DATOS DEL INVESTIGADOR PRINCIPAL |
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Nombre |
Miguel Angel Bernal Yermanos
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Nombre del perfíl |
Disciplinar - Grupos de investigación
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Grupo de investigación |
FICB-IUPG
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Línea de investigación |
Matemáticas puras y aplicadas
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Equipo del proyecto |
Federico Arboleda Bradford | Investigador |
Miguel Angel Bernal Yermanos | Líder |
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TÍTULO DEL PROYECTO |
TEOREMA Pi - construyendo ciencia en el aula
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PALABRAS CLAVE |
educación, física, teorema pi, análisis dimensional, método de repetición de variables
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OBJETIVOS DEL PROYECTO |
Diseñar, implementar y validar una estrategia didáctica mediada por el teorema Pi de Buckingham para estudiantes de Física de las carreras de Ingeniería, que les permita construir modelos matemáticos simples sin respaldo teórico inicial, que aproximen algunos fenómenos físicos abordados en las clases.
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PERTINENCIA ESPISTEMOLÓGICA DEL PROYECTO |
Las leyes físicas son el producto de la observación y la elaboración teórica de los científicos. En ocasiones para un joven aprendiz no es clara la formulación de las mismas y tampoco es clara su razón lógica. Cuando se dice que la segunda ley de Newton se establece como F=m·a, no es claro el significado de la misma y de dónde proviene dicha ley.
Por esta razón es de utilidad poder elaborar estrategias, en la clase, para la enseñanza de la física, que permitan entender de dónde provienen estas elaboraciones. Además, la posibilidad de hacer montajes experimentales que permitan su comprobación, aportan en la construcción de esquemas teóricos que den indicios de su pertinencia.
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RELEVANCIA DEL PROYECTO PARA LA INSTITUCIÓN Y PARA LOS BENEFICIARIOS DEL PROYECTO |
Posible disminución en índices de permanencia en los cursos de Ciencias Básicas.
Fomento ambientes propicios para el aprendizaje.
Mejora en la comprensión de fenómenos naturales.
Apropiación de un método reflexivo para el estudio de sistemas complejos.
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PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN |
¿Cómo es posible aprovechar las ventajas del teorema Pi para lograr que los estudiantes de Física de los programas de ingeniería generen expresiones matemáticas simples que exploren primeras explicaciones a fenómenos naturales, sin que sea requisito conocer los principios de la física?
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METODOLOGÍA |
Determinar los elementos conceptuales fundamentales en los cursos de física para estudiantes de las carreras de Ingeniería.
Seleccionar las situaciones problema que permitan en primera instancia utilizar la estrategia.
Establecer los elementos y la estructura de la estrategia didáctica.
Construir una secuencia didáctica que oriente el aprendizaje basado en el uso del análisis dimensional y particularmente del teorema Pi de Buckingham para construir conocimiento sin respaldo teórico inicial.
Proponer la estrategia didáctica.
Validar y ajustar la estrategia según resultados.
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RESULTADOS ESPERADOS |
Mejora de la comprensión, deducción y aplicación de los conceptos físicos en el aula de clase.
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DURACIÓN DEL PROYECTO |
12 |
POSIBLES FUENTES DE FINANCIACIÓN EXTERNA |
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REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA |
Champagne, A. B. ; Klopfer, L. E. ; Anderson, J. H.: Factor Influencing the
learning of classical mechanics. En: American Journal of Physics 48 (1980), Nr. 12, p.
1074–1079
Díaz, F. ; Hernández, G: Estrategias docentes para un aprendizaje significativo. Una
visión constructivista. Mc Graw Hill, 2002
Siano, D., Orientational Analysis – A Supplement to Dimensional Analysis – I, J. Franklin Institute (1985) 320: 267,
Siano, D., Orientational Analysis, Tensor Analysis and The Group Properties of the SI Supplementary Units – II, J. Franklin Institute (1985) (320): 285,
GA Vignaux Erickson, Gary J.; Neudorfer, Paul O., ed., Dimensional Analysis in Data Modelling, (1992), Kluwer Academic,
Waclaw K., Bertold L., Marek R., Dimensional Analysis in the Identification of Mathematical Models, (1990), World Scientific.
Bernal, M. A. ; Camacho, F. J. ; Martinez, R. E.: Dimensional analysis and Rutherford scattering. En: European Journal of Physics (2013), Januar, Nr. 34
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ENTREGABLES |
PRODUCTO | LUGAR DE DIVULGACIÓN | AUTORES | BENEFICIARIOS | DESCRIPCIÓN |
Nuevo Conocimiento ó I+D | Software | Arboleda, Bernal | Comunidad Académica | Hoja de trabajo en Mathematica complementaria |
Apropiación Social del Conocimiento | 8th World Conference on Educational Sciences | Arboleda, Bernal | Comunidad Académica | Avance del proyecto de investigación |
Formación – 1 | Grupo de estudio | Arboleda, Bernal | Comunidad Académica | Grupo de estudio |
Formación – 2 | Investigación formativa | Arboleda, Bernal | Comunidad Académica | Apoyo a la investigación formativa |
Apropiación Social del Conocimiento | Congreso nacional de física | Arboleda, Bernal | Comunidad Académica | |
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CRONOGRAMA |
TIPO |
DESCRIPCIÓN |
F.INICIO |
F.FINAL |
Actividad
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Ampliación y consolidación de trabajo personal previo en el tema
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Enero de 2016
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Marzo de 2016
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Entregable
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Ponencia
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Febrero de 2016
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Marzo de 2016
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Actividad
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Desarrollo de la propuesta
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Abril de 2016
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Julio de 2016
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Actividad
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Implementación y validación de la propuesta
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Julio de 2016
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Septiembre de 2016
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Entregable
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Artículo
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Diciembre de 2016
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Diciembre de 2016
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Entregable
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Hoja de trabajo en Mathematica
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Diciembre de 2016
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Diciembre de 2016
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PEDIDO DE BIBLIOGRAFÍA |
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ANEXOS | |