Estudio de fenómenos físicos en la formación inicial de profesores de Matemáticas. Una experiencia con enfoque STEM

Jaime Andrés Carmona-Mesa; Mónica Eliana Cardona Zapata; Alexander Castrillón-Yepes

doi:10.17533/udea.unipluri.20.1.02

Autores

Jaime Andrés Carmona-Mesa Universidad de Antioquia https://orcid.org/0000-0002-0100-7090
Mónica Eliana Cardona Zapata Universidad de Antioquia https://orcid.org/0000-0002-3697-2288
Alexander Castrillón-Yepes Universidad de Antioquia https://orcid.org/0000-0002-4055-9613

DOI:

https://doi.org/10.17533/udea.unipluri.20.1.02

Palavras-chave:

educación STEM, modelación matemática, formación de formación de profesores

Resumo

La literatura reporta que los conocimientos para identificar conexiones entre las disciplinas al momento de orientar los procesos educativos se reconocen como una limitante, pese al interés de los profesores de matemáticas por integrar la educación STEM. En ese sentido, se diseñó y fundamentó una experiencia en educación STEM que integró, por medio de la modelación matemática, las matemáticas en contextos de las ciencias (física) y la tecnología. La experiencia se analiza a partir de una metodología cualitativa con enfoque interpretativo. Se utiliza el análisis de contenido para estudiar los significados de las matemáticas que se amplían en el análisis del modelo del fenómeno físico, integrando termómetros y simulaciones computacionales. Los resultados informan que la experiencia permitió que los futuros profesores alcanzaran reflexiones didácticas que reflejan un nivel de preparación y potencial que puede favorecer la integración de la educación STEM en su futuro ejercicio profesional; además, se reportan los alcances y limitaciones de esta experiencia.

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Biografia do Autor

Jaime Andrés Carmona-Mesa, Universidad de Antioquia

Magister en Educación y Licenciado en Matemáticas y Física, ambos títulos en la Universidad de Antioquia. Profesor en la Facultad de Educación de la Universidad de Antioquia en Medellín, Colombia. Entre los principales intereses de investigación se encuentra la formación inicial de profesores de matemáticas para la integración de tecnología y, recientemente, en la formación de profesores en educación STEAM.

Mónica Eliana Cardona Zapata, Universidad de Antioquia

Licenciada en Matemáticas y Física y Magíster en Educación en Ciencias Naturales de la Universidad de Antioquia. Docente de cátedra en la Facultad de Educación de la Universidad de Antioquia. Integrande del grupo de Investigación Perspectivas de investigación en Educación en Ciencias -PiEnCias-. Entre los principales intereses de investigación se encuentra la formación inicial de profesores de física y el uso de tecnología para la enseñanza de las ciencias naturales.

Alexander Castrillón-Yepes, Universidad de Antioquia

Estudiante de Licenciatura en Matemáticas y Física de la Universidad de Antioquia, integrante del semillero de investigación MATHEMA y de la Red Colombiana de Modelación en Educación Matemática (RECOMEM). Entre sus principales intereses de investigación se encuentra la Modelación Matemática, la formación en investigación y las tecnologías en Educación Matemática.

Referências

Araya, R. (2016). STEM y Modelamiento Matemático. Cuadernos de Investigación y Formación En Educación Matemática, 11(15), 291–317.

Badri, M., Alnuaimi, A., Mohaidat, J., Al Rashedi, A., Yang, G. & Al Mazroui, K. (2016). My science class and expected career choices—a structural equation model of determinants involving Abu Dhabi high school students. International Journal of STEM Education, 3(1), 12. doi:10.1186/s40594-016-0045-0

Bautista, C. (2011). Proceso de la investigación cualitativa: Epistemología, metodología y aplicaciones. Bogotá: Manual Moderno.

