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https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/7776| Título : | Generación de material didáctico para la conducción a distancia del desarrollo de habilidades experimentales y razonamiento científico de los conceptos básicos de química |
| Autor : | PONCE DE LEON HILL, CLAUDIA ALEJANDRA FUENTES GARCIA,RUTH SELENE |
| Fecha de publicación : | 2021 |
| Resumen : | Cualquier carrera universitaria en química en el mundo, incluye un componente de horas de trabajo en laboratorio. Durante la pandemia de COVID-19, la mayoría de las universidades se han visto obligadas a cambiar a modalidad de enseñanza en línea. Frente a esta transición, al no poderse realizar los laboratorios en el campus, el profesorado del curso de Química General de la Facultad de Ciencias, propone el llamado “Laboratorio en Casa”. De los recursos para la enseñanza a distancia, el Laboratorio en Casa, ofrece una oportunidad para que los alumnos refuercen los conceptos del curso a través de la manipulación y hacerlo real para el alumno. Además de ser una solución para la impartición de los conocimientos del laboratorio de química, la experiencia del Laboratorio en Casa durante la contingencia sanitaria por COVID-19, ofrece una oportunidad única para evaluar otras formas de enseñanza del laboratorio de química que posteriormente se pueden traducir en la implementación a nuevas carreras a distancia o simplemente en la formación de bachilleres no solo en modalidad presencial. Al evaluar la experiencia del Laboratorio en Casa con los profesores y alumnos de nuestro país, se pueden proponer mejoras que conlleven a generar un material didáctico eficaz para trasmitir el conocimiento deseado, sencillo para usarse en un entorno no académico y estimulante para que el alumnado concluya satisfactoriamente las prácticas con una mínima supervisión. Asimismo, dentro de la presente propuesta, se propone implementar nuevas habilidades en el alumnado mediante la migración de las prácticas tradicionales a prácticas que incorporen la química a microescala, esto a través de la integración de equipos de mínima instrumentación. De esta manera al final de este proyecto, se genera un material didáctico que incorpore no solo los conocimientos pedagógicos generados por la experiencia del Laboratorio en Casa, sino conjuntamente se incorpora nueva instrumentación de nivel universitario. |
| URI : | https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/7776 |
| metadata.dc.contributor.responsible: | PONCE DE LEON HILL, CLAUDIA ALEJANDRA |
| metadata.dcterms.callforproject: | 2021 |
| metadata.dc.coverage.temporal: | 2021-2023 |
| metadata.dcterms.educationLevel: | nivel superior |
| metadata.dcterms.educationLevel.SEP: | Licenciatura |
| metadata.dc.description.objective: | Objetivo general: El objetivo general de la presente propuesta es generar y evaluar el material didáctico necesario y adecuado para impartir a distancia el Laboratorio de Química General para la carrera de Biología a través de avíos y reactivos de un juego de química comercial para el llamado “Laboratorio en Casa”. Objetivos específicos: "• Desarrollar un Manual de Prácticas de Química que contenga las prácticas comunes que se imparten en el laboratorio de química presencial adaptadas a los reactivos y utensilios encontrados en casa y a un juego de química comercial. • Encuestar y evaluar a través de los alumnos, la experiencia del Laboratorio en Casa desde la perspectiva de conocimientos, motivación y desarrollo de habilidades. • Comparar y evaluar a través de los alumnos, la experiencia del Laboratorio en Casa contra la experiencia presencial en laboratorio en la Facultad de Ciencias. • Desarrollar equipos de mínima instrumentación para el mejor aprovechamiento de reactivos y evitar la generación de residuos. • Proponer el material didáctico e instructivo que incorpore las experiencias aprendidas a través de los resultados de las evaluaciones, así como del equipo de mínima instrumentación desarrollado." |
