Guías y actividades didácticas para el fortalecimiento de capacidades STEM Contenido Presentación de la guía Sugerencias didácticas para desarrollar esta guía con los estudiantes Sugerencias para clases presenciales Sugerencias para aprendizaje en línea Consideraciones sobre la tecnología (Simulaciones PhET) ¿Los alumnos no tienen acceso a internet? 1 1 3 3 4 4 Presentación de la guía Este documento pertenece a la serie de veinte guías del proyecto “Fortalecimiento de capacidades STEM en maestros rurales a través Metodologías Activas, Experimentación y Simulaciones PhET”. El proyecto es una colaboración entre PhET Interactive Simulations de la Univrsidad de Colorado Boulder (https://phet.colorado.edu/es/) y la Institución Universitaria Digital de Antioquia (https://www.iudigital.edu.co/) , financiado por el fondo semilla de la RIED (https://www.oas.org/es/ried/). El objetivo del proyecto es el apoyar a los docentes con la incorporación dentro de sus planes curriculares de experimentos de bajo costo y simulaciones interactivas de PhET1, para fomentar el aprendizaje conceptual y desarrollo de capacidades STEM. Sugerencias didácticas para desarrollar esta guía con los estudiantes La metodología didáctica utilizada en estas guías es basada en el Aprendizaje por Indagación y Física a través de la Evidencia2. Los estudiantes adquieren aprendizaje conceptual y se fomenta el desarrollo de habilidades científicas en actividades de exploración, experimentación y la participación en discusiones grupales. En esta visión se considera que3: ● El aprendizaje se construye sobre el conocimiento previo de los estudiantes. Es necesario que los estudiantes sean conscientes de lo que ya saben sobre el tema a tratar, y que las actividades didácticas consideren este conocimiento como base para el nuevo contenido. ● El aprendizaje se facilita mediante el uso de herramientas y la interacción entre estudiantes, como el uso de material de experimentación, guías de trabajo, simulaciones interactivas, e incluir diferentes momentos para que los estudiantes compartan sus ideas y argumenten. 1 Las simulaciones PhET tienen licencia CC BY 4.0. 2 Metodología desarrollada por el grupo de PEER (Physics through Evidence, Empowerment through Reasoning, Física a través de la Evidencia, Empoderamiento a través del Razonamiento) de la Universidad de Colorado: https://peerphysics.org/ 3 Goldberg, F., Otero, V., & Robinson, S. (2010). Design principles for effective physics instruction: A case from physics and everyday thinking. American Journal of Physics, 78(12), 1265–1277. https://doi.org/10.1119/1.3480026 ● Se requiere del establecimiento de prácticas y expectativas de conducta específicas para los estudiantes, por ello todas las guías de este proyecto tienen una estructura semejante e indican las diferentes acciones, de manera que con cada guía que resuelven los estudiantes, el procedimiento se va volviendo más familiar. Cada una de las guías tienen los siguientes documentos: 1. Guía docente: documento que describe cómo los profesores deben implementar la actividad en el aula, recomendaciones, alternativas, extensiones y posibles momentos de dificultad. También se incluyen los objetivos de aprendizaje y su conexión con los Derechos Básicos del Aprendizaje4, la descripción de las posibles ideas previas de los estudiantes y respuestas a las preguntas planteadas. 2. Hoja de trabajo del estudiante: Documento donde los estudiantes registran sus ideas, datos, observaciones y conclusiones. Este documento contiene las siguientes secciones: ● Ideas iniciales: esta sección incluye una introducción al tema, seguido por una serie de preguntas en contexto para que los estudiantes piensen en sus experiencias e intuiciones relevantes para la actividad. Es fundamental que el instructor ayude a establecer normas y prácticas para que los estudiantes se sientan seguros de compartir sus ideas previas y que estas sean escuchadas y valoradas. ● Recolectando e interpretando evidencia: a través de experimentos, observaciones, recolección de datos y preguntas, se guía a los estudiantes para que usen evidencia que los conduzca a los principios científicos. Esta sección está dividida en experimentos y se recomienda que haya discusiones grupales después de cada experimento. 3. Lecturas para los estudiantes: documento que se divide en: ● Lectura de las ideas científicas: consiste en un documento que presenta el formalismo del tema tratado, proporcionando el lenguaje académico y los modelos matemáticos. Los estudiantes leen el documento después de que hayan desarrollado sus propias nociones de los conceptos. ● Conexión con la vida diaria y otras curiosidades: tiene el objetivo de conectar lo aprendido con su aplicación en diferentes contextos y situaciones cotidianas. Puede incluirse en la Lectura de las ideas científicas, o puede ser utilizado como un proyecto de búsqueda en internet. Se recomienda que los documentos se entreguen a los estudiantes por separado. Primero la hoja de trabajo con todos los experimentos a realizar (los cuales pueden requerir más de una sesión de clase). El documento de lecturas se entrega al terminar la discusión grupal donde se llega a las conclusiones de las actividades experimentales. Durante las discusiones grupales el docente debe crear un ambiente donde todas las ideas sean bienvenidas y los estudiantes se sientan seguros de compartir sus opiniones. Es posible que los estudiantes se sientan intimidados y no quieran participar si es la primera vez que realizan actividades que les soliciten compartir ideas. En esa situación se recomienda que el docente use estrategias como: 1) en lugar de pedir voluntarios se puede ceder la palabra a un representante de cada equipo, de manera que todos los equipos tengan que compartir algo. Se puede cambiar el representante de equipo en cada discusión grupal; 2) pedir que escriban sus ideas en 4 Obtenido del documento: Ministerio de Educación Nacional & Universidad de