Universidad de Investigación y Desarrollo - UDI

Grupos de Investigación

Fields

Información General

 

Descripción del Grupo

El Grupo de Investigación en Didáctica e Innovación en el Aprendizaje de las Ciencias – FIELDS- surgió como una estrategia orientada al fortalecimiento y desarrollo de la investigación enfocada  a la formación en Ciencias Básicas,  dirigiendo su actuar al mejoramiento continuo de la formación en Ciencias Básicas de los estudiantes Universitarios,  en la búsqueda de generar estrategias que conduzcan a permear de forma positiva el entorno local, acorde con las necesidades particulares de cada programa académico de la institución.

Los campos de acción del Grupo se encuentran direccionados por la línea de investigación denominada “Didáctica e innovación en el Aprendizaje de las Ciencias”, incorporando nuevas tecnologías y aplicación de modelos pedagógicos en los procesos de estudio y aprendizaje en Ciencias Básicas, tanto en el nivel general como en los requerimientos propios de la variedad de programas académicos de formación de la UDI.

Misión

Promover el mejoramiento de la formación en Ciencias Básicas, mediante la investigación en didáctica y la incorporación de TICs, a procesos de aprendizaje a través   de un equipo de trabajo capacitado y comprometido con el mejoramiento de los procesos formativos  buscando siempre la aplicabilidad en contextos reales.

Visión

En el 2016 el Grupo en Didáctica e innovación de las ciencias – FIELDS, estará posicionado, categorizado por Colciencias y reconocido por la calidad y pertinencia de sus productos, la innovación de sus propuestas didácticas y educativas, la rigurosidad en los estudios de investigación que soportan sus procesos de divulgación y formación, y por su gestión permanente en pro de la creación de una cultura de reflexión pedagógica.

Objetivos

  • Promover y fortalecer las condiciones para el desarrollo de la investigación en el Departamento de Ciencias Básicas de la UDI, dando a conocer sus productos y resultados, con el fin de contribuir al mejoramiento, desarrollo y difusión de estas disciplinas.
  • Implementar estrategias pedagógicas para el mejoramiento del rendimiento académico en los procesos de enseñanza aprendizaje de las ciencias básicas en la educación media y superior.
  • Contribuir en el mejoramiento de  la labor pedagógica del docente, la orientación y formación de los estudiantes en la comprensión de los conceptos y procedimientos asociados con el estudio de las ciencias básicas.
  • Participar activamente en redes de trabajo colaborativo en las áreas de tecnologías aplicadas a la educación, para optimizar  los procesos enseñanza aprendizaje.
  • Formular y ejecutar proyectos de investigación que incluyan el desarrollo de componentes tecnológicos y estudio de los efectos de su incorporación en la población objeto.
  • Desarrollar procesos de formación en los diferentes niveles de las comunidades educativas, que permitan una apropiación tecnológica pertinente, en coherencia con los proyectos educativos y procesos de aprendizajes realizados.

linea de Investigación

 

Didáctica e Innovación en el Aprendizaje de las Ciencias

 

Descripción: La línea de Investigación definida por el Grupo FIELDS se enfoca la didáctica e innovación de las ciencias, teniendo como objetivo el desarrollo de nuevas estrategias metodológicas, la implementación de tecnologías aplicadas en el aula para el mejoramiento en el proceso de enseñanza-aprendizaje de las Ciencias Básicas.

Los productos y procesos de investigación del Grupo en Didáctica e innovación de las ciencias – FIELDS, se encuentran organizados en áreas temáticas que aportan al desarrollo de su línea de investigación.  Las áreas temáticas son:

Didáctica de la CIENCIAS: Proporciona lineamientos y herramientas en el ámbito del conocimiento que aborda los problemas sobre el proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias y cómo hacerlo en forma eficiente y significativa para motivar  su aprendizaje, buscando  dar soluciones fundamentales.

Evaluación del Aprendizaje en CIENCIAS: Identifica concepciones sobre evaluación del aprendizaje de las Ciencias Básicas  y permita determinar si existe un modelo de aprendizaje que oriente dichas prácticas y se analice  la coherencia con los perfiles de formación planteados.

Ambientes Virtuales de aprendizaje: Proporciona lineamientos, estrategias  y herramientas que faciliten la construcción, aplicación y evaluación de cursos en línea, estudiando los procesos de comunicación, argumentación  y representación de conocimiento en este tipo de entornos.

Productos de Innovación científica: Proporciona lineamientos y herramientas que permitan la transformación  de una idea en un producto, equipo o proceso; nuevo o mejorado, o, en una nueva metodología para la organización social.

