Todo ha cambiado menos nuestra manera de pensar

Albert Einstein

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nora.sabelli@sri.com

Avances en Educación

Avances en ciencia y

tecnología

• Psicología cognitiva

• Psicología social

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• Desarrollo Cognitivo

• Neurociencia

• Diseño de Materiales pedagógicos

• Evaluación

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• Pedagogía

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• Neurociencia

• Ciencia del Diseño

Avances en Ciencias del

Conocimiento

Porqué y Como Hacer Valer las TIC en la Enseñanza

Primer tema

Dos faces de educacion en ciencias Tomado de Duschl

Primera faz Segunda faz

Ciencia actual Alfabetizacion cientifica

Preparar cientificos Ciencia como patrimonio social

Primera “revolucion” en Segunda “revolucion” en NSF (1955 a 1975) NSF (1983 al presente)

“Las ciencias” son en realidad “la ciencia”

•  Systemas •  Cambio (evolución) •  Fuerzas •  Energía •  Escala

Temas comunes

•  Investigación experimental

•  Experimentos computacionales

•  Uso de modelos •  Uso de datos •  Argumentación basada

en datos •  Explicaciones

mecanísticas

Prácticas comunes

necesita entender las prácticas científicas múltiples formas de saber y hacer que los científicos utilizan para estudiar el mundo natural

construcción de explicaciones basadas en la evidencia científica

Que significa “entender” una idea científica? ?

Los estudiantes tienen dificultades con explicaciones científicas

Con Evidencia •  Los estudiantes tienen dificultades para utilizar pruebas

adecuadas y conectar los datos a su hipótesis (claim) •  Los estudiantes por lo general ignoran los datos que

contradicen sus ideas (o las que les da el profesor)

Con Razonamiento

•  Generalmente lo estudiantes presentan explicaciones sin justificación.

Porque seleccionar “ideas importantes”

•  Su poder explicativo dentro y fuera de la disciplina que se estudia:

las ideas importantes ayudan a entender una gran variedad de ideas en muchas disciplinas científicas

•  Conforman una manera útil de pensar sobre el mundo: son accesibles a los alumnos a través de sus capacidades cognitivas (a la edad apropiada) y sus experiencias con fenómenos y representaciones

•  Conforman bloques de construcción para el aprendizaje futuro:

Son clave para el desarrollo de otros conceptos y ayudan a sentar las bases para el aprendizaje continuo.

SAM (Science of Atoms and Molecules),

Concord Consortium (Tinker&Berenfeld)

Segundo tema

El lenguaje de la ciencia en las escuelas y en los medios de comunicación no ha seguido el ritmo del lenguaje de la práctica científica, una práctica que es cada vez menos acerca de los experimentos y cada vez más sobre los datos y su modelado.

En resumen, se podría argumentar que las explicaciones causales basadas en el control de variables experimentales han dado lugar a la explicación estadística / probabilística basada en experimentos computacionales.

The HS Lab Experience: Reconsidering the Role of Evidence, Explanation and the Language of Science Richard A. Duschl, Graduate School of Education Rutgers University, 2005

Commissioned paper by the National Research Council for the Committee on the Role of the Laboratory in High School Science

El lenguaje de la ciencia en las escuelas y en los medios de comunicación no ha seguido el ritmo del lenguaje de la práctica científica, una práctica que es cada vez menos acerca de los experimentos y cada vez más sobre los datos y su modelado.

En resumen, se podría argumentar que las explicaciones causales basadas en el control de variables experimentales han dado lugar a la explicación estadística / probabilística basada en experimentos computacionales.

En otras palabras, el reduccionismo en la base de la metodología clásica no es indispensable--aunque siga siendo necesario en muchos casos

En particular, el reduccionismo no basta para entender y operar sobre sistemas complejos reales

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System Size

Time

Continuum

Model Breakdowns and Conceptual change

Methods for Materials Modeling and Simulation

Adapted from NanoStellar, http:

Ab Initio

Kinetic Monte Carlo

Molecular dynamics

GenScope

Welcome to the River City Research Project. With funding from the National Science Foundation, we have developed an interactive computer simulation for middle grades science students to learn scientific inquiry and 21st century skills.

River City has the look and feel of a videogame but contains content developed from National Science Education Standards, National Educational Technology Standards, and 21st Century Skills.

The River City Project concentrates on the areas of epidemiology, scientific inquiry, and experimentation.

The River City Curriculum supports students as they:

* Learn the principles and concepts of science; * Acquire the reasoning and procedural skills of scientists; * Devise and carry out investigations that test their ideas; and * Understand why such investigations are uniquely powerful.

River City is a 17 hour, time-on-task curriculum that includes a pretest and a research conference at the end of the unit. Teachers are not expected to find extra time in the school year in order to implement River City. On the contrary, the River City Curriculum is designed and intended to replace existing lessons. The River City Curriculum is interdisciplinary in scope, spanning the domains of ecology, health, biology, chemistry, and earth science, as well as history.

Thinking with Data is a series of dynamic, flexible, and Web-based tools that support data analysis across the curriculum.

The aim is to help learners with diverse skills and interests develop inquiry and data analysis skills to understand and use online data sets in mathematics, science (ecology based), and social science. The approach makes statistics come alive by emphasizing cutting-edge, learner-centered data visualization tools; relevance through customization of datasets; dynamic interaction with data, and collaboration and community as teachers and learners investigate compelling social science topics using existing international databases.

In parallel with this development we will conduct research on increasing the data literacy of teachers and students. In the process, the team will research how an interdisciplinary approach to data literacy can deepen students' conceptual understanding in the content areas and improve their problem-solving skills.

Designing Geospatial Exploration Activities to Build Hydrology Understanding in Middle School Students

We designed activities that gave students map-based data relevant to the water cycle processes of evaporation, condensation, runoff, and infiltration.

We wanted students to generate informal and causal explanations about the water cycle’s role in water distribution and salt pollution. In designing map activities, researchers used layered and parallel data representations.

Students used both everyday knowledge and scientific knowledge fragments to answer key questions.

Statistical analysis (based on consumption per capita) was integrated into the mathematics classes, since the topics is part of the mathematics curriculum standards.

From Judah Schwartz

Usando modelos vs. construyendo modelos

From Judah Schwartz

Modelos vs. Simulaciones