LIVERMORE – Un científico del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore está utilizando algo que a los estudiantes les encanta: los teléfonos celulares, para enseñarles física.
El científico principal David Rakestraw ha pasado los últimos cinco años desarrollando una aplicación educativa que utiliza varios sensores en un teléfono celular moderno para ayudar a los estudiantes a realizar experimentos de física que antes eran prohibitivamente costosos.
El programa lleva la educación física a áreas de bajos ingresos y aborda la escasez a nivel nacional de educación en ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM).
Los sensores de los teléfonos inteligentes, como los acelerómetros que miden la aceleración y los transductores que miden la presión del aire, permiten a las escuelas ofrecer experimentos de laboratorio a una fracción del costo de un aula de física tradicional.
Cuando trabajaba en Monte Vista High en Danville, Rakestraw tuvo una idea con el maestro de escuela Scott Getty sobre cómo ampliar el uso de teléfonos celulares normales en las clases de física. Getty dijo: «Se necesitarían años de donaciones de laboratorio para comprar todo el… (equipo necesario) y cuando los compraba todos, empezaban a estropearse».
Además, diseñar los laboratorios alrededor de los teléfonos permite que cada estudiante experimente por su cuenta, en lugar de en grupos de tres o cuatro que comparten un equipo, dijo Michael Tobler, copresidente del departamento de la Escuela Secundaria Católica Hayward Moro, quien fue presentado; idea a través de las Academias de Investigación Docente de LLNL.
«Normalmente aprendemos haciendo, participando activamente, investigando, probando y equivocando, evaluando la información», dijo Rakestraw. “Y todo es genial. Lo que pasa es que no es tan fácil de hacer porque a menudo requiere equipos y suministros, y eso cuesta dinero».
El programa Física en teléfonos del laboratorio ofrece a los profesores 3000 páginas de material del curso y 100 experimentos de física para enseñar física de forma interactiva utilizando sensores y aplicaciones de teléfonos inteligentes. Ha ayudado a profesores de escuelas de todo el país, como Reservoir High School en Fulton, Maryland, y Thomas Jefferson High School for Science and Technology en Fairfax, Virginia, así como Livermore High School.
Rakestraw ha capacitado a casi 800 maestros de secundaria y universitarios en todo el país, desarrollando asociaciones con la Asociación Nacional de Maestros de Ciencias y la Asociación Estadounidense de Maestros de Física.
El curso es importante porque sólo alrededor del 61% de las escuelas secundarias a nivel nacional ofrecen un curso de física, y en algunos estados, como Alaska y Oklahoma, ese número cae al 30%, según el Centro de Investigación Education Week: Menos de la mitad de las escuelas de California ofrecen clases de física.
Las oportunidades educativas STEM han sido durante mucho tiempo un problema en los EE. UU.
«Las investigaciones muestran cómo el sentido de pertenencia en aulas ricas y rigurosas está directamente relacionado con el éxito académico a largo plazo de los estudiantes», dijo la subsecretaria de Educación de Estados Unidos, Cindy Marten, quien lanzó la iniciativa nacional Raise the Bar para promover una educación STEM renovada. . «Además, la recopilación de datos sobre derechos civiles del Departamento continúa mostrando que los estudiantes de color y los estudiantes con discapacidades están desproporcionadamente excluidos de las oportunidades de aprendizaje en STEM».
Y encontrar profesores de física también es problemático, afirmó Rakestraw. “En general, las personas calificadas para enseñar física tienen muchas opciones disponibles. … Simplemente no hay suficientes personas para enseñar física”.
A nivel internacional, los estudiantes de octavo grado de EE. UU. están rezagados con respecto a otros 10 países tanto en matemáticas como en ciencias en 2019, según Trends in International Math and Science Studies, la encuesta más reciente disponible.
«No es porque esperemos que haya muchos más físicos», dijo. «La física se está convirtiendo en una ciencia muy básica que ayuda a la gente a aprender otras cosas».
De cara al futuro, Rakestraw espera asociarse con empresas de tecnología para incorporar inteligencia artificial en aplicaciones móviles, criticando y guiando a los estudiantes en tiempo real mientras trabajan con el material sin maestros adicionales.
