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UNA NUEVA ESTRATEGIA DIDÁCTICA PARA LA ENSEÑANZA DE LA FOTOSÍNTESIS Marcela Daniele1, Daniela B. Solivellas1, Sandra E. Angeli1, Daniel O. Romero1, Gladys Mori1, Cecilia Greco1, Edgardo Cofre1, Sonia Fischer1 Abstract The Biological Science to constitute an area that result of the high level of abstraction to the students. The teach must to present these contents whit tools and techniques that will make easy the understanding, to enrich the student’s think and develop in him, abilities and a flair for to discover and to apply the Biological knowledge in different situations. In this context, we present the development of an educational software that it will be used as additional tool of teaching. The software will tackle the content through of activities as simulations, asks and exercises. In this proposal, we will work in particular about the topic ‘photosynthesis’. The use of technological elements will be possible that new didactic strategies to enrich the processes of education and of learning. For this development, we to shape a interdisciplinary team whit specialist of areas: Biological Science, Software Engineering, Educational Computing, Pedagogy and Graphic Design. Index Terms didactic strategies, educational software, photosynthesis. INTRODUCCIÓN La Biología es una ciencia que ha progresado rápidamente y su enorme crecimiento junto con los cambios producidos, constituye un reto didáctico para los docentes que deben promover la apropiación significativa de los conocimientos esenciales, y a su vez incluir los nuevos descubrimientos. Se hace necesario entonces, reconsiderar lo que es esencial y buscar el modo adecuado de presentarlo para facilitar su comprensión, enriqueciendo el pensamiento del estudiante y cultivando en él habilidades y aptitudes para descubrir y aplicar los conocimientos biológicos en distintas situaciones. Teniendo en cuenta el avance de la tecnología y su inserción en los procesos de enseñanza y de aprendizaje es posible pensar en nuevas estrategias didácticas que, incorporando el uso de recursos informáticos especialmente desarrollados con fines educativos, enriquezcan dichos procesos. Este trabajo presenta un proyecto que surge del desafío de pensar nuevas formas de acceso al conocimiento, a la vez que, intenta impulsar el empleo de nuevas estrategias didácticas para la enseñanza de temas que suelen resultar de difícil comprensión. Es así como surge la idea de desarrollar un Software Educativo, denominado “S.E.BIO”, que pueda constituirse en una herramienta auxiliar, tanto para el educando como para el docente, y que permita abordar un tema generalmente de difícil comprensión para los estudiantes, posibilitando de esta manera que estos últimos asuman un rol activo en su propio proceso de aprendizaje pudiendo así aproximarse al conocimiento de una manera más significativa. Cabe destacar que lo aquí presentado, se está llevando a cabo en el marco del proyecto “Desarrollo de un Software Educativo para Facilitar la Comprensión de Temas Básicos Relevantes de las Ciencias Biológicas” el cual ha sido aprobado por la Secretaría de Ciencia y Técnica de Universidad Nacional de Río Cuarto como parte de un Convenio Programa realizado con el Ministerio de Educación Ciencia y Tecnología de la República Argentina. A continuación se presenta una descripción de la propuesta, los fundamentos que sustentan la misma algunas características del software educativo en desarrollo y las perspectivas futuras en torno a este tipo de proyecto. DESCRIPCIÓN DE LA PROPUESTA Tal como se mencionara anteriormente la propuesta pretende desarrollar un software educativo que contribuya a mejorar los procesos de enseñanza y de aprendizaje en el área de las Ciencias Biológicas, particularmente en torno al tema de la Fotosíntesis. Esta propuesta tiene sus orígenes fundamentalmente en las dificultades para la comprensión del proceso de fotosíntesis, tema con alto nivel de abstracción, que presentan los estudiantes de los primeros años de carreras universitarias y que fueron observadas por el propio equipo docente a cargo de las asignaturas donde se aborda este tipo de contenidos. A su vez, se presenta la necesidad de romper con esquemas tradicionales de enseñanza, muchas veces arraigados fuertemente en las universidades, promoviendo el empleo de nuevas estrategias didácticas, que permitan pensar cambios significativos en la relación docente – alumno y en 1 Universidad Nacional de Río Cuarto, Facultad Cs. Exactas, Fco-Qcas y Naturales. Te: (0358) 4676226/235. Fax: (0358) 4676530. marcela@dc.exa.unrc.edu.ar el rol que ambos asumen en tríada alumno – docente – contenido. En este contexto, la propuesta fundamentalmente pretende: • Analizar las herramientas y estrategias tradicionalmente utilizadas para la enseñanza y el aprendizaje de la temática propuesta. • Desarrollar y evaluar la incorporación de estrategias alternativas para la enseñanza y el aprendizaje de las Ciencias Biológicas en la educación media y superior. • Promover el uso de herramientas informáticas para la enseñanza de las Ciencias Biológicas en nuestra Universidad. • Propiciar situaciones de aprendizaje significativo en torno a temas de difícil comprensión en las Ciencias Biológicas. Al tiempo que, por las características particulares de la propuesta en desarrollo y a partir del trabajo en equipo concreto intentamos: • Favorecer la interacción entre docentes de diferentes áreas de conocimiento, en particular, de la Informática, de las Ciencias Biológicas y del área Pedagógico- Didáctica. • Analizar el impacto del uso de la metodología de desarrollo de software Proceso Unificado y el lenguaje de modelado UML, en el desarrollo de software educativo. • Favorecer la formación de recursos humanos en el área de Informática Educativa. En este sentido y a los fines de la implementación de este proyecto, es que se conforma un equipo interdisciplinario, que involucra a especialistas del área propia de conocimientos, en este caso provenientes de las Ciencias Biológicas; del área de Informática específicamente dedicados al desarrollo de software; del área de la Informática Educativa; del área de la Pedagogía y especialistas en el área de Diseño Gráfico. Se intenta de esta manera abarcar los aspectos pedagógicos, comunicacionales y tecnológicos implicados en todo proceso de desarrollo de aplicaciones educativas, actividad que resulta sustantiva para nuestra propuesta. Sabiendo que en el desarrollo de software, cualquiera sea su tipo, es necesario crear un producto ingenieril, basado en las técnicas teorías y principios de la ingeniería de software, se utiliza para el desarrollo de S.E.BIO, una metodología de desarrollo que se denominada el Proceso Unificado [1]-[2] que permite definir los pasos a seguir para el desarrollo de un producto de software de calidad. El proceso de desarrollo elegido es iterativo e incremental, porque sugiere dividir el trabajo completo en miniproyectos más pequeños, donde para cada miniproyecto se realizan todas las iteraciones necesarias por los flujos de trabajo o actividades: captura de requerimientos, análisis, diseño, implementación y prueba. Una vez que el miniproyecto está terminado es incrementado a los miniproyectos resueltos anteriormente, y de esta manera se procede al producto final. Además, dado que documentar todas las decisiones tomadas en cada una de las etapas del desarrollo del proyecto, es muy importante y se vuelve sumamente necesario cuando los equipos de trabajos son grandese interdisciplinario, se utiliza el lenguaje de modelado unificado denominado UML [2] conjuntamente con el lenguaje natural. UML es un lenguaje de modelado estándar que facilita la comunicación más formal y precisa entre todos los integrantes del proyecto. Cabe destacar que para el desarrollo de S.E.BIO, se intenta atender a lo largo de todo el proceso, además de los aspectos puramente informáticos implicados en su desarrollo, aquellos aspectos que tienen que ver con cuestiones pedagógico-didácticas y comunicacionales y que se hace necesario considerar a la hora de elaborar un material educativo. FUNDAMENTOS QUE SUSTENTAN LA PROPUESTA Entendemos que el aprendizaje es un proceso que se construye en forma activa, donde están implicados recíprocamente un sujeto que conoce, un contenido a aprender y la intervención o andamiaje de agentes mediadores. Estos agentes son personas en el caso de docentes y compañeros de aula, las tecnologías de representación y comunicación como la computadora y sus distintas aplicaciones de software y hardware, entre otros. Pensando al aula como un espacio social es relevante señalar algunos aspectos relacionados con la comunicación educativa. En este sentido las nuevas corrientes pedagógicas proponen reemplazar la comunicación vertical emisor- docente/receptor-alumno, por alternativas en las cuales la información circule de receptores a emisores y viceversa y entre receptores. Esto mejoraría el proceso de comunicación educativa permitiendo una mayor participación y retroalimentación por parte del alumno [3]. Es por eso que la guía docente debe ser tal que permita al estudiante construir los conocimientos en forma de red, relacionándolos sin dejar conceptos aislados, creando su propia imagen integradora. Y aquí se toca un tema de importancia en el estudio de la