La Galería de Galileo: Experimentos Interactivos de Física para la Enseñanza Media.

Transcripción

1 V CONCURSO PROGRAMA TIC EDU, FONDEF 2010 Presentación del proyecto: La Galería de Galileo: Experimentos Interactivos de Física para la Enseñanza Media. Dr. Francisco Vera Instituto de Física

2 FONDEF V CONCURSO PROGRAMA TIC EDU 2010 Presentación del proyecto: La Galería de Galileo: Experimentos Interactivos de Física para la Enseñanza Media. Este proyecto permitirá financiar la creación del DVD La Galería de Galileo con más de 100 Experimentos Interactivos de Física para la Enseñanza Media, incluyendo guías de carácter indagatorio para los contenidos de Física de 2 medio: El Movimiento, 3 medio: Mecánica, 3 medio: Fluidos. Se adjunta una versión demostrativa del DVD. Institución ejecutora: Director del proyecto: Dr. Francisco Vera Los Socios de este proyecto serán beneficiarios directos de los productos y sólo deben comprometer contrapartes valorizadas del orden de 40 millones de pesos distribuidos en un período de 3 años. Posibles socios: Corporación Municipal Valparaíso Corporación Municipal Viña del Mar Corporación Municipal Quilpué Ministerio Regional Corporación Municipal San Felipe Corporación Municipal Puchuncaví

3 Caracterización del producto El presente proyecto tiene como objetivo final desarrollar un DVD que incluirá material didáctico para apoyar el proceso enseñanza-aprendizaje de los contenidos de las asignaturas de física de enseñanza media entregando material visual en la forma de videos de experimentos sencillos, que los alumnos pueden analizar en clases usando uno o mas computadores. El software que se entrega como parte del producto permite fácilmente revisar la situación, ver fenómenos que por su rapidez pasan desapercibidos, y medir variables físicas haciendo click sobre los objetos bajo estudio. Principales usos Este DVD servirá para apoyar el proceso enseñanza-aprendizaje en los cursos de física de enseñanza media. Los videos contenidos en el DVD pueden ser usados como un apoyo a una clase expositiva tradicional o puede ser usado como material de trabajo para realizar todas las clases de los módulos de Mecánica, El Movimiento y Fluidos, correspondientes a los contenidos mínimos obligatorios definidos por el Ministerio de Educación. El DVD incluirá el software como una solución completa, que permitirá también que alumnos y profesores realicen sus propios experimentos y obtengan coordenadas de objetos en movimiento en unos pocos minutos de una manera simple e intuitiva. Beneficios que generará a sus usuarios finales Alumnos y profesores tendrán a su disposición videos de experimentos directamente relacionados con los contenidos mínimos obligatorios de los planes y programas de enseñanza media. El profesor tendrá a su disposición guías que hagan uso de la metodología indagatoria, estructuradas para conformar una clase completa para cada uno de los contenidos de los módulos desarrollados. El software incluido dentro del DVD y la estructura flexible de cada guía, permitirá que el profesor pueda contextualizar fácilmente su clase a distintas realidades escolares, pudiendo llevar la clase a la realización de sus propios experimentos. La galería de experimentos puede ser usada en clases expositivas o en clases que involucran activamente al alumno en el análisis de situaciones concretas, se puede usar con el propósito de motivar a los estudiantes y como elemento clave para lograr un aprendizaje significativo y para desarrollar el pensamiento crítico de los alumnos. Posibles usuarios Este producto está dirigido a colegios con escasa o nula capacidad de pago, pero puede también ser usado por colegios particulares o particulares subvencionados. Los usuarios serían profesores de cursos de física de enseñanza media, quienes pueden hacer uso del material para apoyar sus clases o para realizar íntegramente las clases correspondientes a los módulos de contenido incluidos en el DVD. Condiciones de uso El DVD estará sujeto a una licencia del tipo GPL (Gnu Public License) que esencialmente permite que sea usado en colegios con escasa o nula capacidad de pago, pero puede también ser usado por colegios particulares o particulares subvencionados.

