Oscar Campo
Departamento de Automática y Electrónica
Desde el semestre Julio-Diciembre de 2017 he tenido la oportunidad de impartir el curso de Fundamentos de Física a los estudiantes de segundo semestre de Diseño Industrial en la Facultad de Ingeniería.
Este curso habitualmente ha sido impartido por profesores de formación en Física, pertenecientes al del Área de Ciencias Básicas, inicialmente con un enfoque como un curso clásico de física, similar al que se imparte para la mayoría de carreras, y luego, debido a la reflexión académica en torno a las necesidades de los estudiantes como futuros Diseñadores Industriales, se cambió hacia un enfoque más lúdico.
En el primer enfoque la concentración en el cálculo, la precisión numérica y los conceptos eran los aspectos más relevantes, y también los más extenuantes, para los estudiantes de este curso. Luego, en el enfoque posterior, se dejó de lado el rigor de la matemática y se inclinó más hacia una exploración de cómo Leonardo da Vinci, había aplicado principios físicos de la mecánica para proponer sus maravillosos diseños. La asignatura se tornó en una revisión histórica y un intento de replicar las creaciones del gran genio del renacimiento. La incomodidad de los estudiantes no tardó en levantarse, manifestando que “no estaban aprendiendo nada de física”.
En este contexto surge la necesidad de proponer un curso de física sin caer en los extremos de ninguno de los dos enfoques anteriores. Un curso de física que no pierda su esencia pero que mantenga el interés de ver la aplicabilidad concreta en los estudiantes de segundo semestre de Diseño Industrial. Y aunque el curso se llama “Fundamentos de Física para Diseño Industrial”, pasaré a llamarlo como lo menciono en el título: “Física (casi) sin Matemáticas”, debido a la metodología que he venido usando desde hace ya casi un año.
El reto de enseñar Física haciendo un mínimo uso de los cálculos pero manteniendo un rigor en los conceptos necesarios para los estudiantes de Diseño Industrial supuso la implementación de los siguientes cambios:
- Los cálculos numéricos se cambiaron por cálculos gráficos, aprovechando las competencias en dibujo y la precisión que brindan hoy en día las herramientas de Dibujo Asistido por Computador (CAD)
- Los exámenes escritos se cambiaron por proyectos de aplicación en donde por medio de la sustentación los estudiantes evidencian la comprensión de los conceptos básicos de la Física.
Adicionalmente, debido a experiencias previas, descritas en (Campo, 2016), se abrió un blog para el curso, en donde de manera grupal, los estudiantes van documentando los avances de sus proyectos.
Por otra parte, y como resultado de la reciente experiencia que tuve a través de la participación en el MOOC “Gestión de Objetos Digitales de Apendizaje”, se propone como elemento integrador de este escenario, el diseño y uso de Objetos Digitales de Aprendizaje (ODA). Esta propuesta surge de la necesidad de usar un modelo tecnopedagógico basado en la gestión para desarrollar contenidos digitales que puede ser utilizado para aprender a aprender.
El diseño de ODA para el curso “Física (casi) sin Matemáticas”
El diseño de los ODA para el curso parte de la definición de una situación. En este punto se trata de identificar la necesidad o reto que motiva la creación de los Objetos Digitales de Aprendizaje, que en este caso se trata de responder a la pregunta “Cómo enseñar Física (casi) sin Matemáticas?”.
