ESCUELA NORMAL SUPERIOR DE CARTAGENA DE INDIAS

INFORMATICA Y CIENCIAS NATURALES, INTEGRACIÓN CURRICULAR: UNA PROPUESTA CON MODELADO Y SIMULACION.

CLAUDIA CASTILLO SIERRA

EDWAR RAMIREZ CONEO

INFORMATICA Y CIENCIAS NATURALES, INTEGRACCION CURRICULAR, UNA PROPUESTA CON MODELADO Y SIMULACION.

DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

Los retos de la era actual permiten demostrar cada vez más la necesidad de entrar en el universo de los sistemas de información y comunicación. La escuela no puede ser ajena a esa necesidad. Los procesos de formación en las instituciones educativas deben ser complementados con la implementación de estrategias que permitan acercar a las estudiantes a los diversos modos, alternativas y estrategias que las ciencias y la tecnología proponen.

Las instituciones educativas del distrito de Cartagena son, en su mayoría, un reflejo de lo distante que se encuentran las naciones en vía de desarrollo del aprovechamiento de los avances tecnológicos con que cuenta el mundo contemporáneo. La labor de formación se reduce a la instrucción, al cálculo mental, a la memorización y otras operaciones que aunque fundamentales, desde hace rato se han fortalecido con el advenimiento de la tecnología.

La institución educativa en la que algunos estudiantes normalistas que procuran su formación pedagógica realizan su práctica pedagógica investigativa, a partir de la observación realizada por los mismos, carece de un verdadero plan de fortalecimiento de los procesos de enseñanza basado en las nuevas tecnologías a pesar de contar con algunas herramientas y equipos.

La situación planteada anteriormente permite creer que los distintos procesos educativos y de formación que se desarrollan al interior de la institución se reducen, en efecto, al trasmisionismo de saberes.

Si bien en la institución educativa no se desconoce la importancia del uso de las nuevas tecnologías, su uso es elemental, básico, dejando de lado la inmensa gama de posibilidades que los sistemas pueden favorecer en la enseñanza que se reflejen en más y mejores aprendizajes.

Hay que tener en cuenta como atenuante, más no como obstáculo, que en su inmensa mayoría, los estudiantes que integran esta comunidad educativa son de escasos recursos y de alguna manera esto afecta sus posibilidades de acceder a este tipo de formación.

En los planteamientos que aportan los maestros en formación a la contextualización en el lugar donde ocurre la acción educativa denominado INSTITUCIÓN EDUCATIVA MADRE LAURA,SEDE PRINCIPAL , las carencias están más en el desconocimiento, la baja gestión, la

logística y los planes y programas curriculares, situación que se pretende remediar con la consolidación de una propuesta de formación en nuevas tecnologías.

PROBLEMA

¿Cómo desarrollar una propuesta pedagógica y metodológica, basada en el modelado y la simulación con Dinámicas de Sistemas, que promuevan mejores aprendizajes en el área de Ciencias Naturales en los grados de 3 a 5 de la básica primaria de la Institución Educativa Madre Laura?

OBJETIVO GENERAL

Elaborar una propuesta de integración interdisciplinaria basada en el modelado y la simulación en la cual la informática constituya un recurso que aporta software especializado, con el que sea posible promover procesos de aprendizaje en el área de Ciencias Naturales, caracterizados por la construcción, la experimentación y el uso con sentido de la información.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Analizar y valorar críticamente el impacto de la tecnología e informática Hacer de la tecnología de la Informática una actividad motivadora capaz de fortalecer la

pertenencia a la Institución demostrable en la utilización permanente y adecuada de los recursos de la sala de informática y otros espacios de tecnología

Generar un ambiente para el aprendizaje que permita el desarrollo de pensamiento tecnológico e informático favoreciendo de esta manera un desarrollo de la cultura tecnológica en un contexto social cambiante.

Vivenciar la propuesta metodológica a través de la realización de actividades y la selección y construcción de materiales.

Diseñar e implementar Materiales educativos Computarizados y Micromundos de Aprendizajes para orientar la formación, y el aprendizaje significativo.

Formar e interesar a profesores capaces de incorporar con sentido crítico y creativo la informática en las escuelas.

JUSTIFICACION

El modelo educativo actual posee un espíritu de cambio en sus propósitos y en su enfoque pedagógico. El momento demanda una práctica educativa con un afán holista, que integre las diferentes ramas del conocimiento y le imprima sentido al aprendizaje al asociar este a la consideración integral de los fenómenos sociales, de la naturaleza y demás creaciones del hombre. El acertado uso de la tecnología demanda proceso consciente y en lucha contra tendencias reduccionistas y contrarias a la integración y a la formación creadora con fundamento en el saber (en la tecnología).

