Uso didáctico de un laboratorio virtual para favorecer la progresión de los modelos mentales de los estudiantes sobre circuitos de corriente eléctrica
Contenido principal del artículo
Resumen
INTRODUCCIÓN. Estamos desarrollando un proyecto de investigación sobre aprendizaje de conceptos físicos en la enseñanza universitaria, utilizando las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) para mejorar la calidad educativa. En este estudio se describe una experiencia sobre el uso didáctico de un programa de simulación de circuitos eléctricos que permite al alumnado realizar tareas de indagación y modelización, trabajando en el entorno virtual Phet-DC. MÉTODO. En la experiencia han participado 59 estudiantes de primer curso de ingeniería, que han cumplimentado un cuestionario de preguntas abiertas sobre circuitos eléctricos básicos, en la fase previa y posterior al proceso de enseñanza. Mediante una rúbrica de análisis cualitativo se han categorizado las respuestas de los participantes, identificando los modelos mentales sobre la corriente eléctrica que subyacen en sus explicaciones. RESULTADOS. En el pretest aplicado antes de la enseñanza se aprecia la existencia predominante de ideas acientíficas y modelos mentales de carácter alternativo en las respuestas del alumnado. Durante la experiencia los estudiantes analizan el comportamiento de diferentes tipos de circuitos en el laboratorio virtual, plantean hipótesis sobre el funcionamiento de tales sistemas y contrastan sus hipótesis previas con los resultados observados en cada simulación. Tras el desarrollo de esta experiencia educativa los resultados del postest muestran una mejora significativa en la comprensión y aplicación del modelo científico de corriente eléctrica por parte de los participantes. DISCUSIÓN. Tras utilizar un laboratorio virtual como principal recurso educativo, en esta experiencia se ha observado una evolución bastante positiva de los modelos mentales de los estudiantes sobre el funcionamiento de los circuitos eléctricos. Por ello podemos considerar que el uso didáctico de programas de simulación supone una mejora importante de la calidad de la educación científica.
Descargas
Detalles del artículo
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.
Citas
Achuthan, K., Francis, S. P. y Diwakar, S. (2017). Augmented reflective learning and knowledge retention perceived among students in classrooms involving virtual laboratories. Education and Information Technologies, 22(6), 2825-2855. https://doi.org/10.1007/s10639-017-9626-x
Balta, N. (2015). Development of 3-D mechanical models of electric circuits and their effect on students’ understanding of electric potential difference. European Journal of Physics Education, 6(1), 15-24. https://doi.org/10.20308/ejpe.80567
Chazbeck, B. y Ayoubi, Z. (2018). Resources used by Lebanese secondary physics teachers for teaching electricity: types, objectives and factors affecting their selection. Journal of Education in Science, Environment and Health, 4(2), 118-128. https://doi.org/10.21891/jeseh.409487
Develaki, M. (2019). Methodology and epistemology of computer simulations and implications for science education. Journal of Science Education and Technology, 28(4), 353-370. https://doi.org/10.1007/s10956-019-09772-0
Gunstone, R., Mulhall, P. y McKittrick, B. (2009). Physics teachers’ perceptions of the difficulty of teaching electricity. Research in Science Education, 39(4), 515-538. https://doi.org/10.1007/s11165-008-9092-y
Jaakkola, T. y Nurmi, S. (2008). Fostering elementary school students’ understanding of simple electricity by combining simulation and laboratory activities. Journal of Computer Assisted Learning, 24(4), 271-283. https://doi.org/10.1111/j.1365-2729.2007.00259.x
López-Simó, V., Grimalt, C. y Couso, D. (2018). ¿Cómo ayuda la pizarra digital interactiva a promover prácticas de indagación y modelización en el aula de ciencias? Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 15(3), 3302. https://doi.org/10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2018.v15.i3.3302
Marín, V. (2017). TIC para la educación inclusiva. Bordón, Revista de Pedagogía, 69(3), 17-22. https://doi.org/10.13042/Bordon.2017.58633
Mei-Hung, C. y Jing-Wen, L. (2005). Promoting fourth graders’ conceptual change of their under standing of electric current via multiple analogies. Journal of Research in Science Teaching, 42(4), 429-464. https://doi.org/10.1002/tea.20062
Metioui, A., Brassard, C., Levasseur, J. y Lavoie, M. (1996). The persistence of students’ unfunded beliefs about electrical circuits: the case of Ohm’s law. International Journal of Science Education, 18(2), 193-212.
Miotto, A., Da Costa, A. y Suyo-Vega, J. (2022). Revisión sistemática sobre la formación inicial del profesorado en tecnologías digitales: iniciativas y posibilidades. Bordón, Revista de Pedagogía, 74(1), 123-140. https://doi.org/10.13042/Bordon.2022.90806
Oliva, J. M. (2019). Algunas acepciones para la idea de modelización en la enseñanza de las ciencias. Enseñanza de las Ciencias, 37(2), 5-24. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.2648
Pontes, A. (2019). Recursos TIC para la innovación educativa en la enseñanza de la física universitaria. Proceedings Book: III International Seminar of Science Education (pp. 253-259). U. Porto Edições. https://doi.org/10.24840/978-989-746-198-9
Pontes, A. (2020a). Evaluación de conocimientos previos de estudiantes universitarios sobre electrocinética e implicaciones para la enseñanza y el aprendizaje de modelos científicos. IN-RED 2020: VI Congreso de Innovación Educativa en Red (pp. 505-515). UPV. http://dx.doi.org/10.4995/INRED2020.2020.11948
Pontes, A. (2020b). Una experiencia con mapas conceptuales y CmapTools sobre aprendizaje de modelos físicos. En E. López-Meneses, D. Cobos, L. Molina, A. Jaén y A. H. Martín (eds.), Claves para la innovación pedagógica ante los nuevos retos: respuestas en la vanguardia de la práctica educativa (pp. 3173-3182). Octaedro.
Pontes, A. (2022). Actividades de indagación y modelización sobre circuitos de corriente eléctrica con ayuda de un laboratorio virtual. En N. Jiménez, L. Aragón, M. M. Aragón y J. M. Oliva (coords.), Modelizar en las clases de ciencias: actividades y recursos útiles para la enseñanza y aprendizaje con modelos (pp. 75-89). Octaedro.
Romero, M. y Quesada, A. (2014). Nuevas tecnologías y aprendizaje significativo de las ciencias. Enseñanza de las Ciencias, 32(1), 101-115. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.433
Ronen, M. y Eliahu, M. (2000). Simulation a bridge between theory and reality: the case of electric circuits. Journal of Computer Assisted Learning, 16, 14-26. https://doi.org/10.1046/j.1365-2729.2000.00112.x
Taramopoulos, A. y Psillos, D. (2017). Complex phenomena understanding in electricity through dynamically linked concrete and abstract representations. Journal of Computer Assisted Learning, 33(2), 151-163. https://doi.org/10.1111/jcal.12174
Uddin, Z. y Zaheer, M. H. (2019). Simulating physics experiments in spreadsheets - Experimenting with Ohm’s law. Physics Teacher, 57(3), 182-183. https://doi.org/10.1119/1.5092481
Wade, K., Demir, K. y Qureshi, A. (2018). Modeling strategies enhanced by metacognitive tools in high school physics to support student conceptual trajectories and understanding of electricity. Science Education, 102(4), 711-743. https://doi.org/10.1002/sce.21444
Yuliati, L., Riantoni, C. y Mufti, N. (2018). Problem solving skills on direct current electricity through inquiry-based learning with PhET simulations. International Journal of Instruction, 11(4), 123-138. https://doi.org/10.12973/iji.2018.1149a
Zeynep, U. e Ibilge, D. (2011). The effect of combining analogy-based simulation and laboratory activities on Turkish elementary school students’ understanding of simple electric circuits. Turkish Online Journal of Educational Technology, 10(4), 320-329.