Los Smartphones y la Enseñanza de la Ciencia

"Los Smartphones y la Enseñanza de la Ciencia," fue el título de los dos talleres que dimos junto a Cecilia Cabeza, en la Primera Jornada de Ciencias Ceibal, el pasado sábado 9 de junio 2018, en las instalaciones del LATU, en Montevideo.




¿Los celulares molestan en clase?

La última década ha sido dominada por el ascenso de los smartphones, que masivamente se han instalado en casi todos los aspectos de nuestras vidas. En educación han despertado interés y preocupación por partes iguales. Calificando a estos dispositivos como distractores de lujo, muchos docentes han recurrido a la exclusión de los dispositivos del aula, a veces mediante una caja en la que se guardan para ser devueltos al finalizar la clase. Otras veces han sido las instituciones educativas quienes han tomado medidas reglamentado su uso y en casos más extremos han sido los gobiernos, como ocurre en Francia, donde recientemente se ha votado la prohibición del uso de los smartphones en las escuelas y colegios, incluso durante los recreos. En Uruguay y en Colombia fueron tristemente célebres los casos de dos profesores universitarios que renunciaron a sus respectivos cargos por el cansancio de "pelear contra los celulares".

En contraste con todo esto, muchos docentes, instituciones y hasta gobiernos han empezado a reconocer que la prohibición de los dispositivos no es la solución. La exclusión no solo genera ansiedad en la mayoría de los casos, sino que además no garantiza el compromiso de los estudiantes en el aula. Por citar un ejemplo, en 2016 se derogó la resolución que desde 2006 prohibía el uso de los teléfonos en las aulas de las escuelas y colegios de Buenos Aires. Entre los argumentos para regresarlos a las aulas se ha mencionado el hecho de que hoy en día los teléfonos se han convertido en computadoras que sirven para mucho más que hacer llamadas y que como tales están aptos para ser aprovechados como aliados didácticos, en lugar de ser vistos como enemigos. Dicho de otro modo, el smartphone es una herramienta útil siempre que se la use correctamente. Y esa es una de las claves, aprender a usar estas herramientas para sacarles partido en el ámbito educativo.

Nuestra posición personal sobre el tema es muy simple: La tecnología está aquí y nos acompaña a todas partes, por lo tanto en lugar de excluirla del proceso educativo, parece ser bastante evidente que la solución más inteligente sería aprovecharla como herramienta didáctica.

En enseñanza de la ciencia y más específicamente en física, se han publicado desde el año 2011, más de 150 artículos que dan cuenta de cómo utilizar los smartphones como herramientas de laboratorio. Más de la mitad de esos artículos se han publicado en algunas de las revistas arbitradas internacionales más importantes del área, como European Journal of Physics, Ensino de Física, Physics Education y The Physics Teacher. Desde nuestro grupo SmarterPhysics hemos contribuido con casi el 10% de esos artículos.


Materiales del taller (en PDF) para descargar o ver en línea:



Tecnología y Educación:

“La tecnología puede contribuir con las buenas prácticas educativas,
pero ni la mejor tecnología puede solucionar la mala educación.”

“Students, Computers and Learning. Making the Connection.”
OECD's Programme for International Student Assessment, 2015.


Hay quienes por desconocimiento o por exceso (desinformado) de optimismo, ven en la tecnología la solución a todos nuestros males. Por supuesto que no faltan (y a veces son mayoría) los pesimistas que ven todo lo contrario, un mal para nuestras vidas y para el futuro de la humanidad. Tal vez la realidad, como acontece tantas veces, no se encuentra en un extremo ni en el otro. Podemos pensar a la tecnología como una herramienta que puede ser útil en la medida que esté acompañando de una efectiva práctica docente. Creemos que solo de esa forma la tecnología podrá convertirse en una verdadera aliada, amplificando las buenas prácticas educativas.

El físico australiano Derek Muller, doctorado en el área de la enseñanza de la física y famoso por su canal de divulgación científica Veritasium, dice al respecto del optimismo por la tecnología en el ámbito educativo:

“Muchas tecnologías han prometido revolucionar la educación,
pero ni cerca de haberlo logrado.
Con esto en mente, ¿qué podría revolucionar la educación?
Aprender es una actividad intrínsecamente social,
motivada y animada por las interacciones con otros.”

Sus reflexión coincide con algunas investigaciones realizadas en enseñanza de la ciencia, que destacan la importancia de involucrar a los estudiantes en el proceso de aprendizaje, tales como el aprendizaje activo. La tecnología puede aportar algo desde el punto de vista didáctico siempre que favorezca esas interacciones entre estudiantes y docentes en la construcción del conocimiento.

En esa línea nuestra propuesta consiste en utilizar los smartphones para ir más allá de las clases pasivas tradicionales, incorporándolos como laboratorios activos que estimulen la autonomía y motiven a los estudiantes a pensar en forma crítica y científica.






¿Qué pueden aportar los smartphones en educación?

Algunos ejemplos de usos diversos que se le pueden dar a los smartphones:

  • Interacción en clase (clickers, voting, socrative, surveymonkey, kahoot)
  • Comunicación fuera del aula entre estudiantes y docentes
  • Acceder a información (moodle, ebooks, wikipedia, videos)
  • Simulaciones interactivas (html5, Phet)
  • Demostraciones en clase (Chromecast, Airmore)
  • Sensores: Laboratorio portátil en el aula y afuera del aula

Este último punto es uno de los más importantes en relación a la enseñanza de la ciencias. Los smartphones, como computadoras de bolsillo, cuentan con una gran ventaja frente a otras computadoras gracias a los sensores incorporados, capaces de obtener información del entorno. Son estos sensores los que nos permiten transformar al smartphone en un laboratorio de bolsillo con algunas de las siguientes ventajas didácticas para los estudiantes:

  • Conectar la ciencia con el mundo real
  • Realizar nuevas actividades experimentales
  • Salir afuera del laboratorio tradicional
  • Motivar a explorar y experimentar por sí mismos
  • Estimular el interés por la ciencia en general


Sensores

Un sensor es un dispositivo capaz de detectar eventos o cambios en su entorno y proporcionar una respuesta que típicamente se traduce en un valor numérico. Existe una gran variedad de sensores para medir las más diversas magnitudes físicas. Son estos sensores los que transforman a los smartphones en potenciales instrumentos científicos, aún cuando no sea esa la idea original del fabricante. La razón de por qué los smartphones incorporan sensores es mejorar la interactividad con el usuario. Por ejemplo, el primer iPhone presentado por Steve Jobs en el año 2007 tenía solo tres sensores (aparte de la cámara y el micrófono): el acelerómetro para rotar las fotos cuando se cambia la orientación de la pantalla, el sensor de luz para regular el brillo de la pantalla y el sensor de proximidad para inhabilitar la pantalla mientras se habla por teléfono. Hoy en día la cantidad de sensores se ha multiplicado y podemos encontrar típicamente los siguientes:

  • Cámara → Análisis de movimientos / Colores / Espectros / Microscopio / Telescopio
  • Micrófono → Sonido (intensidad, tono, timbre)
  • Acelerómetro → Aceleración
  • Giroscopio → Velocidad angular
  • Magnetómetro → Campo magnético / Brújula
  • Fotómetro → Intensidad de la luz
  • Barómetro → Presión
  • Orientación (sensor compuesto) → Inclinación


El smartphone: una "navaja-suiza" digital.
Un laboratorio de ciencia que puede ser utilizado en cualquier lugar!
Para poder recurrir a los sensores del smartphone y convertir al celular en un laboratorio portátil se necesita alguna app capaz de leer las medidas entregadas por los diferentes sensores. Con este fin existen multitud de aplicaciones interesantes (algunas enumeradas aquí). Una particularmente completa y simple de usar es Physics Toolbox Suite de Vieyra Software. Una verdadera "navaja suiza" por la cantidad herramientas que incorpora, tal como se puede apreciar en el menú que se muestra en la siguiente imagen.




Algunas ideas sencillas para primaria y primeros años de ciencias:

Luz y color ¿De qué color son los objetos?

Observar objetos de diferentes colores bajo diferentes condiciones de iluminación (luz blanca y luz monocromática de diferentes colores). Para esto utilizar el generador de colores de la app Physics Toolbox.




ESPECTROS DE LUZ

Observar la composición espectral de la luz generada por diferentes fuentes: lámpara incandescente, lámpara económica, tubo luz, led, etc.
Para esto se utiliza la cámara del smartphone junto con una espectrómetro de construcción muy simple y económica (que se describe aquí).





MICROSCOPIO portátil basado en smartphone

Hay varios modelos de microscopios basados en smartphone. Uno de ellos requiere una lente simple que se puede conseguir desarmando un puntero laser o una vieja lectora de CD (Aquí se pueden ver las instrucciones).
Utilizar el smartphone permite aprovechar el zoom digital, tomar fotografías de las muestras y además proyectar la imagen en una pantalla para mostrarla a toda la clase.




MAGNETISMO

Explorar el campo magnético terrestre, así como el campo generado por imanes.
Una app muy interesante para esta actividad es la 3D compass and magnetmeter, que permite visualizar el vector de campo magnético.



SONIDO

Explorar cualidades del sonido:

  • Volumen (intensidad): Sonómetro de Physics Toolbox
  • Tono (frecuencia): Detector de tono de Physics Toolbox
  • Timbre (espectro): Analizador de espectro de Physics Toolbox
  • Proyectos:
    • Medidas de ruido
    • Instrumentos musicales




PRESIÓN

Utilizando el barómetro (no incluido en todos los smartphones), se pueden realizar algunas actividades:

  • Explorar cambios diarios de presión atmosférica.
  • Cambios de presión con la altura (ascensores, escaleras, drones)
  • Cambios de presión con la profundidad en agua




AIRMORE

La app airmore (hay otras similares que hacen lo mismo) es muy útil para trabajar con grupos, pues permite enviar la imagen de la pantalla del smartphone a una computadora y de ahí pasarlo a un proyector o monitor de gran tamaño. De ese modo se pueden hacer demostraciones grupales de las diferentes actividades.











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