En particular las tecnologías de la información (informática) constituyen un reto para el proyecto educativo, tanto en su uso para dinamizar el cambio educativo, como en la apropiación de la tecnología misma en y para los procesos de aprendizaje. Este reto es asumido por las instituciones y estados, en mayor o menor profundidad y con diferentes formas y propósitos, según sea su postura frente a la informática misma.

Algunas instituciones tan solo ven la necesidad de dominar el uso de los artefactos tecnológicos y las teorías, técnicas y metodologías tecnológicas, sin apreciar el efecto de la tecnología sobre la educación misma. Esto conlleva a que la propuesta escolar se reduzca a crear una nueva área de formación , a la manera de las áreas tradicionales, un nuevo curso, un nuevo profesor, un nuevo laboratorio, un nuevo programa de estudio y una casilla en el informe de evaluación del estudiante y del formato para evaluar el obrero calificado y al profesional. Todas estas novedades, no generan ningún cambio y si consolidan el modelo tradicional caracterizado por la división del conocimiento, como si los problemas de la vida diaria pudieran ser tratados por conocimientos igualmente separados.

Esta propuesta desea asumir el reto de introducir la informática creando una dinámica de cambio en el proyecto educativo. Además de asumir la apropiación de la tecnología en el proceso de formación, dicho proceso debe cambiar en procura de lograr la integración del conocimiento, de centrar las preocupaciones más en el desarrollo de competencias y de formas de pensamiento que en la asimilación de conocimientos particulares. Esto demanda nuevos roles y prácticas de los agentes involucrados, nuevas metodologías y en general nuevos recursos para orientar el proceso formador y de aprendizaje concreto y con sentido. A esto puede aportar la informática y la tecnología en general, cuando se asume con un espíritu creador y holístico.

La introducción de Dinámicas de Sistemas en la educación propone una estrategia que posibilita el uso de herramientas de software que posibilitan pensar y desarrollar acciones no solo para aprender sino principalmente para aprender a aprender. Esta estrategia se ilustra con la presentación de Micromundos de simulación para el aprendizaje; Estos productos integran el uso de la multimedia, de los ambientes soportados en páginas web, las potencialidades de la computación para simular fenómenos soportados en modelos matemáticos y de esta manera crear ambientes de experimentación altamente interactivos y finalmente las herramientas para la simulación que permiten orientar procesos de construcción y reconstrucción del conocimiento.

MARCO DE REFERENCIA

FUNDAMENTOS TEÓRICOS (INICIALES)

El problema de la enseñanza y aprendizaje de las Ciencias Experimentales en la actualidad no

puede despegarse del empleo de las actuales nuevas tecnologías.

El uso de estos recursos informáticos debe superar la idea que con ellos se enseña lo mismo

que antes, pero de una manera más eficiente. Para aprovechar la enorme potencialidad de

estas tecnologías es necesario realizar un profundo reencuadre pedagógico de las actividades

de enseñanza, lo cual abarca objetivos generales, contenidos específicos y metodologías

(Kofman, H.; 2003). El educador debe conocer la tecnología para poder abstraer de ella la

esencia de su potencial, para realizar un análisis crítico de lo que el recurso posibilita y/o inhibe

en términos de aprendizajes a los fines de una verdadera “acción educativa”; la que ha de

incorporar como elementos de reflexión docente, contenidos, estrategias, tareas, la

potencialidad de los recursos, las estructuras de conocimiento, el propio contexto social, áulico

e institucional.

Para ello es menester que se interpreten y comprendan no sólo los “códigos y lenguajes” de las

áreas de conocimiento a enseñar sino también de los recursos, a los fines de crear nuevos

escenarios promotores de aprendizaje, que se sumen a los tradicionales, seleccionar

información, administrar, procesar, simular, modelizar, calcular, acercar a las fuentes de

información poniendo siempre en marcha procesos activos de construcción de saberes

(Marchisio, 2003) y permitiendo tanto la comunidad de prácticas significativas reales como

simuladas.

Con este sustento, se ha centrado la investigación sobre las estrategias didácticas. Las mismas

incluyen la elaboración, ensayo y validación de sistemas multimedia hipertextuales y la

integración de recursos informáticos para la recreación virtual de ambientes educativos.

Modelos de la realidad:

Al observar y analizar una determinada situación social, el observador constituirá el objeto

observado mediante una representación. Tal representación no es otra cosa que un modelo de

la realidad bajo análisis.

Un modelo es una representación formal que incluye aquellos elementos de la realidad que

considera esenciales desde la perspectiva del observador y a los efectos de la observación.

Esto implica que habrá elementos considerados intrascendentes y que serán dejados de lado,

centrando la atención en los aspectos reconocidos como fundamentales.

