Aprendizaje basado en proyectos en STEAM: implementación interdisciplinaria aplicada al oscilador armónico simple
DOI:
https://doi.org/10.20983/culcyt.2024.3.2e.7Palabras clave:
experimentos, oscilador armónico simple, Lissajous, ABP, STEAMResumen
El presente trabajo tiene como finalidad explorar el comportamiento del oscilador armónico simple en dos dimensiones y la formación de figuras de Lissajous mediante la técnica metodológica de Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP), que desarrolla habilidades en la resolución de problemas, reforzando el aprendizaje de los conceptos usados en la física y motivando a los estudiantes a ser proactivos. Utilizando herramientas de experimentación, estudiantes universitarios de Sinaloa, México, diseñaron y construyeron armonógrafos, que son dispositivos mecánicos que trazan curvas complejas en función de oscilaciones perpendiculares acopladas. Estas figuras, conocidas como de Lissajous, son fundamentales en la visualización de fenómenos de resonancia y oscilaciones en mecánica. Este proyecto reforzó conceptos de mecánica newtoniana, fomentó habilidades prácticas y analíticas en los estudiantes y promovió la interdisciplinariedad al integrar el conocimiento de distintas áreas, lo que permitió guiarlos por el modelo STEAM (del inglés ciencia, tecnología, ingeniería, arte y matemáticas). Con la experimentación práctica, los estudiantes entendieron de manera más profunda los principios de superposición y la interacción de movimientos armónicos, viviendo una experiencia de aprendizaje integral y aplicada. La técnica ABP permitió enfocarse en el producto final, es decir, en las figuras, mientras que STEAM destacó el proceso de realización del trabajo con la integración de conocimientos de diversas disciplinas.
Descargas
Citas
J. W. Bequette y M. B. Bequette, “Art Integration and the STEAM Initiative: A Symbiotic Relationship”, Art Education, vol. 65, n.º 2, pp. 40-44, 2012.
C. F. Quigley y D. Herro, An Educator's Guide to STEAM: Engaging Students Using Real-World Problems. Nueva York, NY, EUA: Teachers College Press, 2019.
D. C. Sickler-Voigt, STEAM Teaching and Learning Through the Arts and Design. Nueva York, NY, EUA: Routledge, 2023.
J. Barell, Problem-Based Learning: An Inquiry Approach, 2.ª ed. Thousand Oaks, CA, EUA: Corwin Press, 2007.
A. Walker, H. Leary y C. Hmelo-Silver, eds., Essential Readings in Problem-Based Learning: Exploring and Extending the Legacy of Howard S. Barrows. West Lafayette, IN, EUA: Purdue University Press, 2015.
D. Halliday, R. Resnick y J. Walker, Fundamentals of Physics, 7.ª ed. Nueva York, NY, EUA: Wiley, 2002.
M. Alonso y E. Finn, Physics, 1.ª ed. Reading, MA, EUA: Addison-Wesley, 1992.
J. B. Marion y S. T. Thornton, Classical Dynamics of Particles and Systems, 5.ª ed. Belmont, CA, EUA: Brooks Cole, 2003.
G. Yakman, “STEAM Education: An Overview of Creating a Model of Integrative Education”, en Proceedings of the Pupils’ Attitudes Toward Technology Conference, Netherlands, 2008.
J. R. Savery y T. M. Duffy, “Problem-Based Learning: An Instructional Model and Its Constructivist Framework”, Educational Technology, vol. 35, n.º 5, pp. 31-38, 1995.
J. Binney y S. Tremaine, Galactic Dynamics (Princeton Series on Astrophysics). Princeton, NJ, EUA: Princeton University Press, 2008.
J. L. Meriam y L. G. Kraige, Engineering Mechanics: Dynamics, 6.ª ed. Nueva York, NY, EUA: Wiley, 2008.
P. A. Tipler y G. Mosca, Physics for Scientists and Engineers, 6.ª ed. Nueva York, NY, EUA: Freeman, 2008.
R. Stallings, “Harmonographs: Using the build-design process to improve functionality”, en 2017 12th International Conference on Computer Science and Education (ICCSE), 2017, pp. 314-318, doi: 10.1109/ICCSE.2017.8085509.
E. Mach, The Science of Mechanics: A Critical and Historical Account of Its Development. La Salle, IL, EUA: Open Court Publishing, 1893.
J. G. Landels, Engineering in the Ancient World. Berkeley, CA, EUA: University of California Press, 1978.
C. Huygens, Horologium Oscillatorium. París, Francia: publicación propia, 1673.
J. B. L. Foucault, Démonstration physique du mouvement de rotation de la terre au moyen du pendule. París: Bachelier, 1851.
H. D. Young y R. A. Freedman, University Physics with Modern Physics, 14.ª ed. Boston, MA, EUA: Pearson, 2015.
A. E. Bell, “The Horologium Oscillatorium of Christian Huygens”, Nature, vol. 148, pp. 245-248, 1941, doi: 10.1038/148245a0.
J. A. Lissajous, Mémoire sur l’étude optique des mouvements vibratoires. París: Mallet-Bachelier, 1857.
D. Kleppner y R. Kolenkow, An Introduction to Mechanics, 2.ª ed. Cambridge: Cambridge University Press, 2014.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2024 Jesús López Hernández, Elizabeth Galindo Linares
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.
Todos los contenidos de CULCYT se distribuyen bajo una licencia de uso y distribución “Creative Commons Reconocimiento-No Comercial 4.0 Internacional” (CC-BY-NC). Puede consultar desde aquí la versión informativa de la licencia.
Los autores/as que soliciten publicar en esta revista, aceptan los términos siguientes: a) los/las autores/as conservarán sus derechos de autor y garantizarán a la revista el derecho de primera publicación de su obra; y b) se permite y recomienda a los/las autores/as agregar enlaces de sus artículos en CULCYT en la página web de su institución o en la personal, debido a que ello puede generar intercambios interesantes y aumentar las citas de su obra publicada.
