Que es Modellus

Modellus es un paquete de software de libre disposición que permite a los estudiantes y maestros (secundaria y universidad) para usar las matemáticas para crear o explorar modelos de forma interactiva.
Modellus se utiliza para introducir el modelado computacional para permitir una creación fácil e intuitivo de modelos matemáticos usando sólo la notación matemática estándar, para tener la posibilidad de crear animaciones con los objetos interactivos que tienen propiedades matemáticas expresadas en el modelo, por lo que permite la exploración de múltiples representaciones y para permitir el análisis de los datos experimentales en forma de imágenes, animaciones, gráficos y tablas. Modellus se centra en el modelado y en el significado de los modelos.
Se ha publicado en diferentes idiomas y se utiliza en todo el mundo con las muestras que van desde la física a las matemáticas, pasando por la Mecánica, Química, Estadística, Álgebra, Geometría , entre otros.
Características
• Crear y explorar modelos matemáticos es una tarea fundamental en muchas ciencias. Modellus pueden ayudar a los estudiantes la experiencia mente el aprendizaje al crear, simular y analizar modelos matemáticos de forma interactiva en el equipo.
• Para configurar un modelo, los usuarios entran en las ecuaciones y expresiones matemáticas convencionales (funciones, ecuaciones diferenciales e iteraciones). No se utiliza ningún lenguaje de programación o comandos especiales.
• Para crear una animación del modelo: elige los objetos, como imágenes o vectores, y asignar propiedades, como la posición o tamaño. La interfaz incluye gráficos y tablas.
• Modellus se pueden utilizar como un estudio exploratorio (el usuario explora modelos hechos por otros) o como un entorno de creación. Modelos o cualquier otra ventana se pueden ocultar y / o protegidos.
• Modellus viene con ejemplos interactivos pre-construidos que ilustran muchos conceptos científicos. También hay muchos otros disponibles en la página web o de los proyectos curriculares.
• Modellus fue diseñado por investigadores de la educación de ciencias de ofrecer un paquete de software con base pedagógica. Se puede ayudar a los maestros y estudiantes se familiaricen con las matemáticas (el lenguaje de la naturaleza, de acuerdo con Galileo).

Fondo

La física y las matemáticas son un tema clave en la ciencia y la tecnología de los programas de educación. A pesar de tal papel central, las matemáticas y la física introductoria sigue siendo extremadamente difícil para los estudiantes, tanto en la secundaria y en el nivel universitario. Debido a la falta de comprensión de los conceptos fundamentales de la física y las matemáticas, el número de estudiantes que no pueden pasar en el camino exámenes suele ser muy alta. Lo peor es que muchos de esos estudiantes que con el tiempo se suceden también revelan varios puntos débiles en su conocimiento de la física y las matemáticas elementales.
Una solución para este problema requiere cambios en los procesos por los cuales las ciencias exactas se enseña y se aprende. En los últimos años (2000 a 2011), muchos de los resultados de la investigación en educación física han demostrado que el proceso de aprendizaje se potencia efectiva cuando los estudiantes participan en las actividades de aprendizaje que los científicos están implicados en la investigación. La investigación científica en física, química u otra ciencia exacta, es un proceso dinámico de creación, prueba y mejora de los modelos matemáticos que describen los fenómenos observables. Este proceso es una mezcla interactiva de las reflexiones individuales y de grupo sobre la base de un conjunto en constante evolución y mutuamente equilibrada de elementos teóricos, computacionales y experimentales. Es a partir de este marco cognitivo de la acción que la comprensión inspiradora de las leyes del universo físico emerge. El proceso de aprendizaje de las ciencias exactas resulta ser más exitosa en ambientes inspirados en la investigación donde los estudiantes se les ayuda a trabajar en equipo de los científicos. En este tipo de ambiente de la clase, el rendimiento de los conocimientos se promueve y las creencias de sentido común, así como las nociones científicas incorrectas se libran.
En el proceso de la investigación científica, modelado computacional juega un papel importante en la expansión del horizonte cognitivo matemáticas a través de cálculo más potente, la exploración y capacidades de visualización. Modelado con métodos y herramientas computacionales es un aspecto importante de entornos de aprendizaje inspirados investigación. En este contexto, es crucial para lograr una integración temprana de computación científica de una manera que se equilibra con la teoría y la experimentación. Sólo entonces los procesos de enseñanza y aprendizaje pueden estar en fase con la investigación científica moderna, donde la computación es tan importante como la teoría y la experimentación, y con el desarrollo paralelo rápido de la tecnología.
Modelado de la física, la química, la mecánica (y otras ciencias exactas) en ambientes informáticos de aprendizaje comenzó con un énfasis en los lenguajes de programación. Utilizando, por ejemplo, Fortran, Pascal y Python, este enfoque requiere que los estudiantes desarrollan un conocimiento práctico de la programación. Lo mismo sucede con el software de computación científica como Mathematica o Matlab. Para evitar la sobrecarga de los estudiantes con nociones de programación y sintaxis, los sistemas de modelado por ordenador, como el Sistema Dinámico de modelado, Stella, Easy Java Simulations y Modellus fueron desarrolladas para enfocar las actividades de aprendizaje en la comprensión de los conceptos de la física y las matemáticas.


A pesar de estos importantes avances, aún no se ha logrado una integración adecuada de la computación con la teoría y la experimentación en la física, las matemáticas y otras ciencias exactas currículos y ambientes de aprendizaje. Actividades basadas en el modelado computacional con Modellus en los cursos de física general se les ha dado a los estudiantes de ingeniería. Durante las clases de modelado computacional, las actividades tuvieron éxito en la identificación y solución de varias dificultades de los alumnos en los conceptos físicos y matemáticos fundamentales del curso. De importancia fundamental para conseguir esto es la posibilidad de tener un tiempo correspondencia visible real entre las animaciones con los objetos interactivos y las propiedades matemáticas del objeto definidas en el modelo, y también la posibilidad de manipular simultáneamente varias representaciones diferentes. Los estudiantes reaccionan positivamente al nuevo componente de los cursos, mostrando preferencia por el trabajo en grupo interactivo y exploratorio. Los estudiantes han utilizado Modellus en la materialización de los conceptos abstractos en el proceso de aprendizaje de los modelos matemáticos y físicos.