| metadata.dc.description.strategies: | Durante el semestre 2021-1 se habrá realizado la experiencia del Laboratorio en Casa con un mínimo de 300 alumnos (aproximadamente 18 grupos de 20-25 alumnos cada uno) de primer ingreso a la carrera de Biología de Facultad de Ciencias. Otros 100 alumnos aproximadamente (4 grupos de 20-25 alumnos) no realizarán el Laboratorio en Casa, respetando la libertad de catedra de los profesores. A éstos 500 alumnos (aproximadamente) de primer ingreso, se les evaluarán motivación, conocimientos y habilidades adquiridas a lo largo del semestre. Para tener un comparativo de la experiencia del Laboratorio en Casa, esta misma evaluación se hará en el alumnado del semestre 2022-1 cuando el laboratorio de química se imparta de forma presencial en la Facultad de Ciencias. Es necesario esperar al semestre 2022-1, ya que en el semestre 2021-2 se abren muy pocos grupos de química dirigido para alumnos que han reprobado la materia (repetidores). La población de alumnos repetidores tiene características muy peculiares, por lo que se estarían introduciendo más variables al estudio que podrían opacar los resultados de la experiencia comparativa del Laboratorio en Casa. De esta manera, en las mediciones paralelas y posteriores se podrá comparar con grupos a distancia que no tengan la opción de laboratorio a distancia y con grupos que tengan laboratorio presencial. Se espera contar con un universo de entre 100-300 estudiantes, por lo que el tamaño de muestra se sería suficiente para llevar a cabo la estimación de los parámetros de los modelos. Las evaluaciones se realizarán a través de cuestionarios, disectación del video de una práctica que los alumnos enviarán y a través de testimonios de los alumnos y maestros. Las evaluaciones se traducirán a una métrica que posteriormente se evaluarán estadísticamente. Para ello, las variables dependientes corresponderán a las evaluaciones en escala continua, que se generarán a partir de escalas aditivas, posiblemente ponderadas, de las prácticas de los estudiantes. Se buscará evaluar las asociaciones de la variable dependiente con variables socio-demográficas (género, bachillerato de origen, nivel socioeconómico), evaluaciones de los estudiantes respecto de sus experiencias de laboratorio relacionadas con su motivación y las habilidades logradas. En este contexto, los modelos lineales pueden ser adecuados para explorar estas asociaciones. Se considerarán métodos de reducción de dimensión, si resulta pertinente, como análisis de componentes principales o análisis de correspondencias, de acuerdo a la naturaleza de las variables finales. Para la última etapa del proyecto, se propone implementar nuevas habilidades en el alumnado mediante la migración de las prácticas tradicionales a prácticas que incorporen la química a microescala, esto a través de la integración de equipos de mínima instrumentación (EMI). La química a microescala ha sido empleada desde 1999 en materias como Química General o Químicas sintéticas (orgánicas e inorgánicas) [Pike,1999] y recientemente en química Analítica [Baeza,2003]. Estos equipos reducen el gasto de reactivos hasta un 10% del usado en una práctica tradicional y también representa un menor riesgo en su manipulación. Los EMI’s se componen de 3 estructuras generales: Agitación: construido con un eliminador de corriente variable, un ventilador VCC de computador y barras magnéticas de agitación. Operatividad: Requiere una estructura análoga a un soporte universal para evitar el error de paralaje. Detección: Son microsensores acoplados a puntas de micropipeta y fácilmente intercambiables. Por ejemplo, el tungsteno presenta una excelente respuesta a los cambios en los niveles de acidez, por lo que la construcción de un “electrodo del tipo M0” no supone una dificultad para el alumnado. Cada sensor puede ser diseñado en función de las necesidades del usuario y/o la práctica a realizar. Estos sensores se acoplan mediante una placa Arduino. La construcción de los EMI, crea nuevas habilidades de programación y tecnológicas en el alumnado con la construcción de equipos como los auto tituladores, con los que posiblemente trabajaran en la industria del país. Su uso se ejemplifica en una práctica de titulación, con la incorporación de una fotorresistencia que permita la detección óptica del punto de equivalencia. Además de realizar la medición en una interfase digital (computador) se puede asociar una interfase física (display LSD o de 7 segmentos) que indique el término del proceso de neutralización. Este material didáctico para el laboratorio de química, se propone como sustitución/adición el juego de química utilizado para el Laboratorio en Casa. De esta manera al final de este proyecto, se genera un material didáctico que incorpore no solo los conocimientos pedagógicos generados por la experiencia del Laboratorio en Casa, sino conjuntamente se incorpora nueva instrumentación de nivel universitario. |