Antioquia. (2016). Ciencias Naturales. En Derechos Básicos de Aprendizaje (Vol. 1). Panamericana Formas E Impresos S.A. ISBN: 978-958-691-923-4 https://aprende.colombiaaprende.edu.co/sites/default/files/naspublic/DBA_C.Naturales.pdf cartulinas, rotafolios o pizarrones por equipo; de manera que durante la discusión los estudiantes tengan una herramienta de apoyo para comunicar sus ideas; 3) llevar el registro de los estudiantes que han participado, para elegir estudiantes diferentes en cada discusión, logrando que todo el grupo participe a lo largo de todas las secciones de la actividad. Las discusiones grupales no son para que el docente diga cuál es la respuesta correcta a las preguntas. Esta acción es un momento para que los estudiantes compartan sus ideas y evidencias, y entre todos se construyan conclusiones. Ellos mismos son los que deben validar o rechazar una idea, basándose en su razonamiento y los datos que van recolectando. En la discusión grupal de las Ideas Iniciales está bien que los estudiantes presenten ideas que no son correctas desde el punto de vista de las ciencias (llamadas ideas previas en la literatura5). En las discusiones grupales de la sección de Recolectando e Interpretando Evidencia puede que los estudiantes presenten algunos datos erróneos o conclusiones incompletas debido a errores en la forma de medir, recolectar datos o hacer observaciones. Los docentes deben tratar de resolver estos problemas preferiblemente durante la experimentación y no durante las discusiones. En caso de que datos, ideas o conclusiones incorrectas se presenten en la discusión, el docente debe tratar de que sean las propias discusiones de los estudiantes las que hagan que los estudiantes se den cuenta de sus errores y reconsideren sus ideas, o dejarla como información “provisional” y volver a revisar durante la discusión de la Lectura de las Ideas Científicas, esperando que ahora los estudiantes ya cuenten con la información necesaria para volver a evaluar esa idea y corregirla. En la discusión después de la Lectura de las Ideas Científicas se espera que todas las conclusiones y datos propuestos por los estudiantes sean correctos desde el punto de vista de la ciencia. Sugerencias para clases presenciales Se recomienda que los estudiantes trabajen en equipos de 2 a 3 integrantes. La hoja de trabajo del estudiante inicia con una introducción que puede ser leída en voz alta por un estudiante. Las preguntas de esta sección se pueden responder en forma de lluvia de ideas. Las demás secciones se realizan siguiendo las instrucciones indicadas en la actividad. Recuerda hacer discusiones grupales para revisar los resultados y las conclusiones después de cada experimento. Sugerencias para aprendizaje en línea La colaboración entre estudiantes es fundamental para lograr un mejor aprendizaje. Ya que los estudiantes estarán contestando por su cuenta cada una de las secciones de la guía, las discusiones entre equipos y las grupales adquieren más importancia para que el aprendizaje sea más homogéneo, no se pierda la colaboración y los estudiantes sigan practicando habilidades de comunicación. 5 Si quieres saber más sobre ideas previas revisa: Flores, et. al. (2014), Base de datos de ideas previas, revisado en http://www.ideasprevias.ccadet.unam.mx:8080/ideasprevias/preconceptos.htm En las secciones de la guía marcadas como “discusiones grupales” se debe considerar tener una sesión síncrona, usar documentos compartidos en línea, foros virtuales, u otras herramientas digitales; donde los estudiantes puedan aportar y colaborar. Si los estudiantes reciben un documento virtual para contestar las preguntas de la Actividad para Estudiantes, se pueden agregar instrucciones para que los estudiantes agreguen capturas de pantalla de la simulación y fotos de los experimentos como evidencia. Se pueden generar videos de los experimentos en caso de que los estudiantes tengan dificultades al realizarlos ellos mismos. Estos videos deben compartirse solo con los estudiantes que tienen problemas. Los videos no son para explicar el experimento, ni que se indique qué debe observar o cuál debe ser el resultado. Los videos solo muestran cómo se hace el experimento y de preferencia sin usar voz, para que los estudiantes deban hacer las observaciones, pausar el video para hacer las mediciones y obtener por sí mismos sus datos e interpretaciones. Consideraciones sobre la tecnología (Simulaciones PhET) Si es la primera vez que el docente usa una simulación PhET, recomendamos ver el siguiente video: Guía de Inicio PhET https://youtu.be/EWLmevwwwaI. Las simulaciones funcionan en cualquier dispositivo electrónico (incluyendo smartphones). ¿Los alumnos no tienen acceso a internet? Si los estudiantes no tienen acceso a internet para usar la simulación, PhET cuenta con aplicaciones para iOs ( https://apps.apple.com/co/app/simulaciones-phet/id1134126831) y Android (https://play.google.com/store/apps/details?id=edu.colorado.phet.androidApp), ambas con las herramientas en español. Se necesita internet para comprar y descargar la aplicación, pero posteriormente permitirá usar las simulaciones sin conexión. El costo de las aplicaciones para smartphone es de $0.99 dólares americanos, con licencia de por vida. Se actualiza automáticamente al entrar en una red wifi, descargando las nuevas simulaciones de PhET. El proyecto tiene una nueva simulación cada 2 a 3 meses. También se puede descargar un instalador para PC de forma gratuita y tener una aplicación con todas las simulaciones Java y HTML5 en tu Windows o MAC. Descárgalo en https://phet.colorado.edu/es/offlineaccess#desktop-header. El archivo de instalación de PhET se puede compartir con los estudiantes en una USB o un CD. Cambia el idioma de la aplicación al hacer click en "locale" en la barra superior de tareas. Más información sobre acceso a las simulaciones PhET cuando no se cuenta con internet es este video PhET Tips Rápidos: Acceso sin internet https://youtu.be/BjN2Dr_ehUk
