Grupo de Tecnología Educativa -...

Grupo de Tecnología Educativa

Instituto de Física

Pontificia Universidad Católica de Valparaíso

Dr. Francisco [email protected]

Dr. Rodrigo Rivera

[email protected]

Pontificia Universidad Católica de ValparaísoAvda. Parque Sur 330, Curauma, Valparaíso, Chile.

Tel: +56(32) 227 4884, Fax: +56(32) 227 4998

GRUPO DE TECNOLOGÍA EDUCATIVAINSTITUTO DE FÍSICA, PUCV

Grupo de Tecnología Educativa

Instituto de FísicaPontificia Universidad Católica de Valparaíso

Laboratorio de desarrollo y análisis de movimiento

Antecedentes

A mediados del año 2005, el profesor Francisco Vera hizo una visita a los laboratorios de docencia de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional Autónoma de México, interiorizándose de las prácticas pedagógicas y actividades de laboratorio ahí usadas. Esto fue parte del Proyecto Mecesup UCV0201, Innovación e Incremento de la Docencia Experimental en las Áreas de las Ciencias Básicas y de la Ingeniería, en donde el profesor Vera coordinó la habilitación del laboratorio de física moderna en el Instituto de Física de la PUCV.

En el año 2006 el profesor Francisco Vera fue guía en el Trabajo de Título del alumno de Pedagogía en Física Cristian Romanque, en donde crearon el Sistema de Adquisición de Coordenadas de objetos en movimiento que usa una página web y videos cortos convertidos en imágenes.

El profesor Rodrigo Rivera completó una estadía de investigación en el Grupo de Educación en Física de la Universidad de Washington liderado por la profesora Lillian C. McDermott, durante el semestre de invierno del año 2007. El objetivo de esa estadía fue interiorizarse en terreno de la metodología de investigación desarrollada por este grupo, y fue parte de su perfeccionamiento en su contratación como profesor asociado, para potenciar el área de didáctica de la física en el Instituto.

En el año 2007, los profesores mencionados anteriormente, junto a otros profesores de jornada parcial y algunos alumnos de Pedagogía en Física recién egresados, participaron de la idea de conformar el Grupo de Tecnología Educativa, con el propósito de:

• Diseñar e investigar la eficacia del uso de las TICs como instrumento de laboratorio, potenciada con la metodología indagatoria, para superar las dificultades conceptuales en alumnos de cursos de física básica de nuestra universidad.

• Promover el uso de las TICs en la implementación de laboratorios interactivos e investigar los alcances de nuestra solución para la adquisición de coordenadas de objetos en movimiento, en el sistema educativo nacional.

• Aplicar la metodología indagatoria al diseño de material curricular para la enseñanza de conceptos de Física.


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Actividades del grupo de Tecnología Educativa

En el año 2007 nuestro grupo habilitó el Laboratorio (piloto) de Análisis de Movimiento, con 7 webcams y 8 computadores conectados en red.

En ese mismo año, los profesores Francisco Vera y Rodrigo Rivera, se adjudicaron el proyecto: "Los Experimentos de Galileo en las Aulas de la Región de Valparaíso", propuesta enviada al programa Explora-CONICYT en su primer concurso nacional de iniciativas de divulgación y valoración de soluciones tecnológicas. Esta propuesta buscaba difundir nuestra metodología de obtención de coordenadas de objetos en movimiento en seis liceos de la V región.

También en ese año, Los profesores Rodrigo Rivera, Francisco Vera y Joel Saavedra se adjudicaron un proyecto de la Dirección de Procesos Docentes y Formativos de la PUCV, para estudiar la aplicabilidad de nuestra método de adquisición de coordenadas en el marco de la metodología indagatoria.

En noviembre del 2007 (15,16 y 17), el profesor Francisco Vera fue invitado a dar un ciclo de charlas y talleres en el Departamento de Física de la Universidad de tarapacá en Arica, para explicar el funcionamiento del sistema de obtención de coordenadas de objetos en movimiento.

En el año 2008 los profesores Rodrigo Rivera y Francisco Vera se adjudicaron un proyecto de la Dirección de Desarrollo y Estudios Avanzados para conformar un grupo de Didáctica de las Ciencias, junto a la profesora del Instituto de Biología Corina González y la profesora del Instituto de Química Leontina Lazo.

