Ciencia y TIC en un contexto colaborativo

Ciencia y TIC en un contexto colaborativo
Aprendiendo y enseñando a partir de una serie de televisión
Guillermo Cutrera, Cristina Ciriaci, José L. Di Laccio
Octubre de 2013
1.- Fundamentación de la propuesta
Las series policiales son una temática muy recurrente en los programas de televisión, ejemplo de estos
programas son las series: CSI [1], NCIS [2], Criminal Minds [3], etc. Estas series incorporan en sus
desarrollos a grupos de expertos en asuntos policíacos e investigadores, hombres de ciencia que
aportan sus conocimientos para favorecer las exploraciones que llevan a resolver crímenes.
Muchos fenómenos del campo de la física, química, biología, la informática, entre otros, son estelares
para que los investigadores puedan dar luz a los casos de investigación policial. Es común que el equipo
investigador determine el escenario de un dado crimen y de esta manera encuentre sospechosos, y
descarte otros actores que a priori podrían pensarse involucrados.
La utilización de los videos en la enseñanza y aprendizaje viene condicionada por las funciones que
entendamos pertinentes a nuestro proyecto de clase. Tiene diferentes funciones: motivadora,
documental, estética, complementaria, de refuerzo, conceptual, etc. Nos permite contextualizar la
propuesta, elaborar hipótesis de trabajo, inquietudes y tener un “ancla para bajar a Tierra” nuestra
propuesta de enseñanza, dándoles significación para nuestra vida diaria. [4]
En esta propuesta introducimos una temática concreta a partir de un video de la serie CSI1. [1]
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El proyecto: Nuevo enfoque en la enseñanza de las ciencias incluyendo Magallanes y el kit sensores,
propone un trabajo de la ley de enfriamiento que también usa el video como recurso disparador.
Disponible en referencia 15.
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La enseñanza de la física escolar nos exige, como profesores, un desafío permanente, al menos, en dos
dimensiones. Por un lado, en la necesidad de atender a una reflexión sistemática respecto de los
alcances para los contenidos a trabajar. Por otro, considerar que estos contenidos deben incluir,
necesariamente, la dimensión relacionada el trabajo científico [5]. Esta última dimensión suele ser
olvidada en las intervenciones didácticas; sin embargo, constituye un rasgo distintivo que la ciencia
escolar comparte con el saber erudito. En este sentido, las prácticas de enseñanza deben promover la
construcción de una visión actualizada de la física, desde la ciencia escolar. [6] Esto implica, por ejemplo,
la construcción y utilización de modelos científicos escolares, contextualizados a partir del diseño y
desarrollo de procesos de indagación científica escolar. También, supone la comprensión y el uso del
lenguaje científico propio de Física como disciplina y entre otros aspectos, la producción y el análisis de
argumentos basados en evidencias para elaborar predicciones, justificar explicaciones y tomar
decisiones personales y/o comunitarias, fundamentadas en los conocimientos científicos construidos, en
un contexto de aprendizajes compartidos entre pares. [7].
Como docentes debemos favorecer, desde nuestras prácticas áulicas, los aprendizajes de estos
contenidos. Generalmente implícitos, suelen ser promovidos a partir de experiencias de laboratorio. Sin
embargo, nuestras intervenciones didácticas deben basarse en la reflexión respecto de cómo
favorecerlos pensándolos como aprendizajes explícitos. Explicitar esta necesidad nos lleva a considerar
posibles recursos que los promuevan y, en este contexto, el empleo de las TIC puede favorecer el
desarrollo de estos aprendizajes. La producción de conocimiento científico escolar debe reproducir
ciertos rasgos típicos de la producción de conocimiento en la comunidad científica. La comunidad del
saber científico, entre otros, es un aspecto característico de esta última producción. En el contexto de la
ciencia escolar, la participación en contextos colaborativos virtuales es un recurso que favorecería esta
práctica, en tanto podamos dotar de sentido pedagógico a los recursos TIC, entre otros aspectos para
favorecer la transición de la información a la comunicación. [8,9]
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En este trabajo presentamos una propuesta de enseñanza centrada en el tratamiento de contenidos
relacionados con la transferencia de calor a partir de una situación que puede resultar con “buen
gancho” [10] para el interés de los estudiantes. La propuesta avanza en el intento de promover
aprendizajes relacionados con procedimientos científicos, entre ellos, vinculados a la comunicación de la
información y a la construcción conjunta de saberes, utilizando entornos virtuales.
2.- Consideraciones didácticas y contexto de aplicación
Este plan de clase está diseñado para desarrollarse en la Educación Secundaria tanto de Argentina como
Uruguay. La propuesta está centrada en una estrategia de resolución de problemas y en el trabajo
colaborativo a partir del empleo de las TIC. En este sentido, y conjuntamente al tratamiento de
conceptos relacionados con la transferencia de calor, se intenta promover el aprendizaje de
procedimientos involucrados a la construcción del conocimiento científico escolar.
