La investigación detrás de ModelIt
ModelIt se basa en un enfoque de enseñanza con más de una década de investigación revisada por pares, que incluye más de $4M en financiación de la NSF para desarrollar y estudiar la educación científica basada en modelos. Esa investigación se realizó con Cell Collective (la plataforma de investigación que inspiró ModelIt, creada por el mismo equipo) y muestra de forma consistente lo mismo: los estudiantes que construyen y simulan modelos aprenden más, y aprenden de forma distinta, que quienes solo leen sobre las mismas ideas.
Lo que muestra la investigación
Los estudiantes aprenden más.
En un estudio de estudiantes que usaron la plataforma, el grupo de tratamiento mostró una ganancia de aprendizaje del 8%; el grupo de control no mostró ninguna.
Booth et al., CBE—Life Sciences Education, 2021
Activa el cerebro de otra manera.
Mediante resonancia magnética funcional (fMRI), los investigadores observaron que los estudiantes que construían y ejecutaban modelos mostraban una actividad cerebral distinta a la de quienes solo leían sobre los mismos sistemas. Hacer el modelado no era lo mismo que leer sobre él.
Clark, Helikar & Dauer, CBE—Life Sciences Education, 2020
Funciona para todos.
El mismo estudio encontró resultados equitativos, sin brecha de género en el desempeño.
Booth et al., 2021
Desarrolla el pensamiento sistémico.
Una lección de modelado computacional mejoró las habilidades fundamentales de pensamiento sistémico y el conocimiento conceptual de los estudiantes en biología.
Bergan-Roller et al., BioScience, 2018
Un despliegue reciente mostró grandes mejoras.
Cuarenta y dos estudiantes universitarios que completaron nuestra lección sobre la respuesta inmunitaria elevaron su puntuación promedio del 60.4% al 89.0%, y su confianza para construir modelos computacionales subió del 31% al 69%.
PreliminarResultados preliminares, aún no publicados.
Usado en aulas y laboratorios de todo el mundo
Cell Collective (la plataforma de investigación que inspiró ModelIt) es utilizada por más de 5,500 científicos en más de 200 instituciones de más de 75 países, desde escuelas secundarias y colegios comunitarios hasta universidades de investigación como Carnegie Mellon, UCLA, Caltech, Columbia, Brown, Purdue y la Universidad de Toronto. El laboratorio también dirige formación internacional sobre este enfoque de modelado para científicos en activo, incluyendo instrucción invitada periódica en el Wellcome Trust del Reino Unido y el Instituto Europeo de Bioinformática (EMBL-EBI). ModelIt lleva el mismo enfoque, diseñado específicamente para K-12.
Publicaciones seleccionadas
Bergan-Roller, H. E., Galt, N. J., Chizinski, C. J., Helikar, T., & Dauer, J. T. (2018). Simulated computational model lesson improves foundational systems thinking skills and conceptual knowledge in biology students. BioScience, 68(8), 612–621.
https://doi.org/10.1093/biosci/biy054
King, G. P., Bergan-Roller, H. E., Galt, N. J., Helikar, T., & Dauer, J. T. (2019). Modelling activities integrating construction and simulation supported explanatory and evaluative reasoning. International Journal of Science Education, 41(13), 1764–1786.
https://doi.org/10.1080/09500693.2019.1640914
Clark, C. A. C., Helikar, T., & Dauer, J. T. (2020). Simulating a computational biological model, rather than reading, elicits changes in brain activity during biological reasoning. CBE—Life Sciences Education, 19(3), ar45.
https://doi.org/10.1187/cbe.19-11-0237
Booth, C. S., Song, C., Howell, M. E., Rasquinha, A., Saska, A., Helikar, R., Sikich, S. M., Couch, B. A., van Dijk, K., Roston, R. L., & Helikar, T. (2021). Teaching metabolism in upper-division undergraduate biochemistry courses using online computational systems and dynamical models improves student performance. CBE—Life Sciences Education, 20(1), ar13.
https://doi.org/10.1187/cbe.20-05-0105
Lucas, L., Helikar, T., & Dauer, J. T. (2022). Revision as an essential step in modeling to support predicting, observing, and explaining cellular respiration system dynamics. International Journal of Science Education, 44(13), 2152–2179.
https://doi.org/10.1080/09500693.2022.2114815
Dauer, J., Dauer, J., Lucas, L., Helikar, T., & Long, T. (2022). Supporting university student learning of complex systems: an example of teaching the interactive processes that constitute photosynthesis. In Fostering Understanding of Complex Systems in Biology Education (pp. 63–82). Springer.
https://doi.org/10.1007/978-3-030-98144-0_4
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