Los Experimentos de Galileo fueron seleccionados para aparecer en el libro Innovación Made in Chile 2008, 50 casos ejemplares en Educación, iniciativa de la Fundación País Digital y la Cámara de Comercio de Santiago. La segunda edición de este libro tenía como objetivo identificar aquellas ideas, sistemas, procesos o prácticas que, desde la Educación Parvularia hasta la Superior, hayan constituido un aporte importante de destacar y replicar.

Proceso de grabación de videos de experimentos

En el año 2008, los profesores Rodrigo Rivera y Francisco Vera se adjudicaron en el concurso MECESUP 2, un proyecto en el Tema 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.


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En el marco de este proyecto y apoyados por la Dirección de Desarrollo Curricular y Formativo, los profesores Rodrigo Rivera y Francisco Vera implementaron de manera piloto actividades de taller para los cursos de Física mecánica de las carreras de Ingeniería Eléctrica e Ingeniería Civil, usando guías de carácter indagatorio basadas en el análisis de videos de experimentos realizados por nuestro grupo. Estos talleres se realizaron una o dos veces a la semana durante el segundo semestre de 2008 en horario de ayudantía en salas de computación de las respectivas carreras, apoyados por los profesores Loreto Mora, Patricio Astorga y varios ayudantes que participaron en los talleres con alumnos, en la elaboración de guías y videos, y en la corrección de las pruebas semanales.

Taller para alumnos de Ingeniería

Los resultados en el incremento de los niveles de aprendizaje de conceptos básicos de física fueron muy buenos, comparándose con los mejores resultados obtenidos en países desarrollados en donde también se hace uso de la Metodología Indagatoria. Resultados de este trabajo y de los obtenidos de la aplicación de la metodología en liceos de la región fueron presentados en el II Congreso de Innovación Educativa con Tecnología: Construyendo ambientes de aprendizaje (6 de noviembre de 2008, Viña del Mar) organizado por en centro Costa Digital PUCV, con la ponencia “Experimentos de Galileo: Videos de experimentos y clases activas en el aula usando TICs desarrolladas para los cursos de Física de enseñanza media”.

Como parte de las actividades relacionadas con la aplicación de la Metodología Indagatoria en la enseñanza de la Física, nuestro grupo diseñó los espacios físicos de los nuevos laboratorios de docencia del Campus Curauma. Estos laboratorios de docencia, tanto para alumnos propios como para alumnos de otras carreras, incorporan mesas redondas y espacios amplios de interacción, que en conjunto con el uso de guías de trabajo de tipo indagatorias, han mostrado ser muy efectivos en conseguir mejorar los resultados del proceso enseñanza-aprendizaje, al proporcionar el ambiente adecuado para una mejor interacción entre alumnos y con el profesor.

Como una etapa previa a la implementación de los nuevos laboratorios del campus Curauma, nuestro grupo instaló el sistema de adquisición de coordenadas en los computadores del laboratorio 4-4, quedando el sistema funcional con 6 cámaras web Logitech Ultra Vision (adquiridas con presupuesto del Instituto), complementando las 7 cámaras web del laboratorio 4-1.


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Nuevos laboratorios en campus Curauma, marzo 2010

En el año 2009 el Intituto de Física de la PUCV se trasladó al nuevo campus Curauma, nuestro grupo tuvo a su cargo la configuración del cluster de computadores en los laboratorios de docencia y en el laboratorio de computación. En los computadores de los laboratorios de docencia se instaló el software desarrollado por nuestro grupo para la obtención de coordenadas de experimentos grabados usando cámaras web.

Durante el segundo semestre del 2009 nuestro grupo desarrolló e implementó una nueva interfaz para adquisición de datos usando sensores de bajo costo para los laboratorios de docencia del Instituto de Física de la PUCV. A la fecha tenemos funcionando 10 interfaces con sensores de campo magnético, intensidad luminosa y temperatura.

Foto interfaz y sensores


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El año 2009 el profesor Francisco Vera junto a otros dos profesores de la PUCV, es invitado a participar en las reuniones del proyecto INNOVA-CESAL, un proyecto internacional cofinanciado por la Unión Europea a través del Programa Alfa III, orientado a una colaboración institucional para la formación de profesores universitarios. Asistiendo a una reunión de trabajo los días 24 y 25 de septiembre en la Universidad de Cuyo, Mendoza, Argentina, y del 24 al 26 de marzo de 2010 en el Instituto Superior Técnico, Universidad Técnica de Lisboa, Portugal.

El profesor Rodrigo Rivera fue el coordinador regional en la organización de las Olimpiadas Regionales de Física 2009. En esta ocasión junto con tomarles un examen se invitó a los alumnos a participar en una muestra de experimentos interactivos organizada por nuestro grupo.

Nuestro grupo organizó la Exposición de Experimentos para la inauguración del campus Curauma realizada en noviembre de 2009, oportunidad que contó con la presencia de la Ministra de Educación Sra. Mónica Jiménez.

Ministra Mónica Jiménez en laboratorio de docencia

En enero de 2010 los profesores Francisco Vera y Rodrigo Rivera viajaron a la Universidad de Maryland invitados por el profesor Dr. Richard Berg y el Dr. Matthew Bobrowsky, para intercambiar experiencias en el ámbito de la educación en física usando experimentos demostrativos tanto a nivel universitario como de enseñanza media. Estos profesores son respectivamente el creador y el actual director del Physics Lecture-Demonstration Facility, además el profesor Berg es el que inició el proyecto que dio lugar a la Video Encyclopedia of Physics Demonstrations.

En esa ocasión estos profesores también tuvieron la oportunidad de participar activamente en el programa “Physics is Phun”, dirigido a profesores y alumnos de enseñanza media. Esta actividad de difusión científica es abierta a toda la comunidad y los jóvenes tienen la oportunidad de interactuar directamente con los experimentos y con los profesores que organizan esta actividad.

En esa visita y como parte del trabajo en conjunto, se grabaron una serie de videos usando la cámara de alta velocidad de nuestro grupo. Algunos de estos videos han sido incluidos en el sitio web del Physics Lecture-Demonstration Facility del Departamento de Física de la Universidad de Maryland.

Además, los profesores Francisco Vera y Rodrigo Rivera tuvieron la oportunidad de conversar con el profesor Edward Redish, quien es reconocido como experto en Educación en Física.


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Profesores Matthew Bobrowsky, Richard Berg y Rodrigo Rivera en la actividad Physics is Phun

Referencias

Algunos ejemplos del trabajo realizado dentro de nuestro grupo

Experimento que permite visualizar la velocidad de un fluido debido a la presión de la columna de líquido y la reflexión total interna de un haz laser verde que viaja por el líquido mostrando el principio de funcionamiento de las fibras ópticas:

http://laplace.ucv.cl/ExperimentosGalileo/GaleriaExperimentos/Termodinamica_y_fluidos/Torricelli/movimiento.html

Experimento que muestra que la sustentación de los aviones no se explica con el principio de Bernoulli sino con transferencia de momentum, este video y otros trabajos realizados por el grupo fueron presentados en el XVI Simposio Chileno de Física realizado en Valparaíso en Noviembre de 2008, la exposición realizada por el Dr. Francisco Vera causó un gran impacto en el público asistente al congreso, sirviendo como un medio efectivo de comunicación de las actividades en Didáctica de la Física realizadas en la PUCV hacia la comunidad de físicos del país.

http://laplace.ucv.cl/ExperimentosGalileo/GaleriaExperimentos/Termodinamica_y_fluidos/Bernoulli_o_Coanda/movimiento.html

Diseño de versión demostrativa del DVD con galería de experimentos desarrollados por nuestro grupo:

http://laplace.ucv.cl/ExperimentosGalileo/Galeria_de_Galileo/Galeria_Galileo-demo/


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Reportajes sobre nuestras actividades

• Libro innovación made in Chile 2008, 50 casos ejemplares en educación: Los experimentos de Galileo.• Reportaje Otro Chile en 14 proyectos, Revista Paula, 13 de septiembre 2008.• Reportaje Revista Correo Universitario, PUCV, Año XVI/N° 2 2009, Ciencia entretenida. En busca de los

nuevos Galileo.