Teniendo en cuenta los cambios introducidos en la asignatura, resultado de la revisión de las competencias que deben fortalecer los estudiantes de Diseño Industrial, se enfocó el aprendizaje en el uso de métodos gráficos, computacionales y lúdicos para enseñar la Física. En este sentido se desarrolló una investigación acerca del uso de métodos gráficos para resolver problemas vectoriales (Baxter, 2015), (Halbmaier, 2016) y se experimentó con SolidWorks e InkScape, dos herramientas computacionales con las cuales estarían familiarizados los estudiantes. De estas os herramientas se seleccionó InkScape debido a que resulta mucho más rápido y sencillo crear vectores. Adicionalmente, al ser un software de dibujo vectorial tiene herramientas que facilitan el trabajo con este tipo de objetos desde el punto de vista gráfico
Luego de haber definido este enfoque de aprendizaje, se desarrolló un test de Estilos y Ritmos de aprendizaje (Manual Estilos de Aprendizaje, 2004), (Corbin, s.f), (Test de inteligencias múltiples, s.f.), (Ritmo de Aprendizaje, s.f), con los cuales se evaluó la manera cómo aprenden los estudiantes de 2o semestre de Diseño Industrial y se concluyó que la mayoría tienen un estilo de aprendizaje visual-espacial y un ritmo de aprendizaje moderado, caracterizado por el análisis de diferentes fuentes de información específica y diferentes ejemplos antes de realizar una actividad.
Los resultados anteriores llevaron a concluir que el desarrollo de presentaciones interactivas mostrando cómo hacer cálculos matemáticos de manera gráfica podría ser una buena alternativa para la generación de ODAs para este curso, teniendo en cuenta la intención de mostrar la Física de una manera más interesante para los estudiantes de Diseño Industrial.
A manera de prueba, se definieron prácticas con computador para desarrollar conceptos de estática, los cuales son propios de la primera parte del contenido del curso y están estrechamente relacionados con operaciones vectoriales. Durante estas prácticas se trabajó el método gráfico de operaciones vectoriales y solución de problemas de estática, motivado por el desarrollo de un proyecto equivalente a su primer examen parcial. Este proyecto consistió en crear un Puente de Espagueti que sea lo más liviano posible y que soporte el mayor peso. Las evidencias de este proceso pueden verse en el blog del curso
A nivel de autogestión de los ODA se desarrollaron videos mostrando la manera de hacer cálculos de manera gráfica usando inkscape. Los videos se compartieron tanto en youtube como en el blog del curso.
El proceso de diseño de los ODA se resume en la siguiente sketchnote:
Estrategia de Implementación de los ODA
Ya con el diseño listo se procedió a la etapa de implementación de los objetos digitales. Esta fue una experiencia muy interesante debido a que pude descubrir y experimentar con diferentes herramientas que no conocía, lo cual inicialmente me llevó un poco de tiempo. Por otra parte el revisar los ejemplos de otros ODAs compartidos por otros autores, me dio una visión mucho más completa de cómo empezar y poder organizar de una manera mucho más clara la producción.
La situación de aprendizaje estuvo enfocada sencillamente en aprender y aplicar la Física de una manera diferente y motivante en tanto que el objetivo perseguido es el de hacer la Física más atractiva para los estudiantes de Diseño Industrial, basado en sus estilos y ritmos de aprendizaje. Los ODA producidos para este curso se catalogan como objetos de práctica y evaluación, los cuales establecen niveles de interactividad para el aprendizaje y permiten comprobar el nivel de conocimiento sobre un contenido específico, para los cuales se eligió un dispositivo tecnopedagógico que permitiera la integración de contenido y actividades, para lo cual se revisaron y evaluaron los siguientes dispositivos:
Dispositivos tecnopedagógicos para la práctica
Enfocados en la Gestión de contenido. Integran contenidos y actividades de aprendizaje en una sola aplicación:
Dispositvos tecnopedagógicos para la evaluación
Permiten la creación de cuestionarios y formularios. Son instrumentos de evaluación para valorar la identificación, memorización, asociación, comprensión y relación de contenidos:
De los anteriores se escogió Nearpod, debido a que es un dispositivo que permite la integración tanto de contenidos de práctica como de evaluación. Una muestra de uno de los ODA, desarrollados usando Nearpod puede verse a continuación
El espacio web de publicación de los ODA del curso fue el blog del curso, el cual está implementado en Wordpress, con el fin de crear una red de aprendizaje con analíticas cuantificables. A continuación se presenta un resumen del número de visitas entre julio de 2017 y mayo de 2018.
