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De Galileo
a los
Simuladores
I.S.F.D. Nº 808 “Pedro y María Curie”
Trelew
Autor: Prof. Jose María Cracco
De Galileo a los
Simuladores
Índice
1. Introducción
2. Fundamentación
3. Desarrollo
4. Conclusiones / Reflexiones finales
5. Bibliografía
1. Introducción
El lector se preguntará… el por qué del título de este escrito… ¿qué relación hay
entre Galileo Galilei y los Simuladores…?, lo que en imágenes podría ser así:
En realidad ninguna… o todas… Aunque en la época de Galileo no existían las
computadoras, ni las simulaciones, ni se hablaba de las TIC, existían los péndulos y Galileo Galilei
(1564-1642), fue quien enunció sus Leyes, a partir de sus experiencias, es decir, utilizando el
método experimental. En la Física la experiencia, donde jugamos con los fenómenos,
reproduciéndolos en el laboratorio, es una parte fundamental para su enseñanza y aprendizaje. De
allí el título, porque vamos a trabajar tanto la experiencia de laboratorio como las TIC, incluyendo
en este caso el uso de Simuladores para contrastar las Leyes del Péndulo.
Esta propuesta pretende propiciar la utilización de las TIC como herramientas para
la enseñanza y el aprendizaje de la Física, integrándolas a los espacios de la Formación Docente
en esa disciplina.
En tal sentido comparto la idea que “Integrar las TIC es hacerlas parte del
curriculum, enlazarlas armónicamente con los demás componentes del curriculum. Es utilizarlas
como parte integral del curriculum y no como un apéndice, no como un recurso periférico1...”
Es decir, utilizar las TIC no es solamente llevar Netbooks o Notebooks al aula, o
llevar a nuestros estudiantes a un aula de informática, pues con el sólo hecho de estar frente a una
computadora, no modificaremos, como docentes, nuestra actitud frente a las TIC, y mucho menos
1
Integración Curricular de las TICs: Conceptos e Ideas. Jaime H. Sánchez, Departamento de Ciencias de la Computación, Universidad
de Chile
Prof. Jose María CRACCO
Hoja Nº 2
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influiremos sobre nuestros alumnos, futuros docentes de Física. O sea que para que las TIC estén
“integradas” al currículo, nosotros, los profesores de los profesorados debemos generar en nuestros
espacios la utilización de estos nuevos recursos, es decir que “Integración curricular de TICs es el
proceso de hacerlas enteramente parte del curriculum, como parte de un todo, permeándolas con
los principios educativos y la didáctica que conforman el engranaje del aprender. Ello
fundamentalmente implica un uso armónico y funcional para un propósito del aprender específico
en un dominio o una disciplina curricular2…”
2. Fundamentación
Debemos tener en cuenta que “Si las nuevas tecnologías crean nuevos lenguajes
y formas de representación, y permiten crear nuevos escenarios de aprendizaje, las instituciones
educativas no pueden permanecer al margen, han de conocer y utilizar estos nuevos lenguajes y
formas de comunicación3…”, mucho más si nuestra institución educativa es donde se forman los
futuros formadores. En este sentido coincido plenamente con la siguiente idea: “La actividad
profesional de los profesores tiene lugar en un contexto caracterizado por un elevado grado de
complejidad y por un gran dinamismo, que les obliga a integrar conocimientos diversos que tienen
que ver con el contenido curricular que enseñan, con la naturaleza de los procesos cognitivos y
volitivos de sus alumnos y, en la actualidad, cada vez con mayor relevancia, con el conocimiento
sobre el uso de tecnologías para el aprendizaje4...”
Por otra parte, considero que es una tarea muy importante el trabajo de nuestros
alumnos en los laboratorios de Física, pues allí aplicamos conocimientos teóricos, prácticos,
pondremos en juego los conocimientos adquiridos y aprenderemos destrezas que en nuestro futuro
desempeño docentes serán de gran importancia frente a nuestros alumnos del Nivel Secundario.