Nuestro proyecto en la prensa

• Diario el Observador, 4 de Agosto de 2007: Física innovadora.• Mercurio de Valparaíso, 24 de Octubre de 2007: Una nueva forma de enseñar física.• Diario el Observador, 16 de Agosto de 2008: Estudian la fórmula para formar al mejor profesor de ciencias.• El Mercurio de Santiago, 8 de Diciembre 2008: Profesores de todo Chile se la juegan por la innovación

dentro del aula.• UCVTV, 8 de Diciembre 2008, noticia breve sobre el proyecto.• Mercurio de Valparaíso, 10 de Diciembre de 2008: Innovador sistema es premiado por País Digital.• El Mercurio de Santiago,Domingo 26 de Julio de 2009. La tecnología entra a las aulas universitarias: Galileos

del siglo XXI

Nuestro proyecto en la web

• Explora, 02 de Agosto de 2007: Sepa quiénes divulgarán sus Soluciones Tecnológicas• Web PUCV, agosto de 2007: Investigadores de la PUCV Implementarán Tecnología para la Enseñanza de la

Física en Colegios• Universia, 7 agosto de 2007: Investigadores de la PUCV Implementarán Tecnología para la Enseñanza de la

Física en Colegios.• Web PUCV, agosto de 2007: Lanzarán Proyecto para Implementar Tecnologías en el Aprendizaje de

Innovación Educativa• Web PUCV, agosto de 2007: Innovación en la metodología de enseñanza en cursos de física básica usando

nuevos métodos para la adquisición de coordenadas de cuerpos en movimiento• Agenda Explora, octubre de 2007: Inauguración Galileo en las aulas, Valparaíso• Noticias Explora, 4 de Octubre de 2007: Proyecto “ Los Experimentos de Galileo” comienza su camino• Web PUCV, octubre de 2007: Los Experimentos de Galileo Llegan a las Aulas• Noticias Explora, 9 de Mayo de 2008: Escolares expusieron el modelo utilizado en Proyecto EXPLORA

(Alumnos del Colegio Rubén Castro ...)• Web PUCV, agosto de 2008: Académicos de la Católica de Valparaíso buscan al mejor profesor de ciencias• Web PUCV, diciembre de 2008: Eligen a 50 innovadores de la educación chilena: En la lista hay dos

profesores de la PUCV

Presentaciones en congresos

• II Congreso de Innovación Educativa con Tecnología: Construyendo ambientes de aprendizaje (6 de noviembre de 2008, Viña del Mar) organizado por en centro Costa Digital PUCV, con la ponencia “Experimentos de Galileo: Videos de experimentos y clases activas en el aula usando TICs desarrolladas para los cursos de Física de enseñanza media”

• XVI Simposio Chileno de Física, Valparaíso, Noviembre de 2008. Cr istian Romanque, Francisco Vera, Rodrigo Rivera. "¿Cómo varía la presión en el interior de un globo que se desinfla?"

• XVI Simposio Chileno de Física, Valparaíso, Noviembre de 2008. Rodrigo Rivera, Francisco Vera. "Una Experiencia Exitosa de Docencia en Ingeniería"

• XVI Simposio Chileno de Física, Valparaíso, Noviembre de 2008. Francisco Vera, Rodrigo Rivera, Cesar Nuñez. "Using webcams to track coordinates of moving objects "


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• XVI Simposio Chileno de Física, Valparaíso, Noviembre de 2008. César Nuñez, Francisco Vera, Rodrigo Rivera. "Construcción de un set de experimentos simples de fluidos y su relación con errores comunes en la enseñanza del principio de Bernoulli"

Charlas

• Lanzamiento del proyecto Explora 9 octubre 2007 12:00 hrs, Salón V centenario 4º piso Casa Central Av. Brasil 2950 Valparaíso

• Talleres dirigidos a profesores de aula, proyecto Explora. Agosto 23,30; Septiembre 6,13,27; Octubre 4,11,18,25; Noviembre 8,15,22Lab 4-1, 4º piso casa central Av. Brasil 2950 Valparaíso

• Talleres dirigidos a grupos de estudiantes, proyecto Explora. Noviembre 19, Scuola Italiana; Noviembre 20, Liceo José Cortés Brown; Noviembre 26, Colegio República de Colombia; Noviembre 27, Liceo José Cortés Brown; Noviembre 29, Colegio Rubén Castro; Diciembre 5, Liceo José Francisco Vergara; Diciembre 13, Liceo Eduardo de la Barra; Marzo 28, Liceo José Cortés Brown.

