perfil de los estudiantes de formación docente de tucumán: avances

ACTIVIDADES DIDÁCTICAS PARA LA CLASE DE CIENCIA BASADAS EN
TRABAJOS EXPERIMENTALES
Gibbs, Horacio; Szigety, Esteban; Tintori, Alejandra; Viau, Javier
Universidad Nacional de Mar del Plata, Colegio Dr. A. U. Illia y Facultad de Ingeniería.
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Introducción
En este trabajo se presentan distintas propuestas didácticas en función del
enfoque de enseñanza planteado para la Física en el nuevo diseño Curricular para la
Educación Secundaria que propone, entre otras cuestiones, que los estudiantes puedan
progresivamente:
-Establecer relaciones de pertinencia entre los datos experimentales y los
modelos teóricos.
-Diseñar y realizar trabajos experimentales de física escolar utilizando
instrumentos y dispositivos adecuados que permitan contrastar las hipótesis formuladas
acerca de los fenómenos físicos vinculados a los contenidos específicos.
En este contexto, se busca que exista una estrecha relación entre la teoría y las
actividades de laboratorio utilizando referentes cotidianos.
En la última década se ha acumulado evidencia que demuestra que actividades
prácticas o de laboratorio de tipo investigativas han proporcionado mejores situaciones
de aprendizaje de los contenidos curriculares de la Ciencia, (Hofstein y Lunetta 2003;
Merino y Herrero 2007; Wolf y & Fraser 2008).
Los materiales de uso cotidiano, juguetes y objetos varios pueden usarse en la
realización de actividades (López García, V. 2004:18), ya que es frecuente que los
alumnos no establezcan conexiones entre el pensamiento científico y el cotidiano. Estos
dos dominios del conocimiento permanecen aislados de modo que las concepciones
científicas no se usan para resolver los problemas con los que pueden encontrarse los
alumnos en contextos diferentes al académico.
Por otra parte, si el docente, con la colaboración de los alumnos construye
algunos dispositivos sencillos con materiales de bajo costo (Falcón, N. 2005:100), le
permitiría
realizar
unos
cuantos
experimentos
o
ilustraciones
didácticas o
demostraciones de aula, aun cuando la institución no cuente con un laboratorio bien
dotado de instrumentos sofisticados.
En este trabajo se han tomado distintos contenidos que han sido abordados en
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EXPERIMENTALES
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clase, y mediante la experimentación:
I. Se resolvió un problema mediante el diseño y la realización de una
experiencia de laboratorio por parte de los alumnos, usando los principios
de hidrostática.
II. Se logró que los alumnos comprendan e interpreten el fenómeno de tensión
superficial utilizando algunos alambres de cobre y agua.
III. Se recreó un problema clásico para la enseñanza del movimiento en dos
dimensiones, el tiro oblicuo, utilizando algunos juguetes.
Metodología
I. Una forma divertida para medir la densidad de líquidos de uso cotidiano.
Contextualización y participantes
En esta propuesta se abordan los conceptos básicos de la hidrostática mediante
la resolución de un problema abierto a partir del diseño y realización de una experiencia
de laboratorio, y fue llevada a cabo con alumnos de 3º año de ES (13 -14 años de edad)
pertenecientes al Colegio Nacional “Dr. A. U. Illia” dependiente de la Universidad
Nacional de Mar del Plata.
Diseño:
La experiencia didáctica de laboratorio se realizó a través de las siguientes
fases: (1) formulación del problema, (por parte del profesor); (2) planificación de la
experiencia, (3) desarrollo experimental, (4) procesamiento de datos, (5) análisis de
resultados y (6) comunicación escrita de la experiencia (por parte de los alumnos).
El trabajo comienza en el aula de clase, luego de abordar los conceptos
previstos para la hidrostática. El profesor propone un problema ¿cómo se podría medir
la densidad de diferentes líquidos de uso cotidiano con un tubo en U?. (δdescon)
La intervención del docente consiste en moderar el debate entre los alumnos y
contribuir, con el punto de vista científico.
Materiales:
Para realizar la experiencia se seleccionaron los siguientes materiales: tubo de
goma transparente, papel milimetrado, una madera de 40 x 40 cm, pegamento universal,
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regla, agua, aceite de girasol, nafta, aceite para auto.
Procedimiento:
A continuación se detalla el procedimiento y diseño experimental propuesto
por uno de los grupos de alumnos que participaron de la experiencia.
