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La biología marina es una rama de la biología que se enfoca en el estudio de los organismos, ecosistemas y procesos biológicos que se encuentran en los océanos y otros cuerpos de agua salada. Esta disciplina se encarga de investigar la diversidad de la vida marina, su ecología, comportamiento, adaptaciones y su interacción con el medio ambiente marino. Los biólogos marinos estudian desde microorganismos hasta grandes mamíferos marinos, contribuyendo al conocimiento de los océanos y a la conservación de los ecosistemas marinos.

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Annual Review

Recursos: Revistas y material multimedia

Áreas: Ciencias biomédicas,de la vida, físicas y sociales.

Idiomas de contenido: Español e Inglés.

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Aqualine (ProQuest)

Recursos: Documentación comercial, técnica y científica

Áreas: Recursos hidráulicos y la gestión de suministros, la legislación hidráulica, etc.

Idiomas de contenido:  Inglés.

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Scopus

Recursos: Revistas y material multimedia

Áreas: Multidisciplinaria

Idiomas de contenido: Inglés.

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Autores: Chris Woolston
International weekly journal of science
ISSN 0028-0836
Vol. 528
Nº 7581
2015
págs. 295-297

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Considering the use of null hypothesis in marine biology scientific research

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Considering the use of null hypothesis in marine biology scientific research

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Autor: Instituto Politécnico Nacional
Localización: Journal of philosophy of life sciences
ISSN 1133-5165
Vol. 29
Nº. 55, 2021.
págs. 13-21

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Capacidad antioxidante y mecanismo de acción de pigmentos en organismos marinos

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Capacidad antioxidante y mecanismo de acción de pigmentos en organismos marinos

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Autores: Josafat Marina Ezquerra-Brauer y Jesús Enrique Chan-Higuera
Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología
2020
págs. 1-9

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Recepción: 02 Diciembre 2020

Aprobación: 26 Enero 2021

DOI: https://doi.org/10.29059/cienciauat.v15i2.1501

Financiamiento

Fuente: Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología

Resumen: Los organismos marinos poseen maravillosos colores que los hacen muy atractivos. Las características únicas de los compuestos sintetizados por especies de origen marino van más allá de su apariencia. Los pigmentos responsables de esos colores son capaces también de generar diversas actividades biológicas, como la capacidad antioxidante, la cual puede ocurrir a través de diversos mecanismos. Esto ha propiciado un aumento de su investigación, debido a su amplia aplicación en la biotecnología, farmacéutica, cosmética y alimentación de organismos vivos, expandiendo los estudios tanto in vitro como en ensayos in vivo. El objetivo de este trabajo fue compilar y describir diversos estudios recientes, enfocados en demostrar y elucidar los mecanismos de acción de los diferentes compuestos bioquímicos con actividad antioxidante, provenientes de algunos organismos marinos. Para ello, se utilizaron las bases de datos Scopus®, Web of Science™ y Microsoft Academic. Los pigmentos provenientes de organismos marinos representan una alternativa promisoria frente a los antioxidantes y aditivos sintéticos utilizados en la actualidad. El establecimiento y comprensión de los mecanismos de acción de los componentes pigmentados bioactivos, aislados de los organismos marinos, permitirá determinar con mayor precisión su posible aplicación en la industria.

Palabras clave: actividad biológica, antioxidante, compuestos naturales, organismos marinos.

Abstract: Marine organisms have wonderful colors that make them very attractive. The unique characteristics of the compounds synthesized by species of marine origin go beyond their appearance. The pigments responsible for these colors are also capable of exerting biological activities, including the antioxidant capacity, which can be performed by different mechanisms. This has led to an increase in research attention due to their potential application in the pharmaceutical, cosmetics and food industries, and has expanded from in vitro studies to in vivo tests. The objective of this review is to compile and describe the studies aimed at establishing and elucidating the mechanisms of action of different biochemical compounds with antioxidant activities from marine species. In order to achieve that objective, the Scopus®, Web of Science™ and Microsoft Academic databases were used. Marine pigments represent a promising alternative to the antioxidants and synthetic additives used today. By establishing and understanding the mechanisms of action of the bioactive pigmented compounds isolated from marine organisms, it is possible to determine with greater precision their possible application in the industry.

Keywords: biological activity, antioxidant, natural compounds, marine organisms.

Introducción

Los pigmentos en los organismos vivos cumplen diferentes funciones, entre ellas, como mecanismos de defensa para asegurar su desarrollo, supervivencia y procreación ( Shamim y col., 2014). En los sistemas marinos algunos organismos, además de la pigmentación, poseen la capacidad de producir corazas o caparazones duros, otros son capaces de nadar, volar o correr a velocidades tales que logran escapar de posibles depredadores. Sin embargo, hay otros que su único sistema de protección son los cambios de color, como es el caso de los calamares ( Ezquerra y Aubourg, 2019). Los cambios de coloración les permiten cambiar su apariencia y mimetizarse con el medio en el que habitan, mediante la síntesis acelerada de pigmentos o la modulación de células especializadas (cromatóforos) en la superficie de la piel ( Chan-Higuera, 2019b). Muchas veces, la actividad de estos pigmentos va más allá del simple cambio de la coloración del organismo para mimetizarse con el entorno. La pigmentación en los organismos también sirve para alertar a los demás organismos de que son tóxicos (aposematismo).

Por otro lado, los organismos productores primarios de la cadena trófica se caracterizan por utilizar pigmentos para lograr captar y aprovechar la luz proveniente del sol, como fuente de energía. Plantas, algas y algunas bacterias son capaces, a través de pigmentos fotosintéticos, de realizar los procesos metabólicos necesarios para realizar esta función vital. De igual manera, la funcionalidad de dichos compuestos también ha sido vinculada a actividades biológicas, útiles en la supervivencia de los organismos marinos ( Hsu y col., 2013).

Los pigmentos de los organismos marinos han sido de especial interés desde hace algunas décadas, debido a sus estructuras particulares y la potente actividad antioxidante que les confieren.

El objetivo de este trabajo fue compilar y describir estudios que muestran los mecanismos de acción de diferentes pigmentos con actividad antioxidante, provenientes de algunos organismos marinos. En la compilación de la información se utilizaron las bases de datos Scopus®, Web of Science™ y Microsoft Academic, buscando fuentes de reciente publicación (preferentemente de 10 años o menos de antigüedad), en referencias redactas en inglés, las cuales estuviesen relacionadas con la elucidación de actividad antioxidante de pigmentos de organismos marinos.

Azafilonas

Las azafilonas son pigmentos que pertenecen a la categoría de los policétidos. Estos compuestos se caracterizan por tener en su estructura grupos carbonilo (-CO-) y metileno (-CH ₂-) alternados ( Miyanga, 2017).

Las azafilonas han sido aisladas e identificadas principalmente a partir de hongos, de una gama diversa de especies del género Monascus, un hongo terrestre, cuya especie M. purpureus se caracteriza por su apariencia rojiza; sus propiedades como colorante y conservador se aprovechan desde la antigüedad ( Wu y col., 2018). Así mismo, las azafilonas bioactivas han sido encontradas en hongos saprófitos de zonas acuáticas (Pleosporales sp.), hongos acuáticos como Penicillium sclerotiorum, Chaetomium sp., Peyronellaea glomerata, así como algunas esponjas marinas. Sin embargo, en el caso de estos últimos organismos, la evidencia sugiere que la presencia de azafilonas es derivada de la interacción simbiótica con hongos productores de pigmentos derivados de azafilonas ( Jia y col., 2019).

Las azafilonas, en su estructura cuentan con un núcleo de 2 anillos de piranoquinona altamente oxigenado, conocido como isocromo, así como un centro de carbono cuaternario. Estos pigmentos tienen como característica la capacidad de volverse de color rojo, en presencia de aminas primarias, cuando un átomo de nitrógeno sustituye al oxígeno del anillo de pirano. La saturación de los anillos del cromóforo policético también ocasiona un cambio en la coloración: la presencia de un doble enlace genera colores naranjas, y en ausencia, la apariencia es amarilla ( Chen y col., 2017). El precursor y las principales azafilonas identificadas en organismos marinos se muestran en la Tabla 1.

El efecto antioxidante de siete azafilonas y derivados de ellas ha sido establecido por varios grupos de investigación. Así, se tiene que los extractos metanólicos obtenidos a partir del hongo Monascus sp. demostraron tener actividad como antioxidante primario y secundario, logrando inhibir radicales sintéticos y retardando la peroxidación de los ácidos grasos presentes en las muestras. Las azafilonas presentaron comportamientos similares a compuestos antioxidantes sintéticos, en cuanto la capacidad de inhibir los radicales 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH), 2,2'-azino-bis (3-etilbenzotiazolin-6-ácido sulfónico) (ABTS⁺) y iones superóxido ( Yang y col., 2006). Se ha estudiado la utilización de azafilonas y sus derivados como posibles compuestos con potencial efecto protector durante a la disminución de oxígeno (hipoxia) ( Li y col., 2018).

La actividad biológica de las azafilonas es dependiente de la estructura química. El potencial antioxidante se atribuye principalmente a dos mecanismos diferentes: la reacción directa entre radicales y los grupos hidroxilo unidos a anillos aromáticos, y la transformación de la molécula en piridonas ( Chen y col., 2020). Varios autores reconocen como un paso clave, en la expresión de la actividad biológica de las azafilonas, la producción de compuestos derivados de la 4-piridona. Esta molécula (junto a su tautómero, el piridin-4-ol) se caracterizan por actuar como potentes antioxidantes, dada la reactividad de los grupos vinilo. Si bien, el mecanismo de transformación aún no está del todo esclarecido, se ha demostrado la relación estructura-función de las piridonas obtenidas a partir de las azafilonas ( Gao y col., 2013). Los estudios descritos demuestran cómo las azafilonas y sus derivados son capaces de ejercer un efecto antioxidante desde la perspectiva farmacológica, así como en la conservación de alimentos.

Carotenoides

Los carotenoides son pigmentos producidos por organismos fotosintéticos, así como algunas especies de bacterias, hongos y levaduras. A pesar de que ciertos animales marinos son asociados a coloraciones naranjas intensas en sus músculos (salmónidos) o en sus exoesqueletos (crustáceos), dichos organismos son incapaces de sintetizar carotenoides: estos pigmentos son ingeridos en la dieta (obtenidos de organismos productores en la cadena trófica) y almacenados para su posterior utilización. Se dividen en xantofilas (conteniendo átomos de oxígeno) y carotenos (sin oxígeno en sus estructuras) ( Maoka, 2011; Sy y col., 2015).

Los carotenoides son compuestos liposolubles, caracterizados por cadenas insaturadas de aproximadamente 40 carbonos, los cuales se distinguen por la presencia de anillos en los carbonos ubicados en los extremos. Generalmente, los carotenoides obedecen a la clasificación de tetraterpenoides, que contienen dobles enlaces conjugados. Estas características estructurales les confieren atributos que hacen a los carotenoides pigmentos versátiles en funcionalidad y aplicación ( Sy y col., 2015).

Los principales carotenoides de origen marino con actividad antioxidante reconocida en modelos in vitro e in vivo son, b-caroteno, fucoxantina, astaxantina y la cantaxantina. La fucoxantina es un carotenoide encontrado en las algas marinas cafés. Se trata de una molécula de 42 carbonos, con 2 anillos en los carbonos extremos de la cadena hidrocarbonada central. La presencia de un grupo epóxido y de un grupo carbonilo conjugado, en una cadena de polieno, confiere a la fucoxantina la capacidad de interactuar con los radicales libres, previniendo el daño que estos podrían desencadenar ( Figura 1).

La fucoxantina obtenida de tres diferentes algas cafés (Fucus serratus, Fucus vesiculosus y Laminaria digitata) fue evaluada en función su actividad antioxidante por Sathasivam y Ki, 2018. Estos autores determinaron la actividad de inhibición del radical DPPH y la actividad quelante del ion hierro Fe ²⁺. Si bien la fucoxantina tenía una actividad inhibitoria de DPPH menor que la del butilhidroxitolueno (BHT), demostró una actividad similar a la del ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) en la actividad quelante del hierro. La actividad antioxidante de la fucoxantina también se ha demostrado en modelos alimentarios. En la emulsión de agua y aceite de pescado al 5 %, en presencia de hierro como inductor de oxidación, la fucoxantina mostró una mayor actividad antioxidante en comparación con el BHT, con niveles bajos de productos volátiles y reducción de la pérdida de tocoferol como medida de la oxidación.

También se ha evaluado la actividad antioxidante de la fucoxantina obtenida de la microalga Phaeodactylum tricornutum, por los métodos de inhibición de DPPH, peróxido de hidrógeno y eliminación del radical superóxido. Se encontró que la fucoxantina era más potente como antioxidante que el ácido ascórbico, butilhidroxianisol y tocoferol ( Kawee-ai y col., 2013).

Entre los carotenoides de origen marino más representativos y de los que se reconoce una gran variedad de actividad biológica, destaca la astaxantina. Estructuralmente hablando, es una molécula que se compone de áreas polares (anillos localizados en los extremos) y áreas apolares (cadena de carbonos con enlaces insaturados) ( Figura 1). La actividad antioxidante de la astaxantina se debe a la combinación de estas dos áreas, las cuales permiten una interacción con los radicales y una capacidad de remover electrones de alta energía ( Dose y col., 2016). Otra característica remarcable es la capacidad de mantener su estructura química, aún si ya participó en reacciones redox con radicales libres. Se reconoce a la astaxantina como un potente antioxidante, de hasta 10 veces mayor actividad, en comparación con otros carotenoides ( Gammone y col., 2015).

El potencial de inhibición de radicales se ha logrado establecer con el DPPH, ABTS⁺ y ensayos de extinción de oxígeno singlete ( ¹O ₂). El cual está vinculado con la generación de especies reactivas y radicales libres, así como con reacciones de oxidación celular y la prevención de blanqueo del betacaroteno. Chintong y col. (2019) realizaron la comparación de la actividad antioxidante de luteína, astaxantina, zeaxantina, acetato de tocoferol y ácido ascórbico y establecieron la dosis requerida contra el peróxido de hidrógeno y el radical superóxido de la astaxantina, luteína y zeaxantina, confirmando así la fuerte actividad antioxidante de las xantofilas (carotenoides con uno o más átomos de oxígeno en su estructura). Desde la perspectiva de actividad antioxidante y su posible efecto en la salud humana, se han medido los efectos protectores de la zeaxantina, astaxantina y luteína contra las células del neuroblastoma humano, contra el daño del ácido desoxirribonucleico (ADN) causado por especies de nitrógeno reactivo ( Santocono y col., 2007).

La cantaxantina es un carotenoide del orden de las xantofilas, la cual es un intermediario en la síntesis de astaxantina. Es sintetizada por especies de algas, tales como Dactylococcus dissociatus, Haematococcus pluvialis y Chlorella zofungiensis, por mencionar algunas. En la actualidad, este pigmento se utiliza como aditivo y como suplemente alimentario, dada la evidencia que demuestra su actividad antioxidante ( Venugopalan y col., 2013). La isomerización geométrica se sugiere como un factor que impacta sobre la actividad captadora de radicales libres de la cantaxantina. Se ha demostrado que la 9-Z-cantaxantina es más eficaz que la E-cantaxantina total para inhibir a los radicales superóxido ( Figura 1).

Además, la cantaxantina es un potente antioxidante lipofílico, que logra inhibir y "neutralizar" el oxígeno singlete, capaz de eliminar las especies reactivas de oxígeno; sin embargo, es ineficaz para inhibir los radicales libres del anión peroxinitrito (ONOO-) ( Chang y col., 2013). Las xantofilas, en particular la astaxantina y la cantaxantina poseen una mayor capacidad antioxidante y para eliminar radicales libres que otros carotenoides, como el licopeno y el betacaroteno. Estas capacidades se atribuyen al grupo ceto, en conjugación con el esqueleto de polieno, al cual se considera que estabiliza los radicales centrados en carbono de manera más efectiva que el esqueleto de polieno por sí solo ( Sy y col., 2015).

La capacidad antioxidante de la cantaxantina se ha determinado tanto en análisis in vitro como en estudios in vivo, mediante el empleo de cultivos celulares. La suplementación con cantaxantina resultó ser capaz de provocar efectos moduladores sobre la peroxidación de lípidos y las actividades de las enzimas antioxidantes, en ratas que recibieron una dieta alta en grasa y colesterol. Estos hallazgos sugieren que la cantaxantina alteró el equilibrio prooxidativo/antioxidante y redujo el estrés oxidativo inducido por el colesterol, al modular los mecanismos de defensa antioxidantes endógenos ( Shih y col., 2008).

Clorofilas

Las clorofilas son un grupo de pigmentos sintetizados por organismos productores en la cadena trófica (plantas y algas). Su principal función es permitir la utilización de la energía proveniente de la luz solar, para llevar a cabo procesos metabólicos donde se requiere gasto energético. Las clorofilas se dividen en función de su estructura química y la variación de sus sustituyentes, siendo las más comunes la clorofila a y la b, pero existen también la clorofila c1, c2, d y f. De manera general, se caracterizan por la presencia de un quinto anillo más allá de los cuatro anillos pirrol. La mayoría de las clorofilas se clasifican como clorinas, que son compuestos reducidos de las porfirinas. Tienen un átomo de magnesio unido al centro de los anillos aromáticos. El anillo de clorina puede tener varias cadenas laterales, que generalmente incluyen una cadena larga de fitol, un alcohol diterpénico acíclico ( Nagini y col., 2015). Para ejemplificar lo anteriormente descrito, se muestra la Figura 2.

La capacidad antioxidante de la familia de clorofilas a es significativamente mayor que la de la familia b; a su vez, los derivados libres de metales (solamente los esqueletos carbonados) exhiben una menor actividad antirradical que los metalo-derivados ( Hsu y col., 2013). El mecanismo antirradical propuesto de estos pigmentos de clorofila está basado en dos arreglos estructurales: el radical catión p en la estructura de la porfirina y la presencia de iones metálicos quelados. El primero contribuye a la donación eficaz de electrones para romper la reacción en cadena y el segundo acentúa esta capacidad mediante la concentración de la densidad de electrones hacia el metal delimitado central y contra las cadenas hidrocarbonadas de la porfirina ( Başkan y col., 2013).