Baker, C. K. & Galanti, T. M. (2017). Integrating STEM in elementary classrooms using model-eliciting activities: responsive professional development for mathematics coaches and teachers. International Journal of STEM Education, 4(1), 10. doi:10.1186/s40594-017-0066-3

Boulter, C. J. & Buckley, B. C. (2000). Constructing a Typology of Models for Science Education. In Developing Models in Science Education (pp. 41–57). Dordrecht: Springer Netherlands. doi: 10.1007/978-94-010-0876-1_3

Carmona-Mesa, J. A., Krugel, J. y Villa-Ochoa, J. A. (2021-en prensa). La formación de futuros profesores en tecnología. Aportes al debate actual sobre los Programas de Licenciatura en Colombia. In A. Richit & H. Oliveira (Eds.), Formação de professores e tecnologías digitais. Brazil: Livraria da Física. In press.

Carmona-Mesa, J. A., Arias-Suárez, J. y Villa-Ochoa, J. A. (2019). Formación inicial de profesores basados en proyectos para el diseño de lecciones STEAM. In E. Serna (Ed.), Revolución en la Formación y la Capacitación para el Siglo XXI (2a ed.) (Vol. I) (pp. 483–492). Medellín: Editorial Instituto Antioqueño de Investigación. doi: 10.5281/zenodo.3524356

Carmona-Mesa, J. A., Salazar, J. V. y Villa-Ochoa, J. A. (2018). Uso de calculadoras simples y video juegos en un curso de formación de profesores. Uni-pluriversidad, 18(1), 13-24. https://doi.org/10.17533/udea.unipluri.18.1.02

Carmona-Mesa, J. A. y Villa-Ochoa, J. A. (2017). Necesidades de formación en futuros profesores para el uso de tecnologías. Resultados de un estudio documental. Revista Paradigma, 38(1), 169–185. https://doi.org/10.37618/PARADIGMA.1011-2251.2017.p169–185.id606

Chesky, N. Z. & Wolfmeyer, M. R. (2015). Philosophy of STEM Education (Vol. 44). New York: Palgrave Macmillan US. doi: 10.1057/9781137535467

Davis, J. P., Chandra, V. & Bellocchi, A. (2019). Integrated STEM in Initial Teacher Education: Tackling Diverse Epistemologies (pp. 23–40). Suiza: Springer. doi: 10.1007/978-3-030-29489-2_2

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: 10.17979/arec.2018.2.2.4524

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: 10.25267/Rev

Domínguez, A., De la Garza, J. & Zavala, G. (2015). Models and modelling in an integrated physics and mathematics course. In Mathematical modelling in education research and practice (pp. 513-522). Cham: Springer.English, L. D. (2016). STEM education K-12: perspectives on integration. International Journal of STEM Education, 3(1), 3. doi:10.1186/s40594-016-0036-1

Greca, I. M. (2018). La enseñanza STEAM en la Educación Primaria. In I. M. Greca & J. Meneses (Eds.), Proyectos STEAM para la Educación Primaria. Fundamentos y aplicaciones prácticas. (pp. 19–39). Dextra Editorial S.L.

Gueudet, G. & Trouche, L. (2009). Towards new documentation systems for mathematics teachers?. Educational studies in mathematics, 71(3), 199-218.

Guzey, S. S., Moore, T. J. & Harwell, M. (2016). Building Up STEM: An Analysis of Teacher-Developed Engineering Design-Based STEM Integration Curricular Materials. Journal of Pre-College Engineering Education Research (J-PEER), 6(1). doi: 10.7771/2157-9288.1129

Hsu, T. C., Chang, S. C. & Hung, Y. T. (2018). How to learn and how to teach computational thinking: Suggestions based on a review of the literature. Computers & Education, 126, 296-310.

Jaramillo, R. (2016). La calidad en la educación superior colombiana: ¿léxicos de deshumanización? Uni-pluriversidad, 16(2), 88–96. Recuperado de https://revistas.udea.edu.co/index.php/unip/article/view/328316

Kjeldsen, T. H. & Lützen, J. (2015). Interactions Between Mathematics and Physics: The History of the Concept of Function—Teaching with and About Nature of Mathematics. Science and Education, 24(5–6), 543–559. doi: 10.1007/s11191-015-9746-x

Kertil, M. & Gurel, C. (2016). Mathematical modeling: A bridge to STEM education. International Journal of Education in Mathematics Science and Technology, 4(1), 44-55.