-Armado del dispositivo para medir la densidad
1. Cortar la hoja milimetrada del tamaño de la madera y pegarla sobre la
madera. Disponer el tubo de goma transparente de 8 mm de circunferencia en
forma de U, teniendo cuidado que las dos ramas queden a la misma altura, y fijarlo
a la madera con cinta adhesiva transparente.
-Procedimiento de la experiencia
1. Colocar un volumen determinado de agua en el tubo en U.
2. Verter un volumen determinado de la sustancia líquida de densidad
desconocida por un extremo del tubo en U.
3. Tomar la medida de un sector vertical de tubo, que llamaremos (D)
4. Tomar la medida del sector vertical del tubo ocupado por la sustancia de
densidad desconocida, al que llamaremos (h).
5. Sustituir estos datos obtenidos en la ecuación :
P1 (presión en la rama 1)
δagua . g . D
=
=
P2 (presión en la rama 2)
δagua . g . (D - h) + δdescon g h
Despejando de aquí la incógnita δdescon
Resultados:
Con esta experiencia se logró promover la reconstrucción de los conocimientos
de los estudiantes, de modo de confrontarlos a una pregunta o situación-problema que
les permita tomar conciencia de sus ideas previas y reestructurarlas con los datos
empíricos obtenidos.
II. Medición de la tensión superficial utilizando materiales sencillos
Contextualización y participantes:
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Esta experiencia fue instrumentada en
Colegio Dr. Arturo U. Illia, institución que
depende de la Universidad Nacional de Mar del
Plata, Argentina. Estuvo dirigida a alumnos de
enseñanza secundaria (16 – 17 años de edad), en
Figura 1: Aro: longitud l en contacto con
el agua y x fuera del agua (l + x = L)
la clase de Física durante el desarrollo del tema fluidos viscosos.
Diseño:
La propuesta didáctica se basa en una actividad experimental orientada a lograr
que los alumnos comprendan e interpreten el fenómeno de tensión superficial. Tiene
como objetivo principal de enseñanza, además de facilitar el aprendizaje de distintos
aspectos que tienen que ver fundamentalmente con los fluidos viscosos y las fuerzas
intermoleculares, el de combinar contenidos científico con cuestiones cercanas al
estudiante, lo que le proporciona una motivación adicional a la reflexión de la
investigación científica.
Se realizó una guía de procedimientos y actividades previstas para llevar a cabo
la experiencia.
Materiales:
Para la realización de la experiencia no se utilizará un alambre recto sino uno
en forma de aro como el mostrado en la figura 1, que tendrá una parte de su longitud l
en contacto con el agua y otra parte x fuera del agua. El alambre utilizado para la
construcción del aro tiene una longitud total que llamaremos L.
Procedimiento:
Se debe colocar el alambre de menor longitud con cuidado sobre el agua (no se
debe hundir). Luego se disminuye la longitud l del alambre hasta lograr que se hunda.
Se deben repetir los pasos 1 y 2 con cada uno de los alambre de cobre. Se tomarán los
datos sólo de aquellos que se hayan hundidos y se confecciona una tabla de valores. Se
busca representar en un gráfico la longitud de contacto l en función de la longitud total
L ya que existe una relación lineal entre ellas, es decir: l = m L donde
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m = pendiente =
δ π r 2g
2γ
Resultados:
Con esta propuesta el estudiante logró:
-identificar las variables dependientes e independientes del problema;
-construir una tabla de datos donde registró las mediciones realizadas
de L y x, con su correspondiente unidad de medida y error;
-graficar en un par de ejes cartesianos L en función de l
-a partir de la pendiente obtenida (m), calcular la tensión superficial
del agua con su error.
III. Tiro al mono: una forma de aprender física
Contextualización y participantes
En esta propuesta se abordan los contenidos del movimiento en dos
dimensiones a partir de un problema abierto, y fue llevada a cabo con alumnos de 1º año
de Polimodal (15 -16 años de edad) pertenecientes al Colegio Nacional “Dr. A. U. Illia”
dependiente de la Universidad Nacional de Mar del Plata.
Diseño:
Esta propuesta didáctica permite desarrollar conceptos teóricos de cinemática
en el plano y responder el siguiente interrogante: “utilizando materiales de uso cotidiano
¿cómo se podría reproducir o recrear el problema del tiro al mono?”
El docente actuará como guía en el proceso del desarrollo experimental.