La capacidad antioxidante de las clorofilas puede ser explicada desde dos mecanismos distintos: debido a la interrupción de la reacción en cadena de la peroxidación, por la interacción directa con radicales oxigenados (peroxi, alcoxi), y por otro lado, la posible descomposición de los hidroperóxidos. Experimentalmente, se probó la última teoría utilizando hidroperóxidos del ácido linoleico, en combinación con clorofila y feofitina ( Rigane y col., 2013). Ninguno de los dos compuestos fue capaz de descomponer los hidroperóxidos, demostrando que el efecto antioxidante debe estar mediado por la interacción con los radicales. Utilizando el radical DPPH, se encontró que la clorofila tiene la capacidad de donar átomos de hidrógeno, como su método de actividad antirradical. La evidencia demostró que la clorofila a fue capaz de neutralizar al DPPH, pero no de detener la oxidación mediada por radicales peroxilo. Estos hallazgos demuestran que la clorofila a, así como la feofitina, actúan como antioxidantes en etapas iniciales de la peroxidación ( Fernandes y col., 2017).

La capacidad de actuar como agente antioxidante, evaluada a través del método de DPPH, se incrementó a medida que se encontraban en el medio una mayor cantidad de microalgas. En otro estudio, se observó que la fracción de clorofila obtenida de la Phormidium autumnale resultó ser 200 veces más potente que el a-tocoferol para captar los radicales peroxilo ( Hsu y col., 2013).

En las clorofilas, aunque son reconocidas como agentes antioxidantes, también existe evidencia que establece su efecto prooxidante en aceites, a través del mecanismo de la formación del oxígeno singlete. El rol dual de las clorofilas depende, en gran parte, de la presencia de luz, dada la función original de la clorofila de aprovechar la luz solar como fuente de energía ( Rigane y col., 2013).

Polihidroxinaftoquinonas

Los pigmentos del grupo de las polihidroxinaftoquinonas (PHNQ) son compuestos encontrados en diversas especies marinas, principalmente erizos de mar. Se les suele dividir en equinocromos y espinocromos, siendo los primeros aislados de órganos internos y los últimos son encontrados en las espinas y conchas de los erizos de mar ( Hou y col., 2020a). Los espinocromos son derivados polihidroxilados de la 5-hidroxi-1,4-naftoquinona (conocida también como juglona) o de la 5,8-dihidroxi-1,4-naftoquinona (naftazarina). Estas moléculas están sustituidas con varios grupos funcionales, como metoxilo, etilo, acetil y amino ( Hou y col., 2020a). La estructura de los principales PHNQ, encontrados en especies marinas, se muestra en la Figura 3.

Las estructuras de los PHNQ (con varios grupos OH unidos a anillos aromáticos) pueden actuar como captadores de radicales, la cual es la actividad más abundante reportada para los pigmentos de erizos de mar ( Hou y col., 2020b). Un punto por resaltar es que, si bien, estos pigmentos están conformados por compuestos altamente hidroxilados, no todos los grupos OH de estas moléculas actúan como donantes de hidrógeno para eliminar los radicales libres. Así, se ha establecido que, la actividad captadora de radicales de los PHNQ depende, además del número, de la posición de los grupos hidroxilo ( Lebedev y col., 2005). En el caso de los pigmentos diméricos, pueden donar 4, 5 y 6 protones, exhibiendo así una mayor capacidad antioxidante, en comparación de los monómeros ( Valery y col., 2015).

Soleimani y col. (2016) reportaron que los extractos de pigmentos extraídos de los órganos internos del erizo de mar Echinometra mathaei poseían capacidad reductora del ion férrico (FRAP) y de eliminar radicales libres (DPPH), y que su efecto era dependiente de la concentración utilizada en los ensayos. Polonik y col. (2018) establecieron que un radical DPPH elimina un átomo de hidrógeno del grupo hidroxilo de PHNQ, para convertirse en una estructura diamagnética estable. Al obtener dos átomos de hidrógeno secuencialmente, PHNQ se convierte en naftosemiquinona como producto medio y naftotetracetona como producto de reacción final.

Con respecto a la contribución de los grupos hidroxilo, sobre la actividad antioxidante de los PHNQ, se evaluó la capacidad antioxidante de la 2-metil-1,4-naftoquinona (carente de grupos hidroxilo en la molécula) contra la peroxidación lipídica microsomal, en presencia de NADPH. Los resultados reportados sugieren que no solo los grupos hidroxilo, sino también otros factores, podrían estar involucrados en la actividad antioxidante de los pigmentos de naftoquinona del exoesqueleto de erizo de mar ( Zhou y col., 2011). Si bien, algunos grupos hidroxilo fenólicos presentes en los pigmentos, así, como, en otros polifenoles antioxidantes, deben jugar un papel importante en las propiedades antioxidantes observadas en este estudio; la sustitución de grupos hidroxilo por metoxilos en la molécula de naftoquinona provoca un cambio en la actividad antioxidante. Recientemente se ha demostrado que los PHNQ aminados son más potentes antioxidantes que sus análogos hidroxilados ( Li y col., 2013).

Omocromos

Los omocromos son pigmentos sintetizados por invertebrados, como crustáceos insectos y cefalópodos ( Shamim y col., 2014). Su estructura química es parte del grupo tricíclico de compuestos y tiende a solubilizarse en ácidos y álcalis ( Figura 4). La síntesis de omocromos proviene del triptófano, el cual se considera tóxico en altas concentraciones, y está relacionada con proceso de eliminación. Este aminoácido se me-taboliza a través de la vía metabólica de la quinurenina y la 3-hidroxiquinurenina hasta ser transformado en omocromos ( Shamim y col., 2014; Dontsov y col., 2020a).

Debido a su naturaleza, los omocromos son pigmentos fotoprotectores. Los tejidos más afectados por la luz son los dérmicos y los oculares, principalmente porque la peroxidación lipídica ocurre con mayor frecuencia en las células sensibles a la radiación. Los omocromos pueden actuar como antioxidantes y el mecanismo antioxidante que pueden llevar a cabo sigue una de las siguientes alternativas: unir metales y ejercer actividad quelante, y pueden actuar como antioxidantes primarios al eliminar los radicales, como los aniones superóxido y el oxígeno singlete ( Dontsov y col., 2020b).

La actividad antioxidante de los omocromos contra la oxidación de la cardiolipina ha sido demostrada. Utilizando extractos de pigmentos visuales, específicamente ominas (omocromos de alto peso molecular), se evaluó su efecto sobre la oxidación mediada por hierro de la cardiolipina, en el crustáceo Mysis relicta. El mecanismo está relacionado con el efecto quelante de los omocromos contra la oxidación mediada por hierro, porque su forma ferrosa es un conocido estimulador de la peroxidación lipídica ( Dontsov y col., 1999). Para observar y determinar los factores que impactan en la síntesis de omocromos, se compararon las poblaciones de crustáceos de mar y lago (Mysis relicta) en función de su estado oxidativo. La formación de sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico (TBARS, por sus siglas en inglés: Thiobarbituric acid Reactive Substances) fue inversamente proporcional a la concentración de ominas. Los crustáceos de mar tenían una mayor concentración de omocromos, consistente con su mayor resistencia a la luz brillante. Esta evidencia establece, además, la relación entre la producción de antioxidantes endógenos y la exposición a la luz ( Zak y col., 2013).

Los estudios realizados en la 3-hidroxiquinurenina indican que su papel puede ser dual (agente pro-oxidante, y a su vez, protector). Ramírez-Ortega y col. (2017) reportaron que esta molécula logró proteger los adipocitos contra la peroxidación lipídica y el daño celular inducido mediado por sulfato de cobre. La presencia de la 3-hidroxiquinurenina y el ácido 3-hidroxiantranílico causaron una disminución del 70 % de la oxidación del glutatión, en comparación con el grupo control. El mecanismo que sigue este precursor de omocromos es posiblemente a través de una interacción directa en las reacciones en cadena que generan los radicales libres.

A través de métodos de predicción computarizada, se estimó la actividad antioxidante de los omocromos. Se encontró que todos los omocromos evaluados eran donantes de electrones, aunque era factible llevarse a cabo solo con la quinurenina, la 3-hidroxiquinurenina y omatina D. Para el mecanismo de transferencia de átomos de hidrógeno, el mejor antioxidante se estimó sería la omatina D ( Romero y Martínez, 2015).

Con respecto a la aplicación de los omocromos, se ha logrado observar el efecto de los pigmentos de piel de calamar gigante (Dosidicus gigas) en la estabilidad y vida de anaquel de pescado fresco, donde se estableció cómo estos pigmentos, con actividad antioxidante, lograban prolongar la frescura de filetes de merluza y caballa ( Ezquerra-Brauer y col., 2017). También se ha mostrado su eficacia en la prevención de la oxidación de aceite de pescado, evaluada con los parámetros de dienos conjugados, peróxidos y TBARS ( Aubourg y col., 2016). De igual manera, estos extractos se incluyeron en la formulación de paté de atún, donde la adición de los mismos logró mantener la calidad y estabilidad oxidativa de las muestras donde fueron añadidos los omocromos de calamar gigante ( Chan-Higuera y col., 2019a). Para establecer la molécula responsable de la actividad antioxidante observada por los métodos de DPPH, ABTS y FRAP, se fraccionó y se caracterizaron químicamente los compuestos presentes en los pigmentos de piel de calamar gigante (Dosidicus gigas). A través de métodos espectrofotométricos, se logró identificar al omocromo xantomatina, una molécula del grupo de las omatinas ( Chan-Higuera y col., 2019b).

Los pigmentos, como azafilonas, carotenoides, clorofilas, polohidroxinaftoquinonas y omocromos, derivados de organismos marinos como erizos, calamares, algas marinas, bacterias y hongos, a pesar de tener diferentes mecanismos de acción, se les reconoce una potente actividad antioxidante ( Lebedev y col., 2005; Baskan y col., 2013; Chang y col., 2013; Chen y col., 2017; Chan-Higuera y col., 2019b). La aplicación e interpretación de esta información permitiría determinar con mayor precisión su posible aplicación en la industria, al sustituir a algunos de los antioxidantes sintéticos utilizados en la actualidad.

Conclusiones

En la búsqueda de nuevos métodos de supervivencia, los organismos marinos han desarrollado la capacidad de sintetizar compuestos que ayuden en mantener su existencia en ambientes hostiles. Actualmente, son estos mismos compuestos los que están siendo aprovechados, por sus actividades biológicas, como agentes terapéuticos frente a enfermedades asociadas al estrés oxidativo, así como representar alternativas de origen natural a los conservadores y aditivos alimentarios. Los pigmentos de organismos marinos representan opciones prometedoras en áreas como la farmacéutica, la alimentaria y la cosmética, principalmente por su actividad antioxidante. Las azafilonas, carotenoides, clorofilas, polihidroxinaftoquinonas y omocromos, descritos en esta revisión, poseen propiedades que van más allá de la actividad antioxidante y que trastocan la aplicación como agentes quimiopreventivos. En el futuro, las investigaciones podrían ser enfocadas hacia los mecanismos específicos de cada pigmento evaluado, desde la perspectiva particular de la aplicación que se está sugiriendo, ya sea como un fármaco, como un aditivo alimentario o un conservador.

Agradecimientos

Los autores quieren dar gracias al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) por el financiamiento y apoyo para la realización del presente, a través del proyecto 2174.

Referencias

Aubourg, S., Torres-Arreola, W., Trigo, M., and Ezquerra-Brauer, J. (2016). Partial characterization of jumbo squid skin pigment extract and its antioxidant potential in a marine oil system. European Journal of Lipid Science and Technology. 118(9): 1293-1304.

Başkan, K., Tütem, E., Özer, N., and Apak, R. (2013). Spectrophotometric and chromatographic assessment of contributions of carotenoids and chlorophylls to the total antioxidant capacities of plant foods. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 61(47): 11371-11381.

Chan-Higuera, J., Ezquerra-Brauer, J., Lipan, L., Cano-Lamadrid, M., Rizzitano, R., and Carbonell-Barrachina, A. (2019a). Evaluation of Dosidicus gigas skin extract as an antioxidant and preservative in tuna pâté. Foods. 8(12): 693.

Chan-Higuera, J., Santacruz-Ortega, H., Carbonell-Barrachina, A., Burgos-Hernández, A., Robles-Sánchez, R., Cruz-Ramírez, S., and Ezquerra-Brauer, J. (2019b). Xanthommatin is behind the antioxidant activity of the skin of Dosidicus gigas. Molecules. 24(19): 3420.

Chang, C., Chang, C., and Lai, G. (2013). Reactive oxygen species scavenging activities in a chemiluminescence model and neuroprotection in rat pheochromocytoma cells by astaxanthin, betacarotene, and canthaxanthin. The Kaohsiung Journal of Medical Sciences. 29(8): 412-21.

Chen, C., Tao, H., Chen, W., Yang, B., Zhou, X., Luo, X., and Liu, Y. (2020). Recent advances in the chemistry and biology of azaphilones. RSC Advances. 10(17): 10197-10220.

Chen, W., Chen, R., Liu, Q., He, Y., He, K., Ding, X., ..., and Chen, F. (2017). Orange, red, yellow: biosynthesis of azaphilone pigments in Monascus fungi. Chemical Science. 8(7): 4917-4925.

Chintong, S., Phatvej, W., Rerk-Am, U., Waiprib, Y., and Klaypadrit, W. (2019). In vitro antioxidant, antityrosinase, and cytotoxic activities of astaxanthin from shrimp waste. Antioxidants. 8(5): 128.

Dontsov, A., Fedorovich, I., Lindström, M., and Ostrovsky, M. (1999). Comparative study of spectral and antioxidant properties of pigments from the eyes of two Mysis relicta (Crustacea, Mysidacea) populations, with different light damage resistance. Journal of Comparative Physiology B. 169(3): 157-164.

Dontsov, A., Sakina, N. L., Yakovleva, M. A., Bastrakov, A. I., Bastrakova, I. G., Zagorinsky, A. A., ..., and Ostrovsky, M. A. (2020a). Ommochromes from the compound eyes of insects: physicochemical properties and antioxidant activity. Biochemistry (Moscow). 85(6): 668-678.

Dontsov, A., Ushakova, N., and Sadykova, V. (2020b). Ommochromes from Hermetia illucens: isolation and study of antioxidant characteristics and antimicrobial activity. Applied Biochemistry and Microbiology. 56(1): 91-95.

Dose, J., Matsugo, S., Yokokawa, H., Koshida, Y., Okazaki, S., Seidel, U., ..., and Esatbeyoglu, T. (2016). Free radical scavenging and cellular antioxidant properties of astaxanthin. International Journal of Molecular Sciences. 17(1): 103.

Ezquerra-Brauer, J. and Aubourg, S. (2019). Recent trends for the employment of jumbo squid (Dosidicus gigas) by-products as a source of bioactive compounds with nutritional, functional and preservative applications: a review. International Journal of Food Science and Technology. 54(4): 987-998.

Ezquerra-Brauer, J., Miranda, J., Chan-Higuera, J., Barros-Velázquez, J., and Aubourg, S. (2017). New icing media for quality enhancement of chilled hake (Merluccius merluccius) using a jumbo squid (Dosidicus gigas) skin extract. Journal of the Science of Food and Agriculture. 97(10): 3412-3419.

Fernandes, A. S., Nogara, G. P., Menezes, C. R., Cichoski, A. J., Mercadante, A. Z., Jacob-Lopes, E., and Zepka, L. Q. (2017). Identification of chlorophyll molecules with peroxyl radical scavenger capacity in microalgae Phormidium autumnale using ultrasound-assisted extraction. Food Research International. 99(3): 1036-1041.

Gammone, M., Riccioni, G., and D'Orazio, N. (2015). Marine carotenoids against oxidative stress: effects on human health. Marine Drugs. 13(10): 6226-6246.

Gao, J., Yang, S., and Qin, J. (2013). Azaphilonoids: chemistry and biology. Chemical Reviews. 113(7): 4755-811.

Hou, Y., Carne, A., McConnell, M., Bekhit, A., Mros, S., Amagase, K., and Bekhit, A. (2020a). In vitro antioxidant and antimicrobial activities, and in vivo anti-inflammatory activity of crude and fractionated PHNQs from sea urchin (Evechinus chloroticus). Food Chemistry. 316: 126339.

Hou, Y., Carne, A., McConnell, M., Mros, S., Bekhit, A., and Bekhit, A. (2020b). Macroporous resin extraction of PHNQs from Evechinus chloroticus sea urchin and their in vitro antioxidant, anti-bacterial and in silico anti-inflammatory activities. LWT - Food Science and Technology. 131: 109817.

Hsu, C., Chao, P., Hu, S., and Yang, C. (2013). The antioxidant and free radical scavenging activities of chlorophylls and pheophytins. Food and Nutrition Sciences. 4(8): 1-8.

Jia, Q., Du, Y., Wang, C., Wang, Y., Zhu, T., and Zhu, W. (2019). Azaphilones from the marine sponge-derived fungus Penicillium sclerotiorum. Marine Drugs. 17(5): 260.

Kawee-ai, A., Kuntiya, A., and Kim, S. M. (2013). Anticholinesterase and antioxidant activities of fucoxanthin purified from the microalga Phaeodactylum tricornutum. Natural Product Communications. 8(10): 1381-1386.

Lebedev, A., Ivanova, M., and Levitsky, D. (2005). Iron chelators and free radical scavengers in naturally occurring polyhydroxylated 1,4-Naphthoquinones. Hemoglobin. 32(1-2): 165-179.

Li, D., Zhou, D., Zhu, B., and Mao, L. (2013). Extraction, structural characterization and antioxidant activity of polyhydroxylated 1, 4-naphthoquinone pigments from spines of sea urchin Glyptocidaris crenularis and Strongylocentrotus intermedius. European Food Research and Technology. 237(3): 331-339.