| metadata.dc.description.goals: | Primer año: A lo largo del semestre 2021-1 (septiembre 2020-enero 2021), se aplicarán los cuestionarios estandarizados que muestren la motivación, conocimientos y habilidades de los alumnos en la experiencia del Laboratorio en Casa y aquellos alumnos que no tuvieron la experiencia del Laboratorio en Casa. Asimismo se recogerá las opiniones de los tutores y los alumnos en el mismo sentido. Adicionalmente, se solicitará a los alumnos participantes en el Laboratorio en Casa que se graben realizando una práctica seleccionada específicamente donde el alumno ya debe estar manejando conceptos y habilidades más elaborados. Con éste vasto material se construirá una base de datos para el posterior análisis estadístico en el primer semestre del primer año del presente proyecto. En el segundo semestre del primer año del proyecto, se realizará la misma evaluación que el año anterior a los alumnos de primer semestre que ya estarán cursando el laboratorio de química en los laboratorios de la Facultad de Ciencias, de tal manera que se pueda comparar ambas experiencias del laboratorio de química. Entonces, al final del segundo semestre se contará con los datos de la experiencia de los alumnos en laboratorios de química. También a lo largo del segundo semestre, se estará desarrollando los instrumentos para las prácticas a micro escala. De esta manera, al final del primer año se espera tener el manual y los resultados del análisis estadístico de la experiencia del Laboratorio en Casa durante la contingencia sanitaria. Asimismo se espera tener el protocolo del ensamblaje de los equipos de mínima instrumentación. Segundo año: "Durante el primer semestre del segundo año, se pretende utilizar los equipos de mínima instrumentación en las prácticas que deben realizar los alumnos del laboratorio de química del semestre 2022-2 que generalmente son pocos grupos por ser lo que se considera alumnos repetidores de la materia. Estos alumnos son ideales para probar la instrumentación desarrollada ya que son pocos alumnos y con cierta experiencia en el laboratorio. Dicha actividad también será evaluada con cuestionarios motivacionales, de conocimientos y habilidades desarrolladas a lo largo del semestre. Asimismo, se pretende presentar los resultados obtenidos en un congreso de educación nacional (Congreso Nacional de Educación Química de la Sociedad Química de México) y uno internacional (IUPAC International Conference on Chemistry Education-ICCE) que permita exponer los resultados e intercambiar experiencias con otros colegas. Para el segundo semestre del segundo año del proyecto se pretende preparar y enviar dos publicaciones a revistas de arbitraje internacional: una publicación que incluya los resultados de la experiencia del laboratorio en casa y otra publicación con la experiencia del laboratorio de química con el equipo de mínima instrumentación. Por otro lado, se pretende desarrollar una guía de instrucciones para el material didáctico para el laboratorio en casa, así como el manual y guía de instrucciones para el laboratorio de química con equipos de mínima instrumentación. Como parte de la formación de recursos humanos se pretende presentar un curso para profesores de química de facultades y bachillerato interesados en conocer los detalles de las experiencias adquiridas en el desarrollo del Laboratorio en Casa las experiencias adquiridas. " |
| metadata.dc.description.selfAssessment: | La cancelación de clases presenciales durante la pandemia de COVID obligó al profesorado a buscar alternativas a los métodos tradicionales de enseñanza. Especialmente desafiante fue la instrucción que involucraba trabajo práctico, como el requerido en el laboratorio de química. La química de laboratorio se enseña en el primer semestre de la licenciatura en Biología Facultad de Ciencias UNAM, Enseñar química dentro de un curso de biología es un desafío, ya que la mayoría de los graduados de nivel medio superior que ingresan a la universidad para obtener un título en biología no perciben la química como una materia que contribuirá a su formación en biología. Debido a las consideraciones antes mencionadas, la búsqueda de formas de enseñar química práctica de laboratorio a estudiantes de primer semestre durante las restricciones de cuarentena fue especialmente problemática. Las posibles alternativas a las clases en el laboratorio universitario fueron el uso de equipos de química en el hogar y la visualización en línea de experimentos virtuales. Se decidió que la mejor opción era