Biología: es imprescindible la formación de imágenes mentales, fundamentalmente en temas abstractos como los del mundo microscópico. La experiencia ha demostrado que cuando el alumno "no ve" ciertos aspectos de un proceso, no logra interiorizarlos, y es por ello necesario "hacerlos concretos" de alguna manera. Frente a esto, es oportuno reflexionar sobre el aporte que puede hacer la incorporación de la tecnología informática en el ámbito educativo, con el fin de facilitar la representación y modelado de información combinando diferentes medios. En este sentido, la propuesta intenta desarrollar un software educativo que permita observar interpretaciones de un proceso que resulta con cierto nivel de abstracción, y poner en práctica nuevas estrategias de enseñanza. Cabe aclarar que consideramos Software Educativo a todo programa para computadora que se desarrolla con la finalidad específica de ser utilizado como recurso didáctico en procesos de enseñanza y de aprendizaje. Se Parte de la hipótesis de que el uso de un software educativo en la enseñanza de un tema específico de las Ciencias Biológicas, como lo es la Fotosíntesis, ofrece la posibilidad de mostrar fenómenos que no son normalmente observables aún utilizando modelos in vivo, brindando el entorno adecuado donde el alumno interactúe con el contenido en forma activa, construyendo así su propio conocimiento. Se cree entonces que S.E.BIO puede impactar positivamente en las prácticas educativas universitarias en el sentido expresado por Squires y McDougall en [4], quien sostiene que “se ha descubierto que, como consecuencia de muchas actividades emprendidas cuando se utiliza software educativo, los estudiantes pueden responsabilizarse más de su propio aprendizaje que en otros casos”. A su vez, se ha observado que la utilización de estos recursos tiene implicancias en el clima de la clase y “ayuda a crear ambientes enriquecidos de aprendizaje y favorece el aprendizaje significativo” [5]. Self (citado en [4]) hace aportes en relación a las funciones que puede cumplir un software educativo en una situación de enseñanza y de aprendizaje, al expresar que promueven la motivación, aportan estímulos nuevos, activan la respuesta del alumno, proporcionan información, estimulan la práctica, establecen la sucesión de aprendizajes y proporcionan recursos. A su vez, algunos resultados de un estudio realizado por Kulik y Cohen (citados en [6]) en torno al empleo de programas educativos en el ámbito universitario, alientan a pensar que el uso de software educativo puede favorecer el desarrollo de actitudes positivas de los alumnos tanto hacia el área de conocimiento específica como hacia el uso de las computadoras, herramienta que hoy en día es imprescindible para los profesionales de todas las áreas de conocimiento. Por último, acordando con lo expresado por Jaime Sánchez respecto de que las últimas tendencias en relación a las características que los software educativos deben reunir, orientan a elaborar programas más acorde a la estimulación intelectual bajo metodologías activas, lo que lleva a aprovechar al máximo las potencialidades distintivas de la tecnología informática con relación a otras tecnologías. De acuerdo a esto es que desde la propuesta se intenta desarrollar un software hipermedial e interactivo. ALGUNAS CARACTERÍSTICAS DEL SOFTWARE EDUCATIVO EN DESARROLLO S.E.BIO ha sido concebido desde la idea que debe constituirse como un recurso más, que sumado a los recursos habituales pueda ser utilizado por los docentes en las clases para enriquecer sus estrategias de enseñanza y por los alumnos como otro modo más de acercarse al conocimiento, como así también en los horarios extraclase para la construcción de aprendizajes más significativos. Se espera que este recurso proporcione información sobre el tema, utilizando y combinando diferentes medios y formas de organizar los contenidos, resultando en una aplicación hipermedial de interfaz amigable, motivadora y con una estructura de contenidos potencialmente significativos para los alumnos, por las posibilidades de asociación y representación que brinde. Se pretende además que este software educativo se constituya en una herramienta que oriente y regule los aprendizajes, propiciando acciones que favorezcan el logro de los objetivos educativos propuestos, a la vez que pueda ser utilizado en el aula como un recurso hipermedial valioso en las posibilidades de interacción del alumno con el contenido al brindar distintas formas de acercarse a él y al plantear situaciones de interacción que permitan el análisis y la reflexión sobre los conceptos abordados. A fin de propiciar situaciones de aprendizaje significativo en