Científico por un día

En el taller de automóviles solares del Museo de Ciencias de Boston, tres grupos de padres e hijos están probando modelos de automóviles que han construido. De repente, todos se apresuran a regresar a un banco de trabajo para cambiar ruedas, ajustar la tensión en una polea de goma elástica que conecta un motor eléctrico al eje de transmisión y hacer otras alteraciones. Mientras tanto, otro equipo está intentando que su modelo refinado corra un circuito de prueba en 12 segundos. Cuando se acerca (12,8 segundos), los niños animan. Y en otra esquina, después de 35 minutos de trabajo ininterrumpido para corregir un modelo cuyas ruedas al principio giraban solo cuando el automóvil estaba en el aire, un niño de 11 años mira a su alrededor y encuentra a alguien que conoce. ¡Ven mira! el llora.



Lo hice funcionar y explica lo que descubrió.

Desbloqueo de los legados de los archivos de Edison

Esta historia fue parte de nuestro número de febrero de 1997





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El taller de autos solares representa la vanguardia en exhibiciones en centros científicos. En todo el país, los desarrolladores de exhibiciones están creando experimentos abiertos diseñados para estimular en los visitantes el tipo de pensamiento que emplean los científicos. Estos reformadores están descartando la noción tradicional de que los museos pueden enseñar poco sobre el proceso científico durante una típica visita breve. Los desarrolladores incluso sostienen que su trabajo puede servir como modelo para mejorar la educación científica formal.

De botones pulsadores a rostros combinados

Los entusiastas de la historia natural comenzaron a establecer museos hace cientos de años para exhibir objetos raros y maravillosos. Estas exhibiciones aún hoy cumplen un papel importante, permitiendo a los visitantes observar y, por lo tanto, aprender sobre aspectos intrigantes de objetos inusuales: rocas, minerales, animales, fósiles y más. Y esas exhibiciones aún prosperan, como lo demostró el Museo Americano de Historia Natural en la ciudad de Nueva York hace dos años con la exitosa apertura de sus renovadas salas de dinosaurios.



Pero la interactividad -la oportunidad para que los visitantes operen o manipulen partes en exhibiciones- faltaba en los primeros museos. Luego, a principios del siglo XX, los curadores de museos de EE. UU. Informaron sobre el enfoque del Deutsches Gesundheit Museum en Munich, que ofrecía demostraciones de física y química tipo aula, detrás de un vidrio, en exhibiciones activadas con botones. Tres nuevos museos de ciencia de EE. UU., El Instituto Franklin en Filadelfia, el Museo de Ciencia e Industria en Chicago y el Museo de Ciencia en Boston, presentaron no solo botones, sino demostraciones en vivo por parte del personal del museo para estimular el interés en el comportamiento ordinario de todo tipo. de objetos.

anteojos para ayudar al daltonismo

La siguiente ola de exhibiciones científicas llegó con el Exploratorium de San Francisco en 1969. Los desarrolladores de exhibiciones de este museo, que eran científicos y artistas, adoptaron un enfoque aún más práctico. En lugar de simplemente presionar botones para activar una demostración, los visitantes pueden controlar más íntimamente las variables en una exhibición. En una de esas ofertas diseñadas para enseñar a las personas sobre las propiedades de las ondas, los visitantes del museo pueden ajustar la frecuencia y el volumen de las ondas sonoras producidas por un altavoz conectado en un extremo a un tubo de vidrio horizontal que contiene una pequeña cantidad de líquido. Los visitantes aprenden a jugar con los controles de modo que cuando el aire en el tubo resuena a frecuencias particulares, las gotas de líquido vuelan hacia arriba para revelar ondas estacionarias.

Al confiar en objetos que parecen haber sido encontrados, digamos, en un sótano, los desarrolladores del Exploratorium también han intentado crear exhibiciones de aspecto tosco que sugieran prototipos funcionales en lugar de las obras maestras terminadas que exhiben muchos otros museos de ciencia. Además, el enfoque del museo es agrupar estos elementos en temas, como la refracción y la polarización, con conjuntos de instrucciones que guían a los visitantes a través de una serie de pasos, de modo que las personas se alejen habiendo adquirido una comprensión lógica de algún fenómeno en particular. Por ejemplo, el tubo que muestra las ondas estacionarias podría estar ubicado cerca de una máquina que produce mecánicamente una variedad de ondas, mostradas por pelotas de ping-pong que suben y bajan.