Se pretende que alumnos:
Profundicen el conocimiento de sus saberes sobre procesos involucrados en la transferencia de
calor y, en particular, en las variables que intervienen.
Reflexionen, se apropien y utilicen los procedimientos científicos escolares.
Avancen en el empleo de los modelos científicos escolares para la explicación de los fenómenos
estudiados.
Comprendan los procesos de convección natural.
Reconozcan la ley de enfriamiento de Newton y su importancia a partir de su aplicación
contextualizada.
Se familiaricen con el trabajo en equipo.
Realicen búsqueda de información en la web según criterios fundamentados.
Comuniquen la información utilizando formatos variados, utilizando aplicaciones disponibles on
line.
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Identifiquen los procesos físicos que se utilizan para conocer el tiempo que hace que ha fallecido
una persona.
3.- Contenidos
Los contenidos disciplinares pueden aproximarse por la siguiente lista: Temperatura. Equilibrio térmico.
Transferencia de calor: conducción, convección y radiación. Convección natural y ley de enfriamiento de
Newton. La comunicación científica escolar. Resolución de problemas en el aula de ciencias.
4.- Temporalización2
La temporalización del trabajo es de tres semanas distribuidas como se indica en la Tabla 1.
Actividad
1.
Tiempo
Creamos un grupo cerrado en Facebook:
CSI-Física
1 semana
2. CSI: ¿cómo sabes esto?
1 semana
3. Experimento y discusión en un espacio
virtual colaborativo
4. Elaboración de presentaciones para exponer
los resultados obtenidos.
1 semana
2
La temporalización se brinda conjuntamente con las actividades que se desarrollarán. El desarrollo de
las actividades se encuentra avanzado en el punto 6.-
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5. Compartimos los link de los afiches en
Facebook
Tabla 1. Actividad a desarrollar y tiempo asignado en semanas.
5.- Recursos a utilizar
Red social Facebook.
Wiki o Google Drive (documentos colaborativos)
Organizador conceptual (CmapTools o equivalente)
Equipos de laboratorio: termómetro de vidrio cuyo con rango de medición entre 0°C y 100°C,
sensor de temperatura conectado a un sistema de adquisición de datos conectados y a una PC,
cuyo rango sea de 0°C y 100°C. Unos 100 g de crema de maicena, colorante, dos envases de
refresco chico, un recipiente de agua de unos 4 L a próximamente, cámara digital, material
impreso, archivos multimedia.
6.- Actividades
Actividad 1. Creamos un grupo cerrado en Facebook: CSI-Física
A través de la red social Facebook, ver Figura 1, los alumnos se acerquen al tema. Elaboran hipótesis y
algunas respuestas fundadas sobre la situación planteada (un video que hemos editado y subido a
YouTube) y dos preguntas orientadoras.
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Figura 1. Grupo creado en Facebook.
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Actividad 2. CSI: ¿cómo sabes esto?
Horatio y su equipo investigan el asesinato de un
joven, Noel, que ha aparecido muerto tras una fiesta.
Horatio sospecha que Noel puede haber sido
envenenado, lo que encajaría con la marca de un
pinchazo que tiene en el muslo.
Megan y Delko investigan la muerte de un
submarinista al que alguien ha apuñalado y lanzado
al mar.
Para establecer el escenario del crimen y hallar al
Figura 2.Horatio y Megan, protagonistas de la
serie CSI.
responsable de cada muerte deben determinar el tiempo de deceso de cada víctima.
Luego de su intenso trabajo de investigación determinan con buena precisión el tiempo que hace que ha
fallecido cada uno de las víctimas y con esto encuentran los sospechosos.
¿Cómo podrán determinan estos tiempos tan importantes para resolver estos casos?
Algo de información…
Luego de que ha fallecido una persona el enfriamiento es un fenómeno espontáneo, la temperatura
desciende paulatinamente, aproximadamente de 0.8 a 1 grado centígrado por hora en las primeras doce
horas y después de 3 a 0.5 grados por hora en las siguientes doce hasta cumplir las 24 horas [11]. Lo
anterior está sujeto a los agentes acelerantes o retardantes del enfriamiento como puede ser: escasa
vestimenta, época del año, caquexia, humedad o hemorragia previa a la muerte. Así como la fiebre al
momento de la muerte, se encuentre cobijado, época del año o si el cadáver se encuentra situado en
lugares calientes como cuarto de calderas. La medición de la temperatura corporal del cadáver es un
importante aliado del agente del ministerio público en un caso judicial, ya que por medio de ella se
puede determinar la hora aproximada de la muerte.