Materiales:
Para realizar la experiencia se seleccionaron los siguientes materiales: soporte
con ajuste de ángulo (que permite sostener el disparador y regular el ángulo de disparo),
pistola de juguete para disparar bolas, dos pelotitas de telgopor para armar el objeto que
se tira en caída libre, un transportador, hilo, alambre, cinta métrica, cartón, tiras de
madera, arandelas o pitones, cinta adhesiva.
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Procedimiento:
En este trabajo se intenta recabar datos con el propósito de analizar el
encuentro entre un objeto en caída libre y otro trasladándose mediante un tiro oblicuo
(un disparo dirigido al objeto en caída libre) para ello se debieron realizar los siguientes
pasos:
1º. Predecir el alcance del disparo en el eje x.
2º. Medir la posición del objeto de caída en el eje x, obteniendo x0, y la altura
desde el eje x, siendo este valor y0, posición inicial del objeto en caída
libre.
3º. Medir un ángulo conveniente para efectuar el disparo.
4º. Dejar caer el cuerpo y disparar simultáneamente, midiendo utilizando un
cronómetro el tiempo de impacto, siendo este valor t e, el tiempo de
encuentro.
5º. Los valores obtenidos en cada disparo se deben registrar en una tabla de
datos.
Resultados:
Mediante esta propuesta de trabajo los alumnos pudieron acceder al estudio de
un encuentro en el plano de dos proyectiles que dada la simultaneidad y las condiciones
iniciales siempre se van a encontrar.
En este trabajo se presentó una propuesta metodológica activa, basada en
resolución de un problema teórico mediante la construcción experimental de una
simulación del mismo.
A través de esta forma de trabajo en el aula se pretende desarrollar en los
alumnos las habilidades: creatividad, comunicación y pensamiento crítico.
La innovación en está propuesta implica cambiar el papel del alumno y del
docente, el primero se vuelve más activo y responsable de su propio aprendizaje, a
través de la búsqueda de información, de la investigación, y de la elaboración de
actividades que van contribuyendo a su conocimiento.
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Conclusiones
Los profesores de Ciencia estamos plenamente conscientes de la necesidad de
implementar nuevos recursos didácticos en el aula, que ofrezcan una visión de la
Ciencia más próxima al entorno de nuestros alumnos, con el propósito de despertar en
ellos el interés por estas disciplinas.
Es necesario, si se quiere que la enseñanza de las ciencias sea más completa y
cercana a los alumnos, que las situaciones planteadas en clase y la manera de abordar
los contenidos, se presenten de forma contextualizada y problemática.
La utilización de estas experiencias en el aula, han permitido no solo facilitar el
aprendizaje de distintos aspectos que tienen que ver fundamentalmente con los
conceptos físicos, sino también combinan contenidos científico-tecnológicos con
cuestiones cercanas al estudiante, lo que le proporciona una motivación adicional a la
reflexión de la investigación científica , mediante una enseñanza activa que pretende
que los alumnos aprendan de una manera más enriquecedora, estimulante y más
próxima al trabajo que realizan los científicos, fomentando así su espíritu crítico.
Referencias bibliográficas
Falcón, Nelson (2005). “Naturaleza de la luz: Recursos Experimentales didácticos y
Recreativos”, en: Revista Educativa Candidus, 34 (6), 100-102.
Hierrezuelo, J. y Montero, A. (1991). “La ciencia de los alumnos. Su utilización en la didáctica
de la Física y Química”. Elzevir, Granada- España.
Hofstein A. y V N. Lunetta (2003). “The Laboratory in Science Education: Foundations for the
Twenty-First Century”. Inc. Science Education 88:28 – 54
Koshkin N. I., Shirkévich M. G. (1975). Manual de Física . Editorial Mir.
López García, Vicente. (2004): “La física de los juguetes”, en: Revista Eureka sobre Enseñanza
y Divulgación de las Ciencias, 1 (1), 17-30.
Mak S.Y., Wong K. Y. (1990). “The measurement of the surface tension by the method of direct
pull”. American Journal of Physics. 58 (8), pp. 791-792.
Merino, J y Herrero, F (2007) “Resolución de problemas experimentales de química: una
alternativa a las prácticas tradicionales”. Revista Enseñanza de las Ciencias, pp 630648
Wolf, S y Fraser, B (2008) “Learning Environment, Attitudes and Achievement among Middle –
school Science Students Using Inquiry – based Laboratory Activities”. Research in
Science Education 38:321–341.
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