Li, T., Liu, R., Wang, X., Luo, J., Luo, J., Kong, L., and Yang, M. (2018). Hypoxia-Protective Azaphilone Adducts from Peyronellaea glomerata. Journal of Natural Products. 81(5): 1148-1153.

Maoka, T. (2011). Carotenoids in marine animals. Marine Drugs. 9(2):278-293.

Miyanga, A. (2017). Structure and function of polyketide biosynthetic enzymes: various strategies for production of structurally diverse polyketides. Bioscience, Biotechnology and Biochemistry. 81(12): 2227-2236.

Nagini, S., Palitti, F., and Natajaran, A. (2015). Chemopreventive potential of chlorophyllin: A review of the mechanisms of action and molecular targets. Nutrition and Cancer. 67(2): 203-11.

Polonik, N., Sabutskii, Y., and Polonik, S. (2018). Free radical scavenging activity of synthetic and naturally occurring polyhydroxy-, aminohydroxynaphthazarins and related compounds. Natural Product Communications. 13(10): 1319-1322.

Ramírez-Ortega, D., Salazar, A., González-Esquivel, D., and Ríos, C. (2017). 3-Hydroxykynurenine and 3-Hydroxyanthranilic acid enhance the toxicity induced by Copper in rat astrocyte culture. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2017: 2371895.

Rigane, G., Bouaziz, M., Sayadi, S., and Salem, R. (2013). Effect of storage on refined olive oil composition: stabilization by addition of chlorophyll pigments and squalene. Journal of Oleo Science. 62(12): 981-987.

Romero, Y. and Martínez, A. (2015). Antiradical capacity of ommochromes. Journal of Molecular Modeling. 21(8): 2773.

Santocono, M., Zurria, M., Berrettini, M., Fedelli, D., and Falcioni, G. (2007). Lutein, zeaxanthin and astaxanthin protect against DNA damage in SK-N-SH human neuroblastoma cells induced by reactive nitrogen species. Journal of Photochemistry and Photobiology. B, Biology. 88(1): 1-10.

Sathasivam, R. and Ki, J. S. (2018). A review of the biological activities of microalgal carotenoids and their potential use in healthcare and cosmetic industries. Marine Drugs. 16(1): 26.

Shamim, G., Ranjan, S., Pandey, D., and Ramani, R. (2014). Biochemistry and biosynthesis of insect pigments. European Journal of Entomology. 111(2): 149-164.

Shih, C., Chang, J., Yang, S., Chou, T., and Cheng, H. (2008). Beta-Carotene and canthaxanthin alter the pro-oxidation and antioxidation balance in rats fed a high-cholesterol and high-fat diet. The British Journal of Nutrition. 99(1): 59-66.

Soleimani, S., Yousefzadi, M., Moein, S., and Rezadoost, H. (2016). Identification and antioxidant of polyhydroxylated naphthoquinone pigments from sea urchin pigments of Echinometra mathaei. Medicinal Chemistry Research. 25(7): 1476-1483.

Sy, C., Dangles, O., Borel, P., and Caris-Veyrat, C. (2015). Interactions between carotenoids from marine bacteria and other micronutrients: impact on stability and antioxidant activity. Marine Drugs. 13(11): 7020-7039.

Valery, G., Berdyshev, D., and Novikov, V. (2015). DFT study of mechanisms of the antioxidant effect of natural polyhydroxy-1, 4-naphthoquinones. Reactions of echinamines A and B, metabolites of sea urchin Scaphechinus mirabilis, with hydroperoxyl radical. Russian Chemical Bulletin. 63(9): 1993-1999.

Venugopalan, V., Tripathi, S., Nahar, P., Saradhi, P., Das, R., and Gautam, H. (2013). Characterization of canthaxanthin isomers isolated from a new soil Dietzia sp. and their antioxidant activities. Journal of Microbiology and Biotechnology. 23(2): 237-245.

Wu, H. C., Cheng, M. J., Wu, M. D., Chen, J. J., Chen, Y. L., Chang, H. S., and Chen, K. P. (2018). Secondary metabolites from the fermented rice of the fungus Monascus purpureus and their bioactivities. Natural Product Research. 33(24): 3541-3550.

Yang, J., Tseng, Y., Lee, Y., and Mau, J. (2006). Antioxidant properties of methanolic extracts from monascal rice. LWT - Food Science and Technology. 39(7): 740-747.

Zak, P., Lindström, M., Demchuk, J., and Donner, K. (2013). The eye of the opossum shrimp Mysis relicta (Crustacea, Mysidae) contains two visual pigments located in different photoreceptor cells. Doklady Biological Sciences. 449(1): 68-72.

Zhou, D., Qin, L., Zhu, B., and Wang, X. (2011). Extraction and antioxidant property of polyhydroxylated naphthoquinone pigments from spines of purple sea urchin Strongylocentrotus nudus. Food Chemistry. 129(4): 1591-1597.

Notas de autor

* Correspondencia: jeen.chhi@gmail.com

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Capacidad antioxidante y mecanismo de acción de pigmentos en organismos marinos

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Marine organisms have wonderful colors that make them very attractive. The unique characteristics of the compounds synthesized by species of marine origin go...

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Evaluación de un filtro biológico como unidad de post-tratamiento de aguas residuales utilizando conchas marinas como material de soporte

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Evaluación de un filtro biológico como unidad de post-tratamiento de aguas residuales utilizando conchas marinas como material de soporte

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Autores: Galindo, Andres; Toncel, Enrique; Rincón, Nancy
Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología
2019
vol. 29
núm. 2
2016
págs. 39-50

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Evaluación de un filtro biológico como unidad de post-tratamiento de aguas residuales utilizando conchas marinas como material de soporte

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A eficiência de um filtro biológico (FB) foi avaliada, em escala piloto, usando conchas como material de apoio (MS) para o pós-tratamento de águas residuais municipais (ARM), que vieram de pré-tratamento anaeróbio-aeróbio. O FB foi avaliado com diferentes cargas orgânicas, com o tempo de retenção hidráulica (TRH) Útil: 12,85; 10,71; 8,57 e 6,43h.

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La estadística es una disciplina que se dedica a la recopilación, análisis, interpretación y presentación de datos. Su objetivo principal es obtener conclusiones útiles a partir de conjuntos de datos, ayudando a tomar decisiones informadas en diversos campos, como la investigación científica, la economía, la salud, la sociología y muchas otras áreas. La estadística utiliza herramientas y técnicas específicas para resumir datos, identificar patrones, realizar inferencias y evaluar la variabilidad en los datos, lo que la convierte en una herramienta valiosa para comprender el mundo y tomar decisiones basadas en evidencia.

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La computación se refiere al estudio y la práctica de procesar, almacenar y transmitir información utilizando dispositivos electrónicos y sistemas informáticos. Involucra la manipulación de datos y la realización de cálculos mediante programas y algoritmos diseñados para realizar tareas específicas. La computación abarca una amplia gama de disciplinas, incluyendo la programación, la administración de sistemas, la inteligencia artificial, la ciencia de datos y más. En resumen, la computación es el campo que se ocupa de todo lo relacionado con el uso de la tecnología de la información para resolver problemas y facilitar el procesamiento de datos.

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1. IEEE Xplore: Una base de datos que ofrece una amplia gama de publicaciones de ingeniería eléctrica, electrónica y de computadoras, incluyendo revistas, conferencias y estándares.  https://ieeexplore.ieee.org/Xplore/home.jsp

2. ACM Digital Library: Proporciona acceso a la Biblioteca Digital de la ACM, que incluye revistas, conferencias y recursos relacionados con la informática y la ciencia de la computación. https://dl.acm.org/

3. JSTOR: Ofrece acceso a una colección de revistas académicas que cubren una amplia gama de disciplinas, incluyendo informática. https://www.jstor.org/

4. arXiv: Un repositorio de preimpresiones de artículos científicos en diversas disciplinas, incluyendo ciencias de la computación y matemáticas. https://arxiv.org/

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La química es una ciencia que se enfoca en el estudio de la materia, sus propiedades, composición, estructura, transformaciones y las interacciones que ocurren entre diferentes sustancias. Esta disciplina científica busca comprender cómo los átomos y las moléculas se combinan y reaccionan entre sí para formar diferentes compuestos químicos.

La química se divide en varias ramas, que incluyen la química orgánica (el estudio de los compuestos que contienen carbono), la química inorgánica (el estudio de los compuestos que no contienen carbono), la química analítica (el análisis de sustancias y composición química), la química física (el estudio de las propiedades físicas y comportamiento de las sustancias), y la química bioquímica (el estudio de las sustancias y reacciones químicas en los sistemas biológicos).

# data[].attributes.body
1. SciFinder: Una base de datos de la American Chemical Society (ACS) que proporciona acceso a una amplia variedad de literatura científica en el campo de la química.  https://sso.cas.org/

2. PubMed: Si estás interesado en la química relacionada con la biomedicina y la química medicinal, PubMed es una base de datos de biomedicina que incluye una gran cantidad de literatura científica relevante. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/

3. Web of Science: Ofrece una amplia cobertura de revistas científicas en una variedad de disciplinas, incluyendo química. https://www.webofscience.com/wos/

4. Scopus: Una base de datos multidisciplinaria que incluye información sobre química y otras áreas de la ciencia.  https://www.elsevier.com/es-mx/solutions/scopus

5. ChemSpider: Un recurso en línea gratuito que proporciona información sobre propiedades químicas, estructuras y datos espectrales de compuestos químicos. http://www.chemspider.com/Default.aspx

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La física es una ciencia natural que se enfoca en el estudio de las propiedades fundamentales del universo, la materia, la energía, las fuerzas y las interacciones que gobiernan el comportamiento de todo lo que nos rodea. Esta disciplina busca comprender y describir las leyes y principios que rigen el mundo físico, desde las partículas subatómicas más pequeñas hasta los objetos y fenómenos en el cosmos a gran escala

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La matemática es una disciplina fundamental que se enfoca en el estudio de las propiedades, las estructuras, las relaciones y las cantidades abstractas. Es una ciencia que utiliza símbolos y reglas para representar y resolver problemas relacionados con números, formas, patrones y conceptos abstractos. La matemática es una herramienta esencial en una amplia variedad de campos y se considera el lenguaje universal de la ciencia.

# data[].attributes.body
1. MathSciNet: Esta base de datos, proporcionada por la American Mathematical Society (AMS), es una de las fuentes más completas para la literatura matemática. Ofrece revisiones de artículos y resúmenes de investigaciones matemáticas. https://mathscinet.ams.org/mathscinet/publications-search

2. arXiv: Un repositorio de preimpresiones de artículos científicos en diversas disciplinas, incluyendo matemáticas. Puedes encontrar investigaciones actuales y no publicadas aquí. https://arxiv.org/

3. Project Euclid: Ofrece acceso a una variedad de revistas académicas de matemáticas y estadísticas. https://projecteuler.net/

4. Zentralblatt MATH: Una base de datos de revisión matemática que cubre una amplia gama de publicaciones matemáticas. https://zbmath.org/

5. Mathematics Genealogy Project: Si estás buscando información sobre matemáticos y sus contribuciones, este proyecto puede ser útil para rastrear árboles genealógicos académicos en matemáticas https://mathgenealogy.org/

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1. Web of Science: Ofrece cobertura de revistas científicas en diversas disciplinas, incluyendo física. Es útil para realizar búsquedas multidisciplinarias. https://www.webofscience.com/wos/

2. INSPIRE: Un motor de búsqueda dedicado a la física de partículas de alta energía y la astrofísica. Es una fuente esencial para investigaciones en estos campos. https://inspirehep.net/

3. American Physical Society (APS) Journals: Ofrece acceso a una variedad de revistas académicas de la APS que cubren una amplia gama de temas en física. https://journals.aps.org/

4. IOPscience: Proporciona acceso a las revistas de la Institute of Physics (IOP), que incluyen artículos y publicaciones en física y áreas relacionadas. https://iopscience.iop.org/

5. NASA Astrophysics Data System: Ofrece acceso a una amplia gama de literatura científica relacionada con la astronomía y la astrofísica. https://ui.adsabs.harvard.edu/

# data[].attributes.body
1. Banco Mundial (World Bank Data): Proporciona una gran cantidad de datos económicos y sociales de todo el mundo, incluyendo indicadores de desarrollo, salud, educación y más.                      datos.bancomundial.org/?cat=26

2. Bureau of Labor Statistics (BLS): La Oficina de Estadísticas Laborales de los Estados Unidos ofrece datos relacionados con el empleo, los salarios, la inflación y otros indicadores económicos. https://www.bls.gov/

3. Data.gov: Es el portal de datos abiertos del gobierno de los Estados Unidos y ofrece una amplia gama de datos estadísticos de diferentes agencias gubernamentales. https://data.gov/

4. Eurostat: Proporciona datos estadísticos relacionados con la Unión Europea, incluyendo indicadores económicos, sociales y medioambientales.   https://ec.europa.eu/eurostat

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Autor: Spiegel Murray R.
1998
McGraw Hill México
556 p
Libro
ISSN 978-84-7615-562-2

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Biblioteca Hernán Malo González de la Universidad del Azuay

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 Biblioteca Hernán Malo González - Universidad del Azuay

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Contenido: Variables y gráficos. Distribuciones de frecuencias. Media, mediana, moda y otras medidas de tendencia central. La desviación típica y otras medidas de dispersión. Momentos, sesgo y curtosis. Teoría elemental de probabilidades. La distribuciones binomial, normal y de poisson. Teoría elemental del muestreo. Teoría de la estimación estadística.

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Autora: Diana M. Kelmansky
Instituto Nacional de Educación Tecnológica
2009
Libro
ISBN 978-950-00-0713-9

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El protocolo de investigación VI: cómo elegir la prueba estadística adecuada. Estadística inferencial

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El protocolo de investigación VI: cómo elegir la prueba estadística adecuada. Estadística inferencial

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Autores: Eric Flores-Ruiz, María Guadalupe Miranda-Novales, Miguel Ángel Villasís-Keever
Rev Alerg Mex
2017
Pag 364-370

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Rendón-Macías ME, Villasís-Keever MÁ, Miranda-Novales MG. Estadística descriptiva. Rev Alerg Mex. 2016;63(4):397-407. Disponible en: http://revistaalergia.mx/ojs/index.php/ram/article/view/230

Villasís-Keever MA, Miranda-Novales MG. El protocolo de investigación II: los diseños de estudio para investigación clínica. Rev Alerg Mex. 2016;63(1):80-90. Disponible en: http://revistaalergia.mx/ojs/index.php/ram/article/view/163

Villasís-Keever MA, Miranda-Novales MG. El protocolo de investigación IV: las variables de estudio. Rev Alerg Mex. 2016;63(3):303-310. Disponible en: http://revistaalergia.mx/ojs/index.php/ram/article/view/199

Gómez-Gómez N, Danglot-Banck C, Vega-Franco L. Cómo seleccionar una prueba estadística (primera de dos partes). Rev Mex Pediatr. 2013;80(1):30-34. Disponible en: http://www.medigraphic.com/pdfs/pediat/sp-2013/sp131g.pdf

Gómez-Gómez N, Danglot-Banck C, Vega-Franco L. Cómo seleccionar una prueba estádistica (segunda parte). Rev Mex Pediatr 2013;80(2):81-85. Disponible en: http://www.medigraphic.com/pdfs/pediat/sp-2013/sp132g.pdf

Shankar S, Singh R. Demystifying statistics: How to choose a statistical test? Indian J Rheumatol. 2014;9(2):77-81. DOI: https://doi.org/10.1016/j.injr.2014.04.002

Talavera JO, Rivas-Ruiz R. Investigación clínica IV. Pertinencia de la prueba estadística. Rev Med Inst Mex Seguro Soc. 2011;49(4):401-405. Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=457745503010

Sato Y, Gosho M, Nagashima K, Takahashi S, Ware JH, Laird NM. Statistical methods in the journal - An update. N Engl J Med. 2017;376(11):1086-1087.

Fajardo-Gutiérrez A. Medición en epidemiología: prevalencia, incidencia, riesgo, medidas de impacto. Rev Alerg Mex. 2017;64(1):109-120. Disponible en: http://revistaalergia.mx/ojs/index.php/ram/article/view/252

Berea-Baltierra R, Rivas-Ruiz R, Pérez-Rodríguez M, Palacios-Cruz L, Moreno J, Talavera JO. Investigación clínica XX. Del juicio clínico a la regresión logística múltiple. Rev Med Inst Mex Seguro Soc. 2014;52:192-197. Disponible en: https://www.cmu.org.mx/media/cms_page_media/57/39-INVESTIGACION-CLINICA-DEL-JUICIO-CLINICO-A-LA-REGRESION.pdf

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El protocolo de investigación VI: cómo elegir la prueba estadística adecuada. Estadística inferencial

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Rendón-Macías ME, Villasís-Keever MÁ, Miranda-Novales MG. Estadística descriptiva. Rev Alerg Mex. 2016;63(4):397-407. Disponible en: http://revistaalergia.mx/ojs/index.php/ram/article/view/230 Villasís-Keever MA, Miranda-Novales MG. El protocolo de investigación II: los diseños de estudio para investigación clínica. Rev Alerg Mex. 2016;63(1):80-90. Disponible en: http://revistaalergia.mx/ojs/index.php/ram/article/view/163 Villasís-Keever MA, Miranda-Novales MG. El protocolo de investigación IV: las variables de estudio.

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Potencia estadística y cálculo del tamaño del efecto en G*Power: complementos a las pruebas de significación estadística y su aplicación en psicología

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Potencia estadística y cálculo del tamaño del efecto en G*Power: complementos a las pruebas de significación estadística y su aplicación en psicología

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Autores: Cárdenas Castro, J. M., & Arancibia Martini, H
Salud & Sociedad
Artículo
ISSNe:0718-7475
2017
Pag 210-244

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Altmand, D. G., & Bland, J. M. (1995). Absence of evidence is not evidence of absence. British Medical Journal 311, 485.