El enfoque del Exploratorium ha sido tan bueno que ha influido en los museos de ciencia de todo el mundo, de modo que casi todos los que trabajan en los centros de ciencias han llegado a vincular la palabra interactivo con la frase éxito educativo. Pero aunque los museos han copiado el enfoque del Exploratorium, lo han hecho con diversos grados de éxito. Las réplicas exactas de las exhibiciones de la institución de San Francisco, como un espejo medio plateado que permite que dos visitantes, cada uno en lados opuestos, vean sus rasgos faciales mezclados en una imagen, han tendido a funcionar muy bien. (La mitad de la luz que incide en este tipo de espejo se refleja, mientras que la otra mitad se transmite).



un algoritmo es:

Pero algunos desarrolladores de exhibiciones no han entendido que la interacción mejora mejor el aprendizaje si involucra a los visitantes directamente en un fenómeno y con demasiada frecuencia han incorporado interactividad gratuita y, por lo tanto, inútil en nuevas exhibiciones. Considere cómo hace unos 20 años, los desarrolladores del Museo de Ciencias de Boston propusieron enseñar ecología de aves con la ayuda de una máquina de pinball, un objeto popular entre los niños. La idea era volver a pintar la superficie del juego para que las diferentes áreas representaran factores de supervivencia en la vida de un pájaro. Pero si bien un juego de pinball puede transmitir algunas lecciones sobre la mecánica y las trayectorias, no enseña intrínsecamente nada sobre las aves o cómo los científicos aprenden sobre las aves. Las nuevas etiquetas en la máquina habrían transmitido todo lo que la exhibición tenía que ofrecer sobre aves, diferenciándose poco de las exhibiciones de museo en vitrinas. Y claramente nadie iba a leer las etiquetas mientras intentaba evitar que las bolas se fueran por el agujero. Afortunadamente, los desarrolladores abandonaron la idea.

Un giro en los científicos visitantes

El Exploratorium ha seguido produciendo una exhibición tras otra que utiliza interacciones creativas para demostrar fenómenos científicos específicos de manera espectacular. Pero algunas exhibiciones que el museo ha desarrollado a lo largo del tiempo van más allá de este enfoque para arriesgar resultados abiertos. Considere, por ejemplo, una mesa con una fuente de luz central incrustada en un cilindro de metal que está equipado con ranuras. Adosados ​​a la mesa mediante cuerdas hay varios tipos de pequeños espejos y lentes con los que los visitantes pueden experimentar mientras la luz irradia a través de la mesa. Si bien tales exhibiciones pueden no parecer tan efectivas para enseñar lecciones específicas basadas en contenido, los desarrolladores en otros lugares han reconocido que estas actividades pueden estimular a los visitantes a llevar a cabo el proceso científico por sí mismos y, por lo tanto, pueden ser muy valiosas desde el punto de vista educativo. Inspirados, los desarrolladores han comenzado a impulsar aún más el diseño de tales exhibiciones abiertas.

El resultado ha sido exposiciones que se asemejan a laboratorios de trabajo, donde los visitantes pueden realizar sus propios proyectos de investigación breves y encontrar sus propias respuestas a las preguntas que ellos mismos plantean. La idea es que la ciencia no se trata solo, digamos, de los atributos físicos, químicos o biológicos del mundo que nos rodea, sino de un proceso para aprender sobre el mundo. Independientemente de la información científica que los visitantes puedan llevarse a casa, la lección más valiosa que puede transmitir una exhibición es ese proceso.

El primer museo en hacer una puñalada en toda regla en el enfoque de hacer su propia investigación fue Science North, que se inauguró en 1984 en Sudbury, Ontario. Ese museo, o, más propiamente en este caso, ese centro de ciencias, incluye áreas interactivas similares al espacio de trabajo de un científico. Allí, los visitantes pueden explorar varios temas con un cuerpo de científicos-profesores. La actividad de realizar investigación es lo que cuenta. En Science North's Swap Shop, por ejemplo, las personas pueden traer y examinar las pequeñas exhibiciones de objetos naturales de otros, como rocas, huesos de animales y conchas, utilizando aparatos como microscopios, herramientas, mapas y gráficos.

Este enfoque ha provocado un entusiasmo generalizado entre los desarrolladores de museos, y otros han comenzado a idear enfoques similares. Uno de los primeros en hacer un seguimiento fue J. Shipley Newlin, desarrollador en el Museo de Ciencias de Minnesota en St. Paul, cuya Galería de Experimentos se enfoca en bancos de experimentos donde de uno a tres visitantes pueden tener uso exclusivo de aparatos para elegir cuál de las muchas variables para controlar, idear sus propios experimentos y, por lo tanto, experimentar muchos resultados.