Proyectos en Curso

 

CONSTRUCCIÓN DE LA NOCIÓN DE FUNCIÓN MEDIADA POR TECNOLOGÍAS DIGITALES EN ESTUDIANTES DE CÁLCULO DIFERENCIAL DE LA UDI

El concepto de función ha sido una de las ideas fundamentales de las matemáticas que más ha penetrado las disciplinas del conocimiento debido a sus múltiples aplicaciones en contextos diferentes. Sin embargo, las investigaciones también reportan que es uno de los conceptos con mayores dificultades en su enseñanza por su complejidad y las sub-nociones asociadas a este concepto. Concordamos con Artigue, donde ella señala que la enseñanza tradicional tiende a centrarse en una práctica algorítmica y algebraica, considerándose el estudio de las funciones como un objeto “inerte” a medida que se efectúa la enseñanza del Cálculo. En el entorno de la UDI inferimos la existencia de dificultades alrededor del estudio de las funciones basándonos en argumentos  epistemológico y didáctico antes mencionados.
 

LABORATORIOS Y GUÍAS CONCEPTUALES VIRTUALES EN FÍSICA: CASO EJEMPLO, SUMA VECTORIAL DE FUERZAS.

El estudiante que ve ciertas asignaturas de Física (Física Mecánica, Física Eléctrica) se le presenta los conceptos físicos en un aula magistral. Difícilmente podría tal estudiante tener una imagen mental útil de los mismos sin los laboratorios pertinentes. Los laboratorios formales de física presentan una problemática logística cuando el número de estudiantes es mayor a 16. Por supuesto un estudiante de ingeniería no necesariamente necesita ver un laboratorio de física como un estudiante formal de Física. Pero una actividad que le permita captar los conceptos físicos más claramente puede potenciar la capacidad productiva y creadora del estudiante de ingeniería.
 

DESARROLLO DE ROBOT HUMANOIDE GEORGE

El investigador ha servido de apoyo al investigador principal Iván Estévez en el desarrollo del Robot Humanoide GEORGE. Sus actividades han sido la orientar al investigador principal para utilizar herramientas de software en el sistema operativo LINUX-UBUNTU para que él utilizara este ambiente en forma completa. Inicialmente se aprendió a configurar y utilizar OPENRAVE, que es un simulador de movimientos de robots, en el ambiente Ubuntu. Luego se aprendió las bases para configurar y utilizar ROS (Robot Operating System), que es una plataforma de desarrollo robots que congrega diversas aplicaciones de software que controlan robots para que se comuniquen de manera estándar. ROS es la corriente principal de código abierto en el desarrollo de robots en muchas universidades. Últimamente se configuró el dispositivo Kinect para usarse en ROS.
 

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN Y ANÁLISIS DOCUMENTAL

El manejo de las asignaturas de metodología de la investigación, así como de los talleres y prácticas en proyectos de investigación cuenta con una amplia y extensa bibliografía sobre el análisis de métodos y las reflexiones epistemológicas de las diferentes áreas de aplicabilidad del quehacer científico. Ante esto las dificultades en la investigación se evidencian desde el quehacer hasta la comprensión y la construcción de parámetros que permitan tanto a instituciones como a docente y estudiantes abordar estos espacios. Para esto el proyecto verificara y propondrá espacios de práctica, creación e innovación científica que permitan a los estudiantes y docentes resolver sus propuestas de grado, enlazándose con la construcción de semilleros y proyectos de investigación, fortaleciendo y construyendo los lineamientos de investigación institucionales.
 

MOOCS VS POOCS. IMPLICACIONES DENTRO DE LA EDUCACIÓN EN LA REGIÓN NORORIENTAL DE COLOMBIA.

El presente trabajo se ha desarrollado dentro del proyecto de investigación sobre la pertinencia educativa del uso de MOOCs y POOCs, por instituciones universitarias de la Región Nororiental en Colombia. Así se comprende una mirada a la educación contemporánea, donde la tecnología se ha convertido en una herramienta para el proceso formativo de las instituciones en todos los niveles de educación, ante la discusión sobre estándares, políticas y transformaciones en la educación global, a partir de la revolución tecnológica del presente.

Proyectos Terminados

 

Efecto del ejercicio de la argumentación y del monitoreo de las variables centralidad y cohesión de grupo sobre el desarrollo de competencias matemáticas y la deserción estudiantil.

Descripción:
El proyecto estudió la adaptación de los estudiantes a su comunidad académica y se formuló la siguiente pregunta de investigación: ¿si una estrategia que utiliza la argumentación apoyada por computador en el sistema RENATA (Red Nacional Académica de Tecnología avanzada) para monitorear las variables centralidad – del individuo - y cohesión grupal, tiene un efecto positivo en el desarrollo de competencias matemáticas y la disminución de la deserción estudiantil?
 