4 Antecedentes La ciencia ocupa hoy sin lugar a dudas un rol protagónico en la sociedad y la educación secundaria constituye la etapa fundamental para plantear la alfabetización científica de los futuros ciudadanos y ciudadanas. El déficit de profesores de física y la poca confianza de éstos en sus conocimientos disciplinarios, limita la capacidad de realizar actividades de aula apoyadas en experimentos sencillos, lo que se ve agravado debido a que en general los establecimientos educacionales no cuentan con laboratorios de física. En la actualidad existen algunos portales (educarchile, educared, profisica) que ofrecen un valioso material para apoyar tanto al docente como a los alumnos. La incorporación en el aula del material generado en este proyecto sería un gran aporte al sistema educativo y su implementación se vería enormemente facilitada gracias a la red enlaces, que con la implementación de laboratorios de computación y la inclusión de computadores y datashow en las salas de clases, a través del plan Tecnologías para una Educación de Calidad, permite la integración de tecnología al mundo escolar y funda las bases para desarrollar proyectos educativos como el que se plantea en esta propuesta. La carencia de laboratorios de física, fundamentalmente debido al alto costo de los equipos de laboratorio, es un problema crónico de la educación en ciencias en Chile, que ha motivado la creación de una solución tecnológica simple e intuitiva por parte de los investigadores de la presente propuesta. Esta innovación transforma una cámara web de última generación en una herramienta que permite crear laboratorios de física modernos y de bajo costo, fácilmente adaptable a las diversas realidades escolares y que ha sido desarrollada íntegramente en Chile. El Grupo de Tecnología Educativa de la PUCV desarrolló un software que permite medir posición y tiempo para objetos en movimiento, que al ser integrado con componentes de hardware (webcam) y software libre se transforma en una herramienta que permite a estudiantes y profesores crear sus propias actividades experimentales (ver: ). Los desarrollos ya obtenidos han sido documentados a través de publicaciones en revistas internacionales como por ejemplo: The Physics Teacher Vol. 47, 2009, Francisco Vera and Cristian Romanque, Another way of tracking moving objects Using Video Clips. Nuestro grupo ha implementado seis laboratorios de docencia en la PUCV, y a la fecha la metodología ha sido probada de manera piloto en algunos cursos de pregrado de la (Proyecto de Investigación DDCYF Innovación en la metodología de enseñanza en cursos de física básica usando nuevos métodos para la adquisición de coordenadas de cuerpos en movimiento ) y en cursos de enseñanza media de seis colegios de la región de Valparaíso a través del proyecto ExploraConicyt de divulgación y valoración de soluciones tecnológicas Los Experimentos de Galileo en las aulas de la región de Valparaíso. En el primero de estos proyectos se logró medir mejoras de aprendizaje significativas en cursos de nivel universitario, mientras que en el proyecto Explora las encuestas realizadas a docentes y estudiantes muestran un alto grado de satisfacción con el uso de esta metodología de adquisición de coordenadas. Nuestro grupo se adjudicó un proyecto del fondo de innovación académica del programa Mecesup 2 en el tema de Exploración de Ideas Innovativas, titulado Experimentos de Galileo: Formación a través de la indagación, innovación tecnológica aplicada a los cursos de Física de la PUCV. Además, nuestra metodología fue seleccionada por la Fundación País Digital como una de las 50 ideas innovativas mas importantes en el país y fue parte del libro Innovación Made in Chile 2008, 50 casos en Educación.

5 Nuestra propuesta se enmarca en el desarrollo de TICs que se ha comenzado a realizar en los proyectos ya descritos, pero poniendo énfasis en la realidad de las aulas chilenas, y en particular al reducido número de horas semanales para la asignatura de Física en el Plan General de Estudios de Enseñanza Media. Nuestra solución a esta problemática propone utilizar nuestro desarrollo de TICs en torno a situaciones experimentales que serán pregrabadas y que se entregarán al profesor de aula como una herramienta que les permitirá enseñar los contenidos de física través del análisis de situaciones experimentales simples, contextualizadas a la realidad escolar del sistema educacional chileno. El diseño de estas situaciones experimentales contempla explícitamente la participación de profesores de aula de reconocida trayectoria. Nuestra propuesta contempla además el desarrollo de guías de trabajo para los alumnos y para el profesor de aula, cubriendo en forma íntegra los contenidos de los módulos de Mecánica, El movimiento y Fluidos, correspondientes a los contenidos mínimos obligatorios definidos por el Ministerio de Educación. Los materiales curriculares producto de esta propuesta serán desarrollados en el marco de la metodología indagatoria, cuya eficacia en la mejora de los niveles de aprendizaje ha sido ampliamente probada y validada internacionalmente en la literatura de investigación en Enseñanza de la Física (PER, del inglés Physics Education Research), y muestra que para que se produzca un aprendizaje significativo es fundamental que el alumno se motive de forma tal que se involucre activamente en la construcción de su conocimiento. El uso de las TICs en general, y de la herramienta que se desarrolla e implementa en este proyecto en particular, contribuyen fuertemente en esta dirección. En la actualidad contamos con videos de experimentos que cubren diversos tópicos de física, accesible a través de la página web (versión preliminar) Este material muestra la calidad del material generado por nuestra propuesta y ha sido usado en diversas charlas de divulgación en colegios de la zona, generando gran entusiasmo entre profesores y alumnos ante la idea de contar con este tipo de material y tecnología en sus colegios. El presente proyecto permitirá desarrollar material específico para los contenidos de los cursos de física de enseñanza media, en un formato de videos envasados y material curricular pertinente a ellos, utilizando como eje articulador los contenidos mínimos obligatorios del programa de estudios de Enseñanza media. De esta forma, para cada uno de los contenidos abordados se diseñará un kit compuesto por un experimento (o un conjunto de ellos) en conjunto con guías de actividades para el alumno y para el profesor, las que estructurarán una posible columna vertebral para el desarrollo de una clase completa de dos horas pedagógicas, con la flexibilidad necesaria para que el docente pueda adaptar dichas actividades a su propia realidad. Los materiales así desarrollados y sometidos a un plan piloto durante la ejecución del proyecto no sólo serán una gran ayuda práctica para los docentes, sino que además constituirán un producto de fácil masificación y probada eficacia para mejorar la calidad de la enseñanza de la física en nuestro país. El proyecto permitirá hacer un pilotaje a nivel regional y permitirá llevar a cabo una primera etapa en la masificación hacia la realidad escolar del país. Además, se diseñará un curso de capacitación para profesores en el uso de la metodología propuesta en el proyecto.