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Ppt de la defensa de tesis de Licenciatura en Tecnología Educativa de la UTN - FRBA, "TICs aplicadas a la enseñanza de la Química: Laboratorios Virtuales" por Diego J. Chiarenza
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Tesista: Diego J. Chiarenza Directores de tesis: Dra. Zulma Cataldi Dr. Claudio Dominighini
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL
Facultad Regional Buenos Aires
Proyecto de Investigación y Desarrollo
La Didáctica de la Química y el uso de TICs en
su enseñanza en cursos universitarios iniciales,
2008-2011. Programa “Tecnología Educativa y
enseñanza de la Ingeniería” . UTN – FRBA
Diego J. Chiarenza (2011)
Cataldi, Z., Chiarenza, D., Dominighini, C. Donnamaría, C. y Lage, F. (2010): TICs en la enseñanza de la Química: Propuesta para la selección del Laboratorio Virtual de Química, XII Workshop de Informática y Ciencias Computacionales, El Calafate, Argentina
Cataldi, Z., Dominighini, C. y Chiarenza, D. (2010): Selección del Laboratorio Virtual de Química, XXVIII Congreso Argentino de Química, Buenos Aires, Argentina
Chiarenza, D. (2010): TICs Aplicadas en Educación: Simuladores y Laboratorios virtuales de Química (LVQ) en la enseñanza de la Química Básica, I Jornadas de Tecnología Educativa “Retos de la Educación 2.0”, Universidad Tecnológica Nacional, Buenos Aires, Argentina
Chiarenza, D. (2011): Laboratorios Virtuales para la Enseñanza de la Química, relevamiento y evaluación, XV Reunión de Educadores de Química, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina
Cataldi, Z., Chiarenza, D., Dominighini, C. (2011): Hacia una didáctica Sustentable de la Química, VII Conferencia Internacional de Ingeniería y Educación Informática - (ICECE 2011) , Guimarães, Portugal
Diego J. Chiarenza (2011)
Marco Teórico
Marco Metodológico
Resultados
Conclusiones
Líneas futuras de investigación
Diego J. Chiarenza (2011)
Marco Teórico Teorías del Aprendizaje
Química
Tecnologías de la
Información y la
Comunicación
EJES de Desarrollo
Marco Teórico
Diego J. Chiarenza (2011)
Recorrido
Consecuencias Didáctica moderna
Modelo constructivista
Selección Etoquímica de los contenidos
La simbología, los modelos, los cálculos, las definiciones teóricas y los grafismos se presentan en casos muy necesarios y después de que la etoquímica le diera paso (de lo concreto a lo abstracto)
Secuencia de aprendizaje: va de lo observable al planteo de hipótesis y a la corroboración por la experimentación
Uso del laboratorio para investigaciones dirigidas
Atención a la diversidad
Se ve como una ciencia comprensible con mucho sentido y necesaria
Facilita la comprensión
Imagen epistémica correcta de la Química
Estudiantes Motivados
Carácter experimental de la Química
Marco Teórico
Diego J. Chiarenza (2011)
Recorrido
La sociedad ha cambiado con la aparición de las TICs. Los estudiantes son “Nativos digitales”
Recursos que facilitan y posibilitan el acceso a vías de aprendizaje vedadas sin las TICs (modelos multimedia, simuladores interactivos, ambientes virtuales protegidos, etc.)
Estudiantes Motivados
Diego J. Chiarenza (2011)
Simuladores
Laboratorios Virtuales
Diego J. Chiarenza (2011)
Simuladores (computacionales)
Modelización de situaciones o entidades que por algún motivo se desea representarlas por medio de una herramienta informática.
Diego J. Chiarenza (2011)
Laboratorios Virtuales de Química (LVQ)
Son herramientas informáticas que simulan un laboratorio de ensayos químicos desde un entorno virtual de aprendizaje.
Marco Teórico
Diego J. Chiarenza (2011)
Recorrido
Simuladores (computacionales)
Modelización de situaciones o entidades que por algún motivo se desea representarlas por medio de una herramienta informática.
Diego J. Chiarenza (2011)
Laboratorios Virtuales de Química (LVQ)
Son herramientas informáticas que simulan un laboratorio de ensayos químicos desde un entorno virtual de aprendizaje.
