Sacuden su iPhone para aprender física

“El objetivo principal de esta presentación es inspirar… invitar a los profesores a que desarrollen innovación en el proceso de enseñanza-aprendizaje”, así dio inicio el profesor del Tecnológico de Monterrey, Campus Estado de México, David Poot Rodríguez en relación a su desarrollo M-iLab, una aplicación con la que él mismo ha inspirado el interés de sus alumnos por aprender, de manera real, los conceptos básicos sobre la física.

La enseñanza de cualquier asignatura es compleja si se quiere que los alumnos no solo aprendan sino que apliquen los conocimientos. En el caso de la enseñanza de la ciencia, el reto es más complejo y los resultados, poco alentadores.

M-iLab es una analogía para "mobile intelligent laboratory", según explica el profesor Poot Rodríguez.

De acuerdo a datos de la OCDE proporcionados por el Profesor Poot Rodríguez, la enseñanzas de las ciencias, lectura y matemáticas en México, alcanza un puntaje de 410, cifra por debajo de la media mundial que es de 500 puntos.

El mismo organismo, ubica a nuestro país en los últimos lugares en el área de “sistemas físicos” con 414 puntos, también por debajo de la media mundial, y lo coloca en el grupo del “nivel 2””(en un rango de 0 a 4, donde 0 se asigna a alumnos que cuando son evaluados no entienden prácticamente nada de Física, y 4 son alumnos que no solo entienden sino que son capaces de aplicar esos conocimientos en la vida real). En este nivel se encuentra el 31% de la población estudiantil en México lo que quiere decir que los alumnos pueden entender lo básico y llegar a algunas conclusiones obvias de los problemas.

En el Tecnológico de Monterrey, Campus Estado de México, el semestre pasado se contabilizaron 447 alumnos inscritos en las materias de Energía y Movimiento y en la de Aplicaciones de la Física. 1 de cada 4 alumnos no acreditó la materia -23.93% o 107 alumnos reprobados. Además se identificó que los temas en los que tenían mayor dificultad en preparatoria y en los primeros semestres de profesional eran los de: Movimiento Armónico Simple y Cantidad de Movimiento e Impacto.

Con esto en mente, el también Administrador del Centro de la Enseñanza de las Ciencias a través de la Tecnología (CECTEC), explicó que si bien a través de este espacio se apoya la práctica de la teoría de la física, el equipamiento resulta no poco caro, y en últimos tiempos, sí poco atractivo para los jóvenes estudiantes. “Así que si bien el uso de la tecnología está demostrado como muy útil en el aprendizaje de las ciencias, equipos como los Dataloggers que alcanzan los 800 dólares y deben ser importados de Inglaterra, además su uso es poco atractivo para los alumnos”.

La conclusión era obvia y consistía, de acuerdo al profesor Poot, en proponer otras herramientas. La experiencia del Tecnológico de Monterrey en el uso de dispositivos móviles y la familiarización entre los alumnos con ellos, llevó al profesor a pensar, diseñar, desarrollar y poner en práctica con sus alumnos lo que ahora se denomina como M-iLab.

Laboratorio móvil

M-iLab es una analogía para “mobile intelligent laboratory”, según explica el profesor Poot Rodríguez. “1 de cada 3 alumnos de las clases de Energía y Movimiento y en la de Aplicaciones de la Física contaba con un dispositivo móvil, específicamente con el iPhone; ello aunado al hecho de que las presencia de Apple alcanza una presencia del 24% en México y su continua evolución, nos llevó a elegirlo como el dispositivo para desarrollar una aplicación con la que probáramos que no solo se podía disminuir los problemas de entendimiento en la Física sino incluso mejorar el aprendizaje y hacerlo permanente”, dice.

Se trata de una aplicación cuya interfase se compone en la parte superior, de un espacio para desplegar gráficas; en la parte inferior contiene los medidores de aceleración en los ejes X, Y y Z; el selector de eje en la parte de abajo, un botón para poder analizar la gráfica y un botón de encendido.

iPhone

¿Y qué hace? Prácticamente, magia… la aplicación incorpora al propio dispositivo como herramienta de experimento, “reaccionando” ante un movimiento simple o uno de impacto que el mismo usuario del dispositivo hace y con lo que el aparato genera mediciones y gráficas que indican de manera total o por segmentos elegidos a voluntad, mediciones y cálculos que apoyan la comprensión del alumno de los movimientos armónicos simples y de la cantidad de movimiento y de impacto.