Es decir que es de suma importancia integrar las TIC con los espacios de la carrera y los laboratorios
pertinentes.
Siguiendo esta línea, debemos pensar, como expresa Aureli Caamaño5, que,
aparte del desarrollo teórico, debemos considerar:
• Experiencias
• Experimentos ilustrativos
• Ejercicios prácticos
o Para aprender destrezas
o Para ilustrar teoría
2
Ib Idem
3
Uso pedagógico de materiales y recursos educativos de las TIC: Sus ventajas en el Aula - Ana García Valcárcel y Luis González
Rodero - Dpto de Didáctica, Organización y Métodos de Investigación Universidad de Salamanca
4 Enseñar y aprender con Tecnologías: Un modelo teórico para las buenas prácticas con TIC- Jesús Valverde Berrocoso, María del
Carmen Garrido Arroyo y Rosa Fernández Sánchez - Universidad de Extremadura.
5
“Experiencias, experimentos ilustrativos, ejercicios prácticos e investigaciones: ¿una clasificación útil de los trabajos prácticos?”,
Aureli Caamaño
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Hoja Nº 3
De Galileo a los
Simuladores
• Investigaciones
o Para resolver problemas teóricos
o Para resolver problemas prácticos
3. Desarrollo
La presente propuesta fue implementada con alumnos del Profesorado de
Educación Secundaria en Física, en el mes de mayo del presente año.
A continuación presento la Secuencia que se pensó para trabajar Leyes del
Péndulo incorporando TIC.
Propósitos
• Propiciar la modelización usando las TIC para comprender contenidos de la Mecánica.
• Valorar la predicción como esencial en el quehacer científico en general y de la Física en
particular.
• Propiciar la creación de actividades que ellos utilizarán en su futura práctica docente.
Objetivos
• Reconocer las variaciones de la Energía Mecánica en el péndulo.
• Identificar las variables involucradas en el simulador.
• Realizar predicciones.
• Cotejar las predicciones realizadas con los resultados obtenidos.
• Visibilizar los recursos tic como herramientas para favorecer la comprensión y la
comunicación.
Contenidos
• Péndulo
• Descomposición de fuerzas
• Tipos de fuerzas
• Movimiento pendular
• Energía Mecánica, Potencial y Cinética
Saberes previos necesarios
• En relación con la disciplina:
o
Concepto de fuerza
o
Composición y descomposición de fuerzas
o
Leyes de Newton
o
Conceptos de Energía Mecánica, Potencial y Cinética
• En relación con las TIC:
o
Manejo de recursos tic como herramientas para favorecer la comprensión.
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Hoja Nº 4
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Simuladores
Actividad 1
Tiempo: 3 horas cátedra (120 minutos)
Comencé la clase explicitando a los alumnos los
propósitos y objetivos del trabajo.
Previamente a los alumnos se les envié, a través del Aula
Laboratorio de Mecánica, que se encuentra dentro del
Campus Virtual Institucional, un material donde constan
definiciones, descripción de los elementos de un péndulo,
análisis de fuerzas que actúan, etc.
En la primer clase, luego de leer los apuntes, trabajé en el pizarrón aclarando las dudas.
La siguiente actividad que realizamos fue que los alumnos se familiaricen
con el simulador, el cual podían descargar del Servidor de Conectar
Igualdad de la Institución y ejecutar desde la Netbook (lo que les permitió
trabajar aunque no tengan conectividad).
En el simulador los alumnos encontraron
diferentes elementos, como un Reloj Fotoactivado
que les permitió realizar mediciones precisas de tiempos. También
encontraron otras herramientas, como un cronómetro manual (que
pudieron activar y desactivar cuando lo necesitaron) y una cinta métrica
que les servió para medir distancias.
Alumnos trabajando con el Simulador en la Notebook
La Evaluación se realizó con intercambio de conclusiones y contrastación de resultados obtenidos.
Actividad 2
Esta 2ª Actividad fue planteada como domiciliaria, enviando
los alumnos los resultados de la misma en forma individual
a través del Aula del Campus Virtual.
Se desarrolló a través de la siguiente Guía de preguntas
(para orientar la tarea):
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Hoja Nº 5
De Galileo a los
Simuladores
a) ¿Cuáles son los valores del Peso del péndulo y la Tensión del hilo (ambas expresadas
en kg) en la posición de equilibrio?
b) Separa el péndulo unos 10º de su posición de equilibrio y responde nuevamente a la
pregunta a.
c) Con los datos que tienes calcula la Ep en la nueva posición, considerando como h=0 a
la posición de equilibrio.
d) ¿Cuál es el valor de la Ep en los extremos del movimiento? Justifica tu respuesta.
e) Considerando que no hay pérdidas de energía, ¿qué tipo de energía tiene el péndulo al
pasar por la posición de equilibrio y cuál es su valor? Justifica tu respuesta.
f) Conociendo el valor de la Energía en la posición de equilibrio, calcula la velocidad del
mismo en dicho punto.
Ahora ejecuta el simulador y verifica lo que habías calculado en los puntos anteriores.
Debes tener en cuenta que, de ser necesario puedes hacer “pausa” en cualquier momento.
Ya trabajaste con parámetros preestablecidos, a partir de este momento dejo tu
imaginación en libertad para que sigas realizando simulaciones, modificando la aceleración
de la gravedad, la masa del péndulo, etc.
Te pido que hagas, al menos, 4 cambios de parámetros, realices predicciones (como
hicimos en los puntos anteriores), y luego las contrastes con lo observado en el simulador.
Todos estos datos deben formar parte de tu informe del Trabajo Práctico.
La evaluación de esta actividad se realizó a través de la presentación de las producciones.
Actividad 3
Tiempo: 3 horas cátedra (120 minutos)
Desarrollo
Para esta nueva actividad nos trasladamos al laboratorio y allí armaron un péndulo físico utilizando
un soporte universal sobre una mesada. En esta ocasión los alumnos utilizaron: cronómetro digital,
cinta métrica, balanza digital; instrumentos con los cuales tomaron las mediciones necesarias.
Comenzó la tarea con una Guía de preguntas (para orientar la tarea):
a) ¿Cuáles son los valores del peso del péndulo y la Tensión del hilo (ambas expresadas
en kg) en la posición de equilibrio?
b) Separa el péndulo unos 10º de su posición de equilibrio y responde nuevamente a la
pregunta a.
c) Con los datos que tienes calcula la Ep en la nueva posición, considerando como h=0 a
la posición de equilibrio.
d) ¿Cuál es el valor de la Ep en los extremos del movimiento? Justifica tu respuesta.
e) Considerando que no hay pérdidas de energía, ¿qué tipo de energía tiene el péndulo al
pasar por la posición de equilibrio y cuál es su valor? Justifica tu respuesta.
f) Conociendo el valor de la Energía en la posición de equilibrio, calcula la velocidad del
mismo en dicho punto.
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Ahora diseña una actividad donde puedas verificar empíricamente lo que habías calculado
en los puntos anteriores. La actividad que propongas debe plantear al menos una situación
problemática desde la mirada de futuro profesor, resolverla y luego compartirla con el resto
de los compañeros.
Todos estos datos deben formar parte de tu Informe del Trabajo Práctico.
Para cerrar esta actividad, y dar comienzo al siguiente tema (Leyes del Péndulo), el docente
propuso a los alumnos que lleven a cabo el TP correspondiente.
La actividad se evaluó a través de la presentación de producciones y la entrega del Informe del TP.
Alumnos trabajando en el Laboratorio
Para dar más transparencia a la tarea realizada y tener una referencia objetiva de
la propuesta, solicité a una colega (Generalista del espacio Práctica Profesional Docente IV del
Profesorado de Educación Secundaria en Física) que realizara la observación de las dos clases
efectuadas con los alumnos.
4. Conclusiones / Reflexiones finales
Fortalezas: la tarea realizada, de acuerdo a lo expresado por los alumnos, integrando TIC y
laboratorio resultó muy beneficiosa para ellos, manifestaron que encontraron en los Simuladores
herramientas muy potentes para utilizar en sus clases, para incentivar a sus alumnos y lograr que
éstos puedan tener mejores resultados en el aprendizaje de esta maravillosa ciencia… como lo es
la Física.
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Hoja Nº 7
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Debilidades: en particular reconozco como debilidad el hecho que no todos los alumnos poseen
Notebook/Netbook, y en el caso de tenerla manejan muy pocos recursos.
Lo que sigue fue extractado de las actividades que los alumnos presentaron como
Informe del TP:
Relaciones Masa (m) – Período (T) – Amplitud (α) – Longitud (l).
Relación m – T: El período de oscilación de un péndulo es independiente de su masa y de su
naturaleza.
Relación l – T: Los períodos de dos péndulos de distinta longitud, son directamente proporcionales
a las raíces cuadradas de sus longitudes.
Relación α – T: los períodos de oscilación de dos péndulos de igual longitud son independientes
de las amplitudes.
Lo que hemos podido comprobar realizando esta experiencia de laboratorio es la concordancia de
resultados con los obtenidos en el trabajo anterior, utilizando el Simulador.
Respecto a los errores en el trabajo práctico
Uno de los errores que se producen está en la medición de las longitudes, dado que el instrumento
nos permite medir con una apreciación de ± 1 mm.
También se cometen errores al tomar el tiempo con el cronómetro, por el retardo al disparar al inicio
y finalización de la tarea.
Otro error está en el redondeo de los decimales, en este caso, al descartar el tercer decimal.
Para finalizar quiero retomar una cita que utilicé en la Fundamentación y que
considero de vital importancia en la tarea de formar formadores: “Si las nuevas tecnologías crean
nuevos lenguajes y formas de representación, y permiten crear nuevos escenarios de aprendizaje,
las instituciones educativas no pueden permanecer al margen, han de conocer y utilizar estos
nuevos lenguajes y formas de comunicación6...”
5. Bibliografía
6
•
Adell, J. “Diseño de actividades según el TPACK”
•
Coll, C. “Aprender y enseñar con las TIC: expectativas, realidad y potencialidades”
•
Cope, B. y Kalantzis, M. “Aprendizaje ubicuo”
Uso pedagógico de materiales y recursos educativos de las TIC: Sus ventajas en el Aula - Ana García Valcárcel y Luis González
Rodero - Dpto de Didáctica, Organización y Métodos de Investigación Universidad de Salamanca
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Hoja Nº 8
De Galileo a los
Simuladores
•
García Valcárcel, A. y González Rodero, L. “Uso pedagógico de materiales y recursos
educativos de las TIC: sus ventajas en el aula”. Dpto de Didáctica, Organización y Métodos
de Investigación. Universidad de Salamanca
•
Pogré, P.; Lombardi, G. (2004) “Escuelas que enseñan a pensar”. Buenos Aires, Papers
Editores. Cap. III: Cómo enseñar para que los chicos comprendan. Los elementos
centrales del marco de enseñanza para la comprensión.
•
Ruiz-Huerta Carbonell, J. “Don Finkel - Dar clase con la boca cerrada”. Publicaciones de
la Universidad de Valencia, 2008.
•
Sánchez, J. “Integración Curricular de las TICs: Conceptos e Ideas”. Departamento de
Ciencias de la Computación, Universidad de Chile
•
Terigi, Flavia. “Las cronologías de aprendizaje: un concepto para pensar las trayectorias
escolares”. 2010. Conferencia Jornada de Apertura Ciclo Lectivo 2010. Santa Rosa, La
Pampa.
•
Valverde Berrocoso, J., Garrido Arroyo, M. y Fernández Sánchez, R. “Enseñar y aprender
con Tecnologías: Un modelo teórico para las buenas prácticas con TIC”. Universidad de
Extremadura.
Prof. Jose María CRACCO
Hoja Nº 9