Riesgo
cero
Costo cero de
repetición
Acceso permanente
Autoaprendizaje
No genera
desechos
Prof. Diego J. Chiarenza (2010)
Ausencia de contacto con
el material real
Muchos, los mejores,
están en inglés
No todos ofrecen un
manejo intuitivo
Pueden estar disociados
de los contenidos
curriculares
Prof. Diego J. Chiarenza (2010)
Desarrollo del Marco Teórico
Didáctica de las ciencias ◦ Ciencia ◦ Constructivismo ◦ Hacia una didáctica constructivista de la ciencia
Didáctica de la Química ◦ La Química como ciencia y tecnología ◦ La Química como disciplina de enseñanza y aprendizaje
Enseñando con TICs ◦ Tecnologías de la Información y la Comunicación ◦ Enseñando con TICs, la Tecnología Educativa ◦ Evaluación de la enseñanza mediada por TICs ◦ Las TICs en la enseñanza de la Química
Laboratorios Virtuales para enseñar Química ◦ Aprender haciendo: Simuladores y Laboratorios Virtuales como
objetos de enseñanza y aprendizaje ◦ Laboratorios Virtuales de Química (LVQ)
Desarrollo del Marco Teórico
Didáctica de las ciencias ◦ Ciencia ◦ Constructivismo ◦ Hacia una didáctica constructivista de la ciencia
Didáctica de la Química ◦ La Química como ciencia y tecnología ◦ La Química como disciplina de enseñanza y aprendizaje
Enseñando con TICs ◦ Tecnologías de la Información y la Comunicación ◦ Enseñando con TICs, la Tecnología Educativa ◦ Evaluación de la enseñanza mediada por TICs ◦ Las TICs en la enseñanza de la Química
Laboratorios Virtuales para enseñar Química ◦ Aprender haciendo: Simuladores y Laboratorios Virtuales como
objetos de enseñanza y aprendizaje ◦ Laboratorios Virtuales de Química (LVQ)
Relevamiento
Análisis cuantitativo de la situación de los LVQs en el mercado
Evaluación
Análisis cualitativo y cuantitativo como recurso tecnológico y en la aplicación
Diego J. Chiarenza (2011)
EJES de Desarrollo
Relevamiento a partir de motor búsqueda ◦ Buscar
◦ Clasificar
Evaluación a partir de la aplicación ◦ Evaluación Heurística: Planilla
◦ Test de usuarios: Encuesta
Diego J. Chiarenza (2011)
Buscar en internet mediante el motor de búsqueda más popular (en español, portugués e ingles)
Clasificar los sitios o softwares mediante definición de Laboratorio Virtual de Química
Diego J. Chiarenza (2011)
a) Brindan información, actividades para resolver o prácticas de laboratorio pero en formato texto con algunas animaciones, imágenes o video. No proponen interactividad con el usuario o es muy escasa y simple.
Diego J. Chiarenza (2011)
b) Simulaciones con interactividad con el usuario
Diego J. Chiarenza (2011)
c) Verdaderos simuladores de un laboratorio de química, permiten la interacción virtual plena de los usuarios con materiales de laboratorio como reactivos y recipientes de vidrio entre otros.
Diego J. Chiarenza (2011)
Evaluación Heurística ◦ Análisis del material fuera de su contexto de aplicación ◦ Se descarta la interactividad del material con los usuarios. ◦ Análisis del software como tal y como herramienta de
enseñanza.
Test de Usuarios ◦ Mirada en el contexto de aplicación. ◦ Planteo de una estrategia de aplicación de un LVQ con
estudiantes y profesores, en el dictado de cátedras de Química de escuelas medias.
◦ Relevamiento de datos mediante instrumentos adecuados: encuestas.
◦ Se tienen en cuenta las dimensiones e indicadores que hacen referencia a la influencia del material en el proceso de enseñanza y aprendizaje a partir de la interactividad.
Diego J. Chiarenza (2011)
¿Qué evaluar? ¿Cómo evaluar?