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Primer paso…
En esta primera actividad solicitamos realices una búsqueda en Internet de una página web que te
permita validar la siguiente información:
“Para un investigador criminalista que se enfrenta a un cadáver son tres las preguntas fundamentales
que se le plantean: Causa de la muerte y circunstancias en las que se produjo, Data de la muerte y Lugar
en el que se produjo la muerte.”
Actividad 3. Experimento y discusión en un espacio virtual colaborativo
El objetivo de esta actividad estudiar como varía el enfriamiento de un cuerpo en al aire y en el agua.
Usa dos botellas típicas de refresco rellenas con una crema hecha con maicena, agua y un chorrito de
colorante a unos 60°C e inserten el termómetro como se ilustra en la Figura. 2. Asegúrate que haya un
buen contacto con la parte metálica del sensor y sumérjalo totalmente, evita que el sensor se equilibre
con un tercer cuerpo como lo sería el aire. En ambos casos deben monitorear la temperatura del
ambiente en donde está la botella de estudio. Para una descripción de la ley de enfriamiento puedes ver
alguna de las referencias. [12,13].
Representen los datos de, T(t)- T fluido, en función del tiempo, t.
Realicen el ajuste de sus datos y determinen el modelo experimental.
Comparen los gráficos obtenidos para el enfriamiento en el aire y en el agua.
¿Se ajustan los datos al modelo teórico de la ley de enfriamiento de Newton? Pueden encontrar
información experimental en la referencia [14] disponible en la web.
Una vez realizada la actividad experimental, los integrantes de cada grupo elaborarán un documento
colaborativo en Google Drive (o en una Wiki) en el que presentarán los resultados obtenidos y
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responderán a la pregunta. El proceso de construcción del documento deberá reflejar los intercambios
de opiniones entre los integrantes del grupo. Esta etapa del trabajo es seguida por el profesor que
tendrá acceso a cada uno de los documentos colaborativos y tendrá una instancia de trabajo presencial
alternativa. Además del documento, los integrantes de cada grupo deberán utilizar un organizador
conceptual de tipo grafico (por ejemplo, Cmap Tools) en el que representarán las relaciones entre los
contenidos trabajados.
Actividad 4. Elaboración de la presentación usando Thinglink o Prezi
Para comunicar lo realizado en la experiencia de laboratorio, cada grupo de trabajo construirá un
recurso para compartir usando Thinglink o Prezi. En dicho recurso deberán incluir toda aquella
información que consideren relevante considerando que, a través del mismo, presentarán lo trabajado
al profesor y al resto de sus compañeros. Además, deberán explicar cómo la experiencia realizada les
permitiría responder a la pregunta inicial ¿Cómo podrán determinar estos tiempos tan importantes para
resolver estos casos? Si consideran que el conocimiento que han construido con el grupo a partir de la
experiencia no es suficiente a tal efecto, entonces, expliquen qué conocimientos adicionales serían
necesarios.
Actividad 5. Compartimos los informes en Facebook
Cada grupo de trabajo, finalmente, compartirá el link del informe en el grupo de Facebook. El profesor
asignará a cada grupo el link del afiche construido por otros grupos y cada uno de éstos deberá analizar
la producción recibida. Finalmente cada grupo deberá presentar un trabajo en el que: dé cuenta de sus
aprendizajes durante esta instancia de trabajo compartido a partir del caso presentado.
Analice el documento de otro grupo justificando sus puntos de convergencias y divergencias. Los
criterios utilizados para la comparación serán propuestos por cada grupo que deberá justificarlos
brevemente.
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7.- Evaluación
El desarrollo de la propuesta permite trabajar con diferentes modalidades evaluativas, al proporcionar
espacios para desarrollar instancias de heteroevaluacion, coevaluacion y autoevaluación. Cada una de
estas instancias será empleada por el profesor para calificar a los estudiantes a través de criterios
debidamente explicitados al grupo de alumnos. A continuación desarrollamos la propuesta de criterios
sugeridos.
7.1.- Indicadores para los requerimientos de la propuesta
En este apartado mencionamos y caracterizamos posibles indicadores de la calidad de los trabajos de los
estudiantes, calidad considerada en la evaluación de los estudiantes. Para ello, presentamos la
descripción de cada indicador a partir de extremos de un continuo que describen modos de proceder
que serán considerados límites para la asignación de la calificación. En tanto continuo, son esperables
desempeños intermedios para lo cual podrá utilizarse una escala tipo Likert cuyos extremos
(correspondientes a las calificaciones máximas y mínimas) son descritos a continuación.
Identifica las ideas centrales: en un extremo del continuo, encontramos a los estudiantes capaces de
formarse una idea del conjunto cuando examinan el caso. Sus argumentos suelen centrarse en las
grandes ideas, ideas que pueden apreciar en su complejidad. Al exponer argumentos o puntos de vista,
consideran las cuestiones sustanciales.
En el otro extremo del continuo, se encuentran los estudiantes que se “pierden” en los detalles. Pasan
por alto lo importante, centrando su atención en lo superficial o trivial. Al ocuparse de los temas en
cuestión, no perciben el significado esencial y se detienen en detalles triviales.
Muestra tolerancia hacia las ideas y opiniones de los demás: Por un lado, encontramos a los estudiantes
que están abiertos a las ideas de los demás y las respetan. Aún en su diferencia, son capaces de
escuchar las ideas del otro, escucharlas con respeto, de comprender el punto de vista ajeno y de
analizarlo racional y cuidadosamente. En el otro extremo, se encuentran estudiantes poco permeables a
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ideas que difieren de las suyas. Se muestran irrespetuosos cuando escuchan las opiniones de los demás
y se rigen por un comportamiento más emocional que racional al momento de defender sus ideas.
Distingue entre opiniones y hechos, entre suposiciones y hechos: En un extremo del continuo se
encuentran los estudiantes que tienen muy en claro la diferencia entre opiniones y hechos, entre
suposiciones y hechos. Por ejemplo, usan calificativos como “tal vez” o “al parecer” cuando hay razones
para ser cautelosos o al ofrecer opiniones o formular suposiciones. En sus argumentos indican cuándo
están seguros (esto es, hechos) y cuándo deben razonar con cautela (es decir, opiniones, suposiciones).
Por otra parte, en el límite opuesto se encuentran los estudiantes que utilizan las opiniones y las
suposiciones de manera intercambiable con los hechos. No resulta claro si tienen conciencia de que los
hechos sugieren certeza y las opiniones y suposiciones deben ser empleadas con cautela en las
discusiones o si, por contrario, no están seguros de que haya diferencia entre un hecho y una opinión.
Por lo tanto, sus argumentaciones no se basan en hechos sino en sus creencias y opiniones personales y
en especulaciones que van mucho más allá de los datos.
Da ejemplos en apoyo a sus ideas: Por un lado encontramos a alumnos capaces de proporcionar
ejemplos convenientes en apoyo a un punto de vista. Existe una relación clara entre el punto de vista los
ejemplos que lo respaldan. Por otro lado, encontramos a alumnos que son incapaces de proporcionar
ejemplos para sustentar sus argumentos. Puede ocurrir que no sean capaces de encontrar ejemplos o
que sus ejemplos no sean pertinentes para respaldar sus argumentos. No son capaces de establecer una
relación adecuada entre un argumento y los ejemplos que lo harían convincente.
Hace interpretaciones inteligentes de los datos: En un extremo del continuo se encuentran los
estudiantes capaces de observar datos y extraer de ellos significados inteligentes y racionales. Las
interpretaciones que hacen están basadas en los datos y se cuidan de extraer conclusiones de los datos
cuando los datos son insuficientes. Los significados que extraen de los datos son lógicos y reflejan lo que
es importante.
Por otro lado, encontramos a los alumnos que se apresuran a extraer conclusiones sin contar con los
datos adecuados que las respalden. Extraen conclusiones antes de haber reunido el conjunto de datos
que los respalden o cuando éstos son insuficientes para su justificación.
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8.- Referencias Bibliográficas
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2. CBS:NCIS. (s.f.). Recuperado el 26 de setiembre de 2013, de http://www.cbs.com/shows/ncis/
3.
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Criminal
Minds.
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Recuperado
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setiembre
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2013,
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http://la.axn.com/programas/criminal-minds
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Enseñanza de la Química. ENSENANZA DE LAS CIENCIAS.
5. Fourez, G. (1994): “Alfabetización científica y tecnológica. Acerca de las finalidades de la enseñanza de
las ciencias”. Buenos Aires, Ediciones Colihue.
6. Acevedo, J. (2004): “Reflexiones sobre las finalidades de la enseñanza de las ciencias: Educación
científica para la ciudadanía”. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 1, 3-16.
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Sociolingüística, Vol. 3 (1), pp.133-153.
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http://www.vecam.org/edm/article.php3?id_article=75.
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11. Anales de la Real Academia Nacional de Medicina. (1948). Tomo LXV - Cuaderno 2. Madrid.
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14. Baird, D. (1991). Experimentación:Una introducción a la teoría de mediciones y diseño de
experimentos. México: Prentice Hall.
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https://docs.google.com/viewer?a=v&pid=sites&srcid=ZGVmYXVsdGRvbWFpbnxncnVwb3JlZGVzc2FsdG
98Z3g6N2U3ZWI0YzQ0ODU0Y2Y5Mg
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