• Ciclo de charlas y talleres, el funcionamiento del sistema de obtención de coordenadas de objetos en movimiento, 15,16 y 17 de noviembre, 10:00-12:00 hrs 14:30-17:30 hrs. Departamento de Física, Universidad de Tarapacá, Arica.

• Cierre del proyecto Explora, 30 de Mayo de 2008, Salón V Centenario, Casa Central PUCV.• Encuentro de la red docente de profesores de física de la región, 16 de diciembre de 2008, Laboratorio 4-1

casa central PUCV.• Uso de tecnologías en la implementación de laboratorios de física básica de bajo costo. 14 de agosto de

2009, Departamento de Física, Facultad de Ingeniería, Universidad de Chile.

Asistencia a Charlas y Talleres

• Charla SCALE-UP: Student-Centered Activities for Large Enrollment University Physics, Profesor Robert J. Beichner, NCSU USA, 5 sept 2006 UTFSM.

• Charla Reforming Introductory Physics Instruction Using Activity-Based Learning, Emphasizing Interactive Lecture Demonstrations. Profesor Ronald K. Thornton, Tufts University (http://ase.tufts.edu/csmt), 5 enero 2009 UTFSM.

• Taller de metodologías de clase activa ILD (“Interactive Lecture Demonstrations”), dictado por el Profesor Ronald K. Thornton, Tufts University (http://ase.tufts.edu/csmt). 6,7,8 de enero 2009, UTFSM.

• Physics is Phun, Good Vibrations, Profesor Matthew Bobrowsky, 7,8,9 de enero 2010 Maryland University Physics Lecture-Demonstration Facility.

Publicaciones

• The Physics Teacher Vol. 47, 2009, Francisco Vera and Cristian Romanque, “Another way of tracking moving objects Using Video Clips”

• Journal of Physics: Conference Series 134 (2008) 012032, Francisco Vera and Cristian Romanque "Studying a free fall experiment using short sequences of images"


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Proyectos

• Explora-CONICYT 2007, primer concurso nacional de iniciativas de divulgación y valoración de soluciones tecnológicas, "Los Experimentos de Galileo en las Aulas de la Región de Valparaíso".

• Concurso de Mejoramiento de la Calidad de la Docencia Universitaria 2007, Dirección de Desarrollo Curricular y Formativo, PUCV, "Innovación en la metodología de enseñanza en cursos de física básica usando nuevos métodos para la adquisición de coordenadas de cuerpos en movimiento"

• Grupo de Investigación en Didáctica de las Ciencias, 2008, Dirección de Desarrollo y Estudios Avanzados, Rodrigo Rivera, Francisco Vera, Corina González y Leontina Lazo.

• Concurso MECESUP 2 Exploración de Ideas Innovativas, 2008, Rodrigo Rivera y Francisco Vera "Experimentos de Galileo: Formación a través de la indagación, innovación tecnológica aplicada a los cursos de Física de la PUCV"

• Proyecto de equipamiento docente estudiantil 2009, Vicerrectoría de Asuntos Docentes y Estudiantiles, Rodrigo Rivera y Francisco Vera “Equipamiento multimedia para laboratorios de docencia de física del campus Curauma”

Miembros del Grupo de Tecnología Educativa

• Dr. Francisco Vera Mathias, profesor jornada completa PUCV.• Dr. Rodrigo Rivera Campos, profesor jornada completa PUCV.• Loreto Mora, profesora de física E. Media, profesor jornada parcial PUCV.• Hector Villanueva Manzano, profesor de física E. Media.

Colaboradores

• Partricio Astorga, profesor jornada docente PUCV.

Ayudantes de Investigación

• Cristian Romanque, alumno de Pedagogía en Física.• Cesar Nuñez, alumno de Pedagogía en Física.

Ayudantes

• Francisco Torres, alumno de Pedagogía en Física, PUCV.• Guillermo Bobadilla, alumno de Pedagogía en Física, PUCV.• Rodrigo Vergara, alumno de Pedagogía en Física, PUCV.• Andres Araya, alumno de Pedagogía en Física, PUCV.


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