Diseñando un simulador de ecosistemas. Una experiencia STEM de enseñanza de dinámica de los ecosistemas, funciones matemáticas y programación
DOI
https://doi.org/10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2020.v17.i3.3202Información
Resumen
El aprendizaje sobre los ecosistemas y su carácter dinámico e interrelacionado es un aspecto clave para la enseñanza de la Ecología. El alumnado tiene dificultades para desarrollar una visión interdependiente de los elementos que constituyen un ecosistema. El enfoque STEM se ha propuesto como vía para un aprendizaje más integrado y suele proponerse en la forma de Aprendizaje Basado en Proyectos interdisciplinarios, también como vía para superar sesgos de género en el aprendizaje de las ciencias. Se ha desarrollado y aplicado un proyecto STEM basado en la programación de un simulador de ecosistemas con distintas funciones matemáticas por parte de alumnado de 4º de ESO. Se describen los resultados de su aplicación y se analizan aspectos como la utilidad de la interdisciplinariedad y el desarrollo de habilidades científicas y tecnológicas.
Palabras clave: STEM, Aprendizaje Basado en Proyectos, modelización, interdisciplinar, ecosistemas.
Designing an ecosystem simulator. Teaching ecosystem dynamics, mathematical functions and programming in a STEM experience.
Abstract: Learning on ecosystems and their dynamism and interelation is a key aspect on Ecology teaching. Students have difficulties to develop an interdependent view of elements constituting an ecosystem. STEM has been proposed as a perspective to a more integrated learning and is usually proposed in the shape of interdisciplinar Project-Based Learning (PBL) activities, also to overcome gender biases in Science learning. We have developed and applied a STEM PBL activity where 15-years-old students design and program an ecosystem simulator through several mathematical functions. We describe the results of the application and analyze interdisciplinarity outcomes and the development of of scientific and technologic skills
Keywords: STEM, Project-Based Learning, modelling, interdisciplinar, ecosystems
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Citas
Akerson V.L., Burgess A., Gerber A., Guo M. (2018) Disentangling the meaning of STEM: Implications for Science Education and Science Teacher Education. Journal of Science Teacher Education, 29(1), 1-8. DOI: https://doi.org/10.1080/1046560X.2018.1435063
Bell-Basca B. S., Grotzer T. A., Donis, K. y Shaw S. (2000). Using Domino and Relational Causality to Analyze Ecosystems : Realizing What Goes Around Comes Around The Understandings of Consequence. Project Zero. Harvard Graduate School of Education. National Association of Research in Science Teaching.
Bermúdez G. y De Longhi A. (2008). La Educación Ambiental y la Ecología como ciencia. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, 7(2), 275–297.
Blanco A., España E. y Rodríguez F. (2012) Contexto y enseñanza de la competencia científica. Alambique, Didáctica de las Ciencias Experimentales, 70, 9-18.
Blomhǿj M. (2004) Mathematical modelling - A theory for practice. En Clarke B., Clarke D., Emanuelsson G., Johnansson B., Lambdin D., Lester F., Walby A. y Walby K. (Eds.) International Perspectives on Learning and Teaching Mathematics. National Center for Mathematics Education. Suecia, 145-159.
Brown R., Brown J., Reardon K. y Merrill C. (2011) Understanding STEM: Current perceptions. Technology and Engineering Teacher, 70(6), 5-9.
Bybee R.W. (2010) What is STEM Education? Science, 329 (5995), 996. DOI: 10.1126/science.1194998
Cano-Velásquez N.A., Zapata-Grajales F.N., Montoya-Osorio J.C. y Villa-Ochoa J.A. (2018). Un juego de rol para el análisis de un modelo matemático en ecología. Revista UNO, Revista de Didáctica de las Matemáticas, 81, 15-21.
Correa C. A. (2013). Estudio de las concepciones alternativas de los alumnos de enseñanza secundaria sobre conceptos estructurantes de ecología a través de la técnica de redes semánticas naturales. Estudios Hemisféricos y Polares, 4, 267–287.
Couso D. (2017) Perquè estem a STEM? Definint l'alfabetització STEM per a tothom i amb valors. Revista Ciències, 34, 21-29. DOI: https://doi.org/10.5565/rev/ciencies.403
Domènech-Casal J. (2017). Proyectando BioGeo, un itinerario de trabajo por proyectos contextualizados basado en la indagación y la Naturaleza de la Ciencia. Alambique, Didáctica de las Ciencias Experimentales (2017), 89, 54-61.
Domènech-Casal J. (2018). Aprendizaje Basado en Proyectos en el marco STEM. Componentes didácticas para la Competencia Científica. Ápice. Revista de Educación Científica, 2(2), 29-42. DOI: https://doi.org/10.17979/arec.2018.2.2.4524
Domènech-Casal J. (2019a). STEM: oportunidades y retos desde la Enseñanza de las Ciencias. Universitas Tarraconensis, monográfico 2019, 155-168. DOI: 10.17345/ute.2019.2.2646
Domènech-Casal J. (2019b). Aprendizaje basado en proyectos, Trabajos prácticos y Controversias. 28 propuestas y reflexiones para enseñar Ciencias. Octaedro: Barcelona.
Domènech-Casal J. (2019c). Packaging, S.L. Un proyecto STEAM sobre Volumen, Área y Diseño. Revista UNO de Didáctica de las Matemáticas, 85, 53-59.
Domènech-Casal J., Lope S. y Mora L. (2019). Qué proyectos STEM diseña y qué dificultades expresa el profesorado de secundaria sobre Aprendizaje Basado en Proyectos. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias 16(2), 2203. DOI: https://doi.org/10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2019.v16.i2.2203
Duranti A. y Goodwin C. (Eds). (1992) Rethinking context: Language as an interactive phenomenon. Cambridge: Cambridge, University Press.
Eilam B. (2002). Strata of Comprehending Ecology: Looking Through the Prism of Feeding Relations. Science Education, 86(5), 645–671. https://doi.org/10.1002/sce.10041
García J.E. (1997). La formulación de hipótesis de progresión para la construcción del conocimiento escolar : una propuesta de secuenciación en la enseñanza de la ecología. Alambique, Didáctica de las Ciencias Experimentales 14, 37-48. http://hdl.handle.net/11162/25265
García J.E. (2003). Investigando el ecosistema. Investigación en la escuela, 51, 83-100. DOI: http://dx.doi.org/10.12795/IE.2003.i51.07
Gil M. J. y Martinez B. (1992). Problemática en la enseñanza/aprendizaje de la ecología. Revista Interuniversitaria de Formación del Profesorado, 14, 67–70.
Gilbert J.K. (2006) On the nature of context in chemical education. International Journal of Science Education, 28(9), 957-976. DOI: https://doi.org/10.1080/09500690600702470
Grotzer T. A. y Bell Basca B. (2003). How does grasping the underlying causal structures of ecosystems impact students’ understanding? Journal of Biological Education, 38(1), 16–29. https://doi.org/10.1080/00219266.2003.9655891
Jaén M., Esteve P. y Baños I. (2018). Problemáticas ambientales en las que confluyen ciclos biogeoquímicos. Propuesta para la educación secundaria. Ápice. Revista de Educación Científica, 2(1), 30-39. DOI: https://doi.org/10.17979/arec.2018.2.1.3162
Kilpatrick W.E. (1918). The Project Method: the use of the purposeful act in the educative process. New York: Teachers college, Columbia University.
Larmer J., Mergendoller J. y Boss S. (2015) Setting the Standard for Project Based Learning: A Proven Approach to Rigorous Classroom Instruction. ASCD, Alexandria.
Leach J., Driver R., Scott P. y Wood‐Robinson C. (1996a). Children’s ideas about ecology 2: ideas found in children aged 5‐16 about the cycling of matter. International Journal of Science Education, 18(1), 19–34. https://doi.org/10.1080/0950069960180102
Leach J., Driver R., Scott P. y Wood-Robinson C. (1996b). Children’s ideas about ecology 3: Ideas found in children aged 5-16 about the interdependency of organisms. International Journal of Science Education, 18(2), 129–141. https://doi.org/10.1080/0950069960180201
Maldonado F., González F. y Jiménez M.P. (2007). Las ilustraciones de los ciclos biogeoquímicos del carbono y el nitrógeno en los textos de secundaria. Revista Eureka de Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 4(3), 442-460. https://revistas.uca.es/index.php/eureka/article/view/3786
Margalef R. (1981). Ecología. Barcelona. Editorial Planeta.
Martín-Páez T., Aguilera D., Perales-Palacios F.J. y Vilchez-González J.M. (2019). What are we talking about when we talk about STEM education? A review of literature. Science Education, 2019, 1-24. https://doi.org/10.1002/sce.21522
Mohan L., Chen J. y Anderson C. W. (2009). Developing a multi‐year learning progression for carbon cycling in socio‐ecological systems. Journal of Research in Science Teaching, 46(6), 675-698. DOI: http://10.1002/tea.20314
Murillo J. y Gil M.J. (2009). Uso del concepto de sucesion ecólogica por alumnos de secundaria: La prediccion de los cambios en los ecosistemas. Enseñanza de las Ciencias, 27(1), 19–32. https://www.raco.cat/index.php/ensenanza/article/viewFile/132204/332988
Rocard M., Csermely P., Jorde D., Lenzen D., Walwerg-Heriksson H. y Hemmo V. (2007) Science Education Now: a new pedagogy for the future of Europe. Report for the European Comission. http://ec.europa.eu/research/science-society/document_library/pdf_06/report-rocard-on-science-education_en.pdf
Rojero F. F. (1999). Entender la organización: aspectos didácticos del estudio de los ecosistemas. Alambique: Didáctica de las ciencias experimentales, (20), 55-64.
Sainz M, Castaño C., Meneses J., Fàbregues S., Müller J., Rodó M., Martínez J.L., Romano M.J., Arroyo L. y Garrido N. (2017). ¿Por qué no hay más mujeres STEM? Se buscan ingenieras, físicas y tecnólogas. Madrid: Ariel.
Sánchez F. J. y Pontes A. (2010). La comprensión de conceptos de Ecología y sus implicaciones para la educación ambiental. Revista Eureka Sobre Enseñanza y Divulgación de Las Ciencias, 7, 271–285. http://hdl.handle.net/10498/8942
Sanmartí N. y Márquez C. (2017) Aprendizaje de las ciencias basado en proyectos: del contexto a la acción. Ápice, Revista de Educación Científica, 1(1), 3-16. DOI: https://doi.org/10.17979/arec.2017.1.1.2020
Shepardson D. P., Wee B., Priddy M. y Harbor J. (2007). Students' mental models of the environment. Journal of Research in Science Teaching, 44(2), 327-348. DOI: http://10.1002/tea.20161
Simarro C. y Couso D. (2016) Análisis de una actividad tinkering en el marco de la educación STEM. Comunicación y Pedagogía 291-292, 65-7.
Smith R.L. y Smith T.M. (2001). Ecología. Madrid: Addison Wesley.
UNESCO (2017). Cracking the code: girls' and women's education in science, technology, engineering and mathematics (STEM). UNESCO, Paris.
Vilches A. y Gil D. (2007). Emergencia planetaria: necesidad de un planteamiento global. Educatio siglo XXI: Revista de la Facultad de Educación, 7 (25), 19 -50.
White P. A. (2000). Naive analysis of food web dynamics: A study of causal judgment about complex physical systems. Cognitive Science, 24(4), 605–650. https://doi.org/10.1207/s15516709cog2404_3
Wing J.M. (2006). Computational Thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33–35.