La utilización de modelos para captar la realidad y poder en consecuencia tomar una decisión

no es algo extraño ni novedoso. En la vida cotidiana todas las personas utilizan modelos

mentales para apoyar su más elemental toma de decisiones.

Puestos dos observadores a analizar un sistema, es muy probable que sus descripciones

resulten al menos en parte diferentes. Tales divergencias se atribuyen a los diferentes modelos

representativos que construyeron, ya sea por sus diferentes experiencias y perspectivas, ya por

perseguir distintos objetivos de análisis.

Los analistas suelen recurrir a modelos formalizados a efectos de poder explicitar sus propios

modelos mentales y poder transmitir con mayor facilidad sus argumentos; tenemos así

modelos físicos como las maquetas, modelos gráficos que permiten visualizar tendencias y

proporciones, modelos abstractos como los matemáticos mediante los cuales se muestran

relaciones entre las variables de un sistema, pudiendo ser llevados a un ordenador para su

cálculo y resolución.

Esos modelos con los que se representa el sistema bajo análisis adquieren una utilidad mayor a

la de solo explicitar el modelo mental del observador cuando son utilizados a efectos de ayudar

a la toma de decisiones.

Decidir implica un proceso de selección entre varias alternativas. Una vez seleccionada una

alternativa, ésta se pone en acción, con lo que indudablemente se producirán una serie de

modificaciones en el sistema: los sistemas sociales son dinámicos, con lo que presentan una

fisonomía distinta

en cada unidad de tiempo.

Esta consideración nos lleva a la necesidad de tomar en cuenta las consecuencias de la

alternativa seleccionada, y poder evaluarlas en cuanto a sus efectos en el mediano y largo

plazo.

Surge así una buena razón para justificar el uso de modelos formales: la mente humana sólo

está preparada para manejar un muy reducido número de variables y en muy corto lapso de

tiempo hacia el futuro.

Otro elemento a tomar en cuenta es que el esquema lingüístico utilizado para transmitir la

representación del objeto analizado puede ser tergiversado por los otros productos de

diferencias ideológicas, culturales, o de los distintos intereses y perspectivas profesionales de

quienes lo reciben.

Por tanto, con un modelo formal resultaría posible expresar concreta e indudablemente la

representación del objeto, tomar en consideración todas las variables que resultan esenciales al

sistema analizado, y podrían tomarse en cuenta además los posibles efectos a mediano plazo

de un cambio en alguna (o varias) de las variables incluidas cuando en los cálculos matemáticos

incluimos la variable tiempo.

LA SIMULACIÓN COMO RECURSO EN LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS

A partir de un análisis sobre las características distintivas de los recursos informáticos, las

simulaciones posibilitan incrementar en gran medida el rango de situaciones con las que los

estudiantes pueden realizar experiencias en el contexto de las ciencias naturales habilitándolos

para otros modos de acceso a la experimentación. Esto resulta muy valioso, en particular

cuando se dan situaciones de imposibilidad de acceso real por razones de infraestructura de

laboratorios, limitaciones de orden físico o seguridad.

Las Simulaciones proveen una representación interactiva de la realidad que permite a los

estudiantes probar y descubrir cómo funciona o cómo se comporta un fenómeno, qué lo afecta

y qué impacto tiene sobre otros fenómenos. El uso de este tipo de herramienta educativa

alienta al estudiante para que manipule un modelo de la realidad y logre la comprensión de los

efectos de su manipulación mediante un proceso de ensayo-error.

MODELADO Y SIMULACION CON DINAMICAS DE SISTEMAS

La dinámica de sistemas es un lenguaje que nos facilita explicar y recrear los fenómenos de

interés en términos de modelos de simulación. Con estos modelos y el computador podemos

observar cómo se puede comportar el fenómeno bajo diferentes condiciones (experimentación

simulada). Es decir podemos responder a la pregunta por: ¿ que pasaría en caso….?, si…..(se

presenta determinadas condiciones, hacemos)? Según esto un modelo es una explicación que

nos es útil para contestarnos preguntas sobre el fenómeno que explica. Además la Dinámica

de Sistemas asume, para pensar los fenómenos a modelar, lo que llamamos el Paradigma de

pensamiento Dinámico sistémico, esto es una manera de pensar sobre lo que nos interesa

asumiendo los fenómenos como sistemas dinámicos. Es decir cosas que están en permanente

cambio y que para comprenderlas debemos explicar cómo cambian, como son sistemas

dinámicos, es decir, como constituidas por un conjunto de partes interrelacionadas.

APLICACIONES MULTIMEDIA

Multimedios se compone de combinaciones entrelazadas de elementos de texto, arte gráfico, sonido, animación y video. Cuando usted permite a un usuario final controlar ciertos elemntos y cuándo deben presentarse, se le llama multimedia interactiva. Cuando usted proporciona una estructura de elementos ligados a través de los cuales el usuario puede navegar, entonces la multimedia se convierte en Hipermedia.