Una de las exhibiciones más exitosas es el Laboratorio de Electricidad, que permite a los visitantes explorar componentes eléctricos básicos como resistencias, bombillas, motores, capacitores, diodos e interruptores. Estos hacen clic juntos y se pueden unir a un cable de cobre para formar diferentes tipos de circuitos de bajo voltaje. (Los circuitos están protegidos para que no se produzcan daños. Y para proporcionar más seguridad contra los problemas, un miembro del personal se queda en la Galería de experimentos). En una exhibición interactiva más tradicional, algunos componentes pueden estar atornillados a una mesa, y los visitantes pueden cambiar un par de variables. Pero en el Laboratorio de Electricidad, los visitantes construyen los circuitos y deciden qué incluir.

Las evaluaciones han demostrado que los visitantes permanecen más tiempo en los bancos de experimentos que en las exhibiciones interactivas más tradicionales del museo, hasta 19 frente a 6 minutos. Pero la naturaleza abierta del modelo de banco de experimentos también crea algunos problemas. Con muchas opciones disponibles, algunos visitantes tienen dificultades para decidir qué hacer. Han dicho que necesitan mejores instrucciones. El Museo de Ciencias de Minnesota ha abordado esta preocupación agregando tarjetas de experimentos a los laboratorios que sugieren tareas con niveles de dificultad fáciles, moderados y desafiantes.

Otro centro que ha llevado las exhibiciones abiertas a un nuevo nivel es el Museo de Ciencia e Industria de Oregón de Portland, que en 1993 abrió Engineer It !, una exhibición que brinda a los visitantes experiencia de primera mano en el diseño, construcción y prueba de un objeto como un modelo. barco o avión. Los ingenieros en ciernes pueden seleccionar entre numerosas piezas en contenedores y consultar ejemplos de cómo encajan entre sí. Luego pueden atar sus aviones de papel en el túnel de viento para ver si volarán, modificar el diseño de los camiones modelo y probar cuánta resistencia encuentran mientras se mueven por una carretera, o construir edificios en una mesa que se sacude para ver si el diseño es a prueba de terremotos.

En este museo, los evaluadores han descubierto que la mayoría de los visitantes prestan relativamente poca atención a las instrucciones, diseñando por ensayo y error y aprendiendo mucho de otros visitantes del museo imitando sus diseños y haciendo mejoras a los objetos que quedan atrás. Al hacerlo, los visitantes se comportan como científicos, que de manera similar se basan en los resultados de los demás a través de contactos personales y artículos publicados.

Centros de actividades de Boston

El esfuerzo a mayor escala para desarrollar exhibiciones que se centren en las habilidades de pensamiento científico, una serie de seis centros de actividades, está en marcha en el Museo de Ciencias de Boston, la institución donde trabajo. El pasado mes de marzo inauguramos el centro de actividades Investigate! Una exhibición para ver por ti mismo. Este centro se enfoca en las habilidades asociadas con la realización de un experimento: hacer preguntas, formular hipótesis, planificar y llevar a cabo un procedimiento, recolectar datos, analizar evidencia y sacar conclusiones. En la entrada, los visitantes encuentran una escultura de una niña sobre una pila de muebles de dormitorio, justo cuando está a punto de dejar caer una pelota de béisbol y una pelota de golf para ver cuál golpeará el suelo primero. Esta evocación del experimento apócrifo de la Torre de Pisa de Galileo simboliza la exposición: la realización de experimentos por cuenta propia.

Detrás de la escultura hay una pared de preguntas y una sala dedicada al primer paso para realizar un experimento: hacer una pregunta que pueda responderse. Esta sala, destinada a fomentar la reflexión, contiene objetos intrigantes identificados con preguntas en lugar de respuestas: ¿De qué está hecha? ¿Para qué lo podrías usar? ¿De dónde vino? ¿Estuvo alguna vez vivo? Los visitantes pueden agregar sus propias preguntas a la pared o sus pensamientos sobre los objetos escribiéndolos en tarjetas y colgándolos para que otros los vean.