- Dimensiones
- Indicadores
- Estrategia
- Instrumentos
Diego J. Chiarenza (2011)
Observar minuciosamente cada LVQ
Diseñar las Dimensiones e Indicadores que se desean analizar
Desarrollar el instrumento de Evaluación: Planilla de Evaluación Heurística
Evaluar cada LVQ siguiendo los indicadores previstos
Diego J. Chiarenza (2011)
Seleccionar los LVQs para implementar
Diseñar las Dimensiones e Indicadores que se desean analizar
Confeccionar las encuestas para profesores y para estudiantes
Establecer estrategia: 5 profesores en 2 cátedras de Química cada uno = 10 cursos analizados
Instruir brevemente a los profesores en el uso del material: VLabQ – Model ChemLab – Virtual ChemLab
Clasificación de docente Curso correspondiente a
cada docente
Código de
curso
Docente 1 Curso A 1A
Curso B 1B
Docente 2 Curso A 2A
Curso B 2B
Docente 3 Curso A 3A
Curso B 3B
Docente 4 Curso A 4A
Curso B 4B
Docente 5 Curso A 5A
Curso B 5B
Diego J. Chiarenza (2011)
Diseñar las Dimensiones
e Indicadores que se
desean analizar
Desarrollar la Planilla de
Evaluación Heurística
Evaluación Heurística
Test de Usuarios
Diseñar las Dimensiones e Indicadores que se desean analizar
Confeccionar las Encuestas para profesores y para estudiantes
Puesta a
prueba
Diego J. Chiarenza (2011)
Relevamiento LVQ encontrados y su
clasificación
Evaluación
Evaluación Heurística
Tabulación de las planillas de análisis Test de Usuarios
Tabulación de encuestas y cuantificación de datos
Diego J. Chiarenza (2011)
Diferenciados
Gran cantidad de sitios en la web que se presentan como LVQs pero no todos se ajustan a la definición
Clasificación: a) 4 sitios
b) 8 sitios
c) 7 sitios
Diego J. Chiarenza (2011)
QuimiLab
VLabQ y QGenerator
Virtual Chemistry Lab
IrYdium Chemistry Lab
Crocodile Chemistry
Virtual ChemLab
Model ChemLab
Tabla de características de cada uno: - Desarrollador - Características técnicas - URL - Idioma - Captura de pantalla
Diego J. Chiarenza (2011)
QuimiLab
VLabQ y QGenerator
Virtual Chemistry Lab
IrYdium Chemistry Lab
Crocodile Chemistry
Virtual ChemLab
Model ChemLab
Selección para evaluar
Resultados de la Evaluación Heurística LVQ1 LVQ2 LVQ3
Denominación Model Chemlab VLabQ Virtual ChemLab
Autoría Corporativa Model Science Software Sibees Soft Pearson Prentice Hall
Autoría Institucional No tiene No tiene Brigham Young University
Autoría Nominal No tiene No tiene Woofield, Brian; Swan, Richard; Bodily, Grag; Allen, Rob
Año de edición / Versión 2007 / 2.5 2002 / 1.0 2006 / 2.5
Dimención Tecnológicas
Soporte en el que se presenta Internet y CD CD CD con libro de actividades
Requisitos de Hardware No hay detalle
Pentium II 450 Mhz o superior, 512 MB de RAM (1 GB recomendable), resolución de video 800 x 600 y unidad de CD para su instalación
Pentium 500 Mhz, 128 MB de RAM, resolución de video 800 x 600, unidad de CD para su instalación y 600 MB libres en HD
Requisitos de Software No hay detalle No hay detalle Quick Time 5.0 o superior
Requisitos Sistema Windows 95/98/Me/xp/NT 3.51 o superior Windows XP o superior Windows 2000, xp o superior
Requisitos de Conexión No hay detalle No hay detalle No hay detalle
Valoración de Instalación Sencilla Sencilla Sencilla
Velocidad de ejecución Muy buena Muy buena Aceptable
Problemas con la ejecución Ninguno Ninguno Algo lenta
Nivel de usabilidad intuitiva Alto Alto Medio
Navegación interna Ventana con todas las prácticas que están disponibles
Ventana con todas las prácticas que están disponibles
Puertas virtuales del tipo de Laboratorio (Química Orgánica e Inorgánica), Libro virtual con las prácticas y Mesadas clasificadas en forma temática
Valoración global de la navegación interna
Simple, muy buena Simple, muy buena Muy buena
Idiomas en los que se presenta Español e Inglés Español Inglés
Lenguaje multimedial Cuenta con lenguaje en formato texto, imágenes fijas, gráficos y tablas, no tiene videos o animaciones, ni sonidos
Lenguaje en formato texto, imágenes fijas, gráficos, tablas y animaciones (precarias), no tiene video ni sonido
Lenguaje en formato texto, imágenes fijas, gráficos, tablas, sonidos y animaciones (muy buenas), no tiene video
Imágenes y grafismos 2D 2D 3D
Calidad de imágenes y grafismos Buena Aceptable Excelentes
Estética Aceptable Aceptable Excelente
Calidad de sonido y de articulación No tiene No tiene Excelente
Resultados de la Evaluación Heurística LVQ1 LVQ2 LVQ3
Denominación Model Chemlab VLabQ Virtual ChemLab
Autoría Corporativa Model Science Software Sibees Soft Pearson Prentice Hall
Autoría Institucional No tiene No tiene Brigham Young University
Autoría Nominal No tiene No tiene Woofield, Brian; Swan, Richard; Bodily, Grag; Allen, Rob
Año de edición y Versión 2007 / 2.5 2002 / 1.0 2006 / 2.5
Dimención Pedagógicas
Detalle de contenidos, objetivos, etc. No se especifican explicitamente No se especifican explicitamente Se organizan graficamente por Puerta Virtual de acceso al laboratorio y por Mesadas Virtuales de trabajo
Complejidad y profundidad de los contenidos
Aceptable Baja Alta
Claridad en la organización de contenidos
Aceptable Aceptable Alta
Secuencia de los contenidos Ninguna. Solo lista de prácticas Ninguna. Solo lista de prácticas Ninguna. Agrupación temática.
Carácter autodidacta Bajo grado Bajo grado Grado medio
Adapatación a variedad de propuestas pedagógicas
Alto grado Alto grado Alto grado
Elementos de refuerzo No tiene No tiene No tiene
Elementos de interpelación y/o autoevaluación
No tiene No tiene En el libro complementario
Elementos de profundización o ampliación
No tiene No tiene En el libro complementario
Tendencia pedagógica que subyace Ninguna Ninguna Ninguna
Información de tutorías o complemento didáctico
Ninguna Ninguna Posibilidad de contacto web desde el software con una página del docente
Calidad y adecuación a procesos formativos
Aceptable para el autoaprendizaje y muy adecuado para procesos presenciales y semi-presenciales
Aceptable para el autoaprendizaje y muy adecuado para procesos presenciales y semi-presenciales
Bueno para el autoaprendizaje y muy adecuado para procesos presenciales y más aun semi-presenciales
Diferencia de versiones Profesional cuenta con Lab Wizard (generador de prácticas) el Standard no lo trae
Licencia para docente cuenta con QGenerator (generador de prácticas)
Abonando una licencia el docente puede recibir y enviar tareas desde un sitio a los estudiantes.
Otros indicadores
Costos (al 19/02/2011) Profesional U$D 124,99.- + envío Standard U$D 29,99.- + envío
U$D 156.- incluido el envío U$D 23.- aproximadamente
Comercialización Por internet Compra directa por mail En librerías reales o virtuales
Limitaciones de demo Solo cuenta con 7 prácticas y el Lab Wizard no puede guardar las prácticas creadas
Solo cuenta con 5 prácticas No hay demos
Formas de pago Tarjeta de crédito o depósito en Cta. Cte. Transferencia bancaria o WesterUnion Según el comercio
Docente 1 Docente 2 Docente 3 Docente 4 Docente 5
Curso A Curso B Curso A Curso B Curso A Curso B Curso A Curso B Curso A Curso B
Código de curso 1A 1B 2A 2B 3A 3B 4A 4B 5A 5B
Contexto de apicación
Curso 2º Polim. 2º Polim. 2º Polim. 2º Polim. 2º Polim. 2º Polim. 2º año 2º Polim. 2º Polim. 2º Polim.
Modalidad Ec. y Gest. Hum. y Soc. Ec. y Gest. Cs. Nat. Hum. y Soc. Ec. y Gest. Sec. Básica Hum. y Soc. Ec. y Gest. Ec. y Gest.
Gestión Educativa Estatal Estatal Privada Estatal Estatal Estatal Estatal Privada Estatal Estatal
Materia Química Química Química Química Química Química Físico Química Química Química Química
Tipo de Laboratorio Real (1.4.6.)* k c a a b e g a e c
Frec. de uso del Lab. Real (1.4.7.)* f c b b b d c c d d
Uso de LVQs por el curso Nunca antes Nunca antes Nunca antes Nunca antes Nunca antes Nunca antes Nunca antes Nunca antes Nunca antes Nunca antes
Formato en que se brinda el LVQ Lab. Informát. CD a c/u Lab. Informát. Lab. Informát. Lab. Informát. Lab. Informát. Lab. Informát. CD a c/u Lab. Informát. Lab. Informát.
Total de estudiantes por curso 25 22 27 19 23 22 32 24 27 22
Estudiantes que usaron el LVQ 20 22 23 15 19 18 29 24 20 22
% de estudiantes que usaron LVQ 80,00% 100,00% 85,19% 78,95% 82,61% 81,82% 90,63% 100,00% 74,07% 100,00%
Nivel académico general Aceptable Bueno Aceptable Bueno Deficiente Bueno Aceptable Aceptable Deficiente Aceptable
Modo de uso del LVQ Individual Individual Individual Grupal Grupal Grupal Grupal Individual Grupal Grupal
Experiencia en el uso de LVQ Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna
Modo de aplicación
LVQ utilizado VLabQ VLabQ VLabQ VLabQ VLabQ VLabQ VLabQ VLabQ VLabQ VLabQ
Práctica realizada Destilación Titulación Reversibilidad Titulación Titulación Titulación Destilación Titulación Reversibilidad Titulación
Corresponde al Diseño Curricular Sí Sí Sí Sí Sí Sí Sí Sí Sí Sí
Proceso formativo Presencial Semi-Pres. Presencial Presencial Presencial Presencial Presencial Semi-Pres. Presencial Presencial
Fin con el que se usó el LVQ (1.3.1.)* c a y b a a b a c a y b c c
Articulación del LVQ Teoría Lab. Real Lab. Real Lab. Real Lab. Real Teoría Teoría Evaluación Teoría Lab. Real
Datos de la experiencia
Encuentro de los estud. con el LVQ Muy bueno Muy bueno Muy bueno Muy bueno Muy bueno Muy bueno Bueno Muy bueno Muy bueno Muy bueno
Aspectos que dificultaron (2.1.3.)* e f f f f f c f f f
Beneficios de usar el LVQ (2.1.4.)* b y c b, d y e b y e a, b y e a, b y d a y b b y c b, d y e a, b y c a, b y c
Grado de comodidad con el LVQ Muy alto Muy alto Muy alto Muy alto Alto Muy alto Muy alto Muy alto Alto Muy alto
El LVQ potencia el uso del Lab. Real N/C Enormemente Bastante Bastante Enormemente Enormemente Bastante Bastante Enormemente Enormemente
El LVQ potencia el aprendizaje Enormemente Enormemente Enormemente Enormemente Enormemente Enormemente Enormemente Enormemente Enormemente Enormemente
LVQ potencia la motivación en estud. Enormemente Enormemente Enormemente Enormemente Enormemente Enormemente Enormemente Enormemente Enormemente Enormemente
Conclusiones del docente
Uso de LVQs por el docente Nunca antes Nunca antes Nunca antes Nunca antes Nunca antes
Calificación de la experiencia Muy buena Muy buena Muy buena Muy buena Muy buena
Implementaría nuevamene un LVQ Sí, definitivamente Sí, pero con condiciones Sí, definitivamente Sí, definitivamente Sí, definitivamente
Resultados del Test de Usuarios a Docentes
Resultados del Test de Usuarios a Estudiantes
Docente 1 Docente 2 Docente 3 Docente 4 Docente 5
Curso A Curso B Curso A Curso B Curso A Curso B Curso A Curso B Curso A Curso B
Código de curso 1A 1B 2A 2B 3A 3B 4A 4B 5A 5B
Datos numéricos generales Totales
Total de estudiantes por curso 25 22 27 19 23 22 32 24 27 22 243