“La aplicación se realizó en un iPhone 3G y para comprobar su utilidad en el aprendizaje, se realizaron pruebas en un grupo de 70 alumnos a los que se les impartieron las asignaturas de manera tradicional y a otro grupo experimental también de 70 alumnos, de preparatoria de 5º y 6º semestre durante dos semestres, a lo largo de 2010”, expone.

Se fabricaron tres experiencias. La primera consistió en colocar el teléfono colgado y deslizarlo de manera horizontal haciendo un péndulo de 50 grados, con lo que se analizó el movimiento armónico simple; la segunda experiencia consistió en utilizar el teléfono a manera de resorte, poniéndolo literalmente a rebotar, y luego se le deslizaba en una superficie hasta que cayera colgado de una cuerda por un riel, para analizar la fuerza constante; y la tercera experiencia fue para analizar el impacto, haciendo colisionar 2 dispositivos móviles.

Lo que sucedía era, según explica el profesor Poot, que “cuando se mueve el dispositivo, éste reacciona generando la gráfica de impacto. En el movimiento oscilatorio, simplemente se conectó un cable y lo movió, generándose la gráfica, en este caso se puede generar en cualquiera de los ejes o en 2 o 3 al mismo tiempo. Cuando se elige una parte de la gráfica se genera otra que determina los promedios, y detecta los senoides y cosenoides. También se puede determinar la posición y la velocidad del objeto”.

En la demostración de impacto, “con un movimiento, se genera nuevamente una gráfica. Se pueden grabar hasta 10 segundos del impacto para analizar. Cuando se analizan se obtienen valores máximos y mínimos de aceleración. Luego se puede relacionar esto agregando por ejemplo la masa del objeto y así se obtienen otros datos como la aceleración”, agrega.

De la aplicación M-iLab que hizo el profesor David Poot Rodríguez, se concluyó que el grupo de control –los que no usaron el dispositivo- contra el grupo experimental –que sí lo usó-, el porcentaje de aprendizaje en el tema de Movimiento armónico simple fue de un 64.12%; mientras que en el tema de Cantidad de movimiento e impacto, el impacto fue menor pero se dio, con una diferencia del 35.84%.

No solo se cumplieron los objetivos del experimento, según señala el profesor Poot, sino que también se obtuvieron otras conclusiones: “después de un semestre, los alumnos que utilizaron la aplicación, retuvieron el conocimiento durante el semestre siguiente. Además, incluso propusieron otros experimentos y preguntas”, dice.

M-iLab tiene un potencial sin precedentes al generar un cambio en el alumno que puede llevar al nivel 4 en la OCDE donde un alumno puede relacionar conocimiento con aplicaciones reales.

El objetivo del experimento se cumplió. “Podemos concluir que es posible aprovechar las bondades de estos dispositivos inteligentes para poder genera un alto impacto de aprendizaje en los alumnos con una asimilación mayor de conocimiento; porque el uso de estos dispositivos es algo que ellos conocen, dominan y les gusta”, finaliza.

Aunque la aplicación M-iLab se encuentra actualmente en su versión beta, el profesor David Poot comentó que se espera que después de hacer una migración al sistema iPhone 4, el próximo semestre podría estará disponible en iTunes para descargar.

Premio a la Innovación Educativa 2010

David Poot Rodríguez es profesor en el Campus Estado de México y fue uno de los ganadores de la primera edición del Premio a la Innovación Educativa 2010, reconocimiento que se entrega como parte del Congreso de Innovación Educativa –realizado por la Vicerrectoría Académica del Tecnológico de Monterrey-, a los profesores por el desarrollo e implantación de innovaciones a la práctica docente que apoyan las nuevas estrategias del modelo educativo.

Su trabajo “Diseño e implementación de software a un dispositivo móvil (iPhone, iPod Touch y/o iPad ®) para la enseñanza de las ciencias a través de la tecnología” aborda de manera teórica y práctica el uso de los llamados dispositivos inteligentes como una herramienta útil, pero sobre todo, empática con el esquema de aprendizaje de los jóvenes de hoy.

SNC | AGENCIA INFORMATIVA / DEYANIRA MEZA