Enseñanza de la Luz: Propuesta de Actividades Experimentales

UNIVERSIDAD DE CONCEPCIÓN
FACULTAD DE EDUCACIÓN
PEDAGOGÍA EN CIENCIAS NATURALES Y FÍSICA
PROPUESTA DE ACTIVIDADES EXPERIMENTALES
PARA LA ENSEÑANZA DE LA LUZ EN EL PRIMER
NIVEL DE ENSEÑANZA MEDIA
SEMINARIO PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN EDUCACIÓN
Profesor guía:
Ed. Luis José Braga Iñiguez
Profesor co-guía:
Dr. José Luis Arenas Villarroel
Seminaristas:
Karina Yasmín Escobar Muñoz
Walter Emilio Galdames Opazo
Robinson Sebastián Toro Poblete
Concepción, 2016
i
Contenido
CAPITULO 1: INTRODUCCIÓN ........................................................................................ 1
1.1
ORIGEN DE LA PROPUESTA Y JUSTIFICACIÓN ............................................. 1
1.2
OBJETIVO GENERAL......................................................................................... 3
1.3
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................ 3
1.4
ORGANIZACIÓN DEL TRABAJO ....................................................................... 4
CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO ..................................................................................... 6
2.1
TEORÍAS DE APRENDIZAJE ............................................................................. 6
2.1.1.
Conductismo. ...................................................................................................... 7
2.1.2.
Cognoscitiva social. ........................................................................................ 10
2.1.3.
Constructivismo ............................................................................................... 13
2.2
APRENDIZAJE ACTIVO ................................................................................... 17
2.2.1
¿Qué es? ............................................................................................................ 17
2.2.2
¿Cómo se genera la instancia para el Aprendizaje Activo? .................... 18
2.2.3
Estrategias de Aprendizaje Activo................................................................ 20
2.3
MARCO PARA LA BUENA ENSEÑANZA (MBE). ............................................ 28
CAPITULO 3: ENCUESTA APLICADA A ESTUDIANTES .............................................. 32
3.1
DESCRIPCIÓN .................................................................................................. 32
3.2
METODO DE APLICACIÓN DE LA ENCUESTA .............................................. 32
3.2.1.
3.3
DIFICULTADES ................................................................................................. 33
RESULTADOS OBTENIDOS Y ANÁLISIS ........................................................ 34
3.3.1.
Tabulación ......................................................................................................... 35
3.3.2.
Resultados y Análisis ...................................................................................... 36
3.4
CONCLUSIONES DE LA ENCUESTA .............................................................. 42
CAPITULO 4: PROPUESTA DIDÁCTICA. ...................................................................... 43
4.1
DESCRIPCIÓN DE LA PROPUESTA DIDÁCTICA ........................................... 43
4.2
ANÁLISIS CON RESPECTO A UNA MATRIZ EVALUATIVA
TRIDIMENSIONAL. ...................................................................................................... 46
4.2.1.
Respecto del marco curricular: ..................................................................... 46
4.2.2.
Programas de estudios ................................................................................... 48
4.2.3
Mapas de progreso .......................................................................................... 49
4.3
SELECCIÓN DE LOS EXPERIMENTOS. .......................................................... 49
ii
4.4
CARACTERÍSTICAS DE LA PROPUESTA ...................................................... 51
4.4.1.
Actividad Exploratoria..................................................................................... 52
4.4.2.
Actividad Interactiva Demostrativa (CID) .................................................... 54
4.5
ORGANIZACIÓN DE LA PROPUESTA............................................................. 58
4.6
RECOMENDACIONES GENERALES PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE LA
PROPUESTA. .............................................................................................................. 63
4.7
PROPUESTA DE EVALUACIÓN AL DESARROLLO DE LAS GUÍAS DEL
ESTUDIANTE. .............................................................................................................. 65
4.7.1.
Portafolio ........................................................................................................... 66
4.7.2
Observación en aula ........................................................................................ 67
CAPITULO 5: ANÁLISIS DE LA PROPUESTA ............................................................... 70
5.1
ANÁLISIS DE LA PROPUESTA EN RELACIÓN CON EL MARCO TEÓRICO . 70
5.1.1.
Teorías de aprendizaje .................................................................................... 70
5.1.2.
Relación de la propuesta con el Aprendizaje activo ................................. 74
5.1.3. Aportes de nuestra propuesta en relación al Marco para la buena
enseñanza. ........................................................................................................................ 76
5.2
ANÁLISIS DE LA PROPUESTA EN RELACIÓN CON EL CONTENIDO
CONCEPTUAL DE LUZ. .............................................................................................. 80
CAPITULO 6 CONCLUSIONES GENERALES ............................................................... 88
Bibliografía ..................................................................................................................... 92
ANEXOS .......................................................................................................................... 98
Anexo Nº 1 Encuesta ..................................................................................................... i
Anexo Nº 2 Encuesta validadas por expertos........................................................... iii
Anexo Nº 3 Matriz evaluativa ...................................................................................... iv
Anexo Nº 4 Guías del Docente y del Estudiante ........................................................ vi
Anexo Nº 5 Instrumento de evaluación “Portafolio” ............................................... vii
Anexo Nº 6 Instrumento de evaluación “Observación en aula” ............................... ix
Anexo Nº 7 Cotización de materiales .......................................................................... x
Anexo Nº 8 Confección de materiales ....................................................................... xii
Anexo Nº 9 Kit de materiales .................................................................................... xiii
iii
Índice de Ilustraciones
Ilustración 1 Ciclo PODS (Orozco, 2012) ......................................................................... 19
Ilustración 2: Ciclos del proceso de enseñanza-aprendizaje (MINEDUC,2008) ............... 28
Ilustración 3: Tabulación de Datos Encuesta .................................................................... 35
Ilustración 4 Análisis de Conceptos Deficitarios en la Unidad de Onda ............................ 37
Ilustración 5: Análisis de Conceptos Deficitarios en la Unidad de Sonido ......................... 38
Ilustración 6: Análisis de Conceptos Deficitarios en la Unidad de Luz .............................. 39
Ilustración 7: Análisis de Conceptos Deficitarios en la Unidad de Tierra y Universo ......... 40
Ilustración 8: Promedio de dificultad por unidad ............................................................... 41
Índice de Tablas
Tabla 1 Detalles de Encuesta .................................................................................................. 33
Tabla 2 Codificación de las categorías conceptuales ............................................................ 35
Tabla 3 Descripción de la propuesta didáctica ....................................................................... 45
Tabla 4: Objetivos Fundamentales Verticales ........................................................................ 46
Tabla 5: Objetivos Fundamentales Transversales ................................................................. 47
Tabla 6: Contenidos Mínimos Obligatorios ............................................................................. 47
Tabla 7: Aprendizajes Esperados ............................................................................................ 48
Tabla 8: Organización de la propuesta ................................................................................... 63
Tabla 9: Relación de la propuesta con el Aprendizaje Activo (Mora, 2010) ........................ 76
Tabla 10: Relación Dominio A con nuestra propuesta .......................................................... 77
Tabla 11: Relación Dominio B con nuestra propuesta .......................................................... 78
Tabla 12: Relación Dominio C con nuestra propuesta .......................................................... 79
Tabla 13: Relación Dominio D con nuestra propuesta .......................................................... 80
iv
CAPITULO 1: INTRODUCCIÓN
1.1 ORIGEN DE LA PROPUESTA Y JUSTIFICACIÓN
A lo largo de nuestra carrera son incontables las situaciones en las que hemos escuchado que la física es una de las asignaturas que menos gusta a los estudiantes,
tanto en la universidad como en el colegio. Particularmente estudiar una carrera en
cuyo título esté explícita la palabra física, genera rechazo en un gran grupo de estudiantes. Claro reflejo de esto es la baja cantidad de estudiantes que ingresan año
a año a nuestra carrera.
El bajo interés de los estudiantes en la asignatura puede estar asociado a algunos
factores como: las estrategias que se utilizan en la clase, el contenido, la frustración
en la evaluación y sus resultados, la estrategia utilizada en la enseñanza, etc. Es
muy común escuchar que a los estudiantes no les gusta la física porque es complicada, no la entienden, tiene mucha matemática, es aburrida y sobre todo porque no
tienen calificaciones satisfactorias.
Al considerar las dificultades que tienen los estudiantes para aprender física, Pozo
y Gómez (1998) plantean que producto de un error en la enseñanza, frente a un
problema planteado los alumnos se limitan a encontrar la fórmula matemática y llegar a un resultado numérico, omitiendo el análisis científico, es decir, aplican ciegamente un algoritmo para resolver un problema sin comprender lo que hacen, ocasionando que los alumnos que tienen dificultad en la asignatura de matemática,
también lo tengan en física.
Además la falta de utilización de actividades experimentales produce un error en la
percepción de la física que alcanzan los estudiantes, actualmente continúa primando la clase tradicional que no logra transmitir la esencia de la física como ciencia.
1
Si queremos mejorar el proceso de la enseñanza-aprendizaje es esencial considerar la contextualización del contenido presentado al estudiante por el profesor. No
es extraño encontrar que unidades como Tierra y Universo, las cuales se relacionan
con la curiosidad y el entorno del estudiante, no presentan los problemas que sí
existen en unidades como Óptica, Mecánica y Electromagnetismo, que se desarrollan principalmente de manera teórica y abarcan fenómenos que pasan desapercibidos para la mayoría de los estudiantes.
La actividad experimental es una de las instancias que permiten dicha contextualización a los estudiantes, ya sea que la realicen personalmente u observando en
vivo.
Es cierto que un aspecto difícil de lograr en los estudiantes, es la necesidad de
entender conceptos abstractos de física, como por ejemplo: campo eléctrico, calor
o campo gravitatorio. Pero muchos conceptos no requieren entendimiento abstracto, como por ejemplo en óptica: foco, rayos notables, imagen virtual, etc. Ellos
son posibles de presentar en la realidad por medio de experimentos.
En síntesis, la enseñanza y aprendizaje de la física se encuentra limitada por diversas razones, las cuales desencadenan en un bajo interés de los estudiantes por
aprender los contenidos relacionados a esta asignatura.
Al buscar alguna solución a esta problemática, las actividades experimentales surgen como un gran aliado para revertir esta situación, planteándose en base a éstas
una propuesta para que los docentes puedan motivar y mejorar el aprendizaje de
los estudiantes.
El escenario en los establecimientos, para el uso de las actividades experimentales,
puede ser desfavorable, pero con el fin de vencer algunas de las dificultades que se
2
mencionaron anteriormente surge una propuesta de actividad experimental demostrativa.
Con el objetivo de determinar qué contenidos serán abordados en nuestra propuesta, surge la necesidad de investigar cuál o cuáles son las unidades del currículo
que presentan mayor dificultad en el aprendizaje de los estudiante, para de esta
forma enfocar nuestro trabajo a una necesidad real y urgente.
En base a los resultados obtenidos hemos seleccionado la Unidad de la Luz correspondiente al primer nivel de enseñanza media, para la cual hemos diseñado un
conjunto de guías que recopilan actividades experimentales principalmente demostrativas, abordadas bajo estrategias de aprendizaje activo y adecuadas para la implementación en aula con gran número de estudiantes y con materiales de bajo
costo.
1.2 OBJETIVO GENERAL
Elaborar una propuesta didáctica de actividades experimentales para la enseñanza
del comportamiento fenomenológico de la luz.
1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Organizar una secuencia de aprendizajes esperados dentro del primer año
de enseñanza media bajo los contenidos del programa de estudios.

Diseñar a partir de la secuencia anterior una encuesta aplicable a estudiantes
de enseñanza media con el fin de Identificar los contenidos de física que produzcan mayor dificultad en el aprendizaje de los estudiantes, mediante el
análisis de los resultados de la encuesta.

Diseñar por medio de la estrategia de aprendizaje Clases Interactivas Demostrativas (CID), guías de actividades que abarquen contenido de fenómenos de la luz
3

Diseñar guías de actividades exploratorias que abarquen contenido de fenómenos de la luz.

Producir guías para el docente donde se especifiquen sugerencias para
la implementación de las guías del estudiante.

Proporcionar información a los docentes con respecto a la adquisición de los
materiales necesarios para implementar la propuesta.

Promover el uso de actividades experimentales por parte de los docentes
para la enseñanza de la física
1.4 ORGANIZACIÓN DEL TRABAJO
Presentamos a continuación la descripción organizacional del presente informe, el
cual permitirá al lector familiarizarse con nuestra propuesta e identificar los elementos secuenciales que en ella encontrará.
En el Capítulo 2 se presentará una revisión bibliográfica de los aspectos pedagógicos y psicológicos que contextualizan el proceso de enseñanza-aprendizaje. Se conecta desde tres grandes teorías de aprendizaje, el concepto de aprendizaje activo
en el cual se enmarca nuestra propuesta. La revisión de este concepto incluye algunas estrategias para la implementación y finalmente la descripción de las Clases
o Actividades Interactivas Demostrativas (CID), la cual corresponde a una de las
estrategias protagónicas dentro de nuestro trabajo. Además se incluyen las principales ideas planteadas en el documento Marco para la Buena Enseñanza.
El Capítulo 3, corresponde a la metodología utilizada para seleccionar el contenido
que nuestra propuesta pretende abordar. En él se describe la evolución de nuestro
objetivo general por medio del desarrollo de una encuesta a estudiantes, los resultados obtenidos en ella, su análisis y conclusiones pertinentes con nuestro estudio.
4
El Capítulo 4 conecta los resultados de la encuesta aplicada con una propuesta de
aprendizaje activo, que se desarrolla por medio de Actividades experimentales principalmente demostrativas dentro del aula. Ésta propuesta utiliza dos metodologías,
cuyos elementos se incluyen y describen dentro del capítulo.
El análisis de nuestra propuesta se encuentra desarrollado en el Capítulo 5 de este
trabajo, en él, el lector podrá encontrar los resultados de contrastar la teoría propuesta dentro del marco teórico con nuestra propuesta. Se complementa este capítulo con un análisis de las guías planteadas desde una perspectiva lograda producto
de nuestras propias discusiones, en conjunto con el profesor guía.
Finalmente en el capítulo 6 dejamos a disposición la serie de conclusiones adquiridas a raíz del desarrollo de nuestra investigación.
5
CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO
2.1 TEORÍAS DE APRENDIZAJE
Al momento de entregar propuestas para que los estudiantes aprendan de mejor
manera, surge una interrogante; ¿qué es el aprendizaje? Este concepto resulta
complejo de definir, ya que investigadores y profesionales no han podido coincidir
en una definición consensuada (Shuell, 1986).
Diversos autores han formulado una definición de aprendizaje que difieren entre sí.
Pese a las diferencias, podemos considerar tres aspectos que coexisten en la mayoría de las definiciones. El primer criterio es que el aprendizaje implica un cambio,
el segundo indica que el aprendizaje perdura a lo largo del tiempo y el último que el
aprendizaje ocurre por medio de la experiencia (Schunk, 2012).
Una teoría es un conjunto científicamente aceptada, de proposiciones relacionadas
sistemáticamente qué explican cómo sucede un fenómeno (Black & Champion,
1976).
Por tanto considerando como fenómeno el aprendizaje, una teoría de aprendizaje
engloba un conjunto de principios que funciona como un puente que conecta la investigación con la educación.
Consideraremos tres teorías representativas con respecto a cambios de paradigma
en educación:
i.
Conductismo
ii.
Cognoscitivismo Social
iii.
Constructivismo
Los aspectos más relevantes de cada una de ellas son presentados a continuación
6
2.1.1.
Conductismo.
2.1.1.1.
Principios fundamentales
Uno de los primeros autores que sentó las bases del conductismo fue el fisiólogo
ruso Iván Pavlov, que introdujo el concepto de condicionamiento clásico, el cual es
un proceso automático que ocurre por la repetición de emparejamientos de EC (estimulo condicionado) – EI (estimulo incondicionado), generando a partir de una respuesta incondicionada (RI) una respuesta condicionada (RC). (Pavlov, 1932;
Larrauri, 2008)
Durante la primera década del siglo XX, Thorndike postuló que el tipo fundamental
de aprendizaje implica la formación de asociaciones (conexiones) entre las experiencias sensoriales (percepciones de estímulos o eventos) y los impulsos nerviosos
(respuestas) que se manifiestan en una conducta. Thorndike creía que el aprendizaje suele ocurrir por ensayo y error (seleccionando y conectando) (Thorndike,
1914)
Posteriormente Skinner incorporó el concepto de condicionamiento operante, el cual
se basa en un enfoque psicológico de la conducta que puede entenderse en sus
propios términos, sin hacer referencia a aspectos neurológicos u otros eventos internos. “Nos encargamos de predecir y controlar el comportamiento del individuo, y
ésta es nuestra “variable dependiente”. (Skinner, 1953). En resumen las respuestas
son controladas por sus consecuencias y no por estímulos antecedentes. (Skinner,
1938)
Al comienzo de la segunda mitad del siglo XX, Edwin Guthrie introdujo el concepto
de aprendizaje por contigüidad, el cual describe que una conducta en una situación
se repetirá cuando dicha situación se presente de nuevo. (Guthrie, 1959)
7
En síntesis el conductismo plantea que el aprendizaje se produce en base a términos de eventos ambientales. No consideran aspectos cognoscitivos, la mente del
individuo es una caja negra de la cual solo podemos obtener información a partir de
su conducta. (Serrano, 2013)
2.1.1.2.
Aportes a la educación
Thorndike (1914) propuso una serie de recomendaciones para la formación de hábitos y habilidades en los estudiantes. Su influyente trabajo produjo una reformulación en los programas en la primera década del siglo XX, dejando de lado la disciplina mental.
Skinner creía que la enseñanza exige la aplicación adecuada de las contingencias
del reforzamiento.
Planteó que la instrucción es más eficaz cuando:
i.
Los docentes presentan el material en pequeños pasos
ii.
Los aprendices responden de forma activa en lugar de escuchar de forma
pasiva
iii.
Los profesores dan retroalimentación inmediatamente después de las respuestas de los estudiantes
iv.
Los alumnos van aprendiendo el material a su propio ritmo.
El proceso básico de la instrucción implica un moldeamiento. Se identifica el objetivo
de la instrucción (conducta deseada), así como la conducta inicial de los estudiantes. Se establecen sub-metas (conducta) que van desde la conducta inicial hasta la
conducta final deseada.
Como evidencia del conductismo en el currículo actual, se pueden mencionar los
objetivos conductuales, los cuales son enunciados claros de los resultados que se
esperan de la instrucción.
8
Un ejemplo de estrategia educativa planteada en base al enfoque conductista es la
instrucción programada (IP) en la que los materiales para la instrucción elaborados
se construyen según los principios del condicionamiento operante del aprendizaje
(O’Day et al, 1971) Esta estrategia tiene tres elementos: entrega la información en
pequeñas píldoras, es al ritmo propio del estudiante y proporciona retroalimentación
inmediata, tanto positiva como negativa. (Ravenscroft, 2001)
2.1.1.3.
Rol del Docente
Es un ente activo y transmisor de conocimientos, además de ser un instructor en
base a objetivos claros y medibles. Efectúa procedimientos en pequeños bloques
de aprendizaje. La instrucción basada en computadores y el contrato de contingencias son herramientas útiles para la enseñanza. (Schunk, 2012)
2.1.1.4.
Rol del Estudiante
Para que ocurra el condicionamiento el individuo debe tener las capacidades físicas
para realizar las conductas. Las respuestas que se emiten en ciertas situaciones
dependen de las conductas que han sido reforzadas previamente. El estudiante
debe responder en el momento indicado y solo la respuesta esperada por el profesor. (Ertmer & Newby, 1993)
2.1.1.5.
Rol de la Evaluación
El conocimiento es descompuesto en pequeñas unidades de aprendizaje, cada una
de ellas en base a un objetivo la cual debe ser evaluada con una prueba. Para pasar
a un segundo bloque de conocimiento se debe haber aprendido el primero y así
sucesivamente. Principalmente en el instrumento de evaluación se utilizan preguntas de selección de alternativas. (Gutierrez, 2004)
9
2.1.2.
Cognoscitiva social.
2.1.2.1.
Principios fundamentales
La teoría cognoscitiva social se desarrolló en las últimas décadas del siglo XX, plantea que, a diferencia del conductismo, las consecuencias de las conductas sirven
como fuente de información y de motivación y no como el medio para fortalecerlas.
Un supuesto básico de la teoría cognoscitiva social planteada por Bandura, es que
las personas desean “controlar los acontecimientos que afectan su vida” y percibirse
a sí mismos como agentes, por lo que dotarlas de protagonismo en el proceso de
aprendizaje favorecerá su desarrollo, lo que se define como aprendizaje en acto.
(Bandura, 1997)
Complementario a lo expresado por Bandura, se menciona que gran parte del
aprendizaje humano es vicario, es decir, ocurre sin que el aprendiz realice la conducta en el momento de aprender. Algunas fuentes comunes del aprendizaje vicario
provienen de observar o escuchar modelos en vivo (en persona), modelos simbólicos o no humanos (caricaturas, animales), modelos electrónicos (la televisión, la
computadora) o modelos impresos (libros y revistas). Las fuentes vicarias permiten
un aprendizaje más acelerado del que sería posible si las personas tuvieran que
realizar cada conducta para aprenderla. (Bandura, 1977).
Lo anterior se respalda en lo planteado por Rosenthal y Zimmerman (1978), que
han considerado que la imitación es un medio importante de transmisión de comportamientos
La aplicación de lo aprendido dependerá de factores como: nuestra motivación, interés, incentivos para actuar, necesidad percibida, estado físico, presiones sociales
y tipos de actividades en las que somos competentes. (Schunk, 2012)
Lo antes descrito se condice con otra característica importante del cognitivismo, que
es el papel central que asigna a las funciones de autorregulación. Las personas no
10
actúan sólo para ajustarse a las preferencias de los demás; gran parte de su conducta es motivada y regulada por estándares internos y respuestas de autoevaluación de sus propias acciones. (Bandura, 1986)
En resumen, las variables importantes que influyen en el aprendizaje en acto y vicario y en la ejecución de las conductas aprendidas están las metas del observador,
son sus expectativas del resultado, sus valores y su autoeficacia.
2.1.2.2.
Aportes a la educación
Los principales conceptos y estrategias planteadas son:
i.
La autoinstrucción se ha utilizado con diversas tareas y tipos de estudiantes
(Fish & Pervan, 1985). Es especialmente útil para alumnos con problemas de
aprendizaje (Wood, Rosenberg, & Carran, 1993) y para enseñar a los estudiantes a trabajar con estrategias.
ii.
La autoeficacia (expectativas de la eficacia) se refiere a las creencias personales sobre las propias capacidades para aprender o ejecutar acciones a
ciertos niveles. Es fundamental para fomentar en las personas un sentimiento
de que tienen libertad de acción para influir en sus vidas (Bandura, 1997)
iii.
Los ejemplos resueltos son presentaciones gráficas de la resolución de problemas. (Atkinson et al, 2000)Presentan las soluciones paso a paso, a menudo acompañadas de diagramas o sonido (narraciones). Proporciona un
modelo, junto con una explicación, que ilustra qué haría un solucionador de
problemas hábil.
iv.
La tutoría se refiere a una situación en la que una o más personas sirven
como agentes de instrucción, generalmente en una materia específica o para
un propósito en particular. (Stenhoff & Lignugaris/Kraft, 2007)
Cuando los compañeros son los agentes de la instrucción, la tutoría es una
forma de aprendizaje asistido por los pares (Rohrbeck et al, 2003)
11
2.1.2.3.
Rol del Docente
Bandura (1977) valida el aprendizaje por observación, en el que el docente es capaz
de propiciar dentro del aula, tanto como instructor, como en actividades en pares.
Se identifican cuatro procesos dentro de éste tipo de aprendizaje: atención, retención, producción y motivación.
Se debe animar a los estudiantes a establecer metas y a evaluar su progreso hacia
ellas. El profesor promueve, mediante el descubrimiento y recepción, el aprendizaje
significativo.
El aprendizaje significativo planteado por Ausubel (1976), se entiende como la incorporación de la nueva información a la estructura cognitiva del individuo. Esto
creara una asimilación entre el conocimiento que el individuo posee en su estructura
cognitiva con la nueva información, facilitando el aprendizaje.
2.1.2.4.
Rol del Estudiante
El aprendizaje ocurre en acto (participando de manera activa) o de forma vicaria
(observando, leyendo y escuchando). Gran parte del aprendizaje escolar requiere
una combinación de experiencias vicarias y en acto.
2.1.2.5.
Rol de la Evaluación
De acuerdo al paradigma cognitivo se deben evaluar el aprendizaje de los contenidos declarativos (saber qué), procedimentales (saber hacer) y actitudinales (saber
ser). Algunos de ejemplos son: evaluación de los procesos de aprendizaje y de productos finales.
La evaluación de procesos parte del supuesto de que el aprendizaje responde al
flujo y reflujo de información que se construye y reconstruye al tener que enfrentarse
a una nueva situación o buscar la manera de solucionar un problema; es decir, la
12
evaluación de los aprendizajes consiste en el proceso de recoger información, realizar los juicios de valor pertinentes de manera que permitan la orientación y la toma
de decisiones con relación al proceso de enseñanza-aprendizaje. (Gutierrez, 2004)
2.1.3.
Constructivismo
2.1.3.1.
Principios fundamentales.
El constructivismo es una perspectiva psicológica y filosófica que sostiene que las
personas forman o construyen gran parte de lo que aprenden y comprenden
(Bruning et al, 2004)
El constructivismo no propone que existan principios del aprendizaje que se deban
descubrir y poner a prueba, sino que las personas crean su propio aprendizaje. El
mundo se puede construir mentalmente de muchas formas diferentes, de manera
que ninguna teoría posee la verdad. Esto se aplica incluso al constructivismo: hay
muchas variedades y ninguna versión debe ser considerada más correcta que otra.
(Derry, 1996); (Simpson, 2002)
Otro supuesto del constructivismo, es que los profesores no deben enseñar en el
sentido tradicional de dar instrucción a un grupo de estudiantes, sino que más bien
deben estructurar situaciones en las que los estudiantes participen de manera activa
con el contenido a través de la manipulación de los materiales y la interacción social.
Mencionamos a continuación tres tipos de constructivismo:
i.
El constructivismo exógeno se refiere a la idea de que la adquisición del conocimiento representa una reconstrucción de las estructuras que existen en
el mundo externo.
ii.
El constructivismo endógeno destaca la coordinación de las acciones cognoscitivas (Bruning et al, 2004) Las estructuras mentales se crean a partir de
13
estructuras anteriores y no directamente de la información que proviene del
ambiente.
iii.
El constructivismo dialéctico, el cual sostiene que el conocimiento se deriva
de las interacciones entre las personas y sus entornos.
La teoría de Vygotsky destaca la interacción de los factores interpersonales (sociales) e histórico - culturales (Tudge & Scrimsher, 2003). Al interactuar con las personas en el entorno, como cuando se trabaja en grupos de aprendizaje o en colaboración, se estimulan procesos del desarrollo y se fomenta el crecimiento cognoscitivo. Los aspectos histórico-culturales de la teoría de Vygotsky aclaran la cuestión
de que no es posible separar el aprendizaje y el desarrollo del contexto en el que
ocurren. Por tanto: Las interacciones sociales son fundamentales y el desarrollo
humano ocurre a través de la transmisión cultural de herramientas (lenguaje y símbolos).
Otro autor importante en el desarrollo del constructivismo pero visto de una perspectiva distinta a la de Vigotsky fue Jean Piaget, que planteaba lo siguiente (Gómez
& Coll, 1994):
i.
Entre sujeto y objeto de conocimiento existe una relación dinámica y no estática. El sujeto es activo frente a lo real e interpreta la relación proveniente
del entorno.
ii.
Para construir conocimiento no basta con ser activo frente al entorno. El proceso de construcción es un proceso de reestructuración y reconstrucción, en
el cual todo conocimiento nuevo se genera a partir de los otros previos. Lo
nuevo se construye siempre a partir de lo adquirido y lo trasciende.
iii.
El sujeto es quien construye su propio conocimiento. Sin una actividad mental
constructiva propia e individual, que obedece a necesidades internas vinculadas al desarrollo evolutivo, el conocimiento no se produce.
14
La zona de desarrollo próximo (ZDP) es la distancia entre el nivel de desarrollo
efectivo del alumno, aquello que es capaz de hacer por sí solo y el nivel de desarrollo potencial, aquello que sería capaz de hacer con la ayuda de un adulto o un
compañero más capaz. Este concepto sirve para delimitar el margen de incidencia
de la acción educativa.
2.1.3.2.
Aportes a la educación
El constructivismo tiene importantes implicaciones para la enseñanza y el diseño
curricular (Phillips, 1995). Las recomendaciones más directas son involucrar a los
estudiantes de manera activa en su aprendizaje y proporcionarles experiencias que
desafíen su pensamiento y los obliguen a reorganizar sus creencias
Si nos centramos en el currículo su importancia yace en que subraya el énfasis en
el currículo integrado, según el cual los alumnos estudian un tema desde múltiples
perspectivas.
Quizás la implicación más importante de la teoría de Vygotsky para la educación
sea que el contexto histórico-cultural es relevante para todas las formas de aprendizaje, ya que éste no ocurre de manera aislada.
2.1.3.3.
Rol del Docente
Se plantean los siguientes aspectos:
i.
Mantener activos a los estudiantes. Piaget criticó el aprendizaje pasivo. Los
estudiantes necesitan ambientes. Estimulantes que les permitan explorar de
forma activa y que incluyan actividades prácticas.
ii.
Provocar incongruencia. El desarrollo ocurre solamente cuando los estímulos
ambientales no se ajustan a las estructuras cognoscitivas de los estudiantes.
El material no debe ser demasiado fácil de asimilar, pero tampoco tan difícil
como para impedir la acomodación.
15
iii.
Fomentar la interacción social. Aunque la teoría de Piaget sostiene que el
desarrollo se puede dar sin la interacción social, el entorno social es siempre
una fuente fundamental para el desarrollo cognoscitivo.
iv.
Trabajo colaborativo Los profesores de diferentes disciplinas planean juntos
el programa de estudios; enseñan a los estudiantes a autorregularse y a participar activamente en su aprendizaje estableciendo metas, vigilando y evaluando su progreso y explorando sus intereses para adelantarse a los requisitos básicos (Bruning et al, 2004)
2.1.3.4.
Rol del Estudiante
El aprendizaje por descubrimiento consiste en que el estudiante obtenga conocimientos por sí mismo (Bruner, 1961). El objetivo final es que los alumnos lleguen a
descubrir cómo funcionan las cosas de un modo activo y constructivo.
2.1.3.5.
Rol de la Evaluación
En un ambiente constructivista se hacen evaluaciones continuamente durante la
enseñanza, y la evaluación es realizada tanto por los alumnos como por el docente.
Los exámenes de verdadero y falso y de opción múltiple no son apropiados para
evaluar los resultados del aprendizaje. Las formas de evaluación auténtica les piden
a los estudiantes que redacten productos reflexivos, analizando lo que han aprendido y las razones por las que ese conocimiento es útil en el mundo, o que demuestren y apliquen las habilidades que han adquirido.
A la evaluación constructivista no le interesan tanto las respuestas correctas o incorrectas, sino las etapas posteriores a la emisión de la respuesta. (Schunk, 2012)
16
2.2 APRENDIZAJE ACTIVO
2.2.1
¿Qué es?
En este tipo de aprendizaje, el estudiante tiene la oportunidad de ser el constructor
de su propio conocimiento (Serrano, 2013; Hernández, 2012; Orozco, 2012;
Medina, 2011) y desarrollar la crítica que se fomenta en el pensamiento independiente. (Medina, 2011) El principal actor es el estudiante y por medio de la implicación, motivación, atención y trabajo constante es capaz de llevarlo a cabo de manera
exitosa (Serrano, 2013).
Pese a que el protagonista es el estudiante, la labor del profesor es fundamental en
diversos aspectos, el docente no se somete a transmitir un banco de conocimientos,
su rol es ser un guía que facilita y media el proceso educativo generando y aplicando
actividades dirigidas que sean sencillas y cuidadosamente diseñadas (Medina,
2011) En el contexto de la física, estas actividades se generan en conjunto con
estrategias y metodologías que permitan al estudiante construir conocimiento a partir de la observación directa del mundo físico (Mora, 2010; Orozco, 2012).
Podemos resumir entonces, que el aprendizaje activo en física es aquel que es fomentado y guiado por el docente a través de actividades que promuevan la construcción del conocimiento de los estudiantes en base a la experimentación con la
realidad física observable.
Las definiciones anteriores dejan al descubierto una estrecha relación con la teoría
del aprendizaje o filosofía constructivista (Brent, 1996; Perkins, 1991; Von Glaserfeld, 1998) citado por (Serrano, 2013) como ya ha sido indicado en el apartado anterior de teorías de aprendizaje, el constructivismo promueve a un estudiante activo,
del cual es considerado su desarrollo cognitivo, asumiendo que cada estudiante
tiene su propia forma de aprender, además más adelante notaremos que éstas ac-
17
tividades son esencialmente colaborativas, tanto entre pares como con el guía docente, por lo que coexisten con las bases teóricas de Vigosky al considerar el entorno socio-cognitivo del individuo en su aprendizaje y la zona de desarrollo próximo.
Redish (2003) Enumera cinco principios cognitivos del aprendizaje activo.
i.
Principio del constructivismo: Considera que es el estudiante quien debe
construir su propio conocimiento por medio de una participación y observación activa, esto genera una comprensión más profunda que la adquirida en
un aprendizaje pasivo.
ii.
Principio de cambio: Generar escenarios en los cuales el conocimiento previo
y el conocimiento construido sean confrontados y el estudiante deba aceptar
la realidad por sobre sus esquemas existentes.
iii.
Principio de contexto: La construcción está sujeta al contexto del estudiante,
tanto mental como social, su realidad propia e individual es la base para
establecer las relaciones que generan el aprendizaje.
iv.
Principio de individualidad: Los estudiantes construyen sus esquemas y saberes a partir de sus concepciones previas y utilizando su propia estructura
mental, por tanto generan diversas respuestas e interpretaciones de lo que
el docente propone que construya.
v.
Principio de aprendizaje social: Acorde con la eficacia que genera la interacción social en algunas personas al momento de aprender.
2.2.2
¿Cómo se genera la instancia para el Aprendizaje Activo?
Es fundamental considerar, que para generar aprendizaje activo las metodologías
utilizadas deben contener actividades que promuevan la predicción, observación,
discusión y síntesis (ciclo de PODS, ver figura 2.1) (Orozco, 2012) (Hernández,
2012)
18
Ilustración 1 Ciclo PODS (Orozco, 2012)
Además de tener en cuenta las acciones que esperamos que ejecuten los estudiantes, se deben considerar características de las actividades a realizar, buscando que
(Serrano, 2013):
i.
Motiven: Que logren captar la atención de los estudiantes
ii.
Impliquen al estudiante: En concordancia con que el estudiante sea un ente
activo de su aprendizaje.
iii.
Se ajusten al grupo: Considerar la dinámica del curso en el cual se aplican.
iv.
No supongan un excesivo esfuerzo: Lo cual evitará la frustración si no se
logran las metas.
v.
Concuerden con los objetivos planteados anteriormente
En base a un conjunto de definiciones de diversos autores comunicados por Serrano
(2013), podemos establecer una definición integral de los que son las estrategias
de aprendizaje.
Las estrategias de aprendizaje son procedimientos de toma de decisiones conscientes e intencionales que los estudiantes realizan con la finalidad de complementar
una demanda u objetivo y mejorar su aprendizaje. Primero el estudiante debe conocer estrategias existentes, como se emplean y donde y cuando es apropiado su
uso. Las estrategias de aprendizaje son metacognitivas, refuerzan el aprendizaje
19
mediante la automotivación, el autoconcepto y la autorregulación. Para desarrollar
el pensamiento los ejercicios utilizados deben exigir sintetizar, analizar, abstraer y
deducir. (Serrano, 2013)
2.2.3
Estrategias de Aprendizaje Activo
Dentro de las estrategias podemos encontrar:
2.2.3.1
Tutoriales
La metodología de Tutoriales para Física Introductoria ha sido desarrollada por el
Grupo de Educación de la Física que dirige Lillian McDermott para los cursos introductorios de física que se dictan en la Universidad de Washington en Seattle (USA).
Está basada en un extenso trabajo desarrollado en las últimas dos décadas sobre
las dificultades características de aprendizaje de los diversos temas de la física general y el consecuente desarrollo de actividades (Tutoriales) para ayudar a los alumnos a vencer los distintos obstáculos de aprendizaje. (Benegas, 2007)
El tutorial busca desarrollar la comprensión conceptual de los temas de física básica
así como el razonamiento cualitativo. La estrategia principal es situar al estudiante
en un escenario en que sus concepciones previas se confrontan al conocimiento
científico que se quiere incorporar, estas situaciones son resueltas con ayuda de
discusiones con sus compañeros en donde el profesor actúa como facilitador ayudándolos a llegar a sus propias conclusiones. (Serrano, 2013)
Es una de las metodologías de aprendizaje activo más flexible, en el sentido que
puede ser utilizada tanto para la introducción de conceptos, en reemplazo o reforzando la clase "teórica", o en algunos casos como práctico de laboratorio, así como
una actividad de aprendizaje independiente y complementario. Esto, sumado a casi
ausencia de sofisticado material de laboratorio, lo hace adaptable a prácticamente
cualquier circunstancia de instrucción. (Benegas, 2007)
20
Según el planteamiento de Benegas (2007), podemos destacar la siguiente secuencia didáctica para aplicar la estrategia de tutoriales.
i.
Aplicación de un “diagnóstica de Tutorial”, que los alumnos responden en
una clase previa en alrededor de 10 a 15 minutos. Consiste normalmente de
2 o 3 preguntas cualitativas sobre el concepto(s) del Tutorial y tienen un doble
objetivo: alertar a los estudiantes sobre los temas a estudiar, y proveer a los
docentes de información sobre los principales problemas de aprendizaje que
los alumnos tienen sobre ese tema.
ii.
Reunión de los docentes para analizar los resultados de los pre-test y realizar
el propio Tutorial, en la misma forma que lo harán luego los alumnos. Los
docentes, además de familiarizarse con el material, pueden identificar las
preguntas con que guiarán, de manera dialéctico, la actividad de los alumnos.
Este paso es esencial para el éxito de la estrategia didáctica.
iii.
Los estudiantes realizan el Tutorial en clase, trabajando en pequeños grupos
cooperativos.
iv.
Ejercicios complementarios, para realizar luego de la clase en forma individual, para afianzar los conceptos trabajados en el Tutorial. Es conveniente
que tengan algún tipo de evaluación, y que sus resultados sean puestos a
disposición de los alumnos para garantizar rol en el aprendizaje.
v.
En la evaluación del curso debería incluirse al menos un problema del tipo
de Tutorial.
2.2.3.2
Simulaciones computacionales
Hay muchos tipos de simulaciones computacionales, cada una con características
diferentes por las diferentes aplicaciones que tienen y por el lenguaje de programación que usan. Existe una gran colección de simulaciones interactivas sofisticadas
y poderosas sobre muchos temas de la Física desarrolladas por la Universidad de
Colorado (Meltzer & Thornton, 2012). Existen algunos resultados preliminares que
confirman que estas simulaciones, con un buen uso, pueden tener un impacto en el
21
aprendizaje. (Perkins, y otros, 2006); (Adams, y otros, 2008); (Finkelstein, y otros,
2005)
La simulación puede aplicarse en distintas instancias del proceso enseñanzaaprendizaje. Algunas de ellas pueden ser:
i.
En la explicación de conceptos,
ii.
En la resolución interactiva de problemas,
iii.
En la realización virtual de experiencias integradoras,
iv.
En la evaluación de contenidos actitudinales y procedimentales,
v.
En la promoción del estudio independiente (solicitada por los alumnos).
Los objetivos de las simulaciones consideran propiciar la motivación y el interés de
los estudiantes, apoyar las clases teóricas, entrenar al estudiante en el manejo de
simulaciones interactivas, fortaleces el trabajo en equipo y competencias individuales y lograr la adquisición de conocimientos. El trabajo de los alumnos siempre está
guiado por el docente, que debe tener muy claro hacia que aprendizaje se apunta y
pueda de esta forma servir de facilitador del aprendizaje de sus alumnos. (Palma &
Chirino, 2014)
2.2.3.3
Clases Interactivas Demostrativas (CID)
Las CID, son originalmente una propuesta de Sokoloff y Thornton (2008) desarrollada a principios de los 90's, a partir del uso de pantallas de datos generadas en
tiempo real mediante herramientas de laboratorio asistido por computadora, esto
es, datos provenientes de las medidas realizadas desde la misma computadora mediante el equipo electrónico adecuado, un interfaz y el software necesario. (Palma
& Chirino, 2014)
La metodología para aplicar esta estrategia supone una serie de pasos que pueden
describirse de la siguiente manera:
22

Paso 1: El instructor describe la demostración, sin exhibir los resultados. Se
debe indicar claramente lo que se realizará en la demostración.

Paso 2: El instructor pide a los estudiantes registrar sus predicciones individuales sobre los datos esperados en una “Hoja de Predicción” (una serie de
preguntas sobre la demostración) que se recogerá. Los estudiantes están
seguros de que estas predicciones no serán calificadas. Es importante asegurarse de que todos los alumnos completen este paso antes de pasar al
siguiente.

Paso 3: Los estudiantes se involucran en discusiones sobre la demostración
formando grupos pequeños con sus compañeros más cercanos y pueden
cambiar sus predicciones si lo consideran conveniente.

Paso 4: El instructor obtiene las predicciones más comunes de los estudiantes del grupo y las muestra en una pantalla o pizarrón visible en el salón de
clase. Solicite que expliquen sus respuestas, pero tenga cuidado de no elogiar o criticar a las predicciones de los estudiantes, solo se trata de registrar
todas las predicciones de los estudiantes sin evaluarlos.

Paso 5: Los estudiantes registran sus predicciones finales sobre la “Hoja de
Predicción”.

Paso 6: El instructor o los estudiantes (grupos pequeños) realizan la demostración nuevamente y exhibe los datos en tiempo real (los resultados pueden
presentarse en forma de gráficos usando un proyector en caso de que el
grupo sea muy grande).

Paso 7: El instructor solicita a los estudiantes que describan y discutan sus
resultados, así, los estudiantes completan una “Hoja del Resultado” (idéntica
a la “Hoja de la Predicción”) y la entregan. Se debe motivar a que los estudiantes analicen los resultados obtenidos en la demostración que desafíen
sus predicciones (o no), y que expliquen estos resultados. Tal reflexión puede
llevarse a cabo como una discusión con toda la clase, o los estudiantes pueden escribir de forma individual o en parejas sobre la transformación de su
conocimiento.
23

Paso 8: El instructor discute situaciones físicas análogas o relacionadas al
fenómeno observado (situaciones donde los resultados se basan en el
mismo concepto). El instructor ayuda a los estudiantes para transferir su
aprendizaje a situaciones reales donde el concepto se aplica o se profundiza.
Luego de la propuesta, se han realizado otras modalidades para esta estrategia que
incluyen experimentos conceptuales en tiempo real, que no requieren necesariamente de un laboratorio asistido por computadora.
CID es una propuesta que innova la forma de trabajar ambientes interactivos, apuntando cada uno de sus pasos al desarrollo de habilidades transversales como el
trabajo colaborativo, la observación científica, interpretación, entre otras. En esta
estrategia didáctica los estudiantes son sometidos a un equilibrio-desequilibrio-reequilibrio, que supone una adaptación y construcción de nuevos esquemas de conocimiento que permiten la transformación y construcción del mismo. Al defender
sus predicciones los participantes negocian significados y recogen planteamientos
para obtener su propia interpretación y, finalmente, construir su conocimiento.
(Serrano, 2013)
Los estudiantes logran transformar su conocimiento, que retroalimentan al compartir
su experiencia en sus pares con una discusión posterior. Los estudiantes para que
puedan lograr este aprendizaje de forma activa, deben de predecir, experimentar y
reflexionar la actividad propuesta:

Predecir. Después de que el instructor describe el problema los estudiantes
hacen una predicción sobre el resultado, que explican a un compañero cercano intercambiando respuestas.

Experimentar. La demostración puede ser un experimento de clase, una encuesta, una simulación, o un análisis de datos secundarios, y es realizada
24
por el instructor o por los estudiantes en grupos pequeños. Experimentar permite a los estudiantes comprobar o no una concepción previa y será más
eficaz que decir al estudiante que su comprensión inicial es incorrecta
(National Research Council, 2005)

Reflexionar. Después de la demostración, los estudiantes anotan y comunican sus resultados identificando las diferencias entre lo que se predijo y lo
que ocurrió en la demostración, esto le permite al estudiante pensar explícitamente sobre lo que han aprendido, poder hacer conexiones entre lo que
sabía antes con lo que observó transformando su concepto. Asimismo, con
el propósito de retroalimentar el conocimiento y aplicarlo es necesario hacer
uso del mismo en una variedad de contextos. “La reflexión mejora el rendimiento estudiantil y desarrolla en los estudiantes la capacidad para aprender
por sí mismo” (Brandsford, 2000)
La implementación de esta estrategia sugiere que para lograr resultados satisfactorios es importante considerar que (Sokoloff & Thornton, 2004)
a) El instructor debe planear el tiempo para la discusión (paso 3) y lograr los
objetivos en el tiempo apropiado.
b) Para el paso 4 es recomendable que el instructor utilice herramientas que le
permitan mostrar en forma llamativa las aportaciones voluntarias de los estudiantes a toda la clase. Las predicciones incorrectas no se corrigen en este
momento. El instructor puede incluir respuestas de clases anteriores si ningún estudiante se ofrece voluntariamente o si las respuestas no varían.
c) El propósito de los pasos 7 y 8 es que el instructor dirija a los estudiantes a
la respuesta correcta. Esto no es una conferencia sino una discusión dirigida
donde los datos experimentales se utilizan para validar los conceptos.
25
2.2.3.3.1 Experiencias con CID
A continuación se mencionarán algunas investigaciones que han entregado resultados con respecto a la implementación de la estrategia de aprendizaje activo CID.
En 1994, Sokoloff y Thornton (1997) realizaron otra evaluación de su método en la
Universidad de Tufts (Sokoloff & Thornton, 2004). Los autores trabajaron con un
grupo de aproximadamente 200 estudiantes, que también dividieron en 2 grupos:
grupo control y grupo experimental. Ambos grupos llevaron los cursos “tradicionales” sobre cinemática y dinámica, al término de los cursos, al grupo experimental se
les impartió dos sesiones con el método de CID sobre cinemática y, posteriormente,
una sobre dinámica. Los resultados mostraron que la comprensión de los conceptos
en el grupo experimental fue muy superior a la mostrada en el grupo control.
En 1995, (Sokoloff & Thornton, 1998) realizaron otro estudio, encontrando que la
comprensión de los conceptos no sólo se favorece con método de las CID, sino que
se incrementa con el transcurrir del tiempo, es decir, realizaron evaluaciones posteriores a las 6 y a las 7 semanas de terminada la instrucción (la tradicional y la de
Aprendizaje Activo con las CID), encontrando que los estudiantes del grupo experimental mostraban una mayor comprensión de los conceptos; concluyendo que se
incrementa la asimilación de los conceptos por los estudiantes.
Sokoloff (2006) editó un Manual de Entrenamiento de Aprendizaje Activo de Óptica
y Fotónica el cual incluyó principalmente estrategias CID y de laboratorios activos.
En este trabajo patrocinado por la UNESCO se descubre que el método Active
Learning in Optics and Photonic (ALOP) consiste en guiar a los estudiantes a través
del auto aprendizaje a partir de colocarlos en posición de predecir, argumentar y
analizar los resultados de prácticas experimentales cuidadosamente diseñadas y
que requieran equipo muy sencillo y de fácil reproducción.
26
Ramírez G., López, Ramírez M., (2013) en su trabajo "Clases demostrativas interactivas de magnetismo en el bachillerato del IPN", presentan resultados positivos
de diseñar, implementar y evaluar Clases Demostrativas Interactivas. Aplicando su
diseño en estudiantes de bachillerato en el Centro de Estudios Científicos y Tecnológicos Wilfrido Massieu acerca de temas de magnetismo, principalmente sus resultados utilizando el factor de Hake, muestran que la estrategia CDI fue más eficiente
que la estrategia tradicional, además que logra una mejor comprensión por parte de
los estudiantes tanto conceptual como procedimental y actitudinal.
Otra investigación en la cual se implementa esta estrategia, es en "APRENDIZAJE
ACTIVO EN DINÁMICA: CLASES DEMOSTRATIVAS EINTERACTIVAS, EN EL
COLEGIO DE BACHILLERES" realizado por Mario Hernández (2012). Este trabajo
presenta resultados positivos el evaluar la efectividad de la metodología, comparando los resultados obtenidos por medio de clase tradicional y CID, el contenido
tratado correspondió a Fuerza y Movimiento, el cual forma parte del Bloque II del
programa de estudios de Física III que se imparte en el cuarto semestre del Colegio
de Bachilleres.
Raquel Serrano (2013), en su investigación titulada “IMPLEMENTACIÓN DE CLASES DEMOSTRATIVAS INTERACTIVAS PARA LA ENSEÑANZA DE CALOR Y
TEMPERATURA EN EL BACHILLERATO”, describe la implementación de las Clases Interactivas Demostrativas a nivel de Bachillerato, así como los resultados obtenidos, siendo éstos nuevamente positivos, observándose una mejora en la comprensión en los conceptos de Física, así como una estimulación del estudiante a
trabajar de manera colaborativa, participando de una forma activa.
El programa ha beneficiado a varias instituciones en países en vías de desarrollo,
uno de ellos es el programa de Maestría en Enseñanza de las Ciencias de la Universidad Nacional de Colombia Bogotá.
27
2.3
MARCO PARA LA BUENA ENSEÑANZA (MBE).
El desempeño profesional del profesor esta descrito en términos generales por el
MBE que presenta el Ministerio de Educación, en este se expresan las competencias y aspectos que el profesor debe considerar para hacer un trabajo completo e
íntegro y lograr de esta manera un aprendizaje significativo en cada uno de sus
estudiantes. (MINEDUC, 2008)
El MBE supone que los profesionales que se desempeñan en las aulas, antes que
nada, son educadores comprometidos con la formación de sus estudiantes. Supone
que para lograr la buena enseñanza, los docentes se involucran como personas en
la tarea, con todas sus capacidades y
sus valores. De otra manera, no lograrían la interrelación empática con sus
alumnos, que hace insustituible la tarea
docente.
D
Responsabilidade
s profesionales.
A
Preparación de la
Enseñanza.
El MBE busca representar todas las responsabilidades de un profesor en el
desarrollo de su trabajo diario, tanto las
que asume en el aula como en la escuela
C
B
Enseñanza para
el aprendizaje de
todos los
estudiantes.
Creación de un
ambiente
propicio para el
aprendizaje.
y su comunidad, que contribuyen significativamente al éxito de un profesor con
sus alumnos.
Ilustración 2: Ciclos del proceso de enseñanza-aprendizaje
(MINEDUC,2008)
El MBE comprende cuatro dominios haciendo referencia a un aspecto distinto de la
enseñanza. (Ilustración 2)
Dominio A: Preparación de la enseñanza.
Los criterios de este dominio se refieren, tanto a la disciplina que enseña el profesor
o profesora, como a los principios y competencias pedagógicas necesarios para
28
organizar el proceso de enseñanza, en la perspectiva de comprometer a todos sus
estudiantes con los aprendizajes, dentro de las particularidades específicas del contexto en que dicho proceso ocurre.
En tal sentido, el profesor/a debe poseer un profundo conocimiento y comprensión
de las disciplinas que enseña y de los conocimientos, competencias y herramientas
pedagógicas que faciliten una adecuada mediación entre los contenidos, los estudiantes y el respectivo contexto de aprendizaje. Sin embargo, ni el dominio de la
disciplina ni las competencias pedagógicas son suficientes para lograr aprendizajes
de calidad; los profesores no enseñan su disciplina en el vacío, la enseñan a alumnos determinados y en contextos específicos, cuyas condiciones y particularidades
deben ser consideradas al momento de diseñar las actividades de enseñanza. Los
desempeños de un docente respecto a este dominio, se demuestran principalmente
a través de las planificaciones y en los efectos de éstas, en el desarrollo del proceso
de enseñanza y de aprendizaje en el aula.
Dominio B. Creación de un ambiente propicio para el aprendizaje.
Este dominio se refiere al entorno del aprendizaje en su sentido más amplio; es
decir al ambiente y clima que genera el docente, en el cual tienen lugar los procesos
de enseñanza y aprendizaje.
Dentro de este dominio, se destaca el carácter de las interacciones que ocurren en
el aula, tanto entre docentes y estudiantes, como de los alumnos entre sí. Los aprendizajes son favorecidos cuando ocurren en un clima de confianza, aceptación, equidad y respeto entre las personas y cuando se establecen y mantienen normas constructivas de comportamiento. También contribuye en este sentido la creación de un
espacio de aprendizaje organizado y enriquecido, que invite a indagar, a compartir
y a aprender.
29
Las habilidades involucradas en este dominio, se demuestran principalmente en la
existencia de un ambiente estimulante y un profundo compromiso del profesor con
los aprendizajes y el desarrollo de sus estudiantes.
Dominio C. Enseñanza para el aprendizaje de todos los estudiantes.
En este dominio, se ponen en juego todos los aspectos involucrados en el proceso
de enseñanza que posibilitan el compromiso real de los alumnos/as con sus aprendizajes. Su importancia radica en el hecho de que los criterios que lo componen
apuntan a la misión primaria de la escuela: generar oportunidades de aprendizaje y
desarrollo para todos sus estudiantes.
Para lograr que los alumnos participen activamente en las actividades de la clase
se requiere que el profesor se involucre como persona, que explicite y comparta con
los estudiantes los objetivos de aprendizaje y los procedimientos que se pondrán en
juego.
Dentro de este dominio también se destaca la necesidad de que el profesor monitoree en forma permanente los aprendizajes, con el fin de retroalimentar sus propias
prácticas, ajustándolas a las necesidades detectadas en sus alumnos.
Dominio D. Responsabilidades profesionales.
Los elementos que componen este dominio, están asociados a las responsabilidades profesionales del profesor en cuanto su principal propósito y compromiso es
contribuir a que todos los alumnos aprendan. Para ello, él reflexiona consciente y
sistemáticamente sobre su práctica y la reformula, contribuyendo a garantizar una
educación de calidad para todos los estudiantes. En este sentido, la responsabilidad
profesional también implica la conciencia del docente sobre las propias necesidades
de aprendizaje, así como su compromiso y participación en el proyecto educativo
30
del establecimiento y en las políticas nacionales de educación. Este dominio se refiere a aquellas dimensiones del trabajo docente que van más allá del trabajo de
aula y que involucran, primeramente, la propia relación con su profesión, pero también, la relación con sus pares, con el establecimiento, con la comunidad y el sistema.
31
CAPITULO 3: ENCUESTA APLICADA A ESTUDIANTES
3.1 DESCRIPCIÓN
Antes de llegar al objetivo de nuestra propuesta, como es de esperar, era menos
acotado y preciso que lo actual, nuestro objetivo general era “Elaborar una propuesta didáctica de actividades experimentales para la enseñanza de las unidades
de 1° y 2° medio”, pero bajo recomendación de profesores guías, tomamos la idea
de limitar nuestra propuesta solo para una unidad.
Decidimos que la propuesta debía ser una variante a las estrategias de aprendizaje
tradicionales, Para esto nos planteamos encontrar qué unidad les significa más dificultad comprender a los estudiantes.
3.2 METODO DE APLICACIÓN DE LA ENCUESTA
Utilizamos una encuesta tipo cuestionario como método de recolección de datos.
Latorre (Del Rincón, & Arnal, 1996) plantea que la encuesta es un método de investigación basado en una serie de preguntas dirigidas a sujetos que constituyen una
muestra representativa de una población, con la finalidad de describir y/o relacionar
características personales, permitiendo así generalizar las conclusiones.
Al confeccionar la encuesta, tomamos como base la estructura del Cuestionario
K.P.S.I (Knowledge and Prior Study Inventory), que se le conoce como inventario
de conocimientos previos del estudiante y sirve principalmente para que ellos se
den cuenta de lo que saben al inicio de un tema o secuencia didáctica. Tomamos
su estructura base y la replanteamos de manera tal que fuera un cuestionario que
se aplique después de un proceso de enseñanza-aprendizaje, con el fin de conocer
definitivamente cuál es la unidad que más dificultad les significa a los alumnos.
32
En la encuesta redactamos en forma de preguntas, que llamaremos Planteamiento,
los principales conceptos que estipulan los programas de física de primero medio,
con 5 posibles respuestas tipo llamadas “Categorías Conceptuales”:
•
No me costó entenderlo, lo sé y lo puedo explicar a alguien.
•
Me costó entenderlo, lo sé, y creo que podría explicárselo a alguien.
•
Me costó entenderlo, pero no podría explicárselo a alguien
•
No pude entenderlo
•
No lo ha tratado aún el profesor
Cada uno de estos Planteamientos los organizamos en “Niveles Conceptuales”, en
otras palabras quedaron clasificadas por Unidades, las cuales siguen una secuencia
coherente de aprendizaje. (Ver Anexo Nº 1)
Este Instrumento fue validado por profesionales (Ver Anexo Nº 2)
Instrumento
Encuesta Cuestionario KPSI
Total de encuestados
181
Características de los encuestados
Alumnos de 1° y 2° medio de colegios particulares subvencionados emplazados en
las comunas de Penco y Concepción.
Fecha de Aplicación
Durante el Mes de Octubre del 2014
Numero de preguntas
51
Colegios participantes
Colegio Mozart-Schule, Concepción
Colegio “El Refugio”, Penco
Colegio “A-lafken”, Penco
Colegio Adventista, Concepción
Tabla 1 Detalles de Encuesta
3.2.1.
DIFICULTADES
Al momento de aplicar la encuesta, nos enfrentamos a desafíos propios del tipo de
método que utilizamos
33

Validez y representatividad de la muestra

No se controla la secuencia con que el entrevistado lee y responde a las
preguntas

Baja tasa de respuesta

Alta tasa de abandono
3.3 RESULTADOS OBTENIDOS Y ANÁLISIS
El análisis de los datos obtenidos lo realizamos usando Microsoft EXCEL ® de las herramientas ofimáticas de Windows.
El primer gran desafío para comenzar el análisis, fue elaborar la manera de codificar las
respuestas de los encuestados. Primero analizamos las categorías conceptuales para identificar las respuestas más significativas en base a nuestro objetivo.
El objetivo de nuestro muestreo, era saber los contenidos que los encuestados no manejaban a cabalidad o estaban más débiles desde el punto de vista conceptual. Siguiendo esta
lógica, las categorías conceptuales: “No me costó entenderlo, lo sé, y lo puedo explicar a
alguien”, “Me costó entenderlo, lo sé y creo que podría explicárselo a alguien” y “No lo ha
tratado aún el profesor” no les asignamos valor estadístico sino que enfocamos nuestra
atención en las categorías “Me costó mucho entenderlo, pero no podría explicárselo a alguien” y definitivamente a “No pude entenderlo”.
34
3.3.1. Tabulación
Codificamos las categorías conceptuales usando números naturales arbitrarios
Categorías conceptuales
Codificación
No me costó entenderlo, lo sé y lo 0
puedo explicar a alguien.
Me costó entenderlo, lo sé, y creo que 1
podría explicárselo a alguien.
Me costó entenderlo, pero no podría ex- 2
plicárselo a alguien
No pude entenderlo
3
No lo ha tratado aún el profesor
4
Tabla 2 Codificación de las categorías conceptuales
Realizamos una tabla para organizar los datos; cada pregunta conceptual se le
asignó una columna y a cada encuesta respondida le corresponde una fila. En las
celdas introducimos la codificación correspondiente a cada categoría conceptual.
Ilustración 3: Tabulación de Datos Encuesta
Utilizamos la función ‘CONTAR.SI’ para contar las celdas que contengan solo las
codificaciones 2 y 3. Pusimos énfasis en estas representaciones ya que son las
respuestas más significativas para nuestro estudio. Y que dichos resultados pretendemos plasmarlos en este capítulo
35
3.3.2.
Resultados y Análisis
Ya decidido que nuestra propuesta se enfocará en una unidad, procederemos en
base a los resultados de nuestra encuesta a desarrollar el objetivo específico “Identificar los contenidos de física que produzcan mayor dificultad en el aprendizaje de
los estudiantes”
Sumamos todas las respuestas válidamente escritas por planteamiento. El resultado de la suma será el 100 %
Adicionalmente, sumamos por planteamiento cada uno de ellos que fueran respondidos con las codificaciones 2 y 3, con el fin de conocer la proporción de contenidos
no comprendido en el total de encuestados que respondieron con otras codificaciones cada planteamiento.
Calculamos el promedio de estos planteamientos agrupados por unidades para
luego seleccionar la unidad que más porcentaje de dificultad tuvo para los estudiantes.
36
Conceptos Deficitarios
Unidad de ONDA
Promedio
33,2%
11
54,7%
Planteamientos
10
46,9%
9
29,1%
8
28,7%
7
43,8%
6
19,5%
5
17,7%
4
24,6%
3
31,6%
2
31,8%
1
36,4%
0,0%
10,0%
20,0%
30,0%
40,0%
50,0%
60,0%
Promed
io
Dificultad 36,4% 31,8% 31,6% 24,6% 17,7% 19,5% 43,8% 28,7% 29,1% 46,9% 54,7% 33,2%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Ilustración 4 Análisis de Conceptos Deficitarios en la Unidad de Onda
El Promedio de los porcentajes de los conceptos menos entendidos en la Unidad de Onda
es de un 33,2%. Consideraremos los planteamientos que posean porcentajes mayores a
este valor para hacer un análisis de resultados.
Los porcentajes más llamativos para nuestro estudio, son los que están en los
planteamientos: 1, 7, 10 y 11
Respectivamente son: ¿Qué es una onda mecánica?, ¿De qué depende la velocidad de
propagación de una onda?, ¿En qué condiciones se produce el proceso de difracción? y
¿En qué condiciones se produce el proceso de interferencia?
37
Conceptos Deficitarios
Unidad de Sonido
Promedio
40,0%
12
31,7%
11
38,9%
Planteamientos
10
35,4%
9
60,4%
8
57,0%
7
35,1%
6
38,2%
5
36,8%
4
50,9%
3
43,7%
2
22,2%
1
30,5%
0,0%
10,0%
20,0%
30,0%
40,0%
50,0%
60,0%
70,0%
Prome
dio
Dificultad 30,5% 22,2% 43,7% 50,9% 36,8% 38,2% 35,1% 57,0% 60,4% 35,4% 38,9% 31,7% 40,0%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Ilustración 5: Análisis de Conceptos Deficitarios en la Unidad de Sonido
El Promedio de los porcentajes de los conceptos menos entendidos en la Unidad de Sonido
es de un 40%. Consideraremos los planteamientos que posean porcentajes mayores a este
valor para hacer un análisis de resultados.
Los porcentajes más llamativos para nuestro estudio, son los que están en los
planteamientos: 3, 4, 8 y 9
Respectivamente son: ¿Cómo podemos saber si el sonido se comporta como onda?, ¿De
qué manera se pueden visualizar las ondas sonoras?, ¿En qué condiciones el sonido presenta el proceso de difracción? y ¿Cuáles son las dos formas en que el sonido presenta el
proceso de interferencia?
38
Conceptos Deficitarios
Unidad de Luz
Promedio
47,5%
17
60,8%
16
41,0%
15
42,0%
14
41,8%
13
52,4%
Planteamientos
12
56,5%
11
53,2%
10
53,6%
9
67,4%
8
55,9%
7
54,5%
6
40,7%
5
39,9%
4
35,6%
3
44,2%
2
45,3%
1
0,0%
22,9%
10,0%
20,0%
30,0%
40,0%
50,0%
60,0%
70,0%
80,0%
Ilustración 6: Análisis de Conceptos Deficitarios en la Unidad de Luz
El Promedio de los porcentajes de los conceptos menos entendidos en la Unidad de Luz es
de un 47,5%. Consideraremos los planteamientos que posean porcentajes mayores a este
valor para hacer un análisis de resultados.
Los porcentajes más llamativos para nuestro estudio, son los que están en los
planteamientos: 7, 8, 9, 10, 11,12, 13 y 17.
Respectivamente son: ¿Qué es el Índice de refracción?, ¿Qué es la Dispersión y descomposición de la luz blanca por un prisma?, ¿Cómo se caracterizan las lentes delgadas en
términos de su distancia focal?, ¿Qué tipo de imágenes son producidas en lentes delgadas
39
convergentes?, ¿Qué tipo de imágenes son producidas en lentes delgadas divergentes?,
¿Cuáles son las partes constituyentes del telescopio y cómo funcionan? Y ¿Qué nos dice
el Modelo corpuscular de la Luz?
Conceptos Deficitarios
Unidad de Tierra y Universo
Promedio
26,4%
11
15,8%
10
18,8%
9
25,8%
Planteamientos
8
29,2%
7
24,3%
6
34,9%
5
31,1%
4
39,1%
3
38,5%
2
11,3%
1
0,0%
21,4%
5,0%
10,0%
15,0%
20,0%
25,0%
30,0%
35,0%
40,0%
45,0%
Ilustración 7: Análisis de Conceptos Deficitarios en la Unidad de Tierra y Universo
El Promedio de los porcentajes de los conceptos menos entendidos en la Unidad de Tierra
y Universo es de un 26,4%. Al igual que en los gráficos anteriores consideraremos los
planteamientos que posean porcentajes mayores a este valor para hacer un análisis de
resultados.Los porcentajes más llamativos para nuestro estudio, son los que están en los
planteamientos: 3, 4, 6 y 8.
Respectivamente son: ¿Por qué se producen los Sismos?, ¿Cuáles son las capas de la
Tierra en el Modelo dinámico?, ¿Cuál es la estructura de un volcán?, ¿Qué es la erosión?.
40
Promedios de Dificultad por Unidad
26,4%
47,5%
Promedios
40,0%
33,2%
0,0%
5,0%
10,0%
15,0%
20,0%
25,0%
30,0%
35,0%
40,0%
45,0%
50,0%
Promedios
26,4%
Tierra y Universo
Luz
47,5%
Sonido
40,0%
Onda
33,2%
Tierra y Universo
Luz
Sonido
Onda
Ilustración 8: Promedio de dificultad por unidad
El gráfico “Promedio de dificultades por unidad”, identifica los contenidos de física
que producen mayor dificultad en el aprendizaje de los estudiantes. Podemos observar que la unidad de la Luz es compleja para ellos por presentar una mayor cantidad de codificaciones 2 y 3 (ver tabla 2) y este será un parámetro para decidir
finalmente la unidad conflictiva.
Al analizar el gráfico de la unidad LUZ, se puede apreciar porcentajes que se alejan
por sobre 20 puntos porcentuales de la media, lo que nos hace pensar que hay muy
poco entendimiento de los planteamientos que se refieren a esta unidad.
41
3.4 CONCLUSIONES DE LA ENCUESTA
El análisis de datos obtenidos de la encuesta aplicada para averiguar cuál es la
unidad más dificultosa, nos arroja como resultado que la Unidad de Luz es la que
deberíamos abordar en nuestra propuesta, se cumple uno de nuestros objetivos
específicos: “Identificar los contenidos de física que produzcan mayor dificultad en
el aprendizaje de los estudiantes, mediante el análisis de los resultados de la encuesta.” Gracias a la encuesta logramos delimitar el objetivo general que quedará
como “Elaborar una propuesta didáctica de actividades experimentales para la enseñanza del comportamiento fenomenológico de la luz.”
Podemos mencionar además, otras razones que han fortalecido la decisión de abordar esta unidad, entre ellas destacamos el hecho que la óptica puede ser tratada
con material experimental de muy bajo costo.
Cabe mencionar, que la mayoría de los establecimientos organizan sus cursos de
manera que en primer año de enseñanza media los estudiantes subdividen la ciencia en tres asignaturas; Química, Física y Biología, por lo que es el primer momento
en el cual podemos motivar a los estudiantes al estudio de ésta área.
A raíz del análisis de los resultados obtenidos en la encuesta, hemos notado que es
posible generar otras preguntas y enfoques de investigación, esto debido a que las
categorías conceptuales pueden ser agrupadas de diversas maneras para responder otros aspectos. Queda como una proyección el poder sacar provecho de las
potenciales investigaciones que existen dentro de ella.
Podríamos proponer por ejemplo, una propuesta investigativa usando este mismo
instrumento: Identificar los contenidos de física más fáciles para los estudiantes;
Comparar el avance curricular de los colegios participantes para el mes de Octubre
por nombrar algunos
42
CAPITULO 4: PROPUESTA DIDÁCTICA.
4.1 DESCRIPCIÓN DE LA PROPUESTA DIDÁCTICA
Existen diversos aspectos de un contenido que son relevantes para el aprendizaje
de los estudiantes y que permiten lograr una visión integral, un ejemplo de ello son
los aprendizajes esperados presentados en el programa de estudios entregado por
el ministerio de educación, los cuales consideran aspectos históricos, metodológicos, conceptuales y de aplicación. Esto podemos observarlo directamente en los
planteamientos para la unidad de luz que se trabaja el primer semestre de primero
medio.

AE 01: Explicar la reflexión y la refracción de la luz en diversos contextos
para describir el funcionamiento de dispositivos que operan en base a estos
fenómenos.

AE 02: Describir la naturaleza ondulatoria de la luz y el funcionamiento de
algunos aparatos tecnológicos que operan en base a ondas electromagnéticas.

AE 03: Describir investigaciones científicas clásicas y contemporáneas sobre
la luz, valorando el desarrollo histórico de conceptos y teorías. (MINEDUC,
2013)
Basados en el ejemplo anterior y desde nuestra perspectiva podemos destacar cuatro ejes que influyen en el entendimiento de la unidad de Luz:
i.
Comportamiento de la luz (fenómenos que presenta)
ii.
Modelo asociado a comportamientos ( corpuscular y onda)
iii.
Contexto histórico (tanto de los descubrimientos en su comportamiento,
como las teorías asociadas a él)
iv.
Aplicaciones relevantes (como fibra óptica, microscopio, visión humana, etc.)
43
El currículo actual, propone un tratamiento de la unidad que mezcla los cuatro aspectos mencionados, alcanzando un nivel de profundidad equitativo en cada uno de
ellos.
Nuestra propuesta, supone un tratamiento exclusivamente de dos de los aspectos
mencionados anteriormente los cuales son:
a) Comportamiento de la luz (fenómenos que presenta)
b) Aplicaciones relevantes como fibra óptica, microscopio, visión humana, etc.
Estos aspectos son considerados pertinentes de abordar mediante estrategias que
contengan actividades experimentales.
La propuesta planteada, no aborda los aspectos históricos ni el proceso de modelar
el comportamiento de la luz. Consideramos que existen otras metodologías de enseñanza más adecuadas para este contenido de la unidad que no requieren de experimentación sino de otros procesos reflexivos y de análisis que pueden ser llevados a cabo mediante disertaciones, análisis de documentos, representación teatral,
informes, etc.
Por lo anterior, nuestro diseño de material didáctico no debe ser considerado
como una planificación de la unidad de luz, sino más bien, una recopilación
de actividades que permite al docente tratar con un amplio nivel de profundidad el comportamiento fenomenológico de la luz y algunas de sus aplicaciones directas.
La siguiente tabla corresponde a la organización conceptual desde el punto de vista
de las experiencias que aborda nuestra propuesta.
44
Comportamiento fenomenológico de la LUZ
Subunidades
1
Contenido
Aislar un haz de luz para posterior- Propagación rectilínea de la luz
mente trabajar los fenómenos.
2
¿Qué ocurre cuando un haz de luz se Reflexión especular
enfrenta a una superficie que no Reflexión difusa
puede atravesar?
Espejos planos y curvos
Formación de imágenes en espejos.
3
¿Qué ocurre cuando un haz de luz se Refracción
enfrenta a una superficie que si puede Lentes
atravesar?
Formación de imágenes en lentes
Reflexión total interna
4
¿Qué ocurre cuando un haz de luz se Difracción
enfrenta a obstáculos muy pequeños? Interferencia
(como ranuras)
5
Polarización
¿Cómo se relacionan los colores con Espectro visible de la luz
la luz blanca?
6
Aplicaciones de los fenómenos estu- Microscopio
diado
Telescopio
El ojo humano
Tabla 3 Descripción de la propuesta didáctica
Como podemos notar en la tabla anterior, en cada uno de los comportamientos tenemos asociados contenidos que se incluyen en el programa de estudios, el primer
análisis que realizamos con respecto a la estructura conceptual de nuestra propuesta, fue orientado a través de una matriz evaluativa tridimensional de la unidad
de luz.
45
4.2 ANÁLISIS CON RESPECTO A UNA MATRIZ EVALUATIVA TRIDIMENSIONAL.
Una matriz evaluativa tridimensional (Ver Anexo Nº 3), corresponde a una herramienta que permite planificar procesos evaluativos y didácticos, articulando los elementos que plantea el currículo donde se consideran los documentos formales entregados por el ministerio de educación: Programa de estudio, Marco curricular, Mapas de progreso. Esta articulación pone de manifiesto los conocimientos, habilidades y actitudes que debe considerar el profesor. (Barria & Nuñez, 2013)
Como producto del análisis de la matriz, en concordancia con el abordaje conceptual
que pretendemos llevar a cabo, notamos lo siguiente:
4.2.1.
Respecto del marco curricular:
4.2.1.1
Objetivos Fundamentales Verticales
Los objetivos fundamentales verticales 2, 5 y 6, son pertinentes a nuestro abordaje.
Objetivos fundamentales verticales
2
Organizar e interpretar datos y formular explicaciones apoyándose en
las teorías y conceptos científicos en estudio
5
Comprender el origen, absorción, reflexión y transmisión de la luz, sobre la base de conceptos físicos, leyes y relaciones matemáticas elementales.
6
Comprender el funcionamiento y la utilidad de algunos dispositivos tecnológicos que operan en base a ondas sonoras o electromagnéticas,
estableciendo comparaciones con órganos sensoriales.
Tabla 4: Objetivos Fundamentales Verticales
46
4.2.1.2
Objetivos Fundamentales Transversales
Los objetivos fundamentales transversales, son pertinentes dependiendo de la metodología utilizada. Como nuestra metodología es principalmente activa, son pertinentes a nuestro abordaje.
Objetivo fundamental transversal
1
Interés por conocer la realidad y utilizar el conocimiento (en OF 2)
2
Comprender y valorar la perseverancia, el rigor y el cumplimiento, la
perseverancia y la originalidad (en OF 2)
3
Habilidades de análisis, interpretación y síntesis (en los OF 2,3,4,5,6)
4
Habilidades de investigación (en los OF 2, 3 y 4)
5
Habilidades de resolución de problemas (en OF 5)
Tabla 5: Objetivos Fundamentales Transversales
4.2.1.3
Contenidos Mínimos Obligatorios
Los contenidos mínimos obligatorios 2, 4, 8 y parte del 9, son pertinentes a nuestro
abordaje.
Contenidos mínimos obligatorios
2
Procesamiento e interpretación de datos y formulación de explicaciones
apoyándose en conceptos y modelos teóricos del nivel.
4
Análisis comparativo de la reflexión de la luz en espejos planos y parabólicos para explicar el funcionamiento del telescopio de reflexión, el
espejo de pared, los reflectores solares en sistemas de calefacción, entre otros.
8
Análisis de la refracción en superficies planas y lentes convergentes y
divergentes y sus aplicaciones científicas y tecnológicas como los binoculares, telescopio de refracción o el microscopio.
9
Descripción de los espectros ópticos (frecuencia e intensidad) y de los
rangos que captan los órganos de visión en los seres humanos y en
otros animales.
Tabla 6: Contenidos Mínimos Obligatorios
47
4.2.2.
Programas de estudios
4.2.2.1.
Aprendizajes Esperados
Los aprendizajes esperados 1, son pertinentes a nuestro abordaje.
Los aprendizajes esperados 2, son abordados de manera diferente ya que se tratarán comportamientos ondulatorios de la luz como difracción e interferencia (sin
mencionar que son bajo el modelo ondulatorio) pero no indagaremos en la totalidad
del espectro electromagnético, sino que solo en el espectro visible.
Los aprendizajes esperados 3, son abordados solo en el siguiente elemento: Tratamiento de la ley de Snell (cualitativa), pero se le agrega un componente cuantitativo
que tendrá relación con el nivel matemático de los estudiantes.
Aprendizajes esperados
1
Explicar la reflexión y la refracción de la luz en diversos contextos para
describir el funcionamiento de dispositivos que operan en base a estos
fenómenos.
2
Describir la naturaleza ondulatoria de la luz y el funcionamiento de algunos aparatos tecnológicos que operan en base a ondas electromagnéticas.
3
Describir investigaciones científicas clásicas y contemporáneas sobre
la luz, valorando el desarrollo histórico de conceptos y teorías
Tabla 7: Aprendizajes Esperados
4.2.2.2.
Dimensión conocimientos
En conocimientos, serán considerados todos aquellos conceptos que tengan relación con comportamiento de la luz como por ejemplo: reflexión, refracción, espejos,
miopía, etc. Mientras que serán excluidos conceptos referentes a modelos asociados de la luz como por ejemplo: longitud de onda, onda electromagnética, así como
48
también es excluido el conocimiento "historia sobre lo que se ha pensado acerca de
la luz".
4.2.2.3.
Dimensión habilidades
Respecto de la dimensión de habilidades, de tres de ellas, solo una es pertinente a
nuestro abordaje la cuál es: "Procesamiento e interpretación de datos y formulación
de explicaciones apoyadas en conceptos y modelos", pero sin considerar el apoyo
en modelos.
4.2.2.4.
Dimensión actitudes
En la dimensión actitudinal, tanto la primera "interés por conocer la realidad al estudiar los fenómenos abordados en la unidad" como la segunda "Perseverancia, rigor
y cumplimiento" son abordables con la propuesta.
4.2.3 Mapas de progreso
Dentro de los mapas de progreso, no se encontraron coincidencias con nuestro
marco conceptual, solo un apartado dentro de los Ejemplos de Desempeño menciona la necesidad de explicar el funcionamiento de diferentes aparatos ópticos de
uso cotidiano.
4.3 SELECCIÓN DE LOS EXPERIMENTOS.
Teniendo claridad del análisis anterior, el siguiente paso es seleccionar los experimentos que serán incluidos en nuestra propuesta.
Las fuentes utilizadas para recopilar el banco de experimentos fueron muy variadas,
ellas incluyen: Conversaciones con profesores de la Universidad de Concepción,
49
búsqueda en libros otorgados por el ministerio de educación a los estudiantes, búsqueda en libros de física general (PSSC, Física Conceptual (Hewitt, 2007)), búsqueda en catálogos de implementos para laboratorio (PASCO, UNILAB, FEYMAN),
búsqueda en internet (YouTube, publicaciones de revistas).
Una vez se obtuvo un banco de experimentos, nos propusimos evaluarlos según
algunos criterios que describimos a continuación.
Características importantes para seleccionar los experimentos a incluir en nuestras
guías, los experimentos deben ser:
i.
Visible para 40 estudiantes: este criterio nos permite seleccionar actividades
viables para gran cantidad de estudiantes. Como principalmente la metodología utilizada es demostrativa, las experiencias deben ser con materiales
que permitan una visualización desde aproximadamente 20 metros.
ii.
Fácil de montar: Este criterio excluye las actividades que requieren una preparación muy sofisticada, principalmente se espera que el montaje no demande gran cantidad de tiempo, además si parte del montaje debe ser construido por el profesor, deben existir alternativas que no requieran de herramientas costosas y/o habilidades manuales elevadas.
iii.
Enfocado al contenido requerido: Con este criterio procuramos que el contenido que aborde el experimento sea acorde a nuestra unidad y enfoque, además logramos organizar el orden de las experiencias en base a los contenidos previos que requiere cada una para ser aplicada.
iv.
Sencillo de entender: El montaje de la experiencia debe ser claro y conciso,
se deben evitar los distractores, por lo que el material del experimento debe
mostrar claramente el fenómeno. (Este criterio no se refiere a que la actividad
del estudiante sea fácil de desarrollar, sino a que el montaje sea claro).
v.
Transportable y guardable: En algunos establecimientos no existe un laboratorio donde guardar elementos didácticos, por lo que el profesor deberá utilizar estantes o casilleros para ello. Las experiencias seleccionadas deben ser
ahorrativas en espacio y además ser posibles de trasladar por una o dos
50
personas a la sala de clases. Se excluyen con este criterio, elementos de
gran volumen y peso.
vi.
Material reparable y/o de fácil acceso: este criterio excluye materiales de alto
costo. Principalmente los elementos que soportan el montaje deben ser de
materiales no costosos y reparables como madera, PVC o plástico, excluyendo estructuras sofisticadas de metal o de vidrio.
Utilizando estos criterios, logramos seleccionar y también adecuar actividades, es
decir, identificamos actividades factibles en su diseño original, pero también modificamos aquellas que nos parecieron buenas en otros aspectos, para que cumplieran
con la mayoría de los criterios. Pese a lo anterior quedaron dentro del resultado
final, algunos experimentos cuyos elementos son delicados e irreparables, como
por ejemplo el Balón de vidrio a utilizar en el modelamiento del ojo humano y la
lámpara de filamento recto.
4.4 CARACTERÍSTICAS DE LA PROPUESTA
El siguiente gran paso dentro del desarrollo de nuestra propuesta, es lograr adecuar
las experiencias al contexto del aula, es decir, producir guías tanto para el docente
como para el alumno, que permitan implementar la experiencia pero con objetivos
coherentes y actividades dinámicas. (Ver anexo N°4)
Es en este momento en el cual decidimos incorporar a nuestra propuesta la metodología de aprendizaje activo CID, la cual por sus características permite mantener
un ambiente dinámico dentro de la sala de clases, en el cual los estudiantes ponen
a prueba sus conocimientos previos, discuten con sus pares colaborativamente y
son guiados por el profesor a una serie de acuerdos coherentes con el conocimiento
actual.
Pese a las bondades de esta estrategia de aprendizaje, notamos que algunas de
las actividades que funcionaban como puentes conectores entre conceptos, no se
51
lograban adaptar a la metodología con los ocho pasos que ésta supone, por lo que
propusimos un tipo de estrategia que se diferencia de la CID en dos de sus principales pasos, la predicción y la ampliación de temáticas complementarias. Llamamos
a esta adaptación Actividades Exploratorias.
Describiremos a continuación, las características principales de las dos metodologías que se incluyen en la propuesta, en la cual se abarcan guías para el estudiante
y guías para el docente. (Ver Anexo Nº 4)
4.4.1.
Actividad Exploratoria
Este tipo de actividades, tienen como objetivo ampliar el conocimiento de los estudiantes por medio de la observación y descripción de fenómenos, los cuales pueden
ser presentados como una demostración (utilizando un montaje visible para todos)
o por medio de indagación grupal (utilizando materiales de bajo costo distribuidos
en grupos).
La organización de las actividades exploratorias considera una guía para el docente
y una guía para el estudiante.
4.4.1.1.
Guía para el docente
Dentro de la guía para el docente, se encuentran en primera instancia el nombre de
la actividad, el nivel de luminosidad requerido para realizarla, el tiempo estimado
para completar la guía, el objetivo y los contenidos previos. Esta información permite
que el profesor articule dentro de su planificación, donde es compatible realizar la
actividad.
Paralelo a esta información, se indican los materiales necesarios para la implementación del montaje y un esquema con la descripción que indica al profesor la forma
en que se debe montar la experiencia.
52
Luego en las actividades el docente poseerá indicaciones de lo que se sugiere realizar con el montaje y algunas recomendaciones en el uso. Las indicaciones son
referentes a presentar la demostración, pero sin profundizar en los contenidos ya
que para lograr esto, los estudiantes deben realizar las actividades de su guía.
Finalmente, se indica al profesor una serie de acuerdos a los cuales se debe llegar
con los estudiantes, producto de su trabajo en la guía del estudiante.
4.4.1.2.
Guía para el estudiante
En la guía del estudiante, se encuentra el nombre de la actividad a realizar y los
objetivos a lograr (mismos objetivos que aparecen en la guía del docente). Luego
se encuentran las actividades que desarrolla. Principalmente se trata de actividades
de observación y descripción las cuales se recomienda que en primera instancia
sean desarrolladas individualmente, luego grupalmente y al final en conjunto con el
profesor para llegar a los acuerdos esperados.
4.4.1.3.
Recomendaciones para implementar.
Algunas indicaciones para implementar este tipo de guías son las siguientes:
i.
Si el docente lee por primera vez una guía tipo Actividad Exploratoria, debe
contar con ambos documentos, la guía del docente y la guía del estudiante.
ii.
Se recomienda leer intercaladamente las guías, es decir, primero la actividad
o demostración del profesor, luego la actividad del estudiante y finalmente
los acuerdos, de esta manera se comprende el desarrollo de la guía en su
totalidad.
iii.
La dinámica grupal en el desarrollo de la guía puede ser como el profesor
estime conveniente, pero se sugiere una dinámica activa, en la cual el estudiante observa el fenómeno y resuelve el contenido de la guía individualmente, luego se da espacio para que los estudiantes discutan con todo el
53
grupo, y logren acuerdos exclusivamente entre ellos, respondiendo otra copia
de su guía del estudiante y finalizar con la intervención del profesor, donde
se recomienda que el estudiante resuelva nuevamente una copia de la guía
con la cual podrá estudiar posteriormente.
iv.
Las respuestas obtenidas individual y grupalmente pueden contener información relevante acerca de las habilidades de observación y síntesis, algunos
errores conceptuales persistentes, u otros elementos que dependerán de la
capacidad de análisis del docente.
4.4.2.
Actividad Interactiva Demostrativa (CID)
Este tipo de actividades contiene el ciclo PODS completo en su estructura, el estudiante predice, reflexiona, discute, observa y sintetiza el conocimiento. Para el diseño de la guías CID se siguió la propuesta de (Sokoloff & Thornton, 2004)donde
existen claras indicaciones para el docente y una guía de actividades para el estudiante.
Dentro del orden propuesto de actividades, esta estrategia se encuentra intercalada
con la estrategia de Actividad Exploratoria, el objetivo principal de esto es que el
estudiante posea algunas nociones previas para poder elaborar predicciones.
Las predicciones del estudiante pueden presentarse o no, pueden ser correctas o
erróneas, pueden ser completas o incompletas, por lo que el abanico de posibilidades es amplio pero el objetivo principal es situar al estudiante y al grupo de estudiantes a una situación en que se confronten sus predicciones con la realidad.
4.4.2.1.
Indicaciones para implementar CID
Lo siguiente, corresponde a una descripción de los ocho pasos sugeridos por los
autores de la estrategia:
54

Paso 1: El instructor describe la demostración, sin realizar el experimento o realizando solo una parte del experimento, teniendo cuidado
de no incorporar las respuestas de las predicciones que deberán realizar los estudiantes.

Paso 2: El instructor pide a los estudiantes registrar sus predicciones
individuales sobre lo que sucederá en el experimento en una “Hoja de
Predicción” (la cual consiste en la guía del estudiante) que se recogerá
una vez terminada.
 Paso 3: Los estudiantes se involucran en discusiones sobre la predicción de la demostración formando grupos pequeños con sus compañeros más cercanos o lejanos, dependiendo de la dinámica que se dé
dentro de la sala.
 Paso 4: El docente obtiene las predicciones más comunes de los estudiantes del grupo y las muestra en una pantalla o pizarrón visible en
el salón de clase, para formar una discusión grupal y obtener predicciones generales de grupo.
 Paso 5: Los estudiantes registran sus predicciones finales, de grupo,
sobre una nueva copia de la guía del estudiante.
 Paso 6: El docente realiza la demostración visible para todos los estudiantes mostrando claramente los resultados esperados.
 Paso 7: El docente solicita a los estudiantes que describan y discutan
sus resultados. Responden la “Hoja del Resultado” (una nueva copia
de la guía del estudiante) y la archiven.
 Paso 8: El docente discute situaciones físicas análogas o relacionadas
al fenómeno observado. El profesor ayuda a los estudiantes para
transferir su aprendizaje a situaciones reales donde el concepto se
aplica. Además es posible incluir en este paso actividades complementarias a las realizadas.
55
4.4.2.2.
Guía para el docente
Dentro de la guía del docente, se encuentran elementos instructivos para la realización de la actividad desde la estrategia CID.
En primera instancia y al igual que en las guías de Actividad Exploratoria, se presentan los siguientes elementos: Nombre de la guía, nivel de oscuridad necesaria,
tiempo estimado, objetivos, conocimiento previo, materiales, montaje y descripción
del montaje. Cuyos objetivos son los mismos que los mencionados anteriormente.
Luego, en las actividades a realizar se encuentran indicaciones de los pasos que
debe seguir para la implementación, estos corresponden a una simplificación de los
ocho pasos descritos anteriormente, lo cual fue realizado para darle mayor fluidez
a las guías y que su lectura fuese comprensible, pero es importante considerar que
los pasos que no están indicados deben realizarse de todas maneras, con el fin de
aplicar la metodología. Los pasos que aparecen son los siguientes:

1.- Primera demostración del profesor: En este paso se le indica al profesor
describir los elementos que componen el montaje y realizar la demostración
inicial haciendo énfasis en no comunicar los resultados que se quiere predecir.

2.- Actividad que realiza el estudiante. Ver guía para el estudiante: Este paso
está incluido en todas las guías y tiene por objeto orientar al profesor a que
lea la guía del estudiante para que tome conocimiento de las actividades que
éste debe realizar.

3.- Demostración de los resultados por el profesor: Se le indica al profesor
los resultados que debe mostrar, en ocasiones se consideró suficiente otorgar un esquema representativo de lo que se espera que muestre, en otras se
describen con palabras o tablas de resultados.
56

4.- Acuerdos de la actividad entre profesor y estudiantes: Corresponde a un
listado de acuerdos entre el estudiante y el docente, estos acuerdos son los
que el objetivo de la guía busca lograr, pero el profesor puede complementarlos introduciendo conceptos claves, relacionando con nuevos resultados,
profundizando como estime conveniente. Lo importante es que el profesor
considere las respuestas de los estudiantes y por medio de la discusión sean
orientadas a respuestas aceptadas.

5.- Proposición de temáticas complementarias relacionadas con la demostración: Se le otorga al profesor un listado de actividades y/o temáticas relacionadas con el contenido tratado. En ocasiones, las temáticas propuestas se
relacionan con contenido que se puede abordar en guías posteriores, por lo
que al tratarlas en este paso, es ideal que sean abordadas con otro tipo de
metodología pero sin profundizar demasiado.
4.4.2.3.
Guía para el estudiante
Dentro de la guía para el estudiante, se incluye el nombre de la guía y los objetivos
de ésta. La primera actividad corresponderá a una predicción ya sea por medio de
texto, un esquema, o completar un esquema. Si existe una predicción el estudiante
puede intentar responder las preguntas asociadas al fenómeno e intentar predecir
otros comportamientos.
Es de esperar que en la primera predicción sean pocos elementos los que aparezcan, pero luego con la discusión grupal y en conjunto con el profesor, la guía debiera
ser desarrollada en su totalidad.
57
4.4.2.4.
i.
Recomendaciones para implementar CID.
Si es primera vez que lee una guía CID, es importante que posea ambos
documentos, la guía del profesor y la guía del estudiante.
ii.
Leer intercaladamente las actividades, es decir, primero lea la demostración
del profesor, luego las actividades que debe realizar el estudiante en la guía
del estudiante, prosiga con la demostración de los resultados, luego los
acuerdos y finalmente las temáticas complementarias.
iii.
La primera guía del estudiante debe ser desarrollada individualmente y retirada, la segunda guía debe ser desarrollada por los estudiantes en conjunto
y ser retirada, la tercera guía con resultados (luego de los acuerdos) puede
ser mantenida por el estudiante para su estudio posterior.
iv.
Las guías retiradas permitirán obtener información respecto de los conocimientos previos de sus estudiantes, su capacidad de síntesis, errores en común, etc. esto dependerá de las habilidades de análisis del docente.
4.5 ORGANIZACIÓN DE LA PROPUESTA
Para dar una idea al lector, de algunas características de las guías contenidas en
nuestra propuesta, a continuación se presenta una tabla, donde se nombran las
numeraciones de las guías, los contenidos que abarcan, los objetivos que persigue,
la estrategia de aprendizaje utilizada y las actividades que deben realizar los estudiantes.
Número
Contenido
Objetivos
Estrategia
de Guía
1
Actividad
del
estu-
diante
Tipos de fuentes (primaria
Caracterizar
dife-
Exploratoria con
Observación de dis-
secundaría)
rentes fuentes de
experimento de-
tintas fuentes de luz.
Haz de luz
luz y cuerpos que
mostrativo
Limitar a partir de una
Rayo luminoso
solo reflejan la luz
fuente extendida un
de otros.
haz de luz.
Definir el concepto
de rayo luminoso.
58
2
Propagación rectilínea de
Describir la propa-
CID
Observar la propaga-
la luz.
gación de la Luz en
ción de la luz en
Medios que difunden la
un medio.
humo.
luz
Reconoce que para
Observar la propaga-
poder observar un
ción de la luz en agua.
rayo de luz, se necesita un medio que la
difunda
3
Introducción al comporta-
Observar el compor-
Exploratoria con
Observar el compor-
miento de un haz de luz
tamiento de la luz
experimento de-
tamiento de la luz al
frente a diversos obstácu-
blanca al incidir so-
mostrativo
incidir en obstáculos
los
bre materiales con
como: superficie es-
diversas caracterís-
pecular,
ticas
(obstáculos).
opaca, Plástico semi-
Presentar a los estu-
transparente, Superfi-
diantes una gama
cie rugosa, papel ce-
de fenómenos in-
lofán, CD, cabello.
superficie
teresantes a estudiar en el mundo de
la luz.
4
Primera y segunda ley de
Analizar el compor-
CID
Verificar la primera ley
reflexión.
tamiento que experi-
de reflexión
menta la luz a través
Discutir la segunda
de las dos leyes de
ley de reflexión
reflexión.
5
Formación de imagen en
Explicar lo que ob-
espejo plano.
servamos
CID
Observan y describen
cuando
su imagen en un es-
estamos frente a un
pejo utilizando haces
espejo. Identificar el
de luz.
camino óptico de la
luz
al
observar
nuestra imagen en
un espejo.
6
Espejo cóncavo
Caracterizar los es-
CID
Observando la inci-
Espejo convexo
pejos curvos en re-
dencia de rayos para-
Foco real y virtual
lación a como des-
lelos en espejo cón-
59
7
vían los rayos lumi-
cavo y convexo, iden-
nosos que inciden
tifican el foco virtual y
sobre ellos.
real.
Imágenes en espejos cur-
Clasificar las imáge-
Exploratoria con
Observa y describe
vos.
nes que se produ-
experimentos
imágenes a través de
Imagen real, imagen vir-
cen en espejos cur-
grupales y de-
espejos curvos coti-
tual
vos, en base a la ob-
mostrativo.
dianos.
servación.
Observa y describe
imágenes reales
en
un espejo cóncavo.
8
9
Rayos principales en dia-
Identificar el com-
Exploratoria con
Reconoce los rayos
gramas de rayos.
portamiento de tres
experimento de-
principales en diagra-
rayos denominados
mostrativo
mas entregados y
principales, en un
Caracteriza las imá-
espejo cóncavo y en
genes que producen
uno convexo.
los espejos.
Introducción al fenómeno
Reconocer
de refracción.
nuevo
un
fenómeno
óptico que tiene re-
Exploratorio con
Observa refracción en
experimento
un vaso con agua y
grupal
bombilla.
lación con la luz y el
Observa refracción en
cambio de dirección
un vaso con agua y
que ésta sufre por lo
moneda.
general
al
viajar
desde un medio a
otro.
10
Elementos que permiten
Describir lo que su-
CID
descrbiir el fenómeno de
cede cuando la luz
en el fenómeno de re-
refracción de la luz: Nor-
pasa de un medio a
fracción.
mal, rayo incidente, me-
otro que puede atra-
Discusión acerca de
dios, rayo refractado, án-
vesar.
la ley de refracción del
gulos asociados.
Identifica
elementos
plano de acción de los
haces.
11
El estudio cuantitativo del
Determinar la rela-
Exploración con
Observa datos obteni-
paso de la luz desde el
ción entre el ángulo
experimento de-
dos del experimento
aire a otro medio como: el
de incidencia y el
mostrativo
de refracción con se-
vidrio, plástico o agua.
ángulo
refractado
micilindro.
60
en el fenómeno de
Grafica los datos ex-
refracción de la luz.
perimentales.
Describe la relación
resultante.
12
Paso de la luz del plástico
Aplicar los concep-
CID
Reflexiona acerca del
al aire (camino inverso)
tos de refracción tra-
proceso de refracción
Paso de la luz del agua al
bajados
anterior-
desde plástico a aire y
aire.
mente para estudiar
desde agua a aire.
Reflexión total interna.
el paso de la luz del
Observa el fenómeno
plástico al aire.
de reflexión total interna.
13
14
Lente convergente
Caracterizar las len-
CID
Observando la inci-
Lente divergente
tes delgadas en re-
dencia de rayos para-
Foco real y virtual.
lación a como des-
lelos en lentes con-
vían los rayos lumi-
vergentes y divergen-
nosos que inciden
tes, identifican el foco
sobre ellas.
virtual y real.
Imágenes formadas por
Clasificar las imáge-
Exploratoria con
Observan y caracteri-
lentes convergentes y di-
nes producidas por
experimentos
zan
vergentes.
lentes convergentes
grupales y de-
reales formadas en
Imagen real, imagen vir-
y divergentes.
mostrativo.
una pantalla.
tual
las
imágenes
Observan y caracterizan imágenes virtuales de manera grupal.
15
Rayos principales en dia- Identificar los rayos
Exploratoria con
Reconoce los rayos
gramas de rayos
principales en lentes
experimento de-
principales en diagra-
y sus características.
mostrativo
mas entregados y
Reconocer que con
Caracteriza las imá-
la ayuda de los rayos
genes que producen
principales es posi-
los lentes.
ble localizar y clasificar
las
imágenes
producidas por los
lentes.
16
Funcionamiento del ojo
Describir el compor-
CID
Observan un modelo
normal, anomalías del ojo
tamiento óptico del
simplificado del ojo
ojo a través de un
humano en el cual se
61
humano (miopía e hiper-
modelo simplificado
reproducen las ano-
metropía) y su corrección
que muestra el ca-
malías ópticas miopía
con lentes.
mino que sigue la
e hipermetropía.
luz en el ojo.
17
Telescopio de dos lentes
Proponer
un
es-
CID
convergentes y microsco-
quema del funciona-
dicción guiada del es-
pio de dos lentes conver-
miento óptico de un
quema del funciona-
gentes.
telescopio y de un
miento de un telesco-
Combinación de lentes
microscopio
pio
convergentes.
cando el contenido
usando solo dos len-
de
tes convergentes.
apli-
formación
de
Construyen una pre-
y
microscopio
imágenes en lentes
convergentes
18
Difracción por una rendija.
Identificar las condiciones
CID
Observan y describen
específicas
el fenómeno de difrac-
con las cuales la luz
ción de luz monocro-
presenta
mática.
el
fenó-
meno de difracción.
19
Interferencia
producida
Reconocer la exis-
CID
Observan y describen
por una bi-rendijas.
tencia de un nuevo
dos patrones de inter-
Interferencia
comportamiento de
ferencia producto de
la luz producto de la
distintas condiciones.
producida
por una lámina delgada.
superposición de la
luz difractada por
dos ranuras
muy
estrechas
muy
y
cercanas.
Identificar el patrón
de
interferencia
producto de
la superposición de
haces
reflectados
en láminas
delgadas
62
20
Polarización
Identificar el com-
Actividad Explo-
portamiento de la
ratoria
luz al interactuar
con una
lamina polarizadora
21
Dispersión cromática por
Analizar el compor-
difracción.
tamiento de la luz
el espectro de la luz
Espectro visible de la luz
blanca al presen-
visible.
blanca..
tarse dispersión cromática
CID
Observan y describen
producida
por una red de difracción.
Tabla 8: Organización de la propuesta
4.6 RECOMENDACIONES GENERALES PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE
LA PROPUESTA.
Considerando la cantidad de tiempo disponible dentro del currículo de la asignatura, para el tratamiento de la unidad de luz, reconocemos que nuestra propuesta
no es aplicable en su totalidad y de la forma secuencial en la que se encuentra organizada. Sin embargo, la organización planteada permite al docente identificar en
qué momento de su planificación, puede incluir una o más de las guías propuestas.
Dentro de cada guía propuesta, existe un listado de conocimientos previos que requiere el estudiante para desarrollar las actividades. Este elemento de las guías
permite orientar al docente el momento en que es pertinente la aplicación.
Algunas situaciones en las que consideramos recomendable aplicar guías son las
siguientes:
i.
Al iniciar la enseñanza de un contenido abordado en alguna de las guías.
ii.
Como un refuerzo de la clase teórica realizada anteriormente.
iii.
Como una introducción a una actividad formal de laboratorio.
63
Dado que nuestros diseños de guía, corresponden a una propuesta y no han sido
aplicados, un lector que presente interés en utilizar el material, debe estudiar, monitorear y reflexionar la implementación de la o las guías, principalmente evaluando las fortalezas y debilidades que se presenten en el transcurso del proceso.
Las guías CID, implican la aplicación de ocho pasos secuenciales, pero el docente
posee la flexibilidad de adaptar la estrategia según el tiempo que disponga, modificando o eliminando algunos de los pasos descritos anteriormente en el apartado
4.4.1
Pese a las sugerencias anteriores, si el docente ha logrado buenos resultados en
la aplicación de las guías de manera individual. Puede planificar una aplicación total de la propuesta, para ello puede considerar las siguientes sugerencias.
-
La aplicación de la propuesta requiere de un periodo prolongado de
tiempo. (Puede ser dentro de un taller extra que se desarrolle a lo largo de
un semestre o un año)
-
Los estudiantes deben tener interés por la asignatura, dado que corresponde a un tratamiento reflexivo de la unidad de luz.
-
Debe existir una planificación completa de la implementación, considerando la adquisición y manejo de los materiales requeridos, el material impreso necesario y el conocimiento claro de la estrategia de aprendizaje.
Los materiales requeridos a lo largo de toda la propuesta se encuentran cotizados en el Anexo N°7. Algunos elementos pueden ser construidos por el propio profesor por lo que se adjunta en el Anexo N°8 los procedimientos y materiales necesarios. Uno de los principales montajes utilizados dentro de la propuesta, corresponde a un Kit de óptica geométrica, el cuál aparece descrito en el Anexo N°9. El
objetivo de describir los Kit es principalmente que el docente considere diversas
opciones de Kit que contengan los elementos requeridos e incluso que realice sus
propias cotizaciones.
64
4.7 PROPUESTA DE EVALUACIÓN AL DESARROLLO DE LAS GUÍAS DEL
ESTUDIANTE.
El diseño de nuestra propuesta, está orientado a ser un complemento de la evaluación planteada por del docente, este complemento permite realizar evaluación de
tipo formativa. La evaluación formativa se caracteriza en que su función primordial
es dar información, regular y controlar la calidad del proceso enseñanza-aprendizaje. (educarchile, 2016)Los elementos claves que otorgan esta información al docente son las tres instancias en las que el estudiante responde las guías, motivo por
el cual se sugiere recolectar aquellas que son resueltas individual y grupalmente,
con el fin de analizarlas y efectuar acciones que mejoren el proceso, además es
ideal que los estudiantes tengan un registro de las guías desarrolladas con los
acuerdos entre los estudiantes y el docente, pues en ellas se ve reflejado el contenido que puede ser evaluado posteriormente, en apartados siguientes se describirá
una estrategia acorde a la evaluación del conjunto de actividades realizadas por los
estudiantes.
Considerando las características indagatorias de nuestra propuesta, no se considera pertinente calificar directamente las guías, ya que los estudiantes deben tener
total libertad en la instancia de proponer predicciones en las actividades CID y realizar sus observaciones en las Actividades Exploratorias, sin estar insertos en la
tensión de las calificaciones.
En nuestra propuesta, incluiremos estrategias de evaluación de observación cuyo
objetivo principal es evaluar habilidades y actitudes de los estudiantes, la evaluación
de conocimientos se deja a disposición del docente, pero se propone la utilización
de inventario LOCE citado en Serrano (2013)
Las estrategias propuestas, corresponden a "Portafolio" y "Observación en aula" a
continuación describimos cada una de ellas y adjuntamos dentro de los anexos los
dos instrumentos diseñados. (Ver Anexo Nº 5 y Nº 6)
65
4.7.1.
Portafolio
El portafolio, es una compilación de trabajos del estudiante, recogidos a lo largo del
tiempo que aportan evidencias respecto de sus conocimientos, habilidades y actitudes en determinadas situaciones, ya sea en formato material o digital. Por lo general, contiene una muestra de trabajo y evidencias escritas respecto de lo que
piensa frente al desafío de trabajo. (educarchile, 2016)
La muestra de materiales contenida en el portafolio debe cubrir un período significativo de tiempo, idealmente, un curso académico (año o semestre), de manera tal
que sea posible analizar el grado de desarrollo de un estudiante en cierto período
específico para observar el proceso completo
Aspectos positivos del portafolio:

Fomenta un alumno reflexivo.

Da sentido al trabajo realizado

Desarrolla habilidades de comunicación del trabajo realizado.

Promueve procesos metacognitivos

Otorga valor al trabajo realizado.

Permite considerar la evaluación como un proceso continuo.
4.7.1.1.
Implementación del Portafolio
En el caso que el docente aplique todas o algunas de las guías de la propuesta, es
posible realizar una evaluación por medio de un portafolio
Para implementar una evaluación de portafolio, será necesario que se entregue al
estudiante un protocolo, en el cuál se le indiquen los elementos que debe contener
su recopilación. Adjunto en Anexo Nº 5 se encuentra el protocolo de esta situación
evaluativa, pero que puede ser resumido en las siguientes exigencias:
1. Portada: Se le indica a los estudiantes los elementos que debe contener.
2. Introducción: Se exigen elementos básicos de una introducción.
66
3. Evidencia de las guías finales: La inclusión de las guías resueltas.
4. Reflexión respecto de las guías contenidas
5. Conclusiones: Respecto del logro de los objetivos de las guías.
El instrumento de evaluación utilizado será una pauta de valoración, la cual no posee en su estructura de manera explícita ejes de habilidades, actitudes y conocimientos, pero ellos se encuentran insertos en los ítems requeridos, por ejemplo:
El archivo completo de las guías realizadas nos indica el desarrollo de actitudes
como responsabilidad, compromiso, cumplimiento de tareas.
Otro ejemplo son las preguntas dentro de las reflexiones, algunas se relacionan con
los conocimientos adquiridos como el elemento "Cómo se relaciona el contenido de
ésta guía con la guía realizada antes y como se relaciona con la guía posterior".
Otras preguntas se relacionan con las habilidades de análisis y síntesis un ejemplo
de ello es la conclusión, en la cual se le pide al estudiante relacionar los objetivos
de cada guía con sus aprendizajes logrados.
4.7.2 Observación en aula
La observación en aula, es un método que permite que el docente, mediante la
observación de aspectos seleccionados previamente, pueda evaluar el desempeño
del estudiante en las actividades desarrolladas en el aula.
Si bien el acto de observar se realiza cotidianamente, en el caso de la situación
evaluativa, la observación ha de entenderse como un proceso intencional en que
fenómenos biológicos, físicos, sociales o sociológicos de personas, son representados sobre un registro. (Anguera, 1999)
Se seleccionó este método debido a las siguientes características
67

Afinidad del método con lo que se desea evaluar: Se plantea un método de
evaluación que sea capaz de medir principalmente las actitudes de los estudiantes, y según Labarca (2010) las áreas de actitudes e intereses, la comunicación y el dominio psicomotriz son más apropiadas evaluarlas mediante la
observación.

Flexibilidad: permite que dependiendo de lo que desea evaluar, se pueden
elegir focos de atención diferentes, las observaciones se efectúan en distintos medios, la duración de la observación varia y se usan instrumentos distintos para registrar lo evaluado. Permitiendo una fácil adaptación de éste
método al uso estipulado por el docente. (Evertson & Green, 1989)

Concordancia con las Actividades Exploratorias y CID.Los docentes pueden
observar sistemáticamente el desempeño de los estudiantes sin dejar de
mantener la continuidad de la clase, el manejo de la instrucción y el interés
de los alumnos. (Evertson & Green, 1989)
4.7.2.1.
Implementación de la observación en aula.
Para implementar la observación en aula, se precisa que los estudiantes conozcan
previamente los aspectos que serán evaluados en el desarrollo de las actividades,
para que luego el profesor observe y registre el desempeño de los estudiantes en
las clases en que se desarrollen las actividades de la propuesta.
El instrumento de evaluación que se utilizará es la rúbrica analítica de desempeño,
en conjunto con una tabla de registro. (Ver Anexo Nº 6) En base a lo expresado en
el párrafo anterior, esta rúbrica debe ser entregada al estudiante antes de que se
realice la primera actividad.
La rúbrica se centra en la evaluación de aspectos actitudinales del estudiante, como
son la responsabilidad, el respeto, interés por el conocimiento científico entre otros.
Además de habilidades como las de trabajo en equipo, y el uso correcto de materiales.
68
Se adjunta además, una tabla de registro con el objetivo de sintetizar la evaluación
clase a clase realizada por el docente. En la tabla se ubican en las filas los nombres
de los estudiantes del curso, y en las columnas los aspectos a evaluar (representados por números romanos) agrupados por clase. El profesor durante o al final de la
clase, completará la tabla con las puntuaciones asignadas a cada estudiante en
base a la observación de los aspectos especificados en la rúbrica.
Finalmente, se sugiere al docente que para facilitar su labor pedagógica, considere
al comenzar la clase que todos los estudiantes parten con nota máxima, centrando
su atención en la observación de los aspectos negativos que pudiesen disminuir la
nota del estudiante, tales como realizar desorden, no permanecer en silencio en las
instancias solicitadas, darle mal uso a los materiales, etc.
69
CAPITULO 5: ANÁLISIS DE LA PROPUESTA
5.1 ANÁLISIS DE LA PROPUESTA EN RELACIÓN CON EL MARCO TEÓRICO
5.1.1.
Teorías de aprendizaje
En este apartado, se discutirá la relación de nuestra propuesta (Propuesta de material didáctico y evaluación) y los lineamientos teóricos del aprendizaje planteados
anteriormente.
Las teorías a considerar serán: conductismo, cognoscitivismo social y constructivismo. Consideramos que nuestra propuesta contiene elementos de estas tres teorías en distintos grados, pero siendo consecuentes con las exigencias actuales en
estrategias de educación, el lector se encontrará con que la mayor parte de la propuesta posee elementos constructivistas.
A continuación se presenta el análisis respecto de cada una de ellas.
5.1.1.1
Elementos conductistas dentro de la propuesta
De los planteamientos para lograr el aprendizaje según Skinner:
i.
Los docentes presentan el material en pequeños pasos: Nuestra propuesta
de guías se encuentra seccionada en 21 guías de trabajo, en el caso en que
las guías sean utilizadas en su totalidad, cada una de ellas posee actividades
enumeradas que permiten al estudiante avanzar un paso a la vez, en el proceso de adquisición de conocimiento. Las estrategias utilizadas relacionan
todas las guías en base a una red de contenidos que persigue y sus contenidos previos. Es por esto que es ideal la aplicación de ellas en el orden que
están propuestas.
70
ii.
Los aprendices responden de forma activa en lugar de escuchar de forma
pasiva: bajo el contexto del conductismo, el que los aprendices respondan
de manera activa, no se asocia directamente con el aprendizaje activo descrito en detalle dentro del marco teórico de esta tesis, pero es claro que en
esta etapa del conductismo ya existían nociones de que la eficacia en el
aprendizaje era mayor al promover a un estudiante participativo dentro del
aula. Nuestro trabajo busca que los estudiantes sean entes activos tanto
individual como grupalmente.
iii.
Los profesores dan retroalimentación inmediatamente después de las respuestas de los estudiantes: Este elemento pertenece tanto a la teoría de
Skinner como a teorías constructivistas. Es abordado dentro de nuestra propuesta en la medida en que el docente ponga en práctica la estrategia metodológica planteada, considerando las instancias de producción de los estudiantes y la retroalimentación final del docente en la llegada de los acuerdos.
iv.
Los alumnos van aprendiendo el material a su propio ritmo: Pese a ser también un elemento presente en teorías más actuales del aprendizaje, nuestra
metodología considera un ritmo homogéneo dentro del proceso, donde se
espera que existan tiempos respetados para que el grupo de estudiantes
desarrolle las actividades individuales y luego actúe grupalmente.
Los objetivos conductuales, están incluidos explícitamente en cada una de nuestras
guías, principalmente abordan habilidades y contenidos estructurados de manera
tal que se vea reflejada la comprobación de sus logros, mediante el desarrollo de
las actividades dentro del aula.
5.1.1.2
Elementos del Cognoscitivismo social presentes en la propuesta
En el proceso de desarrollo de las actividades demostrativas experimentales existe
explícitamente, una utilización del aprendizaje vicario, en el cual el docente figura
como un modelo humano que el estudiante puede internalizar por medio de la observación. Si bien, la ejecución de la demostración por parte del profesor, no es el
71
corazón de la estrategia CID, en la estrategia de Actividades Exploratorias si tiene
vital importancia. El desarrollo de la demostración por parte del docente permite al
estudiante aprender por medio de la imitación las acciones que se observan, este
aspecto otorga aprendizajes en el manejo del material y la forma de implementar la
demostración, pero el énfasis de la estrategia está dado en el resultado final de ella,
es decir, las observaciones que el estudiante puede adquirir a raíz del fenómeno
físico observable. La estrategia no se centra en el cómo realizar la demostración,
sino en lo que ésta permite mostrarnos.
El aprendizaje en acto se hace presente en nuestra propuesta en algunas de las
guías de Actividades Exploratorias, las cuales permiten que el estudiante sea quién
interactúa con el material (por ejemplo la guía N° 7 de formación de imágenes en
espejos cotidianos)
Los procesos reflexivos que se incluyen a lo largo del desarrollo de todas las guías
propuestas, y además, en la estrategia de evaluación de portafolio, son consistentes
con el congoscitivismo, ya que consideran los procesos mentales internos de él y le
otorgan gran importancia a su desarrollo dentro de la adquisición de contenido en
el aula. Estos procesos reflexivos buscan lograr un aprendizaje significativo de los
contenidos, comparando, evaluando y ampliando las concepciones previas.
Dentro de la evaluación del portafolio, se incluyen reflexiones que apuntan al uso
de la metacognición como herramienta que mejora el aprendizaje, una de las principales instancias es cuando el estudiante debe conectar sus aprendizajes logrados
con los objetivos conductuales propuestos en las guías.
Desde la perspectiva tridimensional de la evaluación, que se desarrolla dentro del
capítulo 4, apartado 4.2, “Análisis con respecto a una matriz evaluativa tridimensional”, se presenta un análisis de la propuesta considerando conocimientos, habilidades y actitudes que dejan de manifiesto la existencia de estos elementos en el desarrollo de las guías. Además, con respecto a la evaluación, el objetivo principal de la
72
evaluación propuesta a la metodología es valorar el desarrollo de habilidades y actitudes por medio de una Pauta de Valoración en la situación evaluativa del Portafolio y, principalmente, actitudes por medio de una rúbrica analítica de desempeño
en la situación evaluativa de Observación en Aula.
5.1.1.3
Elementos constructivistas que aborda la propuesta
Ambas estrategias utilizadas en nuestra propuesta son esencialmente constructivistas, a continuación analizaremos aquellos elementos que justifican esta afirmación.
Las estrategias abordadas permiten que los estudiantes, a partir de la observación
directa de experiencias demostrativas y activas, realicen observaciones y respondan preguntas reflexivas que promueven la construcción individual y grupal del conocimiento que se espera adquirir.
El profesor no enseña de manera tradicional un banco de conocimientos, su rol principal es el de un guía que busca por medio de la discusión, la realización de acuerdos en conjunto con el estudiante.
El trabajo colaborativo, que se promueve en las discusiones grupales, se encuentra
dentro de las bases de la teoría de Vigosky las cuales otorgan gran importancia al
factor interpersonal. Además, este tipo de trabajo se relaciona directamente con la
zona de desarrollo proximal, pues se asume que el estudiante aprenderá de manera
más efectiva al relacionarse con sus pares y con su profesor en el proceso de enseñanza-aprendizaje.
Desde la perspectiva de Piaget los siguientes puntos coexisten en nuestra propuesta:
i.
Entre sujeto y objeto de conocimiento existe una relación dinámica y no estática. El sujeto es activo frente a lo real e interpreta la relación proveniente
73
del entorno: Esto se presenta directamente en la observación en tiempo real
de experimentos tanto en las Actividades Exploratorias como en CID.
ii.
Para construir conocimiento no basta con ser activo frente al entorno. El proceso de construcción es un proceso de reestructuración y reconstrucción, en
el cual todo conocimiento nuevo se genera a partir de los otros previos. Lo
nuevo se construye siempre a partir de lo adquirido y lo trasciende: Este aspecto se desarrolla explícitamente en las actividades CID, donde el estudiante debe conectar su predicción individual y grupal con la realidad observada en la experiencia.
iii.
El sujeto es quien construye su propio conocimiento. Sin una actividad mental
constructiva propia e individual, que obedece a necesidades internas vinculadas al desarrollo evolutivo, el conocimiento no se produce: El desarrollo de
las actividades de la guía es por parte del estudiante y los procesos reflexivos
que en ellas se exigen permiten orientar la construcción de los nuevos conocimientos.
5.1.2.
Relación de la propuesta con el Aprendizaje activo
Expondremos a continuación, un análisis de nuestra propuesta en relación a aprendizaje activo, buscando argumentar por qué nuestra propuesta se encuentra enmarcada dentro de éstas estrategias y como se contradice con los elementos presentes
en un aprendizaje pasivo.
El siguiente cuadro comparativo, nos expone cuales son las principales diferencias
entre el aprendizaje activo y el aprendizaje pasivo en física, además nos muestra
en cuál de los dos tipos de aprendizaje se enmarca nuestra propuesta.
74
Aprendizaje pasivo
Aprendizaje activo
Relación con nuestra propuesta
El instructor y libro de texto Los alumnos construyen Activo: Ambas estrason las autoridades y fuen- conocimiento al poner las tegias
tes de todo conocimiento
exigen
manos en obra y al realizar desarrollo
observaciones. La observa- mental
el
experidemostra-
ción del mundo real es la tivo.
fuente de conocimiento
Las creencias del alumno Se utiliza el ciclo de apren- Activo: La estrategia
rara vez son contrastadas
dizaje en el que los alum- CID utiliza la predicnos son desafiados a com- ción como base.
parar sus predicciones (ba- La estrategia Activisadas en sus creencias) dad Exploratoria es
con las observaciones de considerada más acexperimentos reales.
tiva que pasiva, ya
que el estudiante replantea sus creencias al observar en
primera instancia el
fenómeno.
Puede ser que los alumnos Las creencias de los alum- Activo: Tanto CID
nunca perciban el conflicto nos cambian cuando son como Actividad Exentre sus creencias y lo que confrontados ante las dife- ploratoria
se enseña en clase.
rencias de sus observacio- confrontar
nes y sus creencias
permiten
creen-
cias.
El rol del profesor es la auto- El papel del instructor es el Activo: En
ambas
ridad
el
de guía del aprendizaje.
estrategias
do-
cente guía a los estudiantes.
La colaboración entre com- Se fomenta la colaboración Activo: Ambas estrapañeros no es fomentada
entre compañeros
tegias consideran la
75
discusión grupal en
su implementación.
Las clases de física a me- Los resultados de experi- Activo: Ambas estranudo presentan los “hechos mentos reales son observa- tegias construyen el
de la física” con poca refe- dos de manera comprensi- conocimiento
rencia a la experimentación.
ble.
en
base a experimentos.
El trabajo de laboratorio (si El trabajo de laboratorio se Activa: Cuando el
lo hay), se usa para compro- utiliza para aprender con- estudiante realiza la
bar las teorías “aprendidas” ceptos básicos.
actividad
en clases
para
lo
hace
explorar
la
realidad.
Tabla 9: Relación de la propuesta con el Aprendizaje Activo (Mora, 2010)
5.1.3.
Aportes de nuestra propuesta en relación al Marco para la buena
enseñanza.
El marco para la buena enseñanza, es un documento útil al momento de diseñar y
analizar propuestas didácticas que busquen mejorar el proceso enseñanza-aprendizaje. Este documento entrega los lineamientos claves que debe considerar el docente para llevar a cabo la labor profesional dentro del aula.
Nuestra propuesta metodológica, busca complementar las planificaciones de los docentes de física, por tanto como elemento dentro de ésta, no debe contradecirse
con este marco.
El siguiente análisis, considera la relación entre los cuatro dominios existentes dentro del marco para la buena enseñanza y los abordajes de nuestras estrategias,
sabiendo de antemano, que al no ser una planificación, la propuesta no busca abordar la totalidad de los dominios presentados en el marco, pero sí es clave que no
los contradiga y sea un aporte al desarrollo de ellos.
76
5.1.3.1.
Aporte de la propuesta al Dominio A
La siguiente tabla, permite organizar los elementos que se incluyen en el Dominio
A y cómo nuestra propuesta puede considerarse un aporte a ellos.
Elemento en el Dominio A
Aporte de la propuesta
El docente debe poseer conocimiento y Para todas las guías planteadas al escomprensión de la disciplina que en- tudiante, existen guías para el docente
seña.
en las que se incluye el contenido que
se espera enseñar.
Competencias y herramientas pedagó- La estrategia planteada es una herragicas que faciliten la mediación de los mienta pedagógica que facilita la incorcontenidos
poración de nuevos contenidos a los estudiantes, ella puede ser llevada a cabo
en el planteamiento propuesto, o puede
ser modificada por el docente en su estructura o su contenido para otras unidades.
El contexto, condiciones y particularida- Nuestra estrategia no considera partides de los estudiantes deben ser consi- cularidades del aprendizaje de los estuderados.
diantes, pero si considera el contexto
del establecimiento, ya que los materiales necesarios son referenciados y
cumplen criterios que los hacen de fácil
acceso y montaje para llevar a cabo las
experiencias de las guías.
Tabla 10: Relación Dominio A con nuestra propuesta
77
5.1.3.2.
Relación de la propuesta con el Dominio B
La siguiente tabla, permite organizar los elementos que se incluyen en el Dominio
B y cómo nuestra propuesta puede considerarse un aporte a ellos.
Elemento del Dominio B
Aporte de la propuesta
Promover la interacción dentro del Las estrategias de aprendizaje planteaaula entre estudiantes y el docente.
das en la propuesta incluyen actividades
de discusión que fomentan la interacción
de todos los actores dentro del aula.
Promover clima de confianza, acepta- La evaluación por observación, planción, equidad y respeto entre las per- teada dentro de nuestra propuesta, personas y cuando se establecen, man- mite establecer una orientación a las
tienen normas constructivas de com- conductas y actitudes que deben presenportamiento.
tarse dentro del desarrollo de las actividades. Este acuerdo debe ser propuesto
por el docente y aceptado por los estudiantes de manera que funcionen como
normas de comportamiento.
Creación de un espacio de aprendi- La utilización eficaz de la estrategia, rezaje organizado y enriquecido, que in- quiere de un buen dominio de grupo por
vite a indagar, a compartir y aprender. parte del profesor, nuestra estrategia
contiene algunas sugerencias para la implementación pero no es el objetivo de
nuestra propuesta lograr habilidades de
organización en el docente. La estrategia
si permite propiciar la indagación, compartir y aprender.
Tabla 11: Relación Dominio B con nuestra propuesta
78
5.1.3.3.
Relación de la propuesta con el Dominio C
La siguiente tabla, permite organizar los elementos que se incluyen en el Dominio
C y cómo nuestra propuesta puede considerarse un aporte a ellos.
Elemento del Dominio C
Aportes de la propuesta
El profesor debe generar oportuni- La propuesta, como se indicó anteriormente,
dades de aprendizaje y desarrollo no considera las particularidades del estupara todos sus estudiantes.
diante, busca que el grupo avance a su propio ritmo considerando sus conocimientos
previos generales. Los estudiantes que se
alejen de esta generalidad, deberán ser apoyados por otros medios que el profesor estime conveniente.
El profesor se involucra como per- Cada una de las guías del estudiante, contesona y explicita y comparte con los nidas en la propuesta, poseen objetivos de
estudiantes,
los
objetivos
de aprendizajes claros y abordables en el desa-
aprendizaje y los procedimientos rrollo de las actividades. Además, los instruque se pondrán en juego.
mentos de evaluación deben ser comunicados oportunamente. En el caso de la evaluación por observación se entrega al inicio de
la unidad la rúbrica y en el caso del portafolio
se entrega un protocolo y su correspondiente
pauta de valoración.
El profesor monitorea en forma Una herramienta que permite aportar a este
permanente los aprendizajes, con elemento, son las guías desarrolladas por los
el fin de retroalimentar sus propias estudiantes tanto individual como grupalprácticas, ajustándolas a las nece- mente. En base a ellas el docente tiene la posidades detectadas en sus alum- sibilidad de analizar el proceso de aprendinos.
zaje y generar prácticas que lo mejoren.
Tabla 12: Relación Dominio C con nuestra propuesta
79
5.1.3.4.
Relación de la propuesta con el Dominio D
La siguiente tabla, permite organizar los elementos que se incluyen en el Dominio
D y cómo nuestra propuesta puede considerarse un aporte a ellos.
Elemento del Dominio D
Aportes de la propuesta
El docente reflexiona consciente y sis- A partir de nuestra propuesta el profetemáticamente sobre su práctica y la re- sor puede analizar y reflexionar sobre
formula, contribuyendo a garantizar una su práctica, pero la estrategia no aborda
educación de calidad para todos los es- en profundidad elementos metacognititudiantes.
vos de la práctica profesional.
El docente es comprometido y partici-
La estrategia no aborda ni contradice
pativo en el proyecto educativo del es-
este elemento del dominio.
tablecimiento y las políticas nacionales
de educación.
Tabla 13: Relación Dominio D con nuestra propuesta
5.2 ANÁLISIS DE LA PROPUESTA EN RELACIÓN CON EL CONTENIDO
CONCEPTUAL DE LUZ.
En este apartado, buscamos plasmar el análisis efectuado en reuniones colaborativas entre los autores de esta tesis y profesor guía, con respecto a los contenidos y
la forma de abordarlos en las guías de actividades.
A continuación se justificarán los diseños de las 21 guías realizadas:
Guía N° 1: “El viaje de la luz desde la fuente hasta nuestros ojos”
Como primera guía a realizar por los estudiantes, consideramos pertinente una familiarización con la luz sin considerar los conocimientos previos. Esta primera actividad con luz es exploratoria y busca que el estudiante observe diversas fuentes
luminosas y las caracterice. Una vez inserto en la temática, es pertinente definir uno
80
de los elementos principales a la hora de estudiar la luz desde el enfoque de la
óptica geométrica, “el rayo luminoso”, una vez comprendido este elemento, es posible continuar estudiando en conjunto con él los diversos comportamientos que
continúan en el tratamiento de las guías.
Guía N° 2: “Propagación rectilínea de la luz”
Se utiliza el concepto de rayo luminoso, buscamos que el estudiante prediga y observe qué trayectoria mantiene la luz al viajar por un medio. Como se trata de lograr
que el estudiante generalice que la luz se propaga de manera rectilínea, proponemos dos experiencias que muestran el fenómeno, permitiendo a raíz de ellas, generalizar el comportamiento.
Guía N° 3: “Interacción de la luz con distintos objetos”
Los estudiantes serán introducidos a los distintos comportamientos que serán estudiados en el transcurso del desarrollo de las siguientes guías, por ello se presentan
exploratoriamente los fenómenos a estudiar. Otro de los objetivos de ello es motivar
a los estudiantes a descubrir y profundizar en los comportamientos. Aquellos fenómenos que son poco observables, o identificables en la realidad como difracción,
interferencia, polarización y dispersión cromática, se presentarán de manera sutil y
sin ser mencionados explícitamente.
Guía N° 4: ¿Qué sucede cuando un rayo de luz incide sobre una superficie
especular?
Se busca lograr que el estudiante relacione sus concepciones previas existentes de
reflexión con elementos más formales e identificables en diagramas. Se trata de una
actividad predictiva considerando que este fenómeno es observable en actividades
cotidianas del estudiante. El objetivo que persigue es formalizar los aprendizajes
informales y lograr un lenguaje físico dentro del fenómeno de reflexión.
81
Guía N° 5: Formación de imágenes en espejos planos
Se propone iniciar con la revisión de una tarea previa, esto se justifica al considerar
que en los hogares de los estudiantes existen espejos de una dimensión suficiente
para que observen su imagen, por lo que dedicar el tiempo en aula para realizar
esta actividad con varios espejos de gran tamaño, sería poco productivo y de alto
valor económico. El concepto de imagen es abstracto y en la mayoría de las ocasiones debe ser reformulado, por lo que a modo de relacionarlo directamente con el
estudiante, es la propia imagen y la imagen del profesor la que se analiza utilizando
rayos luminosos, razón por la cual no utilizamos el análisis de imagen de un objeto,
pese a esto no descartamos la posibilidad de agregar una actividad que incluya este
análisis.
Guía N° 6: Caracterización de los espejos cóncavos y convexos.
Una vez estudiado el espejo plano en la guía anterior, se procede a tratar los rayos
en espejos curvos. Este tratamiento se propone de manera que en primera instancia
el estudiante identifique el elemento (los espejos cóncavos y convexos) y observe
qué producen en los rayos luminosos, contrastándolo con lo que observan con un
espejo plano. Se busca lograr un concepto de Foco y Foco virtual, el cual es fundamental para comprender las características de las imágenes posteriores a estudiar.
Guía N° 7: Explorando las imágenes en espejos curvos.
Se busca plasmar la necesidad de comprender las herramientas de rayos principales y formación de las imágenes, esto mediante una actividad exploratoria en la cual
el estudiante se observa en primera persona frente a espejos accesibles, lo que
esperamos genere motivación por aprender el contenido. La actividad justifica el
contenido de tratar el modelo de los rayos principales posteriormente.
82
Guía N° 8: Rayos principales en espejos curvos.
Este contenido ha sido justificado de tratar en la guía anterior, pero nuestra propuesta no implica una profundización en que el estudiante fabrique diagramas de
rayos, el objetivo es que el estudiante se familiarice con ellos y sea capaz de identificarlos en un esquema. Con ello buscamos enfatizar lo conceptual en el tratamiento de la física y no el aprendizaje mecánico de herramientas.
Guía N° 9: ¿Qué le sucede a la luz cuando pasa de un medio a otro?
El lector podrá notar, que las actividades contenidas en esta guía son clásicas de la
enseñanza de refracción. Las consideramos pertinentes por que relacionan al estudiante con el fenómeno de manera directa y otorgan una instancia para generar
preguntas respecto de él, que podrán ser resueltas posteriormente. Se busca que
esta actividad motive al estudiante a profundizar en el entendimiento de refracción.
Guía N° 10: Refracción de la luz (Parte 1)
El haber tratado el fenómeno de reflexión antes que el fenómeno de refracción,
puede dar al estudiante idea de los elementos claves que actúan en este nuevo
fenómeno (haz incidente, haz refractado, etc.), por lo que la guía busca iniciar una
formalización de lo observado cualitativamente en la guía anterior. El profesor es
quien expone la ley de refracción referente al plano,. (Haz incidente, haz refractado
y la normal se encuentran en el mismo plano) dado que un montaje para visualizar
esta ley es más complejo.
Guía N° 11: Refracción de la luz (Parte 2)
Esta guía contiene una propuesta con tres niveles de profundidad del fenómeno de
refracción. El docente es quién realiza la toma de datos y los estudiantes los analizan aplicando las herramientas matemáticas que dominen. Este planteamiento se
83
propuso de esta forma considerando que los conocimientos matemáticos difieren
de un curso a otro y de un establecimiento a otro, por lo que el docente poseerá
opciones cualitativas y cuantitativas para tratar este contenido. Uno de las razones
que nos guiaron a realizar esto fue la exclusión del contenido de trigonometría en la
asignatura de matemáticas, elemento que es primordial a la hora de comprender la
ley de Snell matemáticamente.
Guía N° 12: Refracción de la luz (Parte 3)
Para esta guía se considera como conocimiento previo refracción, se requiere que
el nivel alcanzado de este fenómeno sea el más sencillo para considerar a mayor
cantidad de estudiantes, por lo que en los contenidos previos no se exige el concepto de índice de refracción formalizado. El aspecto que consideramos motivador
para los estudiantes es el comportamiento de la luz presentando reflexión total interna, por lo que incluimos dentro de ella una actividad predictiva que sea sorprendente en su resultado real.
Guía N° 13