El desarrollo del proyecto implicó:
  • Integrar una red mixta a tres niveles: investigadores, docentes y estudiantes.
  • Integrar OVAS y problemas en contexto -casos - con una matriz de competencias (conceptual, operativa y modelativa) en un aula MOODLE con módulos de contenido, monitoreo del propio aprendizaje, y gestión de metas, considerando la utilización del software Dígalo y de las herramientas colaborativas proporcionadas por RENATA.
  • Desarrollar sesiones de solución de problemas en contexto, de forma colaborativa en línea, con apoyo del software Dígalo en grupos compuestos por estudiantes de las dos universidades Universidad Central (Bogotá) y Universitaria de Investigación y Desarrollo (Bucaramanga).
  • Discutir, usando Dígalo, entre pares de grupos cuál de sus mapas argumentativos muestra la mejor solución al problema.
  • Determinar la categoría argumentativa de cada grupo con base en la ontología habilitada en Dígalo.
  • Analizar la relación entre centralidad, cohesión de grupo, categoría argumentativa, desarrollo de competencias y deserción.
  • Validar estrategias para dinamizar la red a partir del monitoreo de cohesión, centralidad, y estilo argumentativo.
 
Este proyecto implementó nuevas estrategias pedagógicas para el curso de Matemáticas I, que han sido continuadas por los docentes investigadores, por lo que se espera una mejora sustancial en los indicadores de mortalidad académica en los programas  académicos de matemáticas y en el  desempeño de los estudiantes en los cuales se aplica esta innovación pedagógica.
 

Red de Modelamiento y Representación formal en Matemáticas

 Descripción:
El proyecto evaluó el efecto del ejercicio de la representación en los sistemas formales (verbal, diagramática, algebraico y computacional), en el desarrollo de la competencia de modelamiento matemático, con apoyo de ambientes digitales.
Una particular característica de hoy en día, es la amplia utilización de los métodos matemáticos en las ciencias naturales, sociales y en los ámbitos empresariales. Este proceso, llamado de mate- matización, abarca todas las esferas del conocimiento humano, incluso aquellas en las que las matemáticas no se aplicaban o se aplicaban solamente a un nivel elemental, como es el caso de la química, la geología, la geografía y la biología. En esta medida el objeto matemático tiene su contexto en las aplicaciones de las diferentes ingenierías, en las ciencias económicas, y demás ciencias aplicadas que tienen como objetivo modelar una dimensión del mundo para analizar sus elementos o componentes, las relaciones entre estos y generar derroteros de prospectiva buscando la optimización en cualquiera de las dimensiones que correspondan.
La complejidad, como la cantidad de información necesaria para describir un sistema (Turchin, 1977), es un reto para la ingeniería. El modelamiento integra, en la representación de sistemas complejos, sistemas formales que pueden ser verbales, diagramáticos, matemáticos o computacionales. Los proyectos Dunnes y Argunaut generaron los ambientes Dígalo y Argunaut que permiten el uso intensivo de la expresión verbal escrita y tener memoria de los procesos argumentativos categorizados con base en ontologías y estructuras relacionales para análisis posterior a la sesión de estudio.
Por otro lado MATLAB, es un ambiente para el trabajo en matemáticas que entre sus aplicaciones básicas se hallan: la manipulación de matrices, la representación de datos y funciones, la implementación de algoritmos, la creación de interfaces de usuario y la comunicación con programas en otros lenguajes y con otros dispositivos o hardware. El paquete MATLAB dispone de dos herramientas adicionales que expanden sus aplicaciones, a saber, Simulink (plataforma de simulación multidominio) y GUIDE (editor de interfaces de usuario - GUI). Además, se pueden ampliar las capacidades de MATLAB con las cajas de herramientas (toolboxes); y las de Simulink con los paquetes de bloques (blocksets).
Con base en estos escenarios se propuso la validación de problemas y documentos de apoyo para sesiones didácticas y con el fin de evaluar el efecto del ejercicio de las formas de representación verbal, diagramática y algebraica, en el desarrollo de la competencia de modelamiento matemático, con apoyo de ambientes digitales.  El proyecto se desarrolló con estudiantes universitarios de las asignaturas de ecuaciones diferenciales y modelamiento y simulación de las universidades colombianas que participan del proyecto.

Infraestructura

 

El grupo de investigación FIELDS, cuenta con diferentes laboratorios para apoyo de las actividades de su línea de investigación, entre los cuales se destacan:

 

LABORATORIO DE FÍSICA

 

 

LABORATORIO DE BIOLOGÍA

LABORATORIO DE QUÍMICA

LABORATORIO DE MATEMÁTICAS

Salas de CoWorking:

 

El grupo de investigación cuenta con tres salas para compartir actividades con otros profesionales y facilitar las actividades de trabajo interdisciplinario a los integrantes del grupo y el desarrollo de los proyectos, ubicadas en el Edificio Académico Glusko de la institución.

 

Sala 2- CoWorking.