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RECURSOS EDUCATIVOS DE IMPRESIÓN 3D BAJO UN ENFOQUE DE STEM: CASO DE ESTUDIO DE CONSERVACIÓN DE ENERGÍA Y CENTRO DE MASA

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En las últimas décadas, en la enseñanza de las ciencias exactas ha tratado de innovar en la forma de transferir el conocimiento hacia los estudiantes. Para esto, existen alternativas que pueden favorecer las maneras de transmitir el conocimiento a las nuevas generaciones. En esta investigación bajo un enfoque de educación por STEM, se muestran los resultados al implementar recursos impresos en 3D el tema de la conservación de la energía en el área de la mecánica clásica, correspondiente a los primeros semestres de la educación superior en Física, Ingeniería e incluso Matemática Aplicada. La investigación se realizó con dos grupos de estudiantes. Primero, se aplicó una prueba diagnóstica (Pretest) en línea, antes de una intervención didáctica sobre conservación de energía y centro de masa. Al Grupo A se le explicó el funcionamiento de dispositivos (Paradoja Mecánica) solo de forma teórica, mientras que el Grupo B interactuó con modelos impresos en 3D de dichos dispositivos: Rampa que desafía la gravedad (Gravity Defying Ramp – Rolls UPHILL!) y Pájaro autoequilibrado (Self Balancing Bird), relacionados con estos temas. Ambos grupos discutieron sus respuestas durante 5 minutos. Finalmente, se aplicó una prueba (Postest), idéntica a la inicial, pero en formato impreso, para medir los efectos de la intervención. Los resultados muestran que los estudiantes que interactuaron con el material impreso en 3D, tienen un mejor resultado cuantitativo en el Postest. Por lo que mejoró el desempeño de los estudiantes en una aplicación real en temas de sobre conservación de energía y centro de masa.
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RECURSOS EDUCATIVOS DE IMPRESIÓN 3D BAJO UN ENFOQUE DE STEM: CASO DE ESTUDIO DE CONSERVACIÓN DE ENERGÍA Y CENTRO DE MASA

  • DOI: https://doi.org/10.22533/at.ed.158112613011

  • Palavras-chave: STEM, impresión 3D, conservación de la energía.

  • Keywords: STEM, 3D-printing, energy-conservation.

  • Abstract: In recent decades, the teaching of exact sciences has sought to innovate in how knowledge is transferred to students. To this end, alternatives exist that can enhance the methods of transmitting knowledge to new generations. This research, using a STEM education approach, presents the results of implementing 3D-printed resources on the topic of energy conservation within classical mechanics, corresponding to the first semesters of higher education in Physics, Engineering, and even Applied Mathematics. The research was conducted with two groups of students. First, an online diagnostic test (Pre-Test) was administered before a didactic intervention on energy conservation and center of mass. Group A received a theoretical explanation of the operation of devices (Mechanical Paradox), while Group B interacted with 3D-printed models of these devices: Gravity Defying Ramp (Rolls UPHILL!) and Self-Balancing Bird, both related to these topics. Both groups discussed their answers for 5 minutes. Finally, a post-test, identical to the initial one but in printed format, was administered to measure the effects of the intervention. The results show that the students who interacted with the 3D-printed material achieved better quantitative results on the post-test. This indicates improved student performance in real-world applications related to conservation of energy and center of mass.

  • Rafael Cruz José
  • Juan Chávez Torres
  • Marco A. Morales
  • Ricardo Agustín-Serrano
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