Un resumen de la estrategia de implementación de los ODA para este curso puede apreciarse en la siguiente imagen
Seguimiento y evaluación de la estrategia implementada
Con el fin de cuantificar la calidad de los ODA y poder tener criterios de mejoramiento de los mismos, se elaboró un instrumento para evaluar y dar seguimiento a los Objeto Digitales creados para el curso.
Este instrumento consistió en una rúbrica la cual se implementó en forma de un formulario de Google el cual se difundió entre una población de docentes tanto de la UAO (Docentes adscritos al Programa de Diseño Industrial) y externos (Docentes participantes en el MOOC “Gestión de Objetos Digitales de Apendizaje”)
Las posibilidades de respuesta de cada pregunta se organizaron en un nivel jerárquico que representa un orden ascendente de niveles de gestión para los ODA, así:
- Primera Opción de Respuesta: Representa un Nivel básico. En este nivel la gestión requiere mejoras que se relacionan con todo el proceso, es decir, se requiere mejorar el diseño, la producción y la implementación del objeto.
- Segunda Opción de Respuesta: Representa un Nivel Autónomo. En este nivel, la gestión requiere mejoras que se relacionan con una fase específica, generalmente la producción o la implementación. Las mejoras se pueden hacer simplemente adaptando el Objeto o integrándolo con otros.
- Tercera Opción de Respuesta: Representa un Nivel Estratégico. En este nivel la gestión genera oportunidades para compartir lo aprendido con otros. Implica asumir el propio empoderamiento y continuar con ese proceso.
Los resultados de la aplicación del anterior instrumento, se muestran a continuación:
De estos resultados se puede concluir que la cantidad de los contenidos está dentro de un nivel estratégico de gestión y que representan una oportunidad de ser compartidos y difundidos. Por otra parte en el potencial de efectividad de los objetos es necesario hacer una mayor revisión para mejorar el lenguaje de los objetos, tal vez, debido a que la población evaluada tiene diferentes nacionalidades, representadas por España y Latinoamérica y sería necesario buscar expresiones más universales. La facilidad de uso muestra una evidente tendencia al nivel de gestión estratégico, representando un potencial de difusión en otros entornos.
Referencias
Campo, O. “Una experiencia de uso del blog como herramienta para motivar la escritura en estudiantes de Ingeniería Biomédica” en MEMORIAS DEL III SEMINARIO NACIONAL Y I INTERNACIONAL PARA EL MEJORAMIENTO DE LA LECTURA Y LA ESCRITURA, CÁTEDRA UNESCO MECEAL, Cartagena, Mayo 12-13 de 2016
Baxter, S., Johnson, A., Fralick, B. Revisiting Graphical Statics. in 2015 ASEE Annual Conference & Exposition, Seattle, June 14, 2015. p 26.1344.1 - 26.1344.10
Halbmaier, C., Baxter, S, Humphrey, D., Fralick, B., A Practical Guide to Graphical Statics, in 2016 ASEE Annual Conference & Exposition, New Orleans, June 26, 2016.
Manual Estilos de Aprendizaje (2004). Valparaíso, Chile.: Universidad Católica de Valparaíso. Recuperado de http://biblioteca.ucv.cl/site/colecciones/manuales_u/Manual_Estilos_de_Aprendizaje_2004.pdf
Corbin, A. (s.f). Los 12 estilos de aprendizaje: ¿en qué se basa cada uno? La explicación científica que está detrás de cada estilo de aprender. Recuperado de https://psicologiaymente.net/desarrollo/estilos-de-aprendizaje
Test de Inteligencias Múltiples, (s.f.). Recuperado de https://www.psicoactiva.com/tests/inteligencias-multiples/test-inteligencias-multiples.htm
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