Recursos en línea y planificación colaborativa para física de secundaria

Uso de la plataforma nacional china de educación inteligente para preparar clases de física de bachillerato en línea y fuera de línea  

Guo Biao, Wang Gui, Wang Kun, Su Wenbin, Xu Tao  

Escuela de Bachillerato del condado de Wuhe, Bengbu, Anhui  

Resumen:Este artículo toma como punto de partida la preparación de clases de física en escuelas secundarias. Utilizando los recursos y funciones de la plataforma nacional de educación inteligente para escuelas primarias y secundarias (en adelante, “plataforma nacional”), se explora un modelo de preparación de clases que combina la integración de recursos en línea y la colaboración pedagógica en el aula. A través de los recursos educativos de la plataforma, los módulos de clases con dos profesores y las herramientas de análisis de datos, se optimiza el proceso tradicional de preparación de clases, logrando un diseño pedagógico más preciso, personalizado y eficiente. La práctica demuestra que este modelo aumenta significativamente la eficiencia de la preparación de clases por parte de los maestros, promueve la colaboración pedagógica entre escuelas y mejora efectivamente la participación y el rendimiento de los estudiantes en clase. Este caso ofrece una vía innovadora y replicable para la transformación de la enseñanza de física en escuelas secundarias.

Palabras clave:Plataforma de educación inteligente para escuelas primarias y secundarias nacionales; Preparación de lecciones de física para secundaria; Integración de enseñanza en línea y presencial; Transformación de la enseñanza pedagógica; Aulas con dos profesores.

I. Introducción  

El enseñamiento de física en las escuelas secundarias actualmente enfrenta dos desafíos principales: primero, el contenido de enseñanza es muy abstracto y difícil de comprender por los estudiantes; segundo, la preparación de clases tradicional depende de recursos limitados, lo que dificulta satisfacer las necesidades de enseñanza diferenciada y el desarrollo de habilidades esenciales. La plataforma nacional ofrece una gran cantidad de recursos educativos, módulos educativos especializados y herramientas inteligentes, proporcionando así un apoyo innovador para los maestros. Este caso práctico se basa en la preparación del contenido del módulo “Fuerza gravitacional y navegación espacial”, para explorar cómo utilizar la plataforma nacional para implementar un modelo de enseñanza en círculo cerrado que incluya “integracción de recursos, diseño colaborativo y implementación precisa”, con el fin de mejorar la calidad de la preparación de clases y la efectividad del enseñamiento.  

II. Objetivos y enfoque  

Objetivo:  

1. Crear un banco de recursos sistematizado: Integrar los recursos de cursos de física para estudiantes de secundaria, los módulos educativos especializados y las herramientas inteligentes de la plataforma nacional, para formar un banco de materiales multimodales que abarque todo el proceso de diseño de enseñanza. Esto resolverá los problemas de dispersión de los recursos tradicionales y falta de adaptabilidad.  

2. Fomentar la colaboración en la enseñanza y el aprendizaje a nivel interregional: A través de la función “Aula con dos profesores” de la plataforma, se superan las barreras entre escuelas, y los profesores de las escuelas débiles de las localidades se unen para diseñar planes de enseñanza diferenciados, promoviendo así una distribución equitativa de recursos educativos de calidad.  

3. Lograr una preparación de clases precisa basada en datos: Utilizar la función de análisis de situación de aprendizaje de la plataforma para identificar con precisión las áreas en las que los estudiantes carecen de conocimientos, optimizar la lógica de la enseñanza y la distribución de los puntos difíciles, y mejorar así la pertinencia y efectividad de la enseñanza en el aula.  

4. Explorar la transformación del modelo de enseñanza y investigación: A través de un mecanismo de integración que combina recursos en línea y prácticas presenciales, se promueve la transición de los maestros de una preparación docente basada en experiencia a una preparación docente basada en investigación y colaboración, lo que ayuda a la implementación de los conocimientos esenciales.  

Pensamiento:  

Basándose en el principio de “enfoque orientado a problemas”, se enfoca en tres problemas principales que existen en la preparación de clases de física en la escuela secundaria: la ineficiencia en la integración de recursos, la separación del trabajo pedagógico y el análisis superficial de las necesidades de los estudiantes. Se establece un marco pedagógico que incluye cuatro componentes: recursos, colaboración, datos y evaluación. El enfoque de implementación es el siguiente:  

1. Búsqueda y selección de recursos: Basándose en secciones como “Enseñanza de cursos” y “Experiencias en reformas educativas” de la plataforma nacional, se seleccionan los recursos según tres dimensiones: “Módulos de conocimiento – Escenarios de enseñanza – Necesidades de los estudiantes”. Por ejemplo, para el módulo “Fuerza gravitacional y navegación espacial”, se priorizan en la plataforma los videos de animaciones experimentales, casos prácticos relacionados con la vida cotidiana y los conjuntos de ejercicios desglosados, para mejorar la claridad en la enseñanza.  

2. Casos de estudio y innovación: Se toman como referencia las prácticas destacadas en la sección “Casos de estudio para la enseñanza”, como el “diseño de enseñanza en clases mixtas entre profesores y estudiantes” y las “introducciones interdisciplinarias”. Estas prácticas se adaptan a las condiciones específicas de la escuela, creando un modelo de preparación de clases que combina “plantillas comunes + adaptaciones personalizadas”.  

3. Aplicaciones de herramientas y potenciación de datos: Utilizar el módulo “Actividades de estudio” de la plataforma para publicar tareas de preparación, y mediante las funciones de visualización de datos en el backend (como mapas térmicos de los conocimientos), identificar los puntos débiles en el conocimiento de los estudiantes.  

4. Mecanismo de enseñanza y investigación en ciclos duales: Ciclo en línea de soporte: A través de la integración de recursos de plataformas, colaboración entre escuelas y análisis de retroalimentación de datos, se crean planes de enseñanza que se optimizan dinámicamente. Ciclo práctico en el aula: Se organizan discusiones colectivas entre grupos de investigación escolares, y se realizan reflexiones y mejoras basadas en los resultados de la enseñanza en el aula; por ejemplo, se ajustan las formas de presentación de los experimentos según las observaciones de los estudiantes.  

Soporte teórico:  

Basándose en la “teoría de aprendizaje constructivista” y la “visión del conocimiento en el enfoque conectacionista”, se enfatiza la reorganización de recursos y la construcción colaborativa del conocimiento, centrada en el estudiante. Al mismo tiempo, mediante las tecnologías de big data de la plataforma, se implementa la “educación basada en evidencia”, logrando un cambio en la preparación de clases de “basada en experiencia” a “basada en datos”.  

Aspectos innovadores:  

Sustracción tridimensional de recursos: integración de recursos multimodales como videos, animaciones y casos interdisciplinarios, para crear un sistema de materiales en tres niveles: “básico”, “ampliado” y “innovador”.  

Coordinación entre enseñanza y investigación: Superar las barreras entre escuelas, estableciendo un proceso cerrado de “diseño por el profesor principal, optimización por los profesores colaboradores y ajuste basado en los datos”.  

Implementación de enfoques precisos: Ajustar dinámicamente las estrategias de enseñanza basándose en datos sobre el rendimiento estudiantil. Por ejemplo, ofrecer enlaces a microcursos de asistencia y ayuda para los estudiantes con dificultades.  

Con estos objetivos y enfoques, este caso de estudio tiene como objetivo explorar una nueva forma de preparar las clases de física en la escuela secundaria, basada en la accesibilidad de los recursos, la colaboración sin límites y el uso de datos como herramienta de apoyo. Esto sirve como un modelo práctico para la transformación de los modelos de enseñanza en el contexto de la educación inteligente.  

III. Medidas específicas  

1. Integración de recursos: Crear una base de materiales de preparación didáctica estructurada  

(1) Selección precisa de los recursos educativos de la plataforma  

Basándose en la sección “Enseñanza de cursos” de la plataforma nacional, se establece un “mecanismo de selección de recursos por temas”. Por ejemplo, en el módulo “Ley de la gravedad universal”, los pasos específicos incluyen:  

Búsqueda: Se puede seleccionar los recursos según la categoría “Conocimientos – Tipos de recursos – Escenarios aplicables”. Por ejemplo, para los conocimientos relacionados con “La ley de la atracción gravitacional y la navegación espacial”, se pueden utilizar plataformas de búsqueda con IA para encontrar los recursos correspondientes. Luego, según el tipo de recurso, se pueden pensar en los escenarios en los que se puede utilizar ese recurso. Por ejemplo, el artículo de Yin Jianguo en la sección “Estudio de maestros”, titulado “Análisis de casos de diseño de clases en unidades grandes basado en competencias clave: La ley de la atracción gravitacional y la navegación espacial”, puede servir como referencia durante el diseño de clases. En la sección de capacitación docente, el artículo de He Chunsheng, “Problemas de enseñanza en física para estudiantes de secundaria: La ley de la atracción gravitacional y la navegación espacial”, nos proporciona información sobre los problemas que pueden surgir en la enseñanza. En la sección de enseñanza de cursos, hay muchos recursos que pueden servir como referencia para la investigación pedagógica. Por ejemplo, el artículo de Ma Wenzhen, “Logros de la teoría de la atracción gravitacional”, puede ser un buen material para clases con dos profesores. También se pueden utilizar otros ejercicios y exámenes para realizar análisis y organización.  

Todos estos recursos pueden ser fácilmente enviados al grupo de investigación por medio de la compartición, y posteriormente, a través del análisis y discusión de todos, se forman paquetes de recursos que incluyen “comprensión básica – investigación profunda – aplicaciones avanzadas”.  

Evaluación de la adecuación de los recursos: Mediante el proceso “prueba de recursos – retroalimentación de efectos” dentro del grupo de investigación, se determina si los recursos son adecuados para las necesidades de los estudiantes. Por ejemplo, dada la limitada capacidad de los estudiantes de prepararse por sí mismos, se puede optar por utilizar los videos de microclases en la plataforma para que los estudiantes los vean y realicen las actividades correspondientes, en lugar de la preparación previa al curso tradicional.  

(2) Integración interdisciplinaria de recursos temáticos  

Al aprovechar las características de los recursos multidisciplinarios de la plataforma nacional, se pueden identificar los puntos de conexión entre la física y otras disciplinas. Por ejemplo, los vectores en la física y los vectores en las matemáticas son conceptos similares, pero su aplicación en la física es más simple, mientras que en las matemáticas hay muchas más posibilidades. Durante esta clase, se puede enviar a los profesores los materiales relacionados con las matemáticas para que los estudien, lo que ayudará a mejorar sus conocimientos sobre los vectores. También se puede lograr esta integración interdisciplinaria en temas como las baterías eléctricas en la química o las combinaciones de soluciones en la química.  

(3) Colaboración y uso compartido de recursos locales  

A través de las reuniones conjuntas y los preparativos relacionados, los recursos se organizan de manera eficiente dentro de la escuela. Al final de cada semestre, se realiza una votación para optimizar los recursos a través de la función de “gestión colaborativa” de la plataforma. Se eliminan aquellos recursos cuya tasa de uso es inferior al 60%, a fin de garantizar la utilidad y actualidad del archivo de recursos. Después de que los profesores de otros grupos de clases realicen las enseñanzas, se realizan mejoras continuas, de modo que se forme un archivo de recursos adaptado a las características de la escuela.  

Plataforma de retroalimentación de casos escolares: Cada vez que se sube nuevamente a la plataforma los materiales como los planes de clase optimizados, se indica “Descripción de la versión colaborativa” para que otros maestros puedan consultarlos.  

2. Colaboración en investigación y enseñanza entre grupos, escuelas y regiones  

Mecanismos de colaboración en línea: Se utilizan plataformas para crear grupos de trabajo de enseñanza entre profesores. El profesor principal encargado de la enseñanza publica los tareas de enseñanza en el grupo, y los profesores colaboradores presentan sus sugerencias de modificación en línea. De esta manera, es posible lograr la colaboración en enseñanza entre grupos diferentes. Además, en algunas escuelas con buena colaboración entre instituciones o regiones, también es posible lograr la colaboración en enseñanza entre escuelas y regiones diferentes.  

Seminarios sincronizados presenciales: Se realizan reuniones de enseñanza y investigación en combinación de formato online y presencial en horarios fijos cada semana. En el formato online, los diseños de enseñanza se presentan mediante funciones de videoconferencia en la plataforma; en el formato presencial, el equipo de enseñanza de la escuela revisa y mejora los planes de experimentos (por ejemplo, reemplazar el experimento “carro en rampa” por el experimento “aceleración medida con rieles de teléfono móvil”, un experimento de bajo costo).  

3. Impulso por datos: localización precisa de los puntos difíciles en la enseñanza  

(1) Análisis detallado de la situación académica de los estudiantes. Diseño de tareas de preparación: Se publican las tareas de preparación a través del módulo “Actividades de tareas” de la plataforma. Luego, se utiliza la función “Análisis de la situación académica” para generar un “mapa térmico de los conocimientos de la clase”.  

(2) Optimización dinámica del diseño de la enseñanza. Diseño flexible de los planes de clase: En los planes de clase se indica una “zona de respuesta de datos”. Por ejemplo, si los datos de la preparación previa muestran que la tasa de comprensión para “medir la masa de la Tierra” es inferior al 50%, se añade una sección de discusión sobre “medir la masa de la Luna”. Si la tasa de comprensión supera el 80%, se reemplaza por un video sobre “la introducción de Cuvier”.  

(3) Se proporciona retroalimentación en tiempo real durante la clase. Recopilación de datos durante la clase: se utilizan las herramientas de “estadísticas de información” del sistema para realizar votaciones en tiempo real (por ejemplo, “¿Crees que la velocidad de un satélite en el espacio es mayor o menor que 7.9 km/s?”). Los resultados se registran inmediatamente y se ajusta la lógica de la explicación. Se envían materiales de refuerzo después de la clase: basándose en los datos obtenidos durante la clase, se envían a los estudiantes, a través del módulo “Actividades de tarea”, paquetes de ejercicios especiales relacionados con la teoría de la gravedad universal.  

4. Evaluación mixta: que abarca todo el proceso de preparación y implementación  

(1) Profesionalización de la evaluación mutua entre profesores. Uso de herramientas de evaluación mutua en la plataforma: Se inician “actividades de formación” en la sección “Formación de profesores” de la plataforma. Los resultados de la preparación de clases se envían a un grupo de expertos u otros profesores para que los evalúen. Luego, según los comentarios de evaluación, se ajustan las estrategias de enseñanza.  

(2) Cierre de ciclo de retroalimentación de los estudiantes. Recolectación de comentarios después de las clases: a través de los comentarios de los estudiantes en la sección de comunicación entre escuela y familia en la plataforma, se identifican preguntas como “¿Qué parte de la clase te ayudó más? (elige varias opciones)”, “¿Qué tipo de recursos te gustaría que se agregaran?”, etc. De esta manera, se puede conocer la opinión de los estudiantes sobre la clase y sus sugerencias, y basándose en ello, se realizan las mejoras necesarias.  

IV. Lograr resultados positivos  

Mejora tanto en la eficiencia como en la calidad de la preparación de clases  

Optimización de eficiencia: En la preparación de clases tradicional, la proporción de tiempo dedicado a la búsqueda de recursos disminuyó de 45% a 18%. La función de búsqueda de IA de la plataforma reduce el tiempo necesario para preparar las clases en un 30%, lo que permite a los maestros ahorrar en promedio 4.5 horas por semana.  

Avance en calidad: La normatividad en la enseñanza se ha mejorado significativamente, y la proporción de “casos interdisciplinarios” y “etapas basadas en datos” en los planes de clase ha aumentado considerablemente en comparación con antes.  

El efecto de aprendizaje de los estudiantes se ha mejorado significativamente  

Mejora en los resultados: La media de los exámenes de prueba después de la implementación aumentó de 32.3 a 44.5 puntos (+12.2 puntos).  

Aumento de participación: la tasa de interacción en el aula aumentó de 68% a 90%.  

V. Conclusiones y perspectivas  

En este caso, mediante la integración profunda de los recursos de la plataforma nacional con las prácticas de enseñanza y investigación presenciales, se ha establecido un modelo de preparación de clases eficiente, colaborativo y basado en datos. Además, se ha aprovechado el valor triple de la plataforma de educación inteligente para escuelas primarias y secundarias del estado en la preparación de clases de física en la escuela secundaria:  

Integrador de recursos: Mediante la creación de un banco de recursos multimodales, se resuelve el problema de las “islas de recursos” en la preparación tradicional de clases.  

Conector de enseñanza e investigación: Mediante las clases con dos profesores y las herramientas de datos, se ha establecido una nueva ecología de enseñanza e investigación basada en “cooperación entre escuelas, ciclo de datos cerrado y optimización dinámica”.  

Aumento de la eficiencia en la enseñanza: El diseño de la enseñanza basado en el análisis preciso del estado de aprendizaje permite una transformación del paradigma de “impulsado por experiencia” a “impulsado por evidencia”.  

Proporciona un nuevo enfoque para la enseñanza de la física en la escuela secundaria. En el futuro, se explorarán más a fondo las funciones de asistencia en la preparación de clases proporcionadas por la IA, se profundizará en la integración de recursos interdisciplinarios y se promoverá el desarrollo de modelos de enseñanza que sean inteligentes y personalizados.