Use of sensors and automatic data collection equipment in the practical work of Physics and Chemistry of middle and high school: the Arduino platform

DOI

https://doi.org/10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2021.v18.i1.1202

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Experiences, resources and other work
1202
Published: 09-12-2020
PlumX

Authors

  • María Susana Alegre Buj (ES) Diputación General de Aragón. Departamento de Educación, Cultura y Deporte. Profesores de Educación Secundaria, FP y RR.EE. Aragón. España
  • María José Cuetos Revuelta (ES) Universidad Internacional de La Rioja. Facultad de Educación. Área de Didáctica de las Matemáticas y de las Ciencias Experimentales. La Rioja. España https://orcid.org/0000-0002-9555-8765

Abstract

Abstract: Students born in a digital age require methodologies adjusted to the society of the 21st century, where digital competence is essential. At the same time, a work environment must be built to stimulate learning more effectively through interactions between students and information and communication technologies (ICT). This study includes the design of a battery of Physics and Chemistry practices by means of sensors and automatic data capture equipment using the free Arduino platform, which are easy to implement at different educational levels.

A review of practical works aimed at the selected educational teaching on Arduino was carried out, and the fruit of this research verify that the students are more motivated and acquire other skills and abilities that would not have been obtained with traditional learning.

In this way, it is intended to promote the teaching-learning of these subjects, give a contextualized approach to topics with which they present learning difficulties (such as changes in matter, wave concept, energy...) through technology and collaborative work.

Keywords

Arduino platform, practical activities, Physics and Chemistry, middle and high school, motivation

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References

Alegre Buj M. S. (2020) Trabajos prácticos de Física y Química con Arduino. Mendeley Data, v2.

Area M., Cepeda O., Romero L. (2018) El uso escolar de las TIC desde la visión del alumnado de Educación Primaria, Secundaria y Bachillerato. Educatio Siglo XXI 36(2), 229-254.

Aufschnaiter C. V., Aufschnaiter S. V. (2007) University students activities, thinking and learning during laboratory work. European Journal of Physics 28(3), 50-60.

Blanco López Á., Prieto Ruz T. (2004) Un esquema para investigar el progreso en la comprensión de los alumnos sobre la naturaleza de la materia. Revista de Educación 335, 445-465.

BOE (2015) Orden ECD/65/2015, de 21 de enero, por la que se describen las relaciones entre las competencias, los contenidos y los criterios de evaluación de la educación primaria, la educación secundaria obligatoria y bachillerato. BOE nº 25, de 29 de enero de 2015.

Bravo B., Bouciguez M. J., Braunmüller. M. (2019) Una propuesta didáctica diseñada para favorecer el aprendizaje de la Inducción Electromagnética básica y el desarrollo de competencias digitales. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias 16 (1), 1203.

Caamaño A. (2011) Física y química: investigación, innovación y buenas prácticas. Barcelona: Graó.

Carranza P., Gianna V., Gómez M., Larrosa N., López A., Marín M., Martínez M., Martínez Riachi S., Melchiorre M., Peci M., Ribotta P., Saldis Heredia, N., Severini H., Vaca Chávez J., Yorio D. (2013) Sensores. Una exitosa experiencia interdisciplinar en la enseñanza de las ciencias. Córdoba: Editorial Brujas y Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de la UNC.

Ferro Soto C., Martínez Senra A., Otero Neira M. C. (2009) Ventajas del uso de las TIC en el proceso de enseñanza-aprendizaje desde la óptica de los docentes universitarios españoles. Revista Electrónica de Tecnología Educativa 29, 1-12.

Garrigós A., Marroqui D., Blanes J. M., Gutierrez R., Blanquer I., Cantó M. (2017) Designing Arduino electronic shields: Experiences from secondary and university courses. pp. 934-937 en IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON 2017).

Gutiérrez-Porlán I., Román-García M., Sánchez-Vera M. (2018) Estrategias para la comunicación y el trabajo colaborativo en red de los estudiantes universitarios. Comunicar 54 (26), 91-100.

Instituto Nacional de Tecnologías Educativas y Formación del Profesorado (INTEF) (2017) Marco Común de Competencia Digital Docente. Madrid: Ministerio de Educación, Cultura y Deporte.

Jamieson P. (2011) Arduino for teaching embedded systems. are computer scientists and engineering educators missing the boat? p. 1 en Proceedings of the International Conference on Frontiers in Education: Computer Science and Computer Engineering (FECS). The Steering Committee of The World Congress in Computer Science, Computer Engineering and Applied Computing (WorldComp).

Kilroy D. A. (2004) Problem based learning. Emergency Medicine Journal: EMJ 21(4), 411-413.

Kinchin J. (2018) Using an Arduino in physics teaching for beginners. Physics Education 53 (6), 063007.

LOMCE (2014) Ley Orgánica 8/2013, de 9 de diciembre, para la mejora de la calidad educativa. BOE nº 295, de 10 de diciembre de 2013, 97858-97921.

Marra R. M., Jonassen D. H., Palmer B., Luft S. (2014) Why Problem-Based Learning Works: Theoretical Foundations. Journal on Excellence in College Teaching 25 (3-4), 221-238.

Moya A. A. (2018) An Arduino experiment to study free fall at schools. Physics Education 53 (5), 055020.

Oliveira P. M., Hedengren J. D. (2019) An APMonitor Temperature Lab PID Control Experiment for Undergraduate Students. pp. 790-797 en 24th IEEE International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), Zaragoza.

Parreira P., Yao E. (2018) Experimental design laboratories in introductory physics courses: enhancing cognitive tasks and deep conceptual learning. Physics Education 53 (5), 055012.

Pérez Carmona M. C., Esper L. B. (2005) Algunos problemas en la conceptualización de ondas mecánicas. Enseñanza de las Ciencias, número extra, VII Congreso, 1-6.

Pisa (2018) Programa para la Evaluación Internacional de los Estudiantes. Informe español. Madrid: Ministerio de Educación y Formación Profesional.

Pozo J. I., Gómez M. A. (2009) Aprender y enseñar ciencia: del conocimiento cotidiano al conocimiento científico. Madrid: Ediciones Morata.

Prima E. C., Karim S., Utari S., Ramdani R., Putri E. R. R., Darmawati S. M. (2017) Heat Transfer Lab Kit using Temperature Sensor based ArduinoTM for Educational Purpose. Procedia Engineering 170, 536-540.

Rodríguez-Sánchez M. C., Torrado-Carvajal A., Vaquero J., Borromeo S., Hernandez-Tamames J. A. (2016) An embedded systems course for engineering students using open-source platforms in wireless scenarios. IEEE Transactions on Education 59 (4), 248-254.

Rywalt C. E., Varney M. E., Mutton Z. M. (2019) Physics Education Research on Inexpensive Active-Learning Lab Modules. Massachusetts: Worcester Polytechnic Institute.