torno a la Fotosíntesis, es que S.E.BIO reúne las siguientes funcionalidades: • Diagnóstico: permite al alumno, explorar sus conocimientos previos, a partir de una serie de interacciones. Figura 1 Interfaz principal S.E.BIO, version 0.1.0 • Explicación: permite al alumno abordar el proceso de Fotosíntesis, en forma general y específica, pudiendo acceder a información organizada en preguntas relevantes para el desarrollo del tema. Para dar respuesta a estos interrogantes se combina el uso de hipertexto para posibilitar la relación entre los distintos contenidos que se tratan y multimedia para brindar diferentes representaciones de la información. • Actividades: esta opción ofrece situaciones donde el alumno puede reflexionar y aplicar lo aprendido en relación al tema. • Autoevaluación: plantea situaciones que le permiten al alumno autoevaluarse y determinar su estado de avance en el proceso de aprendizaje. • Glosario de Términos: esta opción facilita el acceso a la definiciónde los términos básicos y relevantes para la comprensión del tema. Desde cualquier sección del programa y en cualquier momento, el alumno podrá consultar los términos que resultan desconocidos para él. CONCLUSIONES Y PERSPECTIVAS FUTURAS Se parte desde la hipótesis de que el uso de un software educativo en la enseñanza de un tema específico de las Ciencias Biológicas, como la Fotosíntesis, ofrece la posibilidad de mostrar interpretaciones de fenómenos que no son normalmente observables aún utilizando modelos in vivo, brindando el entorno adecuado donde el alumno interactúe con el contenido en forma activa, construyendo así su propio conocimiento. Con la convicción de que “S.E.BIO” impactará positivamente en las prácticas educativas universitarias, al constituirse en una herramienta que favorecerá la enseñanza y el aprendizaje de la Fotosíntesis, al promover la motivación, estimular la práctica, aportar nuevos estímulos, y propiciar la interacción, es que se lleva adelante la propuesta. Se prevé la finalización de una primera versión de nuestro producto, hacia fines del corriente año, y consideramos que este software resultará de particular interés para docentes que abordan el tema “Fotosíntesis” en su asignatura en el nivel superior. Desde el equipo que está llevando a cabo esta propuesta, se espera que todo el esfuerzo puesto en el desarrollo de S.E.BIO sirva para extender el desarrollo de software educativo a otras áreas de conocimiento, con el fin de propiciar el uso de nuevas estrategias didácticas que favorezcan aprendizajes significativos. REFERENCIAS [1] Rational Unified Process http://www.rational.com/rup/, 2003. [2] Grady Booch, James Rumbaugh, Ivar Jacobson. “The Unified Modeling Language”. Addison Wesley. 1999. [3] Creel, C. El salón de clases desde el punto de vista de la comunicación. Revista Perfiles Educativos. pp 36-46. CISE-UNAM. México. 1991. [4] Squires, D.; A. McDougall. Cómo elegir y utilizar software educativo. Ediciones Morata. España. 1997. [5] Galloso, M; N. Vallejo. TIC en el aula: software educativos. N3M Formación y Multimedia. Sevilla. España, 2004. [6] Sanchez Ilabaca, J. Informática educativa. Editorial Universitaria. Chile. 1992. BIBLIOGRAFÍA Cataldi, Z. Metodología de diseño, desarrollo y evaluación de software educativo. tesis de Magíster en Informática. Facultad de Informática. UNLP. 2000. Gibaja, R. Aprendizaje e instrucción. Desarrollos actuales de la psicología educacional. Revista de la Universidad Nacional de Río Cuarto, 2 (2): 165-196. 1982. Giroux, H. En: Castellis, M., Flecha, R., Freire, P, Giroux, H, Macedo, D., Willis, P. “Nuevas perspectivas críticas en Educación”. Paidós, Ecuador. 1994. Ivar Jacobson, Grady Booch, James Rumbaugh. “The Unified Software Development Process”. Addison Wesley. 1999. Mori G., C. Greco, D. Solivellas, M. Daniele, S. Angeli, D. Romero, S. Fischer, E. Jofre, A. Alija, N. Nusbaum. (2004). Desarrollo de un Software Educativo para Facilitar la Comprensión de Temas Básicos Relevantes de las Ciencias Biológicas. Proyecto Aprobado por Secretaría de Ciencia y Técnica. Universidad Nacional de Río Cuarto. Nº Res. 396/04 (15/06/2004) Mori, G. y Grosso, M. “El alumno y el docente universitarios del fin del milenio”. Trabajo final de la Especialización en Docencia Universitaria. 1998. Perkins, D. “La escuela inteligente”. Barcelona. Gedisa. 1995. Purves, W., Sadava, D., Orians, G., Heller, C. Vida, La ciencia de la Biología. Sexta edición. Editorial Médica panamericana. 2001. Sanchez Ilabaca, J. Nuevas Tecnologías de la Información y la Comunicación para la Construcción del Aprender. Editorial Universitaria. Chile. 1992.
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