Estudiantes que usaron el LVQ 20 22 23 15 19 18 29 24 20 22 212
% de estudiantes que usaron LVQ 80,00% 100,00% 85,19% 78,95% 82,61% 81,82% 90,63% 100,00% 74,07% 100,00% 87,24%
Calificación del encuentro con la actividad del LVQ
Muy buena 201 94,81%
Buena 8 3,77%
Aceptable 3 1,42%
Deficiente 0 0,00%
Muy deficientes 0 0,00%
Comodidad que le brindó el trabajo con el LVQ
Muy Alta 176 83,02%
Alta 19 8,96%
Aceptable 17 8,02%
Baja 0 0,00%
Muy Baja 0 0,00%
Sensación que le ha provocado el uso de LVQ
Motivación por aprender Química 109 51,42%
Atracción por el software 97 45,75%
Rechazo 0 0,00%
Indiferencia 6 2,83%
Muy buena
Buena
Aceptable
Deficiente
Muy Alta
Alta
Aceptable
Baja
Motivación por
aprender Química
Atracción por el
software
Rechazo
Caracterización del uso de LVQs para el aprendizaje
Indispensable 188 88,68%
Necesario 20 9,43%
No cambia nada 4 1,89%
Perjudica 0 0,00%
El LVQ potencia la comprensión y el aprendizaje
Enormemente 192 90,57%
Bastante 15 7,08%
Medianamente 4 1,89%
Un poco 1 0,47%
Nada 0 0,00%
Indispensable
Necesario
No cambia
nada
Enormemente
Bastante
Medianamente
Un poco
Nada
Resultados del Test de Usuarios a Estudiantes
Se encontraron cientos de sitios con los tags Laboratorio, Virtual y Química, mediante la observación se pudo seleccionar 19 sitios que se autodenominan Laboratorio Virtual de Química
Fue de gran importancia hacer una definición clara de lo que es un Laboratorio Virtual de Química para acotar la búsqueda y clasificar los hallazgos
En base a esta definición se concluye que se han hallado 7 softwares que son Laboratorios Virtuales de Química
Diego J. Chiarenza (2011)
De los 7 softwares hallados se seleccionan 3 para ser evaluados: VLabQ, Virtual ChemLab y Model ChemLab
Así como se analizaron los LVQs también se pusieron a prueba las Dimensiones, Indicadores, Estrategia e Instrumentos de evaluación
Se pudo determinar las diferencias y similitudes de cada uno de los LVQ en distintos aspectos, así como virtudes y desventajas
Diego J. Chiarenza (2011)
Variabilidad de formatos no muy amplia y está más bien en la estética y no tanto como recurso didáctico
No hay marcados anclajes en teorías pedagógicas, queda en la implementación la impronta pedagógica que se le asigne
Tanto para los docentes y los estudiantes la experiencia fue muy positiva
Se muestran un crecimiento en la motivación de los estudiantes, en la apropiación de los conocimientos y muy buen grado de aceptación de ambas partes
Diego J. Chiarenza (2011)
Indagar sobre la aplicación de los LVQs y desarrollar métodos específicos para el uso de este recurso didáctico como apoyo a los docentes
Realizar un monitoreo permanente de los nuevos software que se desarrollan y las modificaciones de los existentes, colaborando con los desarrolladores en el mejoramiento del recurso desde una mirada pedagógica y didáctica
Investigar del mismo modo en otros niveles de la educación, por ejemplo en la Educación Superior, carreras de nivel terciario y universitario
Diego J. Chiarenza (2011)
Investigar sobre un recurso didáctico y pensar en que esa información no esté plasmada en la capacitación docente le quitaría el mayor potencial a los resultados de la investigación
Metodologías Didácticas de Aplicación de los LVQs
Se propone desarrollar
Diego J. Chiarenza (2011)
Diego J. Chiarenza
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL
Facultad Regional Buenos Aires