ELEMENTOS DE LAS APLICACIONES MULTIMEDIA

Texto. Para Daniel Insa y Rosario Morata "El texto refuerza el contenido de la información y se usa básicamente para afianzar la recepción del mensaje icónico, para asegurar una mejor comprensión aportando más datos y parainducir a la reflexión" (1998: 5). La inclusión de texto en las aplicaciones multimedia permite desarrollar la comprensión lectora, discriminación visual, fluidez verbal, vocabulario, etc. El texto tiene como función principal favorecer la reflexión y profundización en los temas, potenciando el pensamiento de más alto nivel. En las aplicaciones multimedia, además permite aclarar la información gráfica o icónica. Atendiendo al objetivo y usuarios a los que va destinada la aplicación multimedia podemos reforzar el componente visual del texto mediante modificaciones en su formato, resaltando la información más relevante y añadiendo claridad al mensaje escrito.

Sonidos. Los sonidos se incorporan en las aplicaciones multimedia principalmente para facilitar la comprensión de la información clarificándola. Los sonidos que se incorporar pueden ser locuciones orientadas a completar el significado de las imágenes, música y efectos sonoros para conseguir un efecto motivador captando la atención del usuario. Son especialmente relevantes para algunas temáticas (aprendizaje de idiomas, música, ...) y sin lugar a duda, para las aplicaciones multimedia cuya finalidad es la intervención en problemas de comunicación y/o lenguaje. Asimismo, la inclusión de locuciones y sonidos favorece el refuerzo de la discriminación y memoria auditiva.

Gráficos e iconos. Un elemento habitual en las aplicaciones multimedia son los elementos iconográficos que permiten la representación de palabras, conceptos, ideas mediante dibujos o imágenes, tendiendo a la representación de lo esencial del concepto o idea a transmitir. Como indica Martínez Rodrigo “El lenguaje visual gráfico o iconográfico implica habitualmente abstracción aun cuando se plantee en términos de

hiperrealismo. Siempre un lenguaje icónico tiende a la abstracción por ser un modo de expresión que busca la realidad en los códigos universales. ... La abstracción supone el arribo de una imagen visual a la condición de código” (1997). Su carácter visual le da un carácter universal, no sólo particular, son por ello adecuadas para la comunicación de ideas o conceptos en aplicaciones que pueden ser utilizadas por personas que hablan diferentes idiomas o con distintos niveles en el desarrollo del lenguaje.

Imágenes estáticas. Las imágenes estáticas tienen gran importancia en las aplicaciones multimedia, su finalidad es ilustrar y facilitar la comprensión de la información que se desea transmitir. Rodríguez Diéguez (1996) indica quela imagen puede realizar seis funciones distintas: representación, alusión, enunciativa, atribución, catalización de experiencias y operación. Podemos distinguir diferentes tipos de imágenes: fotografías, representaciones gráficas, fotogramas, ilustraciones, etc.

Imágenes dinámicas. Las imágenes en movimiento son un recurso de gran importancia, puesto que transmiten de forma visual secuencias completas de contenido, ilustrando un apartado de contenido con sentido propio. Mediante ellas, en ocasiones pueden simularse eventos difíciles de conocer u observar de forma real. Pueden ser videos o animaciones. La animación permite a menudo un control mayor de las situaciones mediante esquemas y figuraciones que la imagen real reflejada en los videos no posibilita.

ETAPAS DEL PROYECTO

ETAPA I CONSTRUCCION DEL ESQUEMA GENERAL DE LA PROPUESTA.

Observación Valoración pedagógica del contexto de aprendizaje Problematización

ETAPA II ESQUEMA GENERAL DEL DESARROLLO CURRICULAR EN EL AREA DE CIENCIAS NATURALES.

Contenidos curriculares Estrategias pedagógica de aprendizaje Modos de evaluación

ETAPAIII VALORACION (COGNITIVA / COGNOSCITIVA)

Preferencias de aprendizaje y/o estilos cognitivos Pensamiento lógico, creativo, complejo (estudiante-maestro)

ETAPA IV FORMACIÓN

Empleo de medios y sistemas (Diagnostico) Conocimiento básico sobre medios y sistemas (Docentes –Estudiantes)

ETAPA V DISEÑO DE ESTRATEGIAS Y HERRAMIENTAS

Selección contenidos [macro/micro] Selección programas, lenguaje programación, medios Diseño de herramientas

ETAPA VI APLICACIÓN

Desarrollo de actividades

ETAPA VII EVALUACIÓN Y PROYECCIÓN

Impacto Proyección