Desde esa sala central, los visitantes pueden dirigirse en diferentes direcciones. Aquellos que giran a la derecha entran en una habitación muy iluminada con varias estaciones experimentales. Usando una sonda de temperatura de alambre conectada por un cable a una computadora con una pantalla colorida, los investigadores pueden medir la temperatura de varios artículos mientras consideran si, por ejemplo, la espuma de poliestireno mantiene una bebida más caliente que un vaso de papel, y qué tan rápido se encienden los ventiladores. una taza caliente enfríelo. Los visitantes también pueden idear experimentos que involucren la temperatura de su piel, como uno para determinar si la mano de una persona está más caliente que la de otra. Las tarjetas de desafío ofrecen algunas ideas iniciales para preguntas de investigación, pero la exhibición se vuelve realmente exitosa cuando los usuarios comienzan a buscar consultas que los desarrolladores no consideraron.

gafas que permiten ver a los daltónicos

Poco después de que abrimos la exhibición, notamos una serie de consultas de este tipo en Drop Stop, que permite a los visitantes recrear el experimento de Galileo. Ponen todo tipo de objetos en dos cubos de metal y presionan un botón para transportarlos a 12 pies en el aire. Al presionar otro botón, los cubos se abren y dejan caer su contenido al mismo tiempo. Una fila de sensores conectados a una computadora rastrea los objetos que caen e indica su ubicación en diferentes puntos en el tiempo.

Lo que no esperábamos que generara tanto interés es un mecanismo de bloqueo de seguridad que evita que cada balde que regresa hiera accidentalmente a alguien. Los visitantes que se apresuran a abrir la puerta de plástico transparente antes de que el balde vuelva a la parte inferior descubren que se detiene donde está y reanuda su movimiento descendente solo cuando la puerta se vuelve a cerrar. Este descubrimiento ha provocado una serie de actividades relacionadas con el enclavamiento: los visitantes investigan qué tan rápido funciona, si pueden vencerlo y dónde está el contacto eléctrico que hace que funcione el aparato.

Las dos áreas más elaboradas del centro de actividades, y en las que los visitantes pasan más tiempo, son el taller de autos solares y el Midden Mystery. La actividad principal del taller es similar a parte de la exhibición Engineer It! Del museo de Oregon. Los visitantes ensamblan modelos de autos solares en un banco de trabajo largo con espacio para que muchas personas trabajen a la vez. Pueden experimentar con ruedas de tres tamaños. Pueden ajustar la tensión en la polea de goma que conecta el motor eléctrico de energía solar al eje de transmisión. Pueden mover el motor y hacer un vehículo de tracción delantera o trasera. Y al dar la vuelta a sus vehículos en un banco con luces integradas, para activar las células solares, pueden comprobar en cualquier momento cómo giran las ruedas. Los visitantes también pueden llevar sus autos a una pista de prueba donde los controles de luces variables y los temporizadores automáticos y manuales permiten que todo un grupo participe en una prueba de funcionamiento. Para las personas interesadas, las tarjetas de desafío sugieren actividades más allá de cómo hacer que los autos simplemente funcionen o vayan lo más rápido posible. Por ejemplo, una idea que se ofrece es averiguar cómo ejecutar el recorrido en exactamente 12 segundos, lo que generalmente significa reducir la velocidad del vehículo.

Midden Mystery se centra en sacar conclusiones. Un basurero es un basurero arqueológico. El nuestro, por supuesto, está simulado; se parece a una gran caja de arena llena de cáscaras de nueces trituradas. (No se adhieren a la piel y la ropa como lo hace la arena). Preguntas como ¿Qué hicieron aquí los habitantes de este sitio? se colocan cerca. A medida que los visitantes limpian la arena, encuentran en ella conchas, huesos de animales, puntas de flecha y otras herramientas de piedra. También descubren algunos objetos de fundición de fibra, como el esqueleto de un animal, incrustados en capas más duras debajo.

Cerca del sitio de excavación hay bancos de trabajo para medir, registrar, empaquetar y publicar información sobre los hallazgos. Los visitantes pueden especular sobre para qué se han utilizado los objetos y pueden llevarlos a mesas con colecciones de referencia de conchas de moluscos, huesos de pequeños mamíferos y varias herramientas de piedra, y pueden comparar sus ideas con las opiniones de los expertos que se han dejado al responder. máquinas en dos escritorios de curadores. Finalmente, los visitantes pueden publicar sus teorías utilizando una terminal de computadora equipada con una cámara de video en miniatura y un micrófono, y pueden conocer los resultados y conclusiones de otros visitantes del museo.

¿Cuánto tiempo puedes congelar tus huevos?

¡Hemos incorporado deliberadamente muchos de estos mecanismos de denuncia en Investigate! Queremos que los visitantes puedan dejar atrás sus preguntas, especulaciones, observaciones, mediciones y conclusiones para que otros aprendan. La idea en ese centro de actividades es complementar la voz educativa del museo para ilustrar la idea de que la verdad científica no está determinada por la autoridad sino por la evidencia. Descubrimos que solo una pequeña fracción de los visitantes registran conclusiones detalladas, pero casi todos contribuyen con respuestas a preguntas limitadas planteadas en terminales de computadora a lo largo de la exhibición. Estas respuestas pasan a formar parte de bases de datos en crecimiento. También estamos aprendiendo que los extraños con frecuencia hablan entre sí sobre asuntos mucho más detallados que ¿Qué hace esto? Preguntas como ¿Cómo lograste que sucediera esto? aumentar.

Las actividades en Investigate! constituyen en realidad el segundo centro de actividades del museo de Boston. El primer centro fue mucho más simple y representó nuestra incursión inicial en el nuevo enfoque. Las actividades del Observatorio, que tienden a ser menos complejas, están diseñadas para animar a los visitantes del museo a tomar conciencia de sus habilidades de observación. En un área, un visitante puede operar una cámara remota dirigida a un terrario para observar de cerca, digamos, el ojo de un lagarto o una cucaracha gigante de Madagascar. Otra actividad está diseñada para que dos personas jueguen emitiendo y detectando sonidos de cualquiera de los 12 altavoces aéreos. Ahora estamos elaborando planos para los otros cuatro centros de actividades.

Otros museos de ciencia se están moviendo en una dirección similar. ¡Cuando investigue! inaugurado este año, el personal de otros 21 centros de ciencias asistió a un taller para examinar esa exhibición y la forma en que fue desarrollada; muchos ya estaban haciendo planes similares.

Mecenas del arte

El proceso científico está en el centro del último esfuerzo de EE. UU. Para reformar la enseñanza de la ciencia desde el jardín de infantes hasta el grado 12. Un informe fundamental de 1989 publicado por el Educational Testing Service reveló que los estudiantes de EE. UU. Estaban rezagados con respecto a otros estudiantes no en su conocimiento de los hechos científicos, sino en en la aplicación de habilidades de pensamiento para resolver problemas. Un mes después, Science for All Americans, un informe basado en un estudio de tres años de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia, pidió cambios masivos en la forma en que se enseña la ciencia para enfatizar la exploración de preguntas y el pensamiento crítico sobre el aprendizaje de respuestas. . Claramente, los museos de ciencia tienen un papel fundamental que desempeñar para complementar lo que los estudiantes aprenden en la escuela.

Por lo tanto, la National Science Foundation, que ha financiado actividades en todo Estados Unidos destinadas a mejorar la educación científica, ha apoyado el crecimiento de exhibiciones de museos innovadoras: el programa de subvenciones de Educación Científica Informal (ISE) de la NSF se ha convertido en una fuente importante de financiación para tales exhibiciones. El programa no solo permite a instituciones específicas crear nuevas ofertas, sino que también anima a los desarrolladores a comunicarse con otros educadores. Para asegurarse de que otros aprendan sobre lo que tiene éxito y lo que falla, NSF requiere evaluaciones y difusión de información sobre los programas de los museos.

Recientemente se han propuesto recortes para ISE, incluido un recorte del 30 por ciento para el año fiscal federal de 1997. Afortunadamente, el reconocimiento entre los miembros del Congreso del valor de la educación informal llevó al Comité de Asignaciones del Senado a restaurar los fondos durante el proceso de revisión del presupuesto de 1997.

En tal clima, sin embargo, los centros de ciencias claramente no pueden depender solo de esta fuente de financiamiento para avanzar en sus nuevas metas educativas. El sector privado también necesita apoyar ampliamente el desarrollo de exhibiciones innovadoras. Lamentablemente, la realidad económica ha provocado que las contribuciones filantrópicas corporativas de las empresas estadounidenses disminuyan en los últimos años. Los departamentos de marketing de las empresas, interesados ​​en adjuntar nombres corporativos y, a veces, logotipos a los proyectos, están reemplazando en parte la forma anterior de soporte. Pero es menos probable que estas ramas inviertan en proyectos experimentales y, por tanto, riesgosos.

Con solo unos pocos museos que han creado actividades que enfatizan el proceso de la ciencia, los desarrolladores solo han comenzado a arañar la superficie de este concepto poderoso y potencialmente influyente para una educación informal efectiva y agradable. Para ayudar a desarrollar estos enfoques, todos aquellos interesados ​​en la educación científica deben dar un paso adelante y hacer su parte.

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