PPT defensa de tesis de Licenciatura

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


Marco Teórico

Marco Metodológico

Resultados

Conclusiones

Líneas futuras de investigación


Marco Teórico Teorías del Aprendizaje

Química

Tecnologías de la

Información y la

Comunicación

EJES de Desarrollo

Marco Teórico


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


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


Simuladores

Laboratorios Virtuales


Simuladores (computacionales)

Modelización de situaciones o entidades que por algún motivo se desea representarlas por medio de una herramienta informática.


Laboratorios Virtuales de Química (LVQ)

Son herramientas informáticas que simulan un laboratorio de ensayos químicos desde un entorno virtual de aprendizaje.

Marco Teórico


Recorrido

Simuladores (computacionales)

Modelización de situaciones o entidades que por algún motivo se desea representarlas por medio de una herramienta informática.


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)

Relevamiento

Análisis cuantitativo de la situación de los LVQs en el mercado

Evaluación

Análisis cualitativo y cuantitativo como recurso tecnológico y en la aplicación


EJES de Desarrollo

Relevamiento a partir de motor búsqueda ◦ Buscar

◦ Clasificar

Evaluación a partir de la aplicación ◦ Evaluación Heurística: Planilla

◦ Test de usuarios: Encuesta


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


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.


b) Simulaciones con interactividad con el usuario


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.


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.


¿Qué evaluar? ¿Cómo evaluar?

- Dimensiones

- Indicadores

- Estrategia

- Instrumentos


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


Seleccionar los LVQs para implementar


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


Curso B 2B


Curso B 3B


Curso B 4B


Curso B 5B


Diseñar las Dimensiones

e Indicadores que se

desean analizar

Desarrollar la Planilla de

Evaluación Heurística


Test de Usuarios


Confeccionar las Encuestas para profesores y para estudiantes

Puesta a

prueba


Relevamiento LVQ encontrados y su

clasificación

Evaluación


Tabulación de las planillas de análisis Test de Usuarios

Tabulación de encuestas y cuantificación de datos


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


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


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


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


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


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


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

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL

Facultad Regional Buenos Aires

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