adquirir un juego de química comercial. Incluso eso supuso un reto, ya que teníamos un presupuesto limitado, había que disponer de más de 200 kits de química y los experimentos debían diseñarse para ajustarse al plan de estudios del curso de química de la universidad con el material suministrado con el kit. Con el apoyo de la Facultad de Ciencias, se compraron los juegos de química y los participantes de este proyecto ideamos experimentos y posteriormente se produjo un manual y videos explicativos para el profesorado y para el estudiantado. Ya con el kit de química y el manual, se ofreció al profesorado de los distintos grupos la opción del kit para casa o la enseñanza por algún otro medio; solo alrededor de la mitad del profesorado se sintieron cómodos con el uso de éste y lo eligieron. El esfuerzo realizado hasta el momento se consideró lo suficientemente importante como para no desperdiciar la oportunidad de evaluar la experiencia en educación química y aplicar la información recopilada para futuros cursos de educación a distancia. Asimismo, nos permitió visualizar equipos de mínima instrumentación para incorporar prácticas dentro de programas de laboratorio en casa para educación a distancia. De tal manera que durante el segundo año de este proyecto construimos exitosamente tres equipos de mínima-instrumentación que servirán para utilizarse en diversas prácticas de química para que de manera holística se conciba un programa de calidad de laboratorio en casa. Actualmente solamente nos falta concluir el manual de las prácticas de laboratorio en casa. Nos encontramos incorporando las correcciones sugeridas por el Comité Editorial de la Facultad de Ciencias. También estamos terminando de redactar el protocolo de construcción del equipo de mínima-instrumentación que esperamos tener listo para el semestre 2024-1. |
| metadata.dc.description.goalsAchieved: | Durante el primer año se cumplieron todas las metas propuestas, se recopiló la información de las encuestas tanto al alumnado como al profesorado. Con la información recabada, se realizaron los análisis estadísticos para evaluar el Laboratorio en Casa y las variables que pudieran afectar el desempeño de los alumnos, tales como variables socioeconómicas. Asimismo, se evaluó como influenció el Laboratorio en Casa sobre el estado anímico del alumnado. Por otro lado, se preguntó al profesorado sobre los métodos que utilizaron en la enseñanza del laboratorio de química durante la pandemia y se contrasto con el uso del Laboratorio en Casa. También durante el primer año, se escribió el manual de prácticas para el Laboratorio en Casa, así como videos de apoyo para las prácticas del Laboratorio en Casa. Durante el segundo año, se escribió y envió un artículo a la prestigiada revista Journal of Chemical Education. Actualmente ya se ha sometido la segunda revisión y se encuentra en prensa. Asimismo se presentaron 2 trabajos en el 3° Congreso Internacional de Educación Química-modalidad híbrida: “El retorno a las aulas: atendiendo la complejidad educativa actual”, 1. Uso de equipos de química de laboratorio en casa durante la pandemia de COVID para impartir aprendizaje en una universidad pública: afectación por variables socioeconómicas 2. Tendencias sobre educación en cambio climático: una propuesta de formación docente desde la química. CIEQ-IC donde nuestros trabajos están publicados en las memorias. De la misma manera, se sometió el manual del Laboratorio en Casa el Comité Editorial de la Facultad de Ciencias para su posterior publicación. También durante el segundo año se armaron los equipos de Mínima Instrumentación y se presentaron ante el profesorado de laboratorio de Química de la carrera de Biología. Del mismo modo, se han desarrollado dos prácticas de química para el alumnado: 1. Monitoreo del pH en tiempo real con un sensor fotosensible acoplado a una placa de programación. 2. Monitoreo de la cantidad de CO2 en tiempo real con un sensor de gases (MQ-135) acoplado a una placa de programación. Actualmente nos encontramos terminando de escribir el protocolo de las mencionadas prácticas y se espera utilizarlas con el alumnado del semestre 2024-1. |
| metadata.dcterms.provenance: | Facultad de Ciencias |
| metadata.dc.subject.DGAPA: | Biología |
| metadata.dc.type: | Proyecto PAPIME |
| metadata.dc.contributor.coresponsible: | FUENTES GARCIA,RUTH SELENE |
| Aparece en las colecciones: | 2. Área de las Ciencias Biológicas, Químicas y de la Salud |
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