American Psychological Association (1994). Publication Manual of the American Psychological Association (4th ed). Washington, DC: Author.

American Psychological Association (2001). Publication Manual of the American Psychological Association (5th ed.). Washington, DC: Author.

American Psychological Association (2008). Reporting Standards for Research in Psychology. Why Do We Need Them? What Might They Be? American Psychologist 63(9), 839-851.

Bezeau, S. & Graves, R. (2001). Statistical power and effect sizes of clinical neuropsychology research. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology, 23(3), 399-406.

Bono, R. y Arnau Gras, J. (1995). Consideraciones generales en torno a los estudios de potencia. Anales de Psicología 11(2), 193-202.

Cohen, J. (1962). The statistical power of abnormal-social psychological research: A review. Journal of Abnormal and Social Psychology, 65(3), 145-153.

Cohen, J, (1988). Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences. (2nd ed.), New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates.

Cohen, J. (1992). Cosas que he aprendido (hasta ahora). Anales de Psicología, 8(1-2), 3-18.

Cohen, J. (1994). The earth is round ( p < .05). American Psychologist, 49, 997-1003.

Cohen, S. A., & Hyman, J. S. (1979). Learning for Mastery: Ten Conclusions after 15 Years and 3,000 Schools. Educational Leadership, 37(2), 104-109.

Crosby, R.D., Wonderlich, S.A., Mitchell, J.E., de Zwaan, M., Engel, S.G., Connolly, K., Flessner, C., Redlin, J., Markland, M., Simonich, H., Wright, T.L., Swanson, J.M., & Taheri, M. (2008). An empirical analysis of eating disorders and anxiety disorders publications (1980-2000)- part II: Statistical hypothesis testing. International Journal of Eating Disorders, 39(1), 49-54.

Erdfelder, E., Faul, F., & Buchner, A. (1996). G*POWER: A general power analysis program. Behavior Research Methods, Instruments, & Computers, 28, 1-11.

Faul, F., Erdfelder, E., Lang, A.G., & Buchner, A. (2007). G*Power 3: A flexible statistical power analysis program for the social, behavioral, and biomedical sciences. Behavior Research Methods, 39(2), 175-191.

Fidler, F. (2002). The Fifth edition of the APA Publication Manual: Why its Statistics Recommendations are so Controversial. Educational and Psychological Measurement, 62(5), 749-770.

Frías-Navarro, D., Llobet, L. P. y García, J.F. (2000). Tamaño del efecto del tratamiento y significación estadística. Psicothema 12(2), 236-240.

Furr, R. M. (2004). Interpreting effect sizes in contrast analysis. Understanding Statistics: Statistical Issues in Psychology, Education, and the Social Sciences, 3, 1-25.

García, J., Ortega, E., & De la Fuente, L. (2008). Tamaño del Efecto en las revistas de Psicología Indizadas en Redalyc. Informes Psicológicos, 10(11), 173-188.

Grissom, R.J., & Kim, J.J. (2012). Effect sizes for research: Univariate and Multivariate Applications New York: Routledge.

Kirk, R. E. (1996). Practical Significance: A concept whose time has come. Educational and Psychological Measurement, 56(5), 746-759.

Kline, R.B. (2004). Beyond significance testing: Reforming data analysis methods En Behavioral Research, (pp. 3-17). Washington, DC, US: American Psychological Association, xii, 325 pp.

Lipsey, M.W. (1990). Design sensivity: Statistical power for experimental research. Newbury Park, CA. Sage.

Meehl, P. E. (1978). Theoretical risks and tabular asterisks: Sir Karl, Sir Ronald, and the slow progress of soft psychology. Journal of consulting and clinical Psychology, 46(4), 806-834.

Morrison, D.E. & Henkel, R.E. (Eds.). (2006). The significance test controversy: A reader. Transaction Publishers.

Murphy, K.R., Myors, B., & Wolach, A.H. (2009). Statistical power analysis: A simple and general model for traditional and modern hypothesis tests. Routledge.

Nickerson, R.S. (2000). Null hypothesis significance testing: a review of an old and continuing controversy. Psychological methods, 5(2), 241.

Prajapati, B., Dunne, M., & Armstrong, R. (2010). Sample size estimation and statistical power analyses. Optometry Today, 16(7).

Sedlmeier, P., & Gigerenzer, G. (1989). Do studies of statistical power have an effect on the power of studies?. Psychological Bulletin, 105(2), 309-316.

Snyder, P., & Lawson, S. (1993). Evaluating results using corrected and uncorrected effect size estimates. The Journal of Experimental Education, 61(4), 334-349.

Thompson, B., & Snyder, P. A. (1997). Statistical significance testing practices in the Journal of Experimental Education. The Journal of Experimental Education, 66(1), 75-83.

Vacha-Haase, T. & Ness, C.M. (1999). Statistical significance testing as it relates to practice: Use within Professional Psychology: Research and Practice. Professional Psychology: Research and Practice, 30(1), 104-105.

Vacha-Haase, T., & Thompson, B. (1998). Further Comments on Statistical Significance Tests. Measurement and Evaluation in Counseling and Development, 31(1), 63-67.

Vacha-Haase, T., Nilsson, J. E., Reetz, D.R., Lance. T.S., & Thompson, B. (2000). Reporting Practices and APA Editorial Policies Regarding Statistical Significance and Effect Size. Theory and Psychology, 10(3), 413-425.

Wilkinson, L. (1999). Statistical methods in psychology journals: Guidelines and explanations. American Psychologist, 54(8), 594-604.

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Potencia estadística y cálculo del tamaño del efecto en G*Power: complementos a las pruebas de significación estadística y su aplicación en psicología.

# data[].attributes.attachment_link.description
Altmand, D. G., & Bland, J. M. (1995). Absence of evidence is not evidence of absence. British Medical Journal 311, 485. American Psychological Association (1994). Publication Manual of the American Psychological Association (4th ed). Washington, DC: Author. American Psychological Association (2001). Publication Manual of the American Psychological Association (5th ed.).

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La computación ubicua: omnipresencia en los sistemas de información

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La computación ubicua: omnipresencia en los sistemas de información

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Autor: Carlos Augusto Sánchez Martelo
Revista Tecnura
2015
ISSN 0123-921X
pag 121-128

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Perspectivas sobre la computación ubicua

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Perspectivas sobre la computación ubicua

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Luis Sebastián Ramón Rossi
Universidad Nacional de Entre Ríos, Argentina
PAAKAT: revista de tecnología y sociedad
2020
ISSN 2007-3607

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Abowd, G. (2016). Beyond Weiser: From ubiquitous to collective computing. Computer, 49(1), 17-23.

Adamowsky, N. (2003). Smarte Götter und magische Maschinen: zur Virulenz vormoderner Argumentationsmuster in Ubiquitous-Computing-Visionen. En Mattern (ed.) Total vernetzt. Berlín: Springer, 231-247.

Anderson, B. (1991). The ethics of research into invasive technologies. Cambridge: Rank Xerox EuroPARC.

Araya, A. (1995). Questioning ubiquitous computing. Proceedings of the 1995 ACM 23rd annual conference on Computer science. ACM, 230-237. Recuperado de: http://www.cse.chalmers.se/research/group/idc/ituniv/courses/08/uc/PDF/p230-araya.pdf

Badiou, A. (2010). ¿Existe algo así como una política deleuziana? En Y. Zarka (ed.) Deleuze, político. Buenos Aires: Nueva Visión.

Barkhuus, L. (2006). Designing ubiquitous computing technologies to motivate fitness and health. Grace Hopper Celebration of Women in Computing. Recuperado de: http://barkhu.us/barkhuus-gracehopper-2006.pdf

Barkhuus, L. y Dourish, P. (2004). Everyday encounters with context-aware computing in a campus environment. International Conference on Ubiquitous Computing. Berlín / Heidelberg: Springer, 232-249.

Begole, B. (2011). Ubiquitous Computing for Business. New Jersey: Ft Press.

Bell, G., Brooke, T., Churchill, E. y Paulos, E. (2003). Intimate ubiquitous computing. Proc. UbiComp Workshop, 3-6. Recuperado de: https://www.researchgate.net/profile/Eric_Paulos/publication/228793886_Intimate_ubiquitous_computing/links/00b4952c0c5e6c6cc4000000.pdf

Bohn, J., Coroama, V., Langheinrich, M., Mattern, F. y Rohs, M. (2005). Social, economic, and ethical implications of ambient intelligence and ubiquitous computing. Berlín: Springer, 5-29.

Broek, E. (2013). Ubiquitous emotion-aware computing. Personal and Ubiquitous Computing. 17(1), 53-67.

Cardon, D. y Casilli, A. (2015). Qu'est-ce que le digital labor? Bry-sur-Marne, INA.

CEPAL. (2018). Datos, algoritmos y políticas. Santiago: Comisión Económica para América Latina y el Caribe.

Crabtree, M., Benford, S., Greenhalgh, C., Tennent, P., Chalmers, M. y Brown, B. (2006). Supporting ethnographic studies of ubiquitous computing in the wild. Symposium on Designing Interactive Systems, 60-69. Recuperado de: http://eprints.gla.ac.uk/3448/01/RecordAndReplayDIS.pdf

Crary, J. (2013) 24/7. Late capitalism and the Ends of Sleep. Nueva York: Verso Books.

De Ruyter, B. y Aarts, E. (2004). Ambient intelligence: visualizing the future. Proceedings of the working conference on Advanced visual interfaces, 203-208. Recuperado de: http://www-itec.uni-klu.ac.at/ftp/itec/wiki/mpegrose/trac/pdfs/p203-deruyter.pdf

Dourish, P. y Bell, G. (2011). Divining a digital future. Cambridge: MIT Press.

Dyer-Witheford, N. (2015). Cyber-Proletariat. Londres: Pluto Press.

Ekman, U. y Díaz, L. (2016). Ubiquitous Computing, Complexity and Culture. Nueva York: Routledge.

Floridi, L. (2014). The fourth revolution. Oxford: OUP.

Fuchs, C. (2014). Digital Labour and Karl Marx. Londres: Routledge.

Fuller, M. y Ekman, U. (2013). Throughout: art and culture emerging with ubiquitous computing. MIT Press.

Galič, M., Timan, T. y Koops, B. (2017). Bentham, Deleuze and beyond: an overview of surveillance theories from the panopticon to participation. Philosophy & Technology, 30(1), 9-37.

Galloway, A. (2004). Intimations of everyday life: Ubiquitous computing and the city. Cultural Studies, 18(2-3), 384-408.

Geihs, K., Leimeister, J. M., Roßnagel, A. y Schmidt, L. (2012). On Socio-technical Enablers for Ubiquitous Computing Applications. 3rd Workshop on Enablers for Ubiquitous Computing and Smart Services. Recuperado de: https://www.alexandria.unisg.ch/219779/1/JML_361.pdf

Godin, B. (2017). L'innovation sous tension. Laval: PUL.

Greenfield, A. (2006). Everyware: The dawning age of ubiquitous computing. Berkeley: New Riders.

Grudin, J. (2002). Group dynamics and ubiquitous computing. Communications of the ACM. 45(12), 74-78.

Guattari, F. (2013). Líneas de fuga. Buenos Aires: Cactus.

Howard, P. (2015). Pax Technica. How Internet of things may set us free or lock us up. New Haven: Yale UP.

Hui, Y. (2017). On the existence of digital objects. Minnesota: UMP.

Jessup, L. y Robey, D. (2002). The relevance of social issues in ubiquitous computing environments. Communications of the ACM, 45(12), 88-91.

Khosrow-Pour, M. (ed.). (2018). Encyclopedia of Information Science and Technology. (4ta ed.). Hershey: IGI Global.

Kinder-Kurlanda, K. y Nihan, C. (ed.). (2015). Ubiquitous Computing in the Workplace: What Ethical Issues? Londres: Springer.

Kittler, F. (2002) Short Cuts. Frankfurt am Main: Zweitausendeins.

Krumm, J. (2016). Ubiquitous Computing Fundamentals. Florida: Chapman and Hall/CRC.

Langheinrich, M., Coroama, V., Bohn, J. y Rohs, M. (2002). As we may live: Real-world implications of ubiquitous computing. ETH Zurich. Recuperado de: https://pdfs.semanticscholar.org/d002/d008db41b36d77979e7d002504d5521a3c9e.pdf

Lazzarato, M. (2014). Signs and Machines. Los Ángeles: Semiotext(e).

Le Dantec, C., Farrell, R., Christensen, J., Bailey, M., Ellis, J., Kellogg, W. y Edwards, W. (2011). Publics in practice: Ubiquitous computing at a shelter for homeless mothers. Proceedings of the SIGCHI Conference. ACM, 1687-1696.

Mainwaring, S., Chang, M. F. y Anderson, K. (2004). Infrastructures and their discontents: Implications for ubicomp. International Conference on Ubiquitous Computing. Berlín: Springer, 418-432.

Mattern, F. (2005). Ubiquitous Computing: Scenarios from an informatised world. E-Merging Media-Communication and the Media Economy of the Future. Heidelberg: Springer-Verlag, 145-163. Recuperado de: http://www.vs.inf.ethz.ch/publ/papers/ECCMatternUbicompEng.pdf

Mayer-Schönberger, V. (2007). Useful void: The art of forgetting in the age of ubiquitous computing. Faculty Research Working Papers Series. John F. Kennedy School of Government, Harvard University. Recuperado de: https://research.hks.harvard.edu/publications/getFile.aspx?Id=255

McChesney, R. (2013). Digital disconnect. Nueva York: New Press.

McCullough, M. (2013). Ambient commons. Cambridge: MIT Press.

Mills, S. (2016). Gilbert Simondon: Information, Technology & Media. Roman & Littlefield International.

Milner, R. (2006). Ubiquitous computing: shall we understand it? The Computer Journal, 49(4), 383-389.

Morozov, E. (2016). Silicon Valley: i signori del silicio. Italia: Codice Edizioni.

Morris, M., Lundell, J. y Dishman, E. (2004). Catalyzing social interaction with ubiquitous computing. Human factors in computing systems. ACM, 1151-1154.

Mosco, V. (2017). Becoming digital: Toward a post-internet society. Bingley: Emerald Publishing Limited.

Parisi, L. (2013). Contagious architecture: computation, aesthetics, and space. Cambridge: MIT Press.

Persson, P. (2001). Social Ubiquitous computing. Workshop on Building the Ubiquitous Computing User Experience. ACM/SIGCHI.

Picard, R. (2000). Affective computing. Cambridge: MIT Press.

Rogers, Y. (2006). Moving on from Weiser's vision of calm computing. International conference on Ubiquitous computing. Berlín / Heidelberg: Springer, 404-421.

Rogers, Y. (2012). HCI theory: classical, modern, and contemporary. Synthesis Lectures on Human-Centered Informatics, 5(2), 1-129.

Ronzani, D. (2009). The battle of concepts: Ubiquitous Computing, pervasive computing and ambient intelligence in Mass Media. Ubiquitous Computing and Communication Journal, 2009, 4(2), 9-19.

Rossi, L. (2018a). Agenciamientos en las sociedades de control. Revista CUHSO, Chile, 28(1), 177-206.

Rossi, L. (2018b). El modo de existencia de las imágenes a la luz de Simondon Revista Reflexiones Marginales, Saberes De Frontera. UNAM. Recuperado de: https://2018.reflexionesmarginales.com/el-modo-de-existencia-de-las-imagenes-a-la-luz-de-simondon/

Rossi, L. (2018c). Una aproximación a la crítica stiegleriana del capitalismo contemporáneo. Actas de las IX Jornadas Debates Actuales de la Teoría Política Contemporánea. Recuperado de: http://teoriapoliticacontemporanea.blogspot.com/2018/10/una-aproximacion-la-critica.html

Rouvroy, A. y Berns, T. (2016). Gubernamentalidad algorítmica y perspectiva de emancipación. Adenda Filosófica (1), 88-116.

Saha, D. y Mukherjee, A. (2003). Pervasive computing. Computer (3), 25-31.

Schick, L. y Malmborg, L. (2010). Bodies, embodiment and ubiquitous computing. Digital Creativity, 21(1), 63-69.

Sengers, P., Kayne, J. Boehner, K., Fairbank, J. et al. (2004). Culturally embedded computing. IEEE Pervasive Computing, 3(1), p. 14-21.

Spigel, L. (2005). Designing the smart house: Posthuman domesticity and conspicuous production. European Journal of Cultural Studies, 8(4), 403-426.

Srnicek, N. (2017). Platform capitalism. John Wiley & Sons.

Stiegler, B. (2015). La Société automatique: 1. L'avenir du travail. París: Fayard.

Tennenhouse, D. (2000). Proactive computing. Communications of the ACM, 43(5), 43-50.

Vercellone, C. (2011). Capitalismo cognitivo. Buenos Aires: Prometeo.

Vetere, F., Howard, S. y Gibbs, M. R. (2005). Phatic technologies. Workshop Ubiquitous Society. ACM CHI. Recuperado de: http://www.vs.inf.ethz.ch/events/ubisoc2005/UbiSoc%202005%20submissions/12-Vetere-Frank.pdf

Wang, B. Bodily, J. y Gupta, S. (2004) Supporting persistent social groups in ubiquitous computing environments using context-aware ephemeral group service. En Pervasive Computing and Communications, 287-296. Recuperado de: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.167.8194&rep=rep1&type=pdf

Weiser, M. (1991). The Computer for the 21st Century. Scientific American, 265(3), 94-105.

Winner, L. (2000). The voluntary complexity movement. Science as Culture, 9(1), 103-107.

Yoo, Y. y Lyytinen, K. (2005). Social impacts of ubiquitous computing. Information and organization, 15(2), 91-94.

Zeal, J., Smith, S. y Rens, S. (2010). Conceptualizing Social Influence in the Ubiquitous Computing Era. ICIS, 261.

Zittrain, J. (2008). Ubiquitous human computing. Philosophical transactions of the royal society of London. 366 (1881), 3813-3821.

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PAAKAT: Revista de Tecnología y Sociedad

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Perspectivas sobre la computación ubicua

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Modelo de Recomendación Personalizada en Cursos Virtuales basado en Computación Ubicua y Agentes Inteligentes

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Modelo de Recomendación Personalizada en Cursos Virtuales basado en Computación Ubicua y Agentes Inteligentes

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Autor: Demetrio A. Ovalle, Oscar M. Salazar, Néstor D. Duque
2014
ISSN 0718-0764

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Servicios Personalizados

Modelo de Recomendación Personalizada en Cursos Virtuales basado en Computación Ubicua y Agentes Inteligentes

Customized Recommendation Model for Virtual Courses based on Ubiquitous Computing and Intelligent Agents

(1) Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Minas, Departamento de Ciencias de la Computación y la Decisión, Grupo de Investigación GIDIA, Medellín-Colombia dovalle@unal.edu.co omsalazaro@unal.edu.co

(2) Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Administración, Departamento de Informática y Computación, Grupo de Investigación GAIA, Manizales-Colombia ndduqueme@unal.edu.co

El objetivo de este artículo es proponer un modelo de recomendación personalizada de recursos educativos para cursos virtuales adaptativos que incorpora las bondades de la computación ubicua y de los agentes inteligentes. Dicho modelo busca proveer de información relevante y personalizada a los estudiantes sobre la planificación de sus cursos virtuales, evaluación en línea, búsqueda y recuperación de objetos de aprendizaje. La metodología utilizada para la construcción del sistema es MAS-CommonKADS la cual ofrece modelos útiles para las fases de conceptualización, análisis y diseño expresados a través de los artefactos que proporciona la extensión del Lenguaje Unificado de Modelado para Agentes (AUML). El prototipo construido exhibe agentes inteligentes proactivos y deliberativos que permiten la búsqueda y recomendación de información adaptada al perfil del estudiante. Para validar el sistema se realizó una fase de pruebas con un escenario de aprendizaje, el cual evidencia la eficacia de utilizar este tipo de tecnologías en entornos virtuales y ubicuos de aprendizaje.

Palabras clave: computación ubicua, cursos virtuales adaptativos (CVAs), agentes inteligentes, ontologias.

The aim of this paper is to propose a customized recommendation model of educational resources for virtual courses that incorporates the benefits of ubiquitous computing and intelligent agents. This model is intended to provide relevant and personalized information to students about their virtual courses planning, online assessment, search and retrieval of learning objects. The methodology used for the construction of the system is MAS-CommonKADS which offers useful models for the phases of conceptualization, analysis and design expressed through artifacts provided by the Agent Unified Modeling Language (AUML). The prototype developed exhibits intelligent proactive and deliberative agents that allow the search and recommendation of information adapted to the student's profile. To validate the system a testing phase on a learning scenario was performed which demonstrate the effectiveness of using this kind of technology within ubiquitous virtual learning environments.

Keywords: ubiquitous computing, adaptive virtual courses (AVC), intelligent agents, ontologies.

Múltiples autores han discutido acerca de los métodos de enseñanza-aprendizaje tradicionales, dependientes de las aulas físicas y totalmente magistrales, concluyendo que las clases son muy artificiales, pasivas, rígidas y no responden con claridad a las necesidades que la sociedad está planteando con respecto a los procesos de enseñanza-aprendizaje (Acevedo et al., 2010; Kinshuk y Graf, 2012). Lo anterior se debe a que dichos métodos de enseñanza no son personalizados, es decir, no están orientados a las necesidades, gustos y técnicas de aprendizaje de cada uno de los estudiantes lo que genera desinterés por parte de éstos y retrasa notoriamente el proceso de aprendizaje. Estas problemáticas, sumadas a las teorías modernas que sostienen que "en el proceso de aprendizaje los estudiantes no absorben de forma pasiva el conocimiento personalmente significativo, sino que más bien lo crean de forma activa, a partir de su experiencia del mundo" (Vojak, 2011), reflejan las necesidades del mundo actual con respecto al planteamiento de nuevos mecanismos de enseñanza-aprendizaje que estén más orientados al entorno en el que se desenvuelven los estudiantes, al igual que a las características que describen sus gustos y necesidades.

El crecimiento de la información digital sumado al auge en las telecomunicaciones de alta velocidad y la creación de sistemas ubicuos inteligentes (Charitonos et al., 2012; Gómez et al., 2014) brindan herramientas para el desarrollo de sistemas de recomendación personalizados enfocados a dispositivos móviles, dando paso a un nuevo paradigma en donde los usuarios cuentan con una gran gama de interfaces y dispositivos para comunicarse con los sistemas de información, y en donde el contexto juega un papel sumamente importante. Para ello se está haciendo uso de tecnologías y enfoques novedosos como agentes de software inteligentes, dispositivos inalámbricos, buscadores de información adaptativos y personalizados con el fin de crear modelos de recomendación computarizados. El objetivo de los dispositivos móviles y la computación ubicua es ayudar al usuario en el cumplimiento de sus tareas cotidianas sin atentar a su privacidad y ofrecer interfaces de interacción hombre-máquina que sean amigables y fáciles de utilizar (Kinshuk et al., 2012). La computación ubicua debe exhibir de igual manera características de proactividad y adaptatividad de acuerdo al contexto en el cual se desenvuelve el usuario.

Por su parte, los Cursos Virtuales Adaptativos (CVAs) son herramientas computacionales capaces de guiar al alumno a lo largo de un dominio particular del conocimiento, resolviendo durante el proceso tareas tales como la elaboración de una estrategia de planificación de actividades de aprendizaje, adaptación de contenidos educacionales y evaluación de su desempeño durante el desarrollo de un curso virtual (Duque y Ovalle, 2011). Cabe señalar que los contenidos educacionales más utilizados en la actualidad en el marco de los CVAs son los Objetos de Aprendizaje (OAs), que se definen como entidades auto descritas mediante metadatos bien definidos cuyo principal objetivo es permitir su almacenaje y recuperación por tantos usuarios como sea posible (Raju y Ahmed, 2012). De igual manera los metadatos reflejan la finalidad para la cual fue creada el objeto y hacia qué población o dominio está enfocado. Con el objetivo de estandarizar los esquemas de representación de metadatos de OAs se han desarrollado numerosos trabajos, uno de los más reconocidos es el estándar IEEE-LOM (Primo et al., 2012), el cual fue utilizado para el desarrollo de esta investigación.

Con el fin de realizar sistemas de recomendación de OAs se utiliza el concepto de ontología la cual trabaja sobre el dominio específico de conocimientos del CVA y aplica un método para obtener una representación formal de los conceptos del dominio y las relaciones que existen entre estos (Tramullas et al., 2013). Existen diferentes lenguajes para representar ontologías, el más utilizado es OWL (Meditskos y Bassiliades, 2008), el objetivo principal de este lenguaje es el procesamiento automático de información por parte de las aplicaciones en la web, en vez de que sea procesada con intervención humana. Desde esta perspectiva, surge el concepto de la Web Semántica, que se define según (Berners-Lee et al., 2001) como "una extensión de la web actual en donde la información tiene un significado bien definido, es más entendible por los computadores y en donde las personas pueden trabajar cooperativa y colaborativamente". A partir de este nuevo paradigma, las ontologías aparecen como la vía para representar el conocimiento de la Web de forma que se haga legible y reutilizable por los computadores (Tramullas et al., 2013).

Los Sistemas Multi-Agente (SMA) provenientes de la inteligencia artificial distribuida, se definen como sistemas complejos constituidos por agentes autónomos con conocimientos específicos en un dominio, capaces de interactuar para realizar tareas orientadas a la consecución de un objetivo común (Shoham y Leyton-Brown, 2008; Wooldridge, 2009). Otra de las características de este tipo de sistemas es la facilidad de adquisición y procesamiento de información que se encuentra altamente distribuida, lo que se complementa perfectamente con la computación ubicua y los dispositivos móviles. Los agentes móviles por su parte (Liu y Jiang, 2014) son procesos capaces de moverse a través de una red informática, ya sea LAN (Local Área Network) o WAN (Wide Area Network), migrando o clonando su código y estado de una máquina a otra. Interactuando con dispositivos extraños, recopilando información para luego volver a su origen con los datos obtenidos. En efecto, es mucho más eficiente que un agente se movilice hasta una ubicación remota y haga una búsqueda, a traer toda la información para luego ser procesada y filtrada.

El objetivo de este artículo es presentar el análisis, diseño e implementación de un SMA ubicuo el cual pretende entregar al estudiante información filtrada y adaptada a su perfil referente a los CVAs. Esta información tiene como finalidad, el guiar al estudiante dentro de los cursos mediante la planificación de cursos virtuales adaptativos, evaluación en línea, búsqueda y recuperación de objetos de aprendizaje, temáticas y de tutores especializados, utilizando dispositivos móviles. Para la construcción del SMA ubicuo se utilizaron los modelos propuestos en las fases de análisis y diseño de la metodología MAS-CommonKADS (Hasan y Isaac, 2011) a través de los diferentes artefactos que proporciona AUML (extensión de UML para agentes). La fase de implementación propia del SMA se llevó a cabo utilizando las herramientas como el framework JADE (Bordini et al., 2006) y Protégé (Tudorache et al., 2013) que permitió el desarrollo de la ontología referente al dominio de aplicación.

TRABAJOS RELACIONADOS

Esta sección presenta algunos trabajos de investigación sobre modelos y sistemas de aprendizaje basados en tecnologías tales como ambientes de aprendizaje ubicuo, sensible al contexto, basado en ontologías y objetos de aprendizaje, así como en agentes inteligentes y redes de sensores inalámbricos.

CAULS es el nombre de un sistema de aprendizaje ubicuo y sensible al contexto basado en tecnología de RFID, sensores inalámbricos, dispositivos portátiles embebidos y tecnologías de bases de datos para detectar y examinar los comportamientos de los estudiantes en un museo en Taiwan propuesto por (Chen et al., 2012). Este trabajo planteó un cuestionario que se solucionaba con información del contexto en el que se desenvolvía el estudiante y proporcionada por el sistema. Los resultados arrojados por la aplicación del cuestionario, arrojaron puntuaciones con mejoría significativa, lo que indica la eficacia del uso de este tipo de tecnologías en ambientes de aprendizaje moderno.

Un ambiente de aprendizaje sensible al contexto fue desarrollado por Hwang et al (2009) para guiar a los investigadores novatos por medio de prácticas presenciales en procesos de difracción de rayos X en monocristal. El dominio de aplicación de esta investigación corresponde a experimentos científicos y por lo tanto, cuando un estudiante entra a un laboratorio y se encuentra en frente a un instrumento, los sensores son capaces de detectar la ubicación del estudiante y de esta forma transfieren la información al servidor. Mediante el análisis en tiempo real de los contextos ambientales/personales, el perfil y el portafolio en línea de los estudiantes, el sistema de aprendizaje es capaz de orientar a los estudiantes a desenvolverse en el mundo real mostrándoles la información relevante en el momento oportuno, los procesos a aplicar, las normas que rigen en el laboratorio y los procedimientos de manejo de emergencias. Los resultados experimentales mostraron los beneficios de aplicar el enfoque de aprendizaje ubicuo y sensible al contexto en ciencias, así como el ahorro de mano de obra para asistir y monitorear a los estudiantes. También este sistema innovador puede ser aplicado a los experimentos de otras ciencias como química o biotecnología, destinado a egresados en ciencias, estudiantes de doctorado en las universidades e incluso para trabajadores de institutos de investigación. Otro trabajo afín a éste es el propuesto por (Wang et al., 2012), el cual incorpora tecnologías de sensibilidad al contexto y sistemas de recomendación basados en filtrado colaborativo para el desarrollo de cursos estandarizados y adaptativos.

(Primo et al., 2013) analizan el uso de técnicas de la Web semántica para la recomendación de OAs. A partir de la exploración de dichas técnicas se propone un modelo basado en ontologías para la representación de metadatos. El conocimiento plasmado en la ontología es almacenado en un archivo OWL, lo cual le otorga características de interoperabilidad. Este trabajo considera principalmente el estándar brasileño de metadatos OBAA (OBjetos de Aprendizagem baseados em Agentes) (Primo et al., 2012) para OAs el cual es una extensión del estándar IEEE-LOM enfocado a la interoperabilidad entre plataformas digital estales como TV digital, plataformas Web y dispositivos móviles. (Tramullas et al., 2013) presenta un modelo ontológico para la descripción de OAs bajo el estándar IEEE-LOM. La ontología fue denominada LOM2OWL y es almacenada en un archivo OWL. El objetivo de este trabajo es mejorar la búsqueda, reutilización y uso de OAs, tanto si éstos están organizados dentro de un repositorio específico, como si se trata de recursos dispersos en la Web.

(Vidal et al., 2010) proponen LOSO, una ontología para la búsqueda y selección de contenidos a partir del uso de reglas SWRL. La ontología fue desarrollada a partir de conocimiento descubierto aplicando técnicas en minería de datos en diferentes repositorios de OAs. La funcionalidad principal que exhibe LOSO es la clasificación de OAs de acuerdo con necesidades instruccionales.

Todos los trabajos revisados anteriormente coinciden en la necesidad de representar los estándares de metadatos a través de un lenguaje formal para la búsqueda y recuperación de OAs. El trabajo de investigación presentado en este artículo se alinea con este enfoque, sin embargo, en el modelo propuesto se incorporan funcionalidades de planificación y evaluación personalizada que los demás modelos no consideran. Otra de las mejoras que se proponen en este artículo a los modelos actuales de computación ubicua para enseñanza-aprendizaje, es la integración de servicios de awareness así como la recomendación de recursos personalizados. Estas características de sensibilidad al contexto y alertas en los ambientes de aprendizaje disminuyen los porcentajes de deserción en cursos virtuales, debido a que mantienen la actividad cognitiva y el interés de los estudiantes.

Adicionalmente, el modelo propuesto busca extender el modelo presentado por (Duque y Ovalle, 2011) para la gestión de CVAs a través de la representación de contenidos educacionales mediante ontologías, las cuales incluyen tanto la representación de OAs como también de los perfiles de los estudiantes. Finalmente, otro objetivo de esta investigación es permitir la adaptación de los OAs no solo a las necesidades de los CVAs sino también a las preferencias de los aprendices.

Esta sección presenta el proceso de concepción del SMA a partir de la metodología MAS-CommonKADS (Hasan y Isaac, 2011), el objetivo es presentar algunos modelos que ayudaron a vislumbrar los requisitos funcionales y no funcionales del sistema a partir de las fases de análisis y diseño de dicha metodología. Se decidió utilizar MAS-CommonKADS como metodología de desarrollo debido a que ofrece una gama de modelos y herramientas especializadas en la construcción de agentes de software, y en el diseño de las interacciones necesarias para la obtención de los objetivos individuales y comunes. A continuación se presentan algunos apartes de las fases de análisis y diseño del SMA, que incluyen los modelos realizados a partir de los artefactos proporcionados por AUML (Agent Unified Modeling Language).

Fases de Conceptualización y Análisis del SMA

Inicialmente se identificaron los requisitos funcionales del sistema, las necesidades y los objetivos ligados a las problemáticas actuales encontradas en la literatura. A partir de esto se construyeron los diagramas de casos de uso, que ayudaron a comprender las necesidades y a establecer las directrices para la posterior fase de análisis.

Las funcionalidades encontradas durante esta fase, contemplaban los siguientes frentes:

i) La planificación de CVA: el principal objetivo es la organización de contenidos a partir de la estructura propuesta para la construcción de los CVA. Esto permitiría guiar a los estudiantes a lo largo de los cursos, habilitando nuevos temas a medida que se avanza en los contenidos y proponiendo nuevos contenidos que les ayudarán a fortalecer el proceso de aprendizaje.

ii) Evaluación de contenidos: esta funcionalidad pretende evaluar el conocimiento adquirido por el estudiante con el objetivo de habilitar nuevos contenidos, de esta manera esta funcionalidad es complementaria con la planificación ya que brinda información vital relativa al avance del estudiante y permite evidenciar las falencias o fortalezas de los estudiantes por separado.

iii) Búsqueda y selección personalizada de OAs: es un componente sumamente importante dentro del sistema, puesto que ofrece contenidos personalizados que buscan despertar la concentración y el interés de los estudiantes a lo largo de los CVA, además de brindar los contenidos necesarios para el proceso de planificación. Otra característica importante que abarca esta funcionalidad es el fortalecimiento del conocimiento a lo largo de los CVA, porque en el momento en que se presenten falencias en el aprendizaje el sistema puede recomendar contenidos ajenos a la estructura de los cursos con el fin de complementar el aprendizaje y a atender dichas falencias. Estos contenidos son personalizados y adaptados a las características, gustos y limitaciones de los estudiantes, lo cual potencia el interés del estudiante y acelera el proceso de aprendizaje.

iv) Búsqueda y asignación de asistentes especializados en temáticas: permite la búsqueda y asignación de asistentes (estudiantes avanzados) de acuerdo al contexto temporal y espacial del estudiante; es decir, los asistentes serán asignados de acuerdo a la cercanía espacial a la que se encuentre con el estudiante, a los conocimientos en las áreas de interés del estudiante y a la disponibilidad de tiempo que tengan ambos.

Estas funcionalidades fueron mapeadas o asignadas a roles, lo que permitió una división inicial de tareas y objetivos. Los roles concebidos durante esta fase se asociaron a cada una de las funcionalidades, a partir de esto se consideraron los siguientes roles: planificador, recomendador de contenidos, evaluador y recomendador de asistentes.

Posteriormente y como primera actividad en la fase de análisis se mapearon los roles identificados inicialmente en agentes de software y se decidió extender un poco el modelo de agentes, añadiendo las funcionalidades del sistema con la intención de vislumbrar de mejor manera las tareas y los objetivos que tendrían asociados cada uno de estos agentes. Dicho modelo de agentes es presentado en la . Se evidencia que la relación de roles y agentes en el modelo es uno a uno, es decir, cada funcionalidad del sistema estará asociada a un único agente. De esta manera se abarcaron todos los requisitos funcionales del sistema, sin embargo, a lo largo de esta fase surgieron nuevas necesidades y requisitos no funcionales que debieron ser contemplados. Inicialmente surgió la necesidad de tener un agente que representara al estudiante dentro de la plataforma y que sirviera como intermediario entre los demás agentes y el estudiante. A partir de esta necesidad se incorporó el Agente Estudiante al sistema, con el objetivo de coordinar las actividades de los demás agentes, asociadas a un único estudiante. Esto implica que la cardinalidad de este agente es de cero a muchos (0..*), dicho de otra manera, existirá un Agente Estudiante por cada estudiante activo en la plataforma. Como requisito no funcional del sistema se decidió incorporar otro agente encargado de llevar a cabo servicios de awareness o de alarma, los cuales permiten generar alertas en tiempo real cuando una actividad está a punto de expirar, cuando nuevos contenidos fueron incorporados o cuando el estudiante lleva varios días sin acceder al sistema o sin realizar actividades ligadas al aprendizaje.

Fig. 1: Modelo de Agentes del SMA

Fig. 2: Arquitectura propuesta para el SMA de recomendación personalizada

La topología de la arquitectura muestra que el sistema es altamente distribuido a través de nodos interconectados. En el nodo principal se encuentra la plataforma principal del sistema, en la cual residen los agentes asociados a las funcionalidades principales, al igual que la base de datos del sistema. Existe un nodo plataforma móvil del estudiante por cada uno de los estudiantes activos en el sistema, allí reside el agente móvil encargado de administrar los perfiles de los estudiantes y las características de los dispositivos.

Ligado al escenario de planificación se encuentra una ontología de dominio específico, a través de la cual se infiere la estructura personalizada de los cursos virtuales a los cuales acceden los estudiantes, esta ontología denominada PCVAOntology fue concebida a partir de las fases de desarrollo propuestas por la metodología Methontology (Holanda et al., 2013), el desarrollo de dicha ontología es detallado a continuación. Finalmente el sistema cuenta con un servicio web que permite la conexión con BROA (Rodríguez et al., 2012), un SMA de búsqueda, recuperación y recomendación de OAs. Este sistema recupera OAs de repositorios y federaciones adaptados a los perfiles de los estudiantes, de igual manera detallaremos esta funcionalidad más adelante.

El proceso de diseño y desarrollo ontológico se asemeja al realizado con aplicaciones de software tradicionales, lo que implica que "no exista una manera única y correcta de modelar un dominio. El desarrollo ontológico es un proceso iterativo y los conceptos de la ontología deberán reflejar lo más fielmente posible a los objetos y relaciones del dominio" (Holanda et al., 2013).

Fig. 3: Proceso de desarrollo Methontology, adaptado de (Holanda et al., 2013)

A continuación se detallan las fases de especificación, conceptualización e implementación ontológicas.

i) Especificación ontológica: esta fase solicita al desarrollador la definición del alcance, los objetivos, el propósito, el nivel de formalidad y los usuarios finales de la ontología (Holanda et al., 2013).Para PCVAOntology se definió como alcance la generación de una descripción semántica completa que permita representar la estructura de los CVAs incluyendo el estándar de metadatos IEEE-LOM, además de considerar aspectos del perfil del usuario en cuanto a estilos de aprendizaje y características del contexto se refiere.

Los objetivos planteados comprenden el diseño de una estructura semántica que permita la construcción de una ontología para la selección de contenidos educativos virtuales, la descripción de los conceptos necesarios para definir la estructura del perfil del usuario, la definición de las reglas a través de las cuales se puedan seleccionar de forma adaptativa los contenidos para planificar el curso virtual y la adaptación de los OAs a las características del usuario y del contexto en el cual se desenvuelve.

Finalmente, se identifican como usuarios finales de la ontología a los estudiantes que podrán acceder a la información proporcionada a partir de las inferencias de la ontología, a nivel de OAs seleccionados y de los OEs alcanzados durante el curso virtual. Es importante aclarar que la ontología parte de una base de conocimientos previa, en la cual los OAs relativos a las temáticas ya han sido predefinidos, lo que se busca inferir a partir de la ontología son los recursos educativos que serán adaptados para cada tema del curso según el perfil del estudiante.

ii) Conceptualización ontológica: "la fase de conceptualización propuesta por la metodología, comprende el organizar y convertir una percepción informal de un dominio en una especificación semi-formal usando un conjunto de representaciones intermedias (tablas, diagramas) que puedan ser entendidas por los expertos del dominio y los desarrolladores de ontologias" (Holanda et al., 2013). Para esto se definen once tareas a partir de las cuales se estructura de mejor manera el conocimiento abstraído durante esta fase.

Fig. 4: Porción del diagrama de relaciones binarias referente a la estructura del CVA

Tabla 1: Reglas SWRL para la selección de contenidos

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El sistema Multi-Agente ubicuo se implementó utilizando el Framework JADE (Bordini et al., 2013), el cual está orientado al desarrollo de SMA siguiendo los estándares FIPA (Foundation for intelligent Physical Agents) de la IEEE (IEEE, 2010). Esta característica otorga interoperabilidad a la plataforma, permitiendo así el intercambio de mensajes con sistemas que se rijan por los mismos protocolos de comunicación. Para la conexión del SMA con los dispositivos móviles fue necesario utilizar JADE-LEAP, el cual proporciona un puente de comunicación entre la plataforma de JADE a través de contenedores compatibles con ambientes móviles de JAVA bajo la tecnología J2ME-CLDC MIDP 1.0. Las configuraciones mínimas para implementar el modelo propuesto son: un servidor con sistema operativo Windows XP, procesador Intel Pentium 4 o equivalente, 2 GB de RAM y una LAN. A continuación, con el fin de validar el modelo propuesto, se exhibe cada una de las funcionalidades del prototipo de SMA ubicuo que se implementó aplicado a un caso de estudio.

Funcionalidad 1: Planificación de cursos. Como habíamos mencionado anteriormente este escenario es administrado por el Agente Planificador, quien interactúa con el Agente Recomendador de Contenidos para recuperar OAs referentes a las temáticas de los cursos. Posteriormente se recupera el perfil de estudiante almacenado en la base de datos del sistema, y luego se mapea toda esta información en la ontología de descripción semántica del conocimiento asociado a los CVAs. Esta ontología, denominada PCVAOntology y especificada en lenguaje OWL, fue desarrollada utilizando Protégé y permite la selección de recursos educativos asociados a los CVAs a partir de reglas SWRL. Para la representación de la estructura de los OAs dentro de la ontología, se utilizó el estándar IEEE-LOM considerando las relaciones jerárquicas que este plantea y sus cardinalidades. Pensando en facilitar el proceso de selección de OAs, fue necesario también extender el modelo propuesto por (Duque y Ovalle, 2011) para la representación de la estructura de los CVAs. Este modelo propone una estructura jerárquica en donde los cursos virtuales se descomponen en Unidades Básicas de Aprendizaje, las que a su vez se desglosan en temas. Los temas tienen objetivos educativos, los cuales necesitan cumplir ciertos prerrequisitos para poder ser accedidos. Finalmente, cada tema tiene esquematizadas unas actividades con sus respectivos OAs para el aprendizaje.

Fig. 6: Escenario de planificación

Funcionalidad 2: Evaluación de temas. Este escenario es puesto en marcha en el momento en que el usuario concluye un tema, o desea exonerarse del mismo. Las preguntas son seleccionadas de un banco de preguntas previamente constituido y asociado a cada uno de los temas de los CVA. De acuerdo a la estructura de evaluación propuesto por (Duque y Ovalle, 2011), por cada pregunta hay una o varias respuestas y son validadas a través de un campo bivaluado (1 si la respuesta es correcta y 0 si es incorrecta). Otro de los parámetros más importantes es el tiempo medio de respuesta necesario para que el estudiante pueda responder a la pregunta y el tipo de pregunta que describe si la pregunta es de respuesta múltiple, única elección, verdadero-falso, etc.

Funcionalidad 3. Servicios de Awareness. Esta funcionalidad permite generar alarmas en cualquier momento de ejecución del sistema. El Agente de Awareness está encargado de llevar a cabo comportamientos cíclicos que permitan estar monitoreando las actividades del estudiante en la base de datos, con el fin de mantenerlo informado de las actividades en tiempo real. Estas alarmas pueden estar relacionadas con actividades cuyo tiempo de caducidad está por cumplirse o simplemente con invitaciones que ayuden a disminuir los porcentajes de deserción de los cursos (ver (c)).

Fig. 7: Escenario de evaluación

Funcionalidad 4. Servicios de Recomendación de Recursos Educacionales. Este escenario contempla características proactivas por parte del Agente Recomendador de Contenidos, ya que ofrece nuevos recursos virtuales educativos (OAs) en caso de que el estudiante presente falencias en la evaluación de los temas o si este decide solicitarlos.

La validación realizada a partir del caso de estudio planteado fue desarrollada a partir de la versión Split Stand-alone de JADE-LEAP, la cual consiste en dividir la plataforma de agentes en dos componentes; un Front-End, el cual se despliega en el dispositivo mediante un MIDlet, y otro Back-End desplegado en el servidor, en el cual son llevadas a cabo las inferencias y los cálculos robustos. La base de datos del sistema fue implementada con el sistema de gestión de base de datos MySQL y las inferencias ontológicas fueron abstraídas mediante el Framework JENA desde el archivo OWL generado por Protégé.

Se realizaron pruebas de estrés al servidor conectando alrededor de 20 dispositivos móviles caracterizados por la configuración J2ME - CLDC MIDP 1.0; los cuales fueron desplegados y simulados mediante el Toolbox Sun Java Wireless Toolkit. La plataforma fue desplegada en un servidor con sistema operativo Windows 7, cuatro GB de memoria RAM y procesador Intel core i3. A partir de estas características, se logró corroborar las grandes ventajas que trae el utilizar el SMA, ya que al dividir las tareas en diferentes nodos los tiempos de respuesta se reducen y la información es entregada de manera más ágil.

La validación realizada a partir de un escenario planteado muestra que los resultados son bastante satisfactorios, presenta un sistema en donde los cálculos robustos y las inferencias son llevados a cabo en el servidor y los dispositivos móviles únicamente se encargan de generar las interfaces. Se realizaron pruebas de estrés al servidor conectando una gran cantidad de dispositivos móviles para ver como se comportaba el sistema, a partir de esto se logró corroborar las grandes ventajas que trae el utilizar SMA, ya que al dividir las tareas en diferentes nodos los tiempos de respuesta se reducen y la información es entregada de manera más ágil.

Tabla 2: Resultados obtenidos a partir de la ontología

Esta investigación ha permitido la materialización de un modelo de SMA Ubicuo de recomendación personalizada para dispositivos móviles, brindando una posible solución a las necesidades actuales referentes a los métodos de enseñanza-aprendizaje virtual. Es importante aclarar que la representación ontológica que se plantea en la investigación, no abarca todas las categorías que considera el estándar IEEE-LOM, de igual manera los perfiles de los estudiantes no contemplan información referente al contexto temporal y/o espacial del estudiante; estos elementos quedan planteados como trabajo futuro y extienden el marco de la investigación. Otra mejora importante que podría considerar el SMA, es la migración a una plataforma móvil mucho mas estandarizada, la cual soporte dispositivos con mejores herramientas y características. Esta plataforma móvil podría ser Android, la cual permite el aprovechamiento de características propias de los Smartphone que pueden ser de utilidad al momento de recuperar información referente al contexto del usuario, como por ejemplo el GPS y las redes sociales.

A partir del modelo propuesto, del prototipo de SMA construido y de los resultados obtenidos del proceso de validación, se pueden obtener las siguientes conclusiones:

i) Se ha presentado un modelo de recomendación de contenidos educativos que comprende diversas funcionalidades, las cuales están orientadas al mejoramiento del proceso de aprendizaje personalizado de los estudiantes registrados en CVAs.

ii) El modelo ha permitido integrar diferentes herramientas para la selección de contenidos, la planificación de cursos, la evaluación temática y la generación de servicios de awareness a partir de plataformas móviles que brindan al SMA características de ubicuidad.

iii) El modelo facilita la representación de las estructuras de conocimiento asociadas a los CVAs, así como el estándar de etiquetado de metadatos IEEE-LOM y los perfiles de estudiante a través de un lenguaje formal como OWL, lo que garantiza y permite la incorporación de SMA adaptativos a la creciente Web Semántica.

iv) La investigación realizada propone una arquitectura para la planificación automática de CVAs basada en agentes inteligentes la cual pretende el aprovechamiento de las características de interoperabilidad de ontologías descritas en OWL para la abstracción de conocimiento. Todo lo anterior a partir de la integración con el lenguaje de programación JAVA.

v) Las reglas SWRL propuestas para la selección de OAs dentro de las actividades del CVA, seleccionaron exitosamente recursos adaptados a los perfiles de usuario considerados.

vi) Los resultados obtenidos muestran que el uso de este tipo de tecnologías favorece la adquisición del conocimiento por parte de los estudiantes y brinda mecanismos que despiertan el interés de éstos, proporcionando un ambiente de aprendizaje continuo y ubicuo, es decir, accesible en cualquier momento y lugar. De esta forma la evolución de este modelo de aprendizaje podría ser utilizado por las empresas en sus procesos de capacitación, al mismo tiempo que permite realizar un seguimiento personalizado en cuanto al aprendizaje que cada empleado recibe durante la formación empresarial específica.

Esta investigación fue financiada parcialmente por el proyecto de investigación: "Mejoramiento de la capacidad académica, visibilidad, contacto e interacción con la comunidad nacional e internacional del Grupo de Investigación en Inteligencia Artificial de la Universidad Nacional de Colombia" - Convocatoria Nacional, Modalidad 2, 2012-2013, con código QUIPU 202010010368.

Acevedo, C., Arciniegas, J.L., García, X. y Perrinet, J., Proceso de Adaptación de una Aplicación de e-aprendizaje a t-aprendizaje. Información Tecnológica, 21(6), 27-36 (2010).

Berners-Lee, T., Hendler, J. y Lassila, O., The Semantic Web. Scientific American, 284(5), 28-37 (2001).

Bordini, R., Braubach, L., Dastani, M., El Fallah Seghrouchni, A., Gomez-Sanz, J., Leite J., O'Hare, G., Pokahr, A. y Ricci, A., A Survey of Programming Languages and Platforms for Multi-Agent Systems Informatica, 30(33), 33-44 (2006).

Charitonos, K., Blake. C., Scanlon, E., y Jones, A., Museum learning via social and mobile technologies: (How) can online interactions enhance the visitor experience? British Journal of Educational Technology, 43(5), 802-819 (2012).

Chen, Ch. y Huang, T., Learning in a u-Museum: Developing a context-aware ubiquitous learning environment. Computers & Education Journal, 59, 873-883 (2012).

Duque, N. y Ovalle, D., Artificial intelligence planning techniques for adaptive virtual course construction, Dyna, 78(170), 70-78 (2011).

Gómez, S., Zervas, P., Sampson, D. G. y Fabregat, R., Context-aware adaptive and personalized mobile learning delivery supported by UoLmP. Journal of King Saud University - Computer and Information Sciences, 26(1), 47-61 (2014).

Hwang, G., Yang, T., Tsai, C. y Yang, S., A context-aware ubiquitous learning environment for conducting complex science experiments. Computers & Education Journal, 53, 402-413 (2009).

Holanda, O., Isotani, S., Bittencourt, I. I., Elias, E. y Tenório, T., JOINT: Java ontology integrated toolkit. Expert Systems with Applications, 40(16), 6469-6477 (2013).

Hasan, S. y Isaac, R., An integrated approach of MAS-CommonKADS, Model-View-Controller and web application optimization strategies for web-based expert system development. Expert Systems with Applications, 38(1), 417-428 (2011).

Kinshuk, D. P. y Graf, D. S., Ubiquitous Learning, en Encyclopedia of the Sciences of Learning, P. D. N. M. Seel, Ed. pp. 3361-3363, Springer US (2012).

Liu, T. y Jiang, Z., Distributed nonlinear control of mobile autonomous multi-agents. Automatica, 50(4), 10751086 (2014).

Meditskos, G. y Bassiliades, N., A Rule-Based Object-Oriented OWL Reasoner. IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, 20(3) 397-410 (2008).

Primo, T., Silva, J.L.T., Ribeiro, A.M., Vicari, R.M. y Boff, E., Towards Ontological Profiles in Communities of Practice. IEEE Multidisciplinary Engineering Education Magazine, 7, 13-22 (2012).

Primo, T., Behr, A. y Vicari, R.M., A Semantic Web Approach to Recommend Learning Objects", en Highlights on Practical Applications of Agents and Multi-Agent Systems, J. M. Corchado y otros 8 editores, pp. 340-350, Springer, Heidelberg (2013).

Raju, P. y Ahmed, P., Enabling technologies for developing next-generation learning object repository for construction, Automation in Construction, 22, 247-257 (2012).

Rodríguez, P., Tabares, V., Duque, N., Ovalle, D. y Vicari, R, Multi-agent Model for Searching, Recovering, Recommendation and Evaluation of Learning Objects from Repository Federations. Iberamia, Springer, Heidelberg, 631-640 (2012).

Shoham, Y. y Leyton-Brown K., Multiagent systems: algorithmic, game-theoretic, and logical foundations. Cambridge University Press (2008).

Tudorache, T., Nyulas, C. I., Noy, N. F., y Musen, M. A. WebProtégé: A Collaborative Ontology Editor and Knowledge Acquisition Tool for the Web. Semantic Web Journal, 4(1) 89-99 (2013).

Tramullas, J., Sánchez-Casabón, A., Garrido-Picazo, P., An Evaluation based on the Digital Library user: An Experience with Greenstone Software. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 73,167-174 (2013).

Vidal, C., Segura, A., Menéndez, V., Zapata, A., Prieto, M., Metadata and Ontologies in Learning Resources Design, en Knowledge Management, Information Systems, E-Learning, and Sustainability Research, Communications in Computer and Information Science, 111, 105-114, Springer, Heidelberg (2010).

Vojak, C., Kline, S., Cope, B., McCarthey, S. y Kalantzis, M., New Spaces and Old Places: An Analysis of Writing Assessment Software. Computers and Composition. 28(2) 97-111 (2011).

Wang, S. y Wu, Ch., Application of context-aware and personalized recommendation to implement an adaptive ubiquitous learning system. Expert Systems with Applications, 38, 10831-10838 (2011).

Wooldridge, M., An introduction to multi-agent systems. Second edition, Wiley Publishers. United Kingdom (2009).

Recibido Dic. 16, 2013; Aceptado Feb. 21, 2014; Versión final recibida Mar. 17, 2014

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Modelo de Recomendación Personalizada en Cursos Virtuales basado en Computación Ubicua y Agentes Inteligentes

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Modelo de Recomendación Personalizada en Cursos Virtuales basado en Computación Ubicua y Agentes Inteligentes Customized Recommendation Model for Virtual Courses based on Ubiquitous Computing and Intelligent Agents (1) Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Minas, Departamento de Ciencias de la Computación y la Decisión, Grupo de Investigación GIDIA, Medellín-Colombia dovalle@unal.edu.co

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Autor: Christian Gary D.
2009
McGraw Hill México
828 p
Libro
ISBN :978-970-10-7234-9

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Biblioteca Hernán Malo González de la Universidad del Azuay

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 Biblioteca Hernán Malo González - Universidad del Azuay

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Herramientas y operaciones básicas de la química analítica. Manejo de datos y hojas de cálculo en química analítica. Buenas prácticas de laboratorio: certeza de calidad de las mediciones analíticas. Cálculos estequiométricos: el caballo de batalla del analista. Conceptos generales de equilibrio químico. Equilibrio ácido=base. Reacciones y titulaciones complejométricas.

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RID-UNRN: Sustancia y reacción química como conceptos centrales en química. Una discusión conceptual, histórica y didáctic

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RID-UNRN: Sustancia y reacción química como conceptos centrales en química. Una discusión conceptual, histórica y didáctic

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Raviolo, A., Garritz, A. y Sosa, P.
Revista Eureka de Divulgación y Enseñanza de las Ciencias
2011
ISSN: 1697-011X

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Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: http://rid.unrn.edu.ar/handle/20.500.12049/6434
Este documento es resultado del financiamiento otorgado por el Estado Nacional, por lo tanto queda sujeto al cumplimiento de la Ley N° 26.899
Este ítem está sujeto a una licencia Creative Commons Licencia Creative Commons

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RID-UNRN: Sustancia y reacción química como conceptos centrales en química. Una discusión conceptual, histórica y didáctica

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Enseñar química mediante la contextualización, la indagación y la modelización

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Enseñar química mediante la contextualización, la indagación y la modelización

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Autores: Aureli Caamaño Ros
Didáctica de las ciencias experimentales
ISSN 1133-9837
Nº 69
2011
págs. 21-34

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enseñar química mediante la contextualización

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Enseñar química mediante la contextualización, la indagación y la modelización

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Autoría: Aureli Caamaño Ros. Localización: Alambique: Didáctica de las ciencias experimentales. Nº 69, 2011. Artículo de Revista en Dialnet.

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Taller de Física Cuántica: un Método para Introducir Conceptos Fundamentales en una Actividad Extracurricular

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Taller de Física Cuántica: un Método para Introducir Conceptos Fundamentales en una Actividad Extracurricular

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Autores: Claudio A. Faúndez, Yazmina G. Rojas, Angela A. Pinto y Hernán F. Astudillo
Formación universitaria
2015
ISSN 0718-5006

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Workshop on Quantum Physics: A Method for Introducing Fundamental Concepts in an Extracurricular Activity Claudio A. Faúndez⁽¹⁾, Yazmina G. Rojas⁽²⁾ , Angela A. Pinto⁽³⁾ y Hernán F. Astudillo⁽¹⁾
(1) Depto. De Física, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Concepción, Barrio Universitario s/n, Casilla 160-C, Concepción, Chile (e-mail: claudiofaundez@udec.cl, hastudil@udec.cl).

(2) Carrera de Geofísica, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Concepción, Barrio Universitario s/n, Casilla 160-C, Concepción, Chile (e-mail: yazminarojas@udec.cl)

(3) Colegio Einstein, Coronel, Chile (e-mail: angelapintocampos@gmail.com)

En este artículo se propone y analiza una metodología basada en el constructivismo y centralizada en el aprendizaje activo del estudiante. Esta metodología facilita el logro de las competencias necesarias para la adquisición de aprendizajes significativos de los fundamentos de física cuántica. El método descrito fue construido para ser desarrollado en un taller extra programático que considera los contenidos mínimos de mecánica cuántica establecidos por el Ministerio de Educación de Chile para los cursos de física. El taller fue diseñado por estudiantes universitarios de física, futuros docentes en escuelas secundarias. En el taller propuesto se entrelaza la cátedra, la actividad experimental, la discusión y la obtención de conclusiones válidas en cada actividad. Esta propuesta entrega una herramienta útil y práctica para la enseñanza-aprendizaje de la física cuántica.

Palabras clave: constructivismo, aprendizaje significativo, actividades experimentales, taller, mecánica cuántica

In this paper a methodology based on constructivism and centering on active student learning, enabling students to acquire the necessary skills for achieving significant learning of the fundamentals of quantum physics is proposed and analyzed. The methodology is designed to be developed in an extra-curricular workshop program considering the minimum contents of quantum mechanics established by the Ministry of Education of Chile for the courses of physics. In the workshop, the theoretical hours, the experimental activity, the discussion and the obtaining of valid conclusions in each activity are considered. This proposal provides a useful and practical tool for the teaching-learning process of quantum physics.

Keywords: constructivism, meaningful learning, experiential activities, workshop, quantum mechanics

La mecánica cuántica ha ejercido una fuerte influencia en nuestra sociedad, en el pensamiento humano y la filosofía (Greca y Herscovitz, 2002). Adquirimos conciencia de ello cuando observamos cotidianamente los logros, resultados y aplicaciones con que esta ciencia impacta a la sociedad mediante el desarrollo de nuevas tecnologías (Otero et al. 2009). Ejemplos relevantes para el bienestar de la sociedad van desde desarrollos como el Láser y sus implicancias médicas, la nanotecnología y sus aplicaciones a diversos procesos industriales como la industria espacial y la industria médica, entre otras. En tanto que, relevantes para el desarrollo de la ciencia podemos nombrar el Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), tecnología desarrollada para verificar interrogantes fundamentales de la ciencia (Sánchez, 2008).De aquí que la comprensión de los fundamentos de la mecánica cuántica y sus aplicaciones es de extrema relevancia para entender el medio ambiente tecnológico en que vivimos.

El logro de estos aprendizajes y sus implicancias en la formación de los alumnos, y por tanto en la sociedad, depende fuertemente de la acción docente en el aula. Siguiendo a Hodson (1993), el primer paso para asegurar que los estudiantes tengan éxito en el aprendizaje sobre la naturaleza de la mecánica cuántica, es convertir lo implícito en explícito. El segundo paso necesario es realizar una planificación conforme a un modelo científico desde un paradigma educativo caracterizado por un espacio constructivista del aprendizaje. Esto es, un modelo de ciencia que valorice la falibilidad y la dependencia teórica de la observación y del experimento, que aporte conciencia de cómo se transmiten los conocimientos dentro de la comunidad científica, y que haga hincapié en la distinción entre teorías y modelos instrumentalistas, que persiguen realizar predicciones y establecer una medida de control. Dado que la física en general tiene un carácter experimental existe consenso en el hecho de que los trabajos prácticos de laboratorio son fundamentales para su enseñanza (Barolli et al. 2010; López y Tamayo, 2012). Esto permite la conexión entre los conceptos físicos y el mundo de los sentidos, que a menudo no se observan siguiendo una instrucción tradicional (McDermott, 2013). En sistemas educacionales con recursos insuficientes es fundamental destacar la importancia que tiene para el logro de los aprendizajes de los estudiantes, la construcción de dispositivos sencillos de bajo costo que permite llevar a cabo una actividad experimental (Pérez y Falcón, 2009). En particular, como el caso de Chile, donde existen muy pocos colegios que cuentan con los recursos necesarios para realizar actividades experimentales asociadas a los contenidos mínimos obligatorios, exigidos por el Ministerio de Educación (MINEDUC) y que los docentes, en general, no cuentan con guías de trabajo experimental que permitan a los estudiantes construir su propio conocimiento a través de experimentos sencillos (Vera et al. 2013).

En un análisis exhaustivo sobre la enseñanza-aprendizaje de la mecánica cuántica en la enseñanza secundaria, Sinarcas y Solves (2013) muestran que las principales dificultades de los alumnos están en las carencias de la enseñanza que reciben a través del profesorado de Física de secundaria. Por otra parte, antecedentes de la literatura a nivel latinoamericano convienen que la falta de material para realizar actividades experimentales en esta unidad, unido a la escasez de recursos didácticos para su implementación en el aula, hace difícil abordar conceptos de mecánica cuántica a nivel de enseñanza secundaria (Bustos et al. 2013). Además, los textos que generalmente se emplean para su enseñanza no realizan sugerencias metodológicas suficientes como para favorecer significativamente las planificaciones por parte de los docentes (Ostermann y Moreira, 2000; Vicario y Venier, 2010, Sinarcas y Solves 2013). En este sentido, dentro de la formación docente universitaria en las carreras de pedagogía en ciencias, deben existir asignaturas donde los estudiantes realicen trabajos de laboratorio, en los cuales puedan tener la posibilidad de explorar, sugerir hipótesis, etc. (Gil, 1997). En este tipo de actividades experimentales es donde los estudiantes tienen que involucrarse activamente en su proceso de aprendizaje, de modo que ellos estén en todo momento intelectualmente activos (Ramírez et al. 2013).

En el presente trabajo se da a conocer una propuesta, realizada como parte de la formación universitaria de los futuros docentes de ciencias y desarrollada para la unidad mecánica cuántica. Dicha propuesta, además de generar conocimiento, potencia las habilidades de los estudiantes permitiendo despertar la curiosidad de los alumnos. La propuesta está diseñada para ser desarrollada como una actividad extracurricular enfocada a alumnos de enseñanza media chilena. Este diseño permite que alumnos desde tercero medio puedan tener acceso con antelación a lo que el programa de estudios entregado por el Ministerio de Educación decreta. Como establece Hodson (1994), podemos decir que el aprendizaje de la ciencia, de su naturaleza y de su práctica están relacionados, son necesarios y que las experiencias obtenidas con buenos resultados en cada uno de ellos, contribuye a la comprensión de los restantes, pero ninguno es suficiente por sí solo, por lo que es necesario realizar actividades prácticas con su respectiva base teórica para conocer y hacer ciencia. En línea con lo anterior, el taller propone sesiones donde cada contenido se desarrolla en tres etapas:1) Teórico- conceptual; 2) Experimental y 3) Análisis de la información y formulación de resultados.

En las siguientes secciones damos una visión del marco teórico donde se establece la relación entre el constructivismo y las actividades experimentales y como se favorece el aprendizaje entre pares, como establece la metodología propuesta por Vigotsky (1979). Luego, describimos el diseño del taller y se muestra un análisis de los resultados y las conclusiones obtenidas.

EL CONSTRUCTIVISMO Y LAS ACTIVIDADES EXPERIMENTALES

Los tiempos de una enseñanza basada en cátedras dictadas por el profesor están quedando rezagados. Ahora, se tienen que implementar nuevas estrategias donde el profesor deje de tener una participación principal dentro del proceso de enseñanza-aprendizaje y el alumno debe ser quien ahora tome una mayor participación dentro de este proceso (García y Sánchez, 2009).

La concepción constructivista señala tres elementos básicos que determinan el estado inicial de los alumnos, al momento de iniciar un proceso de aprendizaje, estos son: i) Los alumnos presentan una determinada disposición para llevar a cabo el aprendizaje que se les plantea; ii) Esta disposición surge como resultado de la confluencia de numerosos factores de índole personal e interpersonal. Los alumnos disponen de determinadas capacidades, instrumentos, estrategia y habilidades generales para llevar a cabo el proceso de aprendizaje; y iii) Los conocimientos previos que poseen los alumnos.

La concepción constructivista considera indispensable el tercer aspecto antes de comenzar un proceso de aprendizaje. Según lo que propone Ausubel et al. (1983), el aprendizaje significativo depende tanto de las capacidades y motivaciones del estudiante como de sus conocimientos previos. ¿Cómo es posible contactar en un primer momento con el nuevo conocimiento?. Pues, a partir de algo que ya conocemos y sabemos. Así, gracias a lo que el alumno ya sabe, puede hacer una primera lectura del nuevo contenido, atribuirle un primer nivel de significado y sentido e iniciar el proceso de aprendizaje del mismo. Tal como afirma Moreira (2008), las nuevas ideas, conceptos y proposiciones pueden ser aprendidos significativamente en la medida en que otras ideas, conceptos, proposiciones, relevantes e inclusivos, estén adecuadamente claros y disponibles en la estructura cognitiva del individuo y funcionen como punto de anclaje de los primeros.

Una estrategia para la enseñanza de la mecánica cuántica que responde a lo anterior son las actividades experimentales, dado su carácter de ciencia experimental existe consenso en el hecho de que los trabajos prácticos de laboratorio son fundamentales para su enseñanza. Su importancia radica no sólo en la posibilidad de observación y experimentación sobre la realidad y de desarrollo de habilidades experimentales, sino también, y quizás más fuertemente, en la posibilidad que brindan para relacionar las teorías y modelos con la experiencia, y suministrar así, una oportunidad para que los alumnos conozcan cómo se construye el conocimiento científico (Hodson, 1994; Jaime y Escudero, 2011). Estas experiencias permiten que se produzca en ellos un aprendizaje significativo y autónomo. Afirmando lo anterior, Álvarez et al. (2008) y Flores et al. (2009) señalan que las experiencias son la clave para la comprensión conceptual por parte de los estudiantes y para la construcción del conocimiento del mundo que los rodea.

Tabla 1: Ventajas de las actividades experimentales propuesto por Serè (2002)

Uno de los puntos relevantes del paradigma constructivista se basa en generar aprendizaje significativo en los alumnos propuesto por Ausubel (1983) y esto se logra anclando los conocimiento previos con el nuevo conocimiento. Además, algunos filósofos han expresado que el pensamiento es más completo cuando es capaz de poner en juicio y tomar en cuenta la dimensión de la acción. Así, Bergson pregona "pensar como un hombre de acción, actuar como un hombre de pensamiento".También Vigotsky (1979) señala que el aprendizaje se logra entre pares, es decir, resulta fundamentalmente de la colaboración y cooperación, por lo tanto, el trabajo experimental es una forma de potenciar el aprendizaje entre alumnos.

El taller es un método de organizar el proceso de enseñanza- aprendizaje integrando reflexivamente teoría y práctica, para abordar la resolución de un problema o el estudio de algún contenido, mediante la actividad participativa del alumno, el ensayo creativo de sus capacidades, conocimientos y destrezas y utilizando múltiples recursos y materiales (Maya, 2007).

DESCRIPCIÓN DEL TALLER

Cada experiencia tiene las siguientes fases: teórico-conceptual, experimental y de análisis de la información y formulación de resultados:

1. Teórico- conceptual: Se revisan y sustentan los conocimientos previos necesarios para la enseñanza del nuevo concepto siendo el profesor un guía para el alumno en el proceso.

2. Experimental: Mediante guías de trabajo se induce al alumno a construir, montar y realizar los experimentos establecidos. En esta fase, los alumnos generan su propio ambiente de aprendizaje, construyen y modifican los dispositivos para observar los fenómenos y formulan hipótesis.

3. Análisis de la información y formulación de resultados: Luego de observar y relacionar lo experimentado con la teoría, los alumnos analizan, describen, explican, discuten los conceptos involucrados en el fenómeno con sus pares y formulan las conclusiones y análisis correspondientes favoreciendo así el aprendizaje de tipo colaborativo.

Tabla 2: Contenidos del taller de mecánica cuántica

Tabla 3: Contenidos y actividades experimentales abordadas en el taller.

Tabla 4: Cuadro resumen de los experimentos que contiene el taller.

EXPERIMENTO DEL EFECTO FOTOELÉCTRICO : "CONSTANTE DE PLANCK".

Protocolo de medición (ver guía experimental)

1- Registre el voltaje que indica el multitester cuando se obtiene el primer rayo de luz.

2- Anote la longitud de onda a la cual corresponde la luz del LED.

3- Realice los pasos anteriores para cada uno de los LED de color.

Protocolo de Resultados

4- Considere el valor de la velocidad de la luz (c) y el valor de la carga de un electrón (e).

5- Considere la relación de Einstein para el efecto fotoeléctrico y utilice los datos obtenidos.

6- Calcule el valor de la constante de Planck (h) para cada color.

7- Obtenga el valor promedio de h.

8- Explique las relaciones que existen entre las variables de la Ecuación de Einstein.

9- De acuerdo a las constantes obtenidas para cada color ¿son similares al valor aceptado de la constante de Planck? Fundamente su respuesta.

10- Indique posibles factores que influyen en la diferencia del valor aceptado de h y el experimental obtenido por usted.

11- Redacte conclusiones del experimento.

i) En la tabla se anotará primero la longitud de onda para cada color de luz que emiten los LED (dadas por el profesor).

ii) Luego, armado el circuito medirán el voltaje (mínimo voltaje que requiere el LED para expulsar los electrones) cuando el LED expulse el primer haz de luz. Para cada LED los voltajes deben ser distintos y estos aumentan a medida que disminuye la longitud de onda.

iii) El LED posee una estructura en el cual podemos decir que ocurre el efecto fotoeléctrico en su interior, ya que posee una lámina metálica y a través de un circuito se le entrega suficiente energía para que se emita un fotón. Por lo tanto, se cumple el efecto fotoeléctrico, expresando la energía cinética máxima como se muestra en la ecn. (1).

Tabla 5: Resultados obtenidos de la experiencia.

(1)

En esta ecuación,

K: Energía cinética máxima de los fotoelectrones.

e: carga del electrón 1.6x10⁻¹⁹ C.

h: Constante de Planck (6.64x10⁻³⁴ Js).

f: Frecuencia de corte.

: Función de trabajo del metal, energía mínima con la cual el electrón está ligado al metal.

Para el caso de los LED: = 0, debido a que no existe una energía mínima para la expulsión del electrón cuando en el LED circula corriente.

Luego igualando se obtiene:

Por lo tanto, la variable que falta encontrar para calcular la constante de Planck es la frecuencia de los colores de cada LED.

Se debe recordar que tenemos la longitud de onda para cada color y de esta podemos calcular la frecuencia a través de:

(4)

En esta ecuación, c corresponde a la velocidad de la luz (3 x I0 ⁸ m/s) y A es la longitud de onda.

Ahora se cuenta con toda la información necesaria para calcular la constante de Planck para cada color, luego se obtiene un valor promedio de todas las constantes de Planck obtenidas del experimento (<h> = 5,60 x 10⁻³⁴ J * s). El valor aceptado de la constante de Planck es 6,62 x 10⁻³⁴ J * s. Esto indica que el valor obtenido en el experimento es un 15.4% menor que el aceptado.

Ejemplo, para el LED que emite luz violeta.

Voltaje: 2,48 V (Medida por los alumnos a través de un Tester).

Longitud de onda: 450 x 10⁻⁹ m (Buscado por los alumnos en la web).

Velocidad de la luz: 3 x 10 ⁸ m/s

Frecuencia:

Implementación de la Propuesta

La propuesta de este trabajo ha sido implementada realizando una de las experiencias, correspondiente al laboratorio del espectroscopio casero y análisis de espectros atómicos (ver tabla 4). La experiencia se realizó en un Colegio de la octava región de Chile y el grupo de trabajo conto con la participación de 15 alumnos entre los 16 y 17 años de edad. Antes del trabajo de laboratorio, se realizó un pre test sobre el tema de espectros atómicos y al finalizar la experiencia se realizó un pos test obteniendo un factor de Hake equivalente a 0.87, es decir, una alta ganancia conceptual del aprendizaje adquirido.

Los alumnos durante el proceso realizaron un informe donde debían incluir los siguientes aspectos: objetivos del experimento, introducción, metodología, análisis, comentarios y conclusiones. Durante el proceso y finalización de la actividad, se logró apreciar las siguientes competencias adquiridas entre los alumnos: trabajar en equipo, describir los distintos tipos de espectros atómicos, discutir las ideas con sus pares, asociar el concepto de espectro atómico con el laboratorio, justificar sus ideas, identificar qué tipo de espectro corresponde a diversas fuentes de luz y rescatar ideas fundamentales del laboratorio.

Estudiantes universitarios de física de la Universidad de Concepción, propusieron un método para ser desarrollado en un taller extra programático, que incluye contenidos mínimos de mecánica cuántica establecidos por el MINEDUC de Chile, los cuales corresponden al efecto fotoeléctrico, física estadística, superconductividad, entre otros, que han sido especificadas en el trabajo.

La propuesta responde claramente al interrogante ¿Cómo generar aprendizaje significativo sobre los contenidos de mecánica cuántica en los alumnos de enseñanza media?. Más aún, facilita herramientas que permiten una mayor comprensión de los temas fundamentales de la mecánica cuántica: por medio de experiencias prácticas donde el alumno puede ver, construir, interactuar y concluir, logrando los aprendizajes mínimos requeridos. De lo anterior, podemos extraer las siguientes conclusiones.

i) El estudio está basado en realizar experimentos fundamentales de la mecánica cuántica, que pueden ser llevados al aula sin mayor dificultad, ya que son diseñados para ser construidos con materiales de fácil acceso.

ii) Esta estrategia permite que los alumnos se interioricen en los fundamentos de la mecánica cuántica generando aprendizajes significativos mediante el desarrollo de actividades experimentales.

iii) Además permite que los alumnos desarrollen sus habilidades para que se comporten como un receptor activo, en el cual, el profesor solo es el guía de dicho conocimiento ayudando al alumno a llegar a la respuesta correcta. En esta etapa se logra que los alumnos aprendan entre pares, respetando la opinión de los demás y los diferentes puntos de vista de las actividades, eliminando y refutando ideas.

iv) Logra abordar los aprendizajes esperados mínimos sugeridos por el MINEDUC, permitiendo que el alumno aumente su aprendizaje cognitivo, desde lo más simple (conocer) hasta lo más complejo (analizar) de forma jerárquica.

MATERIAL SUPLEMENTARIO

Se dispone de material adicional que incluye una descripción detallada de los seis laboratorios propuestos en este trabajo. Se puede solicitar el material al Dr. Claudio A. Faúndez ( claudiofaundez@udec.cl).

Los autores agradecen al Departamento de Física y la Dirección de Docencia de la Universidad de Concepción por el apoyo en la construcción de este trabajo, y a los miembros del taller de Micro Didáctica Física del Departamento de Física por su colaboración.

Alvarez, F., Rodríguez-Pérez, J.R., Sanz-Ablanedo, E., Fernández-Martínez, M. Aprender enseñando: Elaboración de materiales didácticos que facilitan el aprendizaje autónomo. Formación Universitaria, 1 (6), 19-28, (2008).

Ausubel, D., Novak, J y Hanesian, H. Psicología educativa: un punto de vista cognoscitivo. México:Trillas(1983).

Barolli, E., Laburú, C.E., Guridi, V.M. Laboratorio didáctico de ciencias: Caminos de investigación. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, 9(1), 88-110, (2010).

Bloom, B. Taxonomía de los objetivos de la educación (Tercera edición). Alcoy: Marfil(1979).

Bustos, L., Otaíza, A., Yupangui, M. La física Moderna en la educación media. Eureka, Enseñanza de las ciencias físicas, Memorias y Tesinas, 29-31, Agosto (2013).

Faúndez, C.A., Bravo, A.A., Melo, A.D., Astudillo, H.F. Laboratorio virtual para la unidad tierra y universo como parte de la formación universitaria de docentes de ciencias. Formación Universitaria, 7(3), 33-40, (2014).

Flores, J., Caballero, M.C., Moreira, M.A. El laboratorio en la enseñanza de las ciencias: Una visión integral en este complejo ambiente de aprendizaje. Revista de Investigación, 68 (33), 75-111, (2009).

García, R. y Sánchez, D. La enseñanza de conceptos físicos en secundaria: diseño de secuencias didácticas que incorporan diversos tipos de actividades. Lat. Am. J. Phys. Educ. 3(1), 62-67, (2009).

Gil, S. Nuevas tecnologías en la enseñanza de la física oportunidades y desafíos. Memoria VI Conferencia Interamericana sobre educación en la Física (1997).

Greca, I.M. y Herscovitz, V.E. Construyendo significado en mecánica cuántica: fundamentación y resultados de una propuesta innovadora para su introducción en el nivel universitario. Enseñanza de las ciencias, 20(2), 327-338, (2002).

Hodson, D. Teaching and learning about science: considerations in the philosophy and sociology of science, en Edwards, D. y Scanlon, E. (eds.), Issues in Science Education: Teaching, Learning and Assessment(1993).

Hodson, D. Hacia un enfoque más crítico del trabajo de laboratorio. Enseñanza de las ciencias, 12(3), 299-313,(1994).

Heredia, S. Como construir un espectroscopio casero con un CD. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias. 6(3), 491-495, (2009).

Jaime, E y Escudero, C. El trabajo experimental como posible generador de conocimiento en enseñanza de la física. Enseñanza de las ciencias. 29(3), 371-380, (2011).

López, A.M., y Tamayo, O.E. Las prácticas de laboratorio en la enseñanza de las ciencias naturales. Latinoam.estud. educ. Manizales (Colombia), 8(1), 145-166 (2012).

Maya, A. El Taller educativo. ¿Qué es? Fundamentos, cómo organizarlo y dirigirlo, cómo evaluarlo. Colección Aula Abierta. Libro ISBN: 978-958-20-0277-8. Bogotá, D.C. Colombia (2007).

McDermott, L.C. Improving the teaching of science through discipline-based education research: An example from physics. European Journal of Science and Mathematics Education, 1(1), 1-12, (2013).

MINEDUC. Física, Programa de estudios cuarto año medio formación diferenciada (Tercera edición). Chile(2002).

Moreira, M. Organizadores previos y aprendizaje significativo. Revista Chilena de Educación científica, 7(2), 23-30, (2008).

Pérez, E., Falcón, N. Diseño de prototipos experimentales orientados al aprendizaje de la óptica. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 6(3), 452-465, (2009).

Otero, M.R., Fanaro, M.A., Arlego, M. Investigación y desarrollo de propuestas didácticas para la enseñanza de la física en la escuela secundaria: nociones cuánticas. Revista electrónica de investigación en educación en ciencias, año 4(1), 59-74, (2009).

Ostermann, F. y Moreira, M. Investigación didáctica: física contemporánea en la escuela secundaria: Una experiencia en el aula involucrando formación de profesores. Enseñanza de las ciencias, 18(3), 391-404, (2000).

Ramírez, G.Y., López, A., Ramírez, M. Clases demostrativas interactivas de magnetismo en el bachillerato del IPN. Lat. Am. J. Phys. Educ., 7(1), 27-36, (2013).

Sánchez, G. El gran acelerador de hadrones (LHC) y la búsqueda de la partícula divina. NUCLEAR ESPAÑA octubre, ISSN/ISBN: 1137-2885, (2008).

Sinarcas, V. y Solves, J. Dificultades en el aprendizaje y la enseñanza de la física cuántica en el bachillerato. Enseñanza de las Ciencias. Revista de Investigación y Experiencias Didácticas,31 (3), 9-25, (2013).

Séré, M. La enseñanza en el laboratorio. ¿Qué podemos aprender en términos de conocimiento práctico y de actitudes hacia la ciencia?. Enseñanza de las ciencias, 20(3), 357-368 (2002).

Urréjola, S., Valderrama, J.O., Sánchez, A., Aplicación de las nuevas tecnologías a la colaboración docente entre universidades de distintos continentes. Proyecto AECID entre la Universidad de La Serena (Chile) y la Universidad de Vigo (España). Editorial: Nova Galicia Edicíons, Vigo-España (2011).

Vera, F., Rivera, Fuentes. R., La galería de Galileo: videos de experimentos para la enseñanza de la física. Revista Estudio Pedagógicos, 39, 143-151 (2013).

Vicario, J.E. yVenier, F.L. La enseñanza de la física moderna, en debate en Latinoamérica. Revista Argentina de Enseñanza de la Ingeniería, Año 11 (20), 49-57 (2010).

Vigotsky, L. Pensamiento y Lenguaje. La Pléyade. Buenos Aires (1979).

Recibido Sep. 16, 2014; Aceptado Oct. 23, 2014; Versión final recibida Ene. 15, 2015

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Taller de Física Cuántica: un Método para Introducir Conceptos Fundamentales en una Actividad Extracurricular

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Workshop on Quantum Physics: A Method for Introducing Fundamental Concepts in an Extracurricular Activity Claudio A. Faúndez(1), Yazmina G. Rojas(2) , Angela A. Pinto(3) y Hernán F. Astudillo(1) (1) Depto. De Física, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Concepción, Barrio Universitario s/n, Casilla 160-C, Concepción, Chile (e-mail: claudiofaundez@udec.cl, hastudil@udec.cl).

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Utilizando la historia de la ciencia en la enseñanza de los conceptos claves de la física cuántica

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Utilizando la historia de la ciencia en la enseñanza de los conceptos claves de la física cuántica

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Autor: Jordi Solbes, Vicent Sinarcas
Didáctica de las ciencias experimentales y sociales
ISSN 0214-4379
Nº 23
2009
págs. 123-151
Idioma: español

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utilizando la historia de la ciencia en la enseñanza de los conceptos claves de la física cuántica

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Utilizando la historia de la ciencia en la enseñanza de los conceptos claves de la física cuántica

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Autorías: Jordi Solbes, Vicent Sinarcas. Localización: Didáctica de las ciencias experimentales y sociales. Nº 23, 2009. Artículo de Revista en Dialnet.

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La realidad y los realismos desde la física cuántica: la posibilidad de un realismo cuántico

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La realidad y los realismos desde la física cuántica: la posibilidad de un realismo cuántico

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Autores: García-Valero, Benito Elías
Estudios de Teoría Literaria, Literatura Comparada y Teoría de la Traducción Literaria (TeLiCom)
2016
Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED)
ISSN: 1133-3634 | 2254-9307 (Internet)

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RUA: La realidad y los realismos desde la física cuántica: la posibilidad de un realismo cuántico

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Este trabajo propone la ideación de una estética, el realismo cuántico, como hipótesis explicativa de obras ficcionales practicantes de un realismo colindante con lo fantástico, y cuyas anécdotas adquieren verosimilitud al ser analizadas bajo la lógica teórica de la física cuántica.

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Gamificación en la enseñanza de las matemáticas: una revisión sistemática

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Gamificación en la enseñanza de las matemáticas: una revisión sistemática

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Autores :Holguin García, F. Y., Holguin Rangel, E. G., & Garcia Mera, N. A.
Telos: Revista De Estudios Interdisciplinarios
2020
22(1)
pag 62-75.

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Efectos de la utilización de juegos educativos en la enseñanza de las matemáticas

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Efectos de la utilización de juegos educativos en la enseñanza de las matemáticas

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Autor: Gairín Sallán, Joaquín
Educar
N. 17
1990
p. 105-118
ISSN 2014-8801

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Efectos de la utilización de juegos educativos en la enseñanza de las matemáticas
Gairín Sallán, Joaquín (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Pedagogia Aplicada)

Data:

1990

Resum:

En este artículo se recogen algunas consecuencias que pueden derivarse al utilizar los juegos educativos en el proceso de enseñanza-aprendizaje de las matemáticas. En cuanto al aprendizaje se recogen resultados de investigaciones sobre los efectos que produce la utilización de juegos matematicos en los alumnos. Podemos destacar los de estimular el interés y desarrollar actitudes positivas hacia las matemáticas. Ademas, como recurso didáctico hay que pensar en su posible utilización para uno o más de los propósitos siguientes: 1. Desarrollar conceptos o estructuras conceptuales matemáticas. 2. Proporcionar ejercicios tanto para la práctica de algoritmos como para fomentar la experimentación. 3. Desarrollar habilidades de percepción y razonamiento. 4. Proporcionar ocasiones de utilizar el pensamiento lógico y de emplear técnicas heurísticas apropiadas para la resolución de problemas. El resto del artículo se dedica a conocer la opinión de profesores que han practicado juegos educativos con sus alumnos. Así, y con valor indicativo, se recogen opiniones acerca de la amenidad, utilidad, dificultad e importancia que esta actividad despierta en los alumnos. También se incluyen opiniones acerca de las mejoras que pueden producirse en la práctica docente mediante la utilización de juegos matemáticos, señalándose mejoras en aspectos tales como motivación del alumno, construcción de recursos didácticos, utilización de otros métodos de enseñanza, relaciones con compañeros y con alumnos y organización del trabajo.

Resum:

This article includes some of the possible consequences of using educational games in the teaching-learning process of mathematics. Insofar as learning is concerned, we present some results of researchs on the effects produced on students by the use of games of mathematics; we can point out specially those that stimulate the interest and develop positive attitudes towards mathematics. Moreover, as a tutorial tool, we have to think about their possible uses in one or more of the following objectives; 1. To develop concepts or conceptual structures of mathematics. 2. To provide exercises for practising algorithms as well as encouraging experimenting. 3. To develop perceptive and reasoning skills. 4. To afford opportunities for the use of logical thought and heuristic techniques appropiate for solving problems. The rest of the article, expresses the opinion of teachers who have used educational games with their students. In this way, and purely as an example, we include opinions about the entertainment-value, usefulness, difficulty and importance that this activity arouses in students. In addition, we include opinions about the improvements which can be obtained in teaching using games of mathematics. Furthermore, we point out improvements such as student motivation, building of tutoria1 resources, use of other teaching methods, relationships vis-a-vis, student and colleagues and work planning.

Drets:

Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original.

Llengua:

Castellà

Document:

Article ; recerca ; Versió publicada

Publicat a:

Educar, N. 17 (1990) p. 105-118, ISSN 2014-8801

Adreça alternativa: https://raco.cat/index.php/Educar/article/view/42235
Adreça original: https://educar.uab.cat/article/view/v17-gairin
DOI: 10.5565/rev/educar.520

14 p, 409.2 KB

Registre creat el 2008-09-09, darrera modificació el 2023-10-01

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Efectos de la utilización de juegos educativos en la enseñanza de las matemáticas

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En este artículo se recogen algunas consecuencias que pueden derivarse al utilizar los juegos educativos en el proceso de enseñanza-aprendizaje de las matemáticas. En cuanto al aprendizaje se recogen resultados de investigaciones sobre los efectos que produce la utilización de juegos matematicos en los alumnos.

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Enseñanza y Aprendizaje de las Matemáticas : La necesidad de un análisis multidisciplinar

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Enseñanza y Aprendizaje de las Matemáticas : La necesidad de un análisis multidisciplinar

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Autores: Gamal Cerda Etchepare, Carlos Pérez, José Antonio Casas Bolaños, Rosario Ortega Ruiz
Psychology, Society & Education
Vol. 9
Nº. 1
2017
págs. 1-10
ISSN 1989-709X
ISSN-e 2171-2085

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enseñanza y aprendizaje de las matemáticas: la necesidad de un análisis multidisciplinar

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Enseñanza y Aprendizaje de las Matemáticas: La necesidad de un análisis multidisciplinar

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Autorías: Gamal Cerda Etchepare, Carlos Pérez, José Antonio Casas Bolaños, Rosario Ortega Ruiz. Localización: Psychology, Society & Education. Nº. 1, 2017. Artículo de Revista en Dialnet.