AMBIENTES DE APRENDIZAJE PARA LA CIENCIA USANDO TECNOLOGÍA ARDUINO PRESENTAN: DR. JAIME AGUILAR ORTIZ ING. ÁNGEL MÁRQUEZ AGUILAR

Transcripción

1 AMBIENTES DE APRENDIZAJE PARA LA CIENCIA USANDO TECNOLOGÍA ARDUINO PRESENTAN: DR. JAIME AGUILAR ORTIZ ING. ÁNGEL MÁRQUEZ AGUILAR

2 PRESENTACIÓN Quién soy? Dr. Jaime Aguilar Ortiz De dónde soy? Pachuca, Hidalgo, México A qué me dedico? Formación matemático. Profesor universitario (25 años de vocación). Empresario (8 empresas en 11 años. Vives una vez!).

3 LA HISTORIA DEL PROYECTO Pierdo mi trabajo

4 DESCUBRÍ OTROS VALORES La creatividad La productividad El amor de pareja La felicidad 2014

5 OTRAS JUSTIFICACIONES En la Olimpiada Internacional de Matemáticas de 2015 México quedó ubicado en el lugar 19 de 109 países. Obteniendo 1 medalla de oro, 2 de plata y 3 de bronce, superando a España, Italia, Francia, Alemania, Japón, Inglaterra, Holanda. HAY QUE DEMOCRATIZAR LA PRODUCTIVIDAD! EL FUTURO SERÁ CON SENSORES!

6 MANIFIESTO MAKER MAKE Hacer es fundamental en lo que significa ser un humano. Debemos hacer, crear y expresarnos a nosotros mismos para sentirnos completos. Hay algo único sobre lo que implica hacer objetos físicos. Estos objetos son como piezas pequeñas de nosotros y contienen partes de nuestras almas.

7 HIPÓTESIS A PROBAR Los alumnos del nivel medio superior que aprenden a programar, adquieren mayores competencias para resolver problemas de la vida diaria usando TIC, matemáticas y ciencias experimentales, que alumnos que no aprenden a programar. OBJETIVO GENERAL Demostrar que la implementación en el nivel medio superior, de un programa de divulgación no escolarizado con algún lenguaje de programación inicial, bien diseñado e implementado, permite a estudiantes de este nivel educativo, desarrollar competencias para resolver problemas de la vida diaria usando TIC, matemáticas y ciencias experimentales, con un nivel superior en promedio que alumnos que no aprenden a programar.

8 MODELO DE DESARROLLO DEL PROYECTO Planeación: 1. Elección de lenguaje de programación. 2. Elección de competencias a medir. 3. Construcción de instrumentos de medición. 4. Elaboración de materiales de prueba piloto. Desarrollo: 1. Aplicación de prueba piloto. 2. Evaluación inicial. 3. Evaluación intermedia. 4. Evaluación final. PLANEACIÓN Análisis y síntesis: 1. Análisis de evaluaciones. 2. Elaboración de reporte técnico. 3. Elaboración de artículo. 4. Comunicar resultados. 5. Generación de propuesta de desarrollo de comunidad de programadores dentro de la Universidad Politécnica de Pachuca. 1. ELECCIÓN DEL LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN El primer paso consistió en la elección del lenguaje de programación. La elección se basó en una metodología de diez criterios que debe cumplir un proyecto innovador en educación propuesta por la Fundación Telefónica de España. Experiencia de aprendizaje en base a retos. Metodologías activas de aprendizaje Aprendizaje más allá del aula Experiencia de aprendizaje colaborativo

9 ARDUINO

10 ENTORNO DE ARDUINO a.-verificar: Ayuda a que el entorno de desarrollo nos revise nuestro código. b.-cargar: Una vez que verifiquemos que nuestro código está bien escrito necesitaremos cargar el código a la tarjeta. c.-nuevo: Es para crear un nuevo proyecto. d.- Abrir: Abre proyectos existentes o demos que están guardadas. e.-guardar: Guarda el proyecto que tenemos abierto en la ventana. 10

11 2. ELECCIÓN DE COMPETENCIAS A MEDIR Aprende de forma autónoma Trabajar en forma colaborativa Participa con responsabilidad en la sociedad. Explica e interpreta los resultados obtenidos mediante procedimientos matemáticos y los contrasta con modelos establecidos o situaciones reales. Analiza las relaciones entre dos o más variables de un proceso social o natural para determinar o estimar su comportamiento. Cuantifica, representa y contrasta experimental o matemáticamente las magnitudes del espacio y las propiedades físicas de los objetos que lo rodean. Establece la interrelación ente la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en contextos históricos y sociales específicos. Hace explícitas las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos. Explica el funcionamiento de máquinas de uso común a partir de nociones científicas. Diseña modelos o prototipos para resolver, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos.

12 3. CONSTRUCCIÓN DE INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN Se construyó un cuestionario con 10 preguntas centrales. Cada preguntas buscó identificar en una escala del 1 (Poco desarrollada) al 5 (Plenamente desarrollada), el nivel de desarrollo de cada competencia en la opinión de jóvenes que participaron el proyecto y de los tutores. 4. ELABORACIÓN DE MATERIALES DE PRUEBA PILOTO Se elaboró un manual de capacitación para aprender Arduino con 24 prácticas que permiten aprender los fundamentos de esta herramienta.

13 DESARROLLO Se impartieron talleres a 5 grupos en escuelas diferentes. En cada taller se eligieron a 10 participantes al azar sobre un total de 20 que tenía aproximadamente cada grupo seleccionado. Los alumnos restantes de los grupos seleccionados fueron considerados como control. A cada uno de los participantes que tomó el taller básico, se le proporcionó un kit para realizar todas las prácticas indicadas en el manual de capacitación y se le aplicó el cuestionario inicial de 10 preguntas. Posteriormente, a mitad del taller se entrevistó a los participantes sobre la marcha del taller y las expectativas creadas. Específicamente, se hizo la siguiente pregunta: Qué opinas hasta el momento del taller de Arduino?

14 En la evaluación inicial los resultados mostraron un promedio de calificación del 2.7 con una desviación estándar de 1.12 por parte de los participantes, y de una media de 1.95 y desviación estándar de 1.25 por parte de sus profesores. En la evaluación intermedia, los comentarios más frecuentes fueron los siguientes ante la pregunta que se hizo. Los alumnos están descubriendo que pueden hacer cosas que no se imaginaban. Los alumnos sienten que están aprendiendo a programar. Los alumnos están investigando más que antes. ALGUNOS RESULTADOS DE LAS ENTREVISTAS APLICADAS En la última parte del proyecto, se aplicó de nuevo a los participantes y profesores la evaluación inicial y se analizaron los resultados obtenidos. En este caso los participantes se dieron una calificación promedio de 3.7 con una desviación estándar de 0.67, y los profesores una calificación promedio de 2.6 con una desviación estándar de 1.14.

15 EJEMPLOS DE ALGUNAS DE LAS PRÁCTICAS PRÁCTICA 1 PRÁCTICA 4 PRÁCTICA 7 PRÁCTICA 12 PRÁCTICA 16 PRÁCTICA 19

16

17 TECNO DUINO CLOCK DISPENSER ANYTHING SMART SMOKE ALARM PET CASA INTELIGENTE

18 CONCLUSIONES Deben surgir en el país propuestas de gran alcance que apoyen en forma significativa, la construcción de ambientes de aprendizaje no escolarizados para los futuros ingenieros y científicos que el país necesita urgentemente. Con este proyecto, se concluye que la implementación de talleres en Arduino, apoya en forma significativa la construcción de ambientes de aprendizaje altamente estimulantes de creatividad y motivación personal en ambientes no escolarizados. Además, se apoya la construcción de competencias definidas en los planes de estudio vigentes. A FUTURO A futuro se planea implementar la propuesta en todos los CBTIS del Estado de Hidalgo con otros ambientes de desarrollo (hardware y software), crear un portal púbico que contenga todos los proyectos desarrollados para su réplica, mejora e implementación real. En éste momento se están desarrollando los contenidos de talleres con los siguientes nombres.

19 Diseño de videojuegos artesanales y clásicos usando Arduino. Diseño de calculadoras científicas y graficadores usando Arduino. Diseño de nuevos instrumentos musicales usando Arduino. Diseño de sistemas biométricos de bajo costo usando Arduino. Diseño de sistemas de internet de las cosas de bajo costo usando Arduino. jao@upp.com.mx A FUTURO En todos estos talleres después de su implementación, los participantes desarrollarán decenas de proyectos de alto impacto social usando conocimientos de matemáticas, física, biología y química, electrónica y programación diversos. GRACIAS!