Alfabetización científica: la astronomía en la escuela

Models constructed by scientists to explain the world often incorporate their actual individual conceptions about different physical phenomena. Likewise, prospective teachers reach general science courses with preconstructed and consistent models of the universe surrounding them. In this project we present a series of basic questionings that make us reflect on the present situation of the teaching–learning relationship in astronomy within the framework of formal education for elementary school teachers. Our project main aims are: 1) to contribute to finding out the real learning situation of preservice elementary teachers, and 2) from these studies, to try and develop didactic tools that can contribute to improve their formal education in topics of astronomy. In spite of being of chief importance within the science teaching topics, mainly due to its interdisciplinarity and cultural relevance, researches in didactics of astronomy are not well represented in our research institutesLos modelos que construye la ciencia para explicar la realidad parten de las representaciones individuales de los cientıficos. De igual modo, los docentes de ciencias en formacion llegan al aula con modelos pre-construidos y consistentes del universo que observan. En nuestro proyecto presentamos una serie de interrogantes basicos que, en su conjunto, llevan a reflexionar acerca del estado de situacion de la enseñanza–aprendizaje en astronomıa en el ambito de la educacion formal, a la vez que se plantea la necesidad de dar continuidad, en nuestro paıs, a investigaciones en el area de la didactica de la astronomıa. Describimos a continuacion nuestra futura intervencion en el campo de la investigacion, con la finalidad de: 1) contribuir al diagnostico situacional de los docentes de escuela primaria en formacion y 2) a partir de ese trabajo, desarrollar herramientas didacticas que contribuyan a mejorar su educacion formal. La didactica de la astronomıa es un area de vacancia en nuestras instituciones y es un campo de investigacion poco explorado en nuestro paıs. La astronomıa, disciplina integradora por excelencia ya que sus avances reciben aportes de la fısica, la geologıa, la quımica, etc., constituye una herramienta potente para construir aprendizajes significativos.Fil: Gangui, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Iglesias, Maria. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Formación E Investigación En Enseñanza de Las Ciencias; ArgentinaFil: Quinteros, Cynthia Paula. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Formación E Investigación En Enseñanza de Las Ciencias; Argentin

El movimiento de las sombras: Una propuesta de trabajo para la escuela secundaria

Numerosas investigaciones extranjeras y algunas locales ponen de manifiesto las dificultades que encuentran los alumnos de la escuela media para comprender algunos fenómenos astronómicos. Ello nos llevó a reflexionar sobre el estado de la enseñanza y el aprendizaje de esos temas. Entre las dificultades, podemos mencionar la de reconocer los cambios en los aspectos observables del movimiento del Sol: duración del día, lugares y momentos de la salida y puesta del Sol, su altura máxima en el cielo, etcétera.Además, muy pocos estudiantes son capaces de identificar los momentos singulares del año (los equinoccios y los solsticios) y las regularidades que acaecen en torno a ellos, lo cual va asociado con una visión distorsionada de cómo se producen los cambios astronómicos a lo largo del año. Tampoco suelen reconocer la existencia de representaciones o modelos alternativos que puedan dar cuenta de algunas observaciones, ni se hace uso operativo en los colegios de las hipótesis de los modelos para explicar observaciones conocidas. Como regla general, los alumnos no utilizan hipótesis para explicar fenómenos relacionados, aun si se les pregunta explícitamente por un hecho que no pueden justificar.Formadores e investigadores en la didáctica de la astronomía señalan que la recurrencia de las llamadas ideas previas se prolonga más allá de la escuela secundaria y afecta también a estudiantes de magisterio y a profesores en actividad. Frente a estas cuestiones, cabe preguntarse qué podemos hacer los docentes universitarios e investigadores para superar los obstáculos que impiden o dificultan la construcción del conocimiento cientifico. Como plantea, por ejemplo, Martínez Sebastià, la enseñanza de la astronomía no puede limitarse a saber que la Tierra es una esfera que gira sobre sí misma y alrededor del Sol: también debe poder contribuir a explicar los fenómenos astronómicos mediante dichas hipótesis.Creemos que un buen camino para paliar estas deficiencias es la enseñanza-aprendizaje por investigación, que supone enfrentar a los alumnos con diversas preguntas o situaciones problemáticas. De la misma forma que en la ciencia los conocimientos se elaboran en respuesta a preguntas, este enfoque considera que una enseñanza basada en situaciones problemáticas favorece un aprendizaje significativo.A la luz de lo dicho, presentamos aquí una propuesta de trabajo para ser llevada al aula por los docentes. Tiene una pregunta o problema como hilo conductor, a modo de guía, que da sentido a la secuencia presentada. La pregunta es: ¿cómo utilizar las sombras para construir un reloj que marque las horas? Se espera que, al intentar responder, los alumnos aborden algunos temas de astronomía de manera progresiva y secuenciada, partiendo de sus conocimientos previos y contrastando los temas estudiados con ellos. Al finalizar, podrán construir un reloj de Sol y explicar su funcionamiento.Fil: Gangui, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Iglesias, Maria C.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Formación E Investigación En Enseñanza de Las Ciencias; ArgentinaFil: Quinteros, Cynthia Paula. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Formación E Investigación En Enseñanza de Las Ciencias; Argentin

Indagación llevada a cabo con docentes de primaria en formación sobre temas básicos de Astronomía

Trabajamos en el diagnóstico situacional de los docentes de escuela primaria en formación, con el propósito de desarrollar herramientas didácticas que contribuyan a mejorar su educación formal. Presentamos el material con el que llevamos a cabo una indagación sobre los conocimientos generales en temas básicos de astronomía de los futuros docentes. Se trata de un cuestionario escrito y abierto -aunque también se incluyen algunas preguntas cerradas- sobre un grupo selecto pero representativo de nociones básicas de astronomía. En este trabajo se plantean y discuten los resultados de dos pruebas piloto, suministradas a 30 individuos, y se comentan los cambios realizados para el diseño del instrumento final, que fue implementado en otros 51 alumnos normalistas. Un análisis cualitativo de las respuestas reveló varias concepciones alternativas conocidas en la literatura (e.g., la teoría del eclipse, para explicar las fases lunares), y otras nuevas. Los resultados muestran una notoria dificultad en la explicación del movimiento de la Luna y de sus fases. Los individuos encuestados también encontraron serias dificultades para explicar un par de elementos astronómicos que integran el lenguaje cotidiano, como ser a qué se llama una estrella fugaz y cuál es la verdadera identidad del lucero. Entre las respuestas ofrecidas para explicar las estaciones del año, se encontró una causalidad singular (que, creemos, no fue aun suficientemente estudiada en la literatura específica): muchos encuestados en lugar de proponer un modelo explicativo -una causa: por ejemplo, la inclinación del eje terrestre- que justificara un determinado fenómeno -el efecto: las diferentes estaciones del año-, hacían uso de otro fenómeno/efecto, en este caso en relación al clima, fenómeno que, como sabemos, posee una fuerte componente astronómica. Presentamos aquí los resultados completos para las pruebas piloto y para la prueba final, y concluimos elaborando algunas conclusiones.Fil: Gangui, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Iglesias, Maria C.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Formación E Investigación En Enseñanza de Las Ciencias; ArgentinaFil: Quinteros, Cynthia Paula. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Formación E Investigación En Enseñanza de Las Ciencias; Argentin

HfO2 based memory devices with rectifying capabilities

We report on the fabrication and characterization of metal/insulator/metal capacitor like devices, with both rectifying and hysteretic features. Devices are formed by two junctions, Ti/HfO2 and Co/HfO2. Each junction exhibits highly repetitive hysteretic I-V curves with a sharp transition from a high to a low resistance state (3–4 orders of magnitude jump). The opposite transition (from low to high) is induced by polarity reversal. The rectifying non-crossing characteristics of the I-V branches denote their potential use as a multifunctional device, acting as a built-in rectifier and memory cell in a single device. Based on the phenomenological model description by Zazpe et al. [Appl. Phys. Lett. 103, 073114 (2013)], we propose a circuital equivalent representation supported on switchable rectifying junctions. By exploring different electrode connections, we disentangle the role of the bulk transport in HfO2 devices.Fil: Quinteros, Cynthia Paula. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Zaspe, R.. CIC nanoGUNE; EspañaFil: Marlasca, F. G.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares; ArgentinaFil: Golmar, Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Industrial; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Casanova, F.. CIC nanoGUNE; España. Fundación Vasca para la Ciencia; EspañaFil: Stoliar, Pablo Alberto. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Centre National de la Recherche Scientifique; Francia. Universite de Nantes; FranciaFil: Hueso, L.. Fundación Vasca para la Ciencia; España. CIC nanoGUNE; EspañaFil: Levy, Pablo Eduardo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Tunnel Magnetoresistance in Self-Assemblies of Exchange-Coupled Core/Shell Nanoparticles

We report the precise control of tunneling magnetoresistance (TMR) in devices of self-assembled core-shell Fe3O4/Co1-xZnxFe2O4 nanoparticles (0≤x≤1). Adjusting the magnetic anisotropy through the content of Co2+ in the shell, provides an accurate tool to control the switching field between the bistable states of the TMR. In this way, different combinations of soft-hard and hard-soft core/shell configurations can be envisaged for optimizing devices with the required magnetotransport response.Fil: Fabris, Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Lima, Enio Junior. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Quinteros, Cynthia Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Neñer, Lucas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Granada, Mara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Sirena, Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Zysler, Roberto Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Troiani, Horacio Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Leborán, Victor. Universidad de Santiago de Compostela; EspañaFil: Rivadulla, Francisco. Universidad de Santiago de Compostela; EspañaFil: Winkler, Elin Lilian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentin

Thin films with micro- and nano-electronic scopes: Degradation, breakdown and technological applications

El trabajo desarrollado en esta Tesis se focaliza en el estudio de mecanismos de transporte eléctrico involucrados en la degradación y eventual ruptura de películas dieléctricas (óxidos delgados). Éstos forman parte de una infinidad de dispositivos que son fabricados en vistas de posibles aplicaciones tecnológicas. El estudio de la degradación adquiere relevancia debido a que es preciso saber cómo se degrada cada componente y cómo ello incide en el comportamiento eléctrico general del dispositivo. Las estructuras estudiadas consisten en apilamientos metal/ óxido/ semiconductor (del inglés MIS) que pueden ser pensados como capacitores y que, en particular, constituyen la estructura básica para la construcción de transistores de efecto campo (MOSFET, según su sigla en inglés). A su vez, la misma estructura se encuentra presente en otro tipo de dispositivo con que se trabajó: las NROM (Nitride Read-Only Memories); que constituyen un tipo particular de las ampliamente difundidas memorias FLASH. Se trata de apilamientos fabricados a nivel comercial que se emplean actualmente como memorias no volátiles. Además, en la misma línea de analizar propiedades eléctricas de óxidos bajo distinto tipo de estímulos, se incursionó en el estudio de estructuras metal/ aislante/ metal (del inglés MIM). En ellas, la conmutación resistiva se muestra como una de las posibles aplicaciones de algunos de los mismos óxidos mencionados con anterioridad. Complementariamente, se analiza la factibilidad de su uso como mecanismo de memoria, en comparación con los mencionados NROM. El trabajo consistió en la caracterización eléctrica, comprensión de los mecanismos de conducción y/o conmutación así como el estudio bajo condiciones de degradación tales como radiación (de fotones , de iones pesados, protones y rayos X) y operación prolongada (procesos de estrés eléctrico). Si bien las distintas estructuras provienen de diversas colaboraciones con otros grupos de investigación, también se efectuaron algunas incursiones en los procesos de fabricación. Este trabajo comienza con la descripción de los efectos producidos por la incidencia de distintos tipos de radiación en estructuras MIS (metal/ aislante/ semiconductor), a partir de un análisis comparativo. Complementariamente, en los mismos apilamientos, se estudió la degradación debida a la aplicación prolongada de un voltaje. Luego se presenta un estudio orientado a comprender si la descarga producida por rayos X incidiendo en estructuras MOSFET condiciona la persistencia de las cargas atrapadas en las cercanías del dato perdido. A continuación, la incursión en estructuras de tipo MIM dio lugar a una serie de indagaciones vinculadas con el tópico de la conmutación resistiva. Se verá que muchas de las técnicas y aprendizajes adquiridos, durante los estudios precedentes, resultaron ventajosos al momento de encarar esta línea. Se puso de manifiesto la conmutación resistiva en muestras basadas en MgO y HfO2. En el primer caso, una conmutación entre estados muy disímiles (en orden de magnitud de la corriente) sugirió la propuesta de alternativas de fabricación. En el segundo, una amplia variedad de experimentos fueron empleados con la finalidad de comprender el comportamiento evidenciado por dicho material, que resultó destacarse por la particularidad de sus propiedades (autolimitación de corriente, ausencia de electroformado, resistencia al estrés eléctrico, etc.).Studies carried out in this Thesis have been focused on thin film oxide degradation and breakdown mechanisms. Motivation arises from the fact that those films are part of a huge number of devices manufactured for possible technological applications. Degradation analysis becomes relevant since it is necessary to know the way in which each component is modified. Electrical behavior of degraded components is also of paramount importance. Analyzed structures consist of capacitive stacks composed of metal / insulator / semiconductor (MIS) which constitute the basic structure for transistor construction such as MIS - Field Effect technology. The same structure may be observed in the well-known memory technology: NROM devices, which consist of a variety of the so called FLASH memories. Within the same research framework of studying electrical properties of oxide films under different stimuli, resistive switching was dealt with. In this case, stack is somewhat different from that previously mentioned: semiconductor bottom contact is replaced by another metal contact (metal / insulator / metal or MIM). The main goal of this work is to improve the understanding of degradation and breakdown causes as well as the variety of techniques employed to reach that target (electrical characterization, stress measurements, radiation incidence). Although samples were provided by collaborators, some fabrication processes were carried out within the Thesis development. Firstly, radiation incidence on high k based MIS structures was comparatively analyzed from different radiation sources. Afterwards, a complementary degradation mechanism was studied in the same sample type: electrical stress. Since it was shown that radiation incidence is a cause of oxide degradation (producing trapped charge or modifying charge densities) a comprehensive study on simultaneous discharge of NROM based memories was carried out. As it was demonstrated, current technology of FLASH memories (i.e. NROM) seems not to be appropriate for hazard environments, so a different memory type was analyzed: ReRAM devices. Two high k based materials were tested during this work: MgO and HfO2. The first one presented an unusual switching ratio with a low rate of repetition; soft breakdown regime was identified to justify such behavior. The second one, remarkable for its properties (self current limitation, electroforming free, electrical stress hardness), showed that the complex fabrication process produced a more complex stack than the one usually employed.Fil:Quinteros, Cynthia Paula. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

Spatiotemporal evolution of resistance state in simulated memristive networks

Originally studied for their suitability to store information compactly, memristive networks are now being analyzed as implementations of neuromorphic circuits. An extremely high number of elements is, thus, mandatory. To surpass the limited achievable connectivity - due to the featuring size - exploiting self-assemblies has been proposed as an alternative, in turn posing new challenges. In an attempt for offering insight on what to expect when characterizing the collective electrical response of switching assemblies, in this work, networks of memristive elements are simulated. Collective electrical behavior and maps of resistance states are characterized upon different electrical stimuli. By comparing the response of homogeneous and heterogeneous networks, we delineate differences that might be experimentally observed when the number of memristive units is scaled up and disorder arises as an inevitable feature.Fil: Di Francesco, Francisco. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Sanca, Gabriel Andrés. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Quinteros, Cynthia Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentin