Enseñanza de la Física con Tecnología (EFIT)

Enseñanza de la Física con Tecnología
Área Temática: Producción de materiales.
Fís. José Manuel Posada de la Concha
 Instructor externo del programa EFIT de la Secretaría de Educación Pública
de México.
Web: www.sep.edu.mx
 Jefe de Operación de las salas “Tecnología Satelital”, “El Universo” y
“Movimiento” de Universum, Museo de las Ciencias de la UNAM, México.
Web: www.universum.unam.mx
Teléfonos. Of. 56-22-73-25; Part. 58-45-87-45; Cel. 044-55-11-48-85-17.
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Resumen
El proyecto Enseñanza de Física con Tecnología (EFIT) incorpora el uso de
tecnologías de la información y comunicación (TIC) en escuelas secundarias de
México. A continuación exponemos sobre la historia de este proyecto, las ideas
que lo conformaron, sus objetivos y como ha evolucionado a partir de 1997 hasta
la fecha. Terminaremos mostrando cómo se encuentra constituido actualmente por
50 animaciones del software Interactive Physics y 15 prácticas con sensores de
laboratorio PASCO, que pueden ser integradas a centros y museos de ciencia y
en ambientes de educación no formal.
Historia, objetivos
“EFIT es el resultado de la adaptación a la enseñanza de la Física en la
escuela secundaria mexicana del modelo canadiense Technology Enchanced
Sciencie Secondary Introduction, TESSI. Así, en 1997 la Subsecretaría de
Educación Básica y Normal de la Secretaría de Educación Pública (SEP), en
colaboración con el Instituto Latinoamericano de Comunicación Educativa (ILCE),
tomó la iniciativa de poner en marcha este proyecto de innovación y desarrollo
educativo con los siguientes objetivos generales:



Incorporar sistemática y gradualmente el uso de las tecnologías de la
información y la comunicación (TIC) en la escuela secundaria pública para
la enseñanza de la Física.
Poner en práctica el uso significativo de las TIC basándose en un modelo
pedagógico orientado a mejorar y a enriquecer el aprendizaje de los
contenidos curriculares.
Explorar el uso de las TIC para la enseñanza de contenidos más allá del
currículo, con base en el acceso a ideas importantes en ciencias.
Este proyecto se concibió bajo los siguientes principios:
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Didáctico, mediante el cual se diseñan actividades para el aula siguiendo un
tratamiento fenomenológico de los conceptos que se enseñan.
De especialización, por lo que se seleccionan herramientas y piezas de
software de contenido. Los criterios de selección se derivan de didácticas
específicas acordes con la materia de física.
Cognitivo, por cuyo conducto se seleccionan herramientas que permiten la
manipulación directa de modelos de fenómenos mediante representaciones
ejecutables.
Empírico, bajo el cual se seleccionan herramientas que han sido probadas
en algún sistema educativo.
Pedagógico, por cuyo intermedio se diseñan las actividades de uso de las
TIC para que promuevan el aprendizaje colaborativo y la interacción entre
los alumnos, así como entre profesores y alumnos.
De equidad, con el que se seleccionan herramientas que permiten a los
alumnos de secundaria el acceso temprano a ideas importantes en
ciencias.
Del conjunto de toma de decisiones para el diseño de los modelos, una de las más
complejas era la selección de herramientas. Estos principios permitieron formular
criterios de selección, los cuales indican que las herramientas debieran:
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



Estar relacionadas con un área específica de la física escolar.
Contar con representaciones ejecutables de objetos, conceptos y
fenómenos de la ciencia.
Permitir un tratamiento fenomenológico de los conceptos científicos.
Se útiles para abordar situaciones que no pueden estudiarse con los
medios tradicionales de enseñanza.
Poder utilizarse con base en el diseño de actividades que promuevan un
acercamiento social del aprendizaje.

Permitir promover prácticas en el aula en las que el profesor guía el
intercambio de ideas y las discusiones grupales, al tiempo que actúa como
mediador entre el estudiante y la herramienta.
Herramientas de EFIT

Interactive Physics: software de simulación de situaciones del mundo
físico. Además de poder visualizar fenómenos que no pueden
reproducirse en un laboratorio tradicional, el alumno puede comparar las
simulaciones con el comportamiento real de ciertos fenómenos. Es
factible desplegar en pantalla una gran variedad de escenarios del
mundo físico para ser estudiados.

Sensores de Introducción a la Física Pasco: equipo consistente en
sensores que se conectan a la computadora para medir diferentes
magnitudes físicas (posición, velocidad, aceleración, fuerza,
temperatura, sonido, voltaje, etc.). A diferencia del simulador, los
sensores permiten realizar mediciones relativas a los propios
fenómenos. “1
Nota. Las herramientas utilizadas al principio del proyecto incluían otros software,
con el paso del tiempo y el acopio de experiencias se decidió trabajar solamente
con los dos que se indican arriba por ser los de mejor manejo.
Conformación del Proyecto
Para el proyecto EFIT, dirigido por el Fís. Juan Tonda bajo la coordinación
de la Dra. Teresa Rojano y la Mtra. Elvia Perrusquía, se ideó una fase piloto que
abarcó un período de tres años (1997-2000), para la cual se estableció la
infraestructura correspondiente en 14 escuelas secundarias de 14 entidades del
país. Esta infraestructura consistía, principalmente, en un aula equipada con 11
computadoras en red, de tal manera que es posible la distribución de un grupo
escolar por equipos de trabajo en cada una de las computadoras. Lo ideal es tener
3 o 4 alumnos por máquina. A cada alumno se le proporciona una hoja de trabajo
impresa que contiene la práctica propuesta por el modelo y que se irá resolviendo
mientras se observa la simulación o se utilizan los sensores.
Los resultados de la fase piloto permitieron redefinir los modelos, de forma que
resultase viable su aplicación generalizada. Hoy la expansión gradual del modelo
EFIT aparece como parte del Plan nacional de Educación 2000-2006 de la SEP, y,
en la práctica, al menos tres entidades han optado por su implementación
inmediata en a totalidad de las escuelas secundarias.
En las primeras etapas del desarrollo del modelo EFIT se propusieron alrededor
de 120 simulaciones realizadas por los expertos en IP acompañadas de los textos
de las prácticas a resolver, en las cuales se cubría con creces la curricula de los
programas de Física I que se estudia en el segundo grado de secundaria, y de
Física II que se estudia en el tercer grado. De la misma manera se desarrollaron
15 prácticas para ser utilizadas con los sensores PASCO. Estas primeras
simulaciones de IP y la utilización de los sensores fueron las herramientas más
utilizadas en los primeros 6 años del programa (1997 a 2003). A partir de 2003 se
decidió renovar las animaciones y los textos de las prácticas. Para lo anterior, con
la experiencia obtenida, se decidieron tomar en cuenta los tres puntos siguientes:

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
En la mayoría de los estados donde se implementó el programa EFIT,
incluyendo la Ciudad de México, el tiempo de duración de las clases de
física es de 50 minutos. Aunque esto se sabía de antemano, las prácticas
originales estaban pensadas para ser resueltas hasta en 3 sesiones, lo cual
fue imposible, ya que un solo tema en tres clases no permitía avanzar en el
programa de estudios. Por lo tanto, todas las prácticas tuvieron que ser
rescritas.
Varias animaciones trataban sobre temas similares debido a que fueron
elaboradas por diferentes expertos, cada una con su estilo propio, lo cual
podía generar un poco de desconcierto en los profesores y alumnos. Se
decidió unificarlas en una sola que contuviera lo más relevante de cada
una.
Se puso mayor énfasis en la calidad de los gráficos para hacerlas mucho
más llamativas e interesantes. Todos los cuadros que acompañan esta
ponencia, pertenecen a las animaciones de esta última etapa del proyecto.
De esta manera, en la nueva etapa del proyecto EFIT se tienen 50 animaciones
nuevas de IP, realizadas principalmente por el D.G. Guillermo Guerrero Arenas y
el Dr. Arturo Freire, con dos textos diferentes cada una: la práctica que debe
resolver el alumno y la de información para los profesores. Estos textos fueron
escritos por el Mtro. Jaime Albarrán, el Mtro. Francisco Noreña, la Fís. Mirena de
Olaizola y el autor de esta ponencia. Las 15 prácticas con los sensores también
fueron rescritas para disminuir el tiempo de resolución. En las prácticas con los
sensores, la interactividad del alumno es fundamental ya que no solamente
manipula directamente el equipo utilizado, sino que en ocasiones, él es el objeto a
estudiar, como por ejemplo, en actividades sobre el movimiento de los cuerpos.
Todas las animaciones y prácticas con sensores tratan sobre los siguientes temas:
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Velocidad
Potencia y Trabajo
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Caída Libre
Gravitación
Ley de Charles
Leyes de Kepler
Movimientos
periódico
y
caótico
Principio de Pascal
Vectores
Microscopio
Lentes positivas y negativas
Ley de Ohm
Estructura de la materia
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Primera Ley de Newton
Gráficas de posición vs
tiempo
Fuerzas de Fricción
Ley de Boyle
Ley de Gay-Lussac
Energía cinética y potencial
Máquinas simples
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Principio de Arquímedes
Ley de Coulomb
Telescopio
Miopía e hipermetropía
Circuitos eléctricos
Calor y temperatura
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A manera de conclusión
Los estados de la República Mexicana donde se han implementado las
nuevas animaciones son Nuevo León, San Luis Potosí y Yucatán. Próximamente
se aplicarán en el estado de Durango (octubre de 2004). En los tres estados los
resultados han sido excelentes, en donde se deben destacar los siguientes
puntos:
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

Dada la baja calidad de la educación en México, donde se tiene una
tradición histórica de impartir clase solamente con “pizarrón, cuaderno y
lápiz”, y donde el material de laboratorio suele ser escaso y obsoleto, la
adaptación de alternativas educativas como el modelo EFIT es un elemento
novedoso que despierta muchísimo interés entre los directivos, profesores y
alumnos.
Es evidente un mayor acercamiento de los estudiantes a la materia de física
por resolver prácticas del modelo EFIT. Como su interés por la materia
aumenta, su capacidad de aprendizaje, razonamiento y crítica es mucho
mejor.
El modelo EFIT ayuda al trabajo en equipo ya que de esa manera se
encuentra conformado, lo cual es fundamental para mejores resultados en
cualquier ámbito de la vida académica (y no académica) de los estudiantes.
Es notable el acercamiento de los jóvenes a este tipo de tecnologías por
pertenecer a generaciones donde los sistemas de cómputo les son
familiares. El modelo EFIT aprovecha, por su conformación, este aspecto.
Los proyectos educativos en México, y en toda Latinoamérica, no deben
quedarse rezagados tecnológicamente. EFIT se encuentra a la vanguardia
en nuestro país en este rubro.
Las mismas animaciones y experimentos con sensores son de gran utilidad
para los profesores ya que sirven para su actualización.
Es claro el éxito de este proyecto. Su difusión se encuentra todavía dentro
de las primeras etapas, pero dentro del nuevo programa de estudios de
secundaria a nivel nacional se incorporará como material de apoyo. Esta claro que
el objetivo primero de las animaciones, de las prácticas y de las actividades de los
sensores cae dentro de la enseñanza formal, pero esta limitación solamente se
debe al formato en que los textos de las prácticas de los alumnos se encuentran
escritos. Pero no cabe ninguna duda en que este tipo de recursos tecnológicos
implementados en otro ambiente, serían una fuente riquísima para la divulgación
de la ciencia, como por ejemplo en museos o centros de ciencia. Aquí mostramos
el proyecto para posibles interesados.
Citas.
1. Dra. Teresa Rojano, Revista Iberoamericana de Educación. No. 33, pp135-140.
Bibliografía.
o “Incorporación de entornos tecnológicos de aprendizaje a la cultura escolar:
proyecto de innovación educativa en matemáticas y ciencias en escuelas
secundarias públicas de México”, por la Dra. Teresa Rojano.
Revista Iberoamericana de Educación. Número 33, pp 135-165
Septiembre-Diciembre 2003
o Enseñanza de la Física con Tecnología.
Por Juan Tonda Mazón
SEP, 1997.