Kilty, T. J. & Burrows, A. C. (2019). Secondary science preservice teachers’ perceptions of engineering: A learner analysis. Education Sciences, 9(1). doi: 10.3390/educsci9010029

Li, S., Ernst, J. V. & Williams, T. O. (2016). Supporting students with disabilities and limited English proficiency: STEM educator professional development participation and perceived utility. International Journal of STEM Education, 3(1), 2. doi:10.1186/s40594-016-0035-2

Malagón, J. F., Ayala, M. M. y Sandoval, S. (2011). El experimento en el aula. Comprensión de fenomenologías y construcción de magnitudes. Bogotá: Fondo Editorial.

Molina-Toro, J. F., Villa-Ochoa, J. A. y Suárez-Téllez, L. (2018). La modelación en el aula como un ambiente de experimentación-con-graficación-y-tecnología. Un estudio con funciones trigonométricas. Revista Latinoamericana de Etnomatemática, 11(1), 87–115.

Ortega, M., Puig, L. & Albarracín, L. (2019). The Influence of Technology on the Mathematical Modelling of Physical Phenomena. In Lines of Inquiry in Mathematical Modelling Research in Education (pp. 161–178). Springer Netherlands. doi: 10.1007/978-3-030-14931-4_9

Perrenet, J. & Zwaneveld, B. (2012). The many faces of the mathematical modeling cycle. Journal of Mathematical Modelling and Application, 1(6), 3-21.

Rodríguez, R. & Quiroz, S. (2016). El rol de la experimentación en la modelación matemática. Educación matemática, 28(3), 91-110.

Romero, Á. R. y Aguilar, Y. (2013). La experimentación y el desarrollo del pensamiento físico. Un análisis histórico y epistemológico con fines didácticos. Medellín: Editorial Universidad de Antioquia.

Shernoff, D. J., Sinha, S., Bressler, D. M. & Ginsburg, L. (2017). Assessing teacher education and professional development needs for the implementation of integrated approaches to STEM education. International Journal of STEM Education, 4(1), 13. Doi: 10.1186/s40594-017-0068-1

Siew, N., Amir, N. & Chong, C. (2015). The perceptions of pre-service and in-service teachers regarding a project-based STEM approach to teaching science. SpringerPlus, 4(1), 8. Doi: 10.1186/2193-1801-4-8

Sjoquist, D. L. & Winters, J. V. (2015). The effect of Georgia’s HOPE scholarship on college major: a focus on STEM. IZA Journal of Labor Economics, 4(1), 15. Doi: 10.1186/s40172-015-0032-6

Tavor, D. (2019). Educación STEM en la Sudamérica hispanohablante. Latin-American Journal of Physics Education, 13(3), 1–7.

Villa-Ochoa, J. A. y Berrío, M. J. (2015). Mathematical Modelling and Culture. An Empirical Study. En Gloria A. Stillman, Werner Blum y Maria Sallet-Biembengut (eds.). Mathematical Modelling in Education Research and Practice: Cultural, Social and Cognitive Influences, chapter 19. New York: Springer.

Villa-Ochoa, J. A., González-Gómez, D. y Carmona-Mesa, J. A. (2018). Modelación y tecnología en el estudio de la tasa de variación instantánea en matemáticas. Formación Universitaria, 11(2), 25–34. doi:10.4067/S0718-50062018000200025

Villa-Ochoa, J. A. (2016). Aspectos de la modelación matemática en el aula de clase. El análisis de modelos como ejemplo. In J. Arrieta y L. Díaz (Eds.), Investigaciones latinoamericanas de modelación de la matemática educativa (pp. 109–138). Barcelona: Gedisa.

Weintrop, D., Beheshti, E., Horn, M., Orton, K., Jona, K., Trouille, L. & Wilensky, U. (2016). Defining Computational Thinking for Mathematics and Science Classrooms. Journal of Science Education and Technology, 25(1), 127–147. doi: 10.1007/s10956-015-9581-5