Votación

Exposición de Contenidos

Momentos de la clase

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En general, ¿Cómo calificaría Ud. los contenidos del Taller

A.Muy MalosB.MalosC.RegularesD.BuenosE.Muy Buenos

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Me siento en condiciones de aplicar lo aprendido en el Taller en mis clases

A.- Muy en desacuerdoB.- En desacuerdoC.- Ni de acuerdo ni en desacuerdoD.- De acuerdoE.- Muy de acuerdo

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Mis expectativas sobre el Taller se cumplieron

A.No se cumplieron mis expectativas

B.En un 25%C.En un 50%D.En un 75%E.En un 100%

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Le recomendaría este Taller a otro/a profesor/a que tuviese interés por el tema:

A.- Muy en desacuerdoB.- En desacuerdoC.- Ni de acuerdo ni en desacuerdoD.- De acuerdoE.- Muy de acuerdo

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Siento que adquirí mayores conocimientos en cómo enseñar los procesos científicos

A.- Muy en desacuerdoB.- En desacuerdoC.- Ni de acuerdo ni en

desacuerdoD.- De acuerdoE.- Muy de acuerdo

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Este taller ayudó a que adquiriera mayores conocimientos en la incorporación de la tecnología a mi práctica docente

A.- Muy en desacuerdoB.- En desacuerdoC.- Ni de acuerdo ni en desacuerdoD.- De acuerdoE.- Muy de acuerdo

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Pienso que lo que aprendí puedo transferirlo a otras asignaturas

A.- Muy en desacuerdoB.- En desacuerdoC.- Ni de acuerdo ni en desacuerdoD.- De acuerdoE.- Muy de acuerdo

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Enseñanza y Aprendizaje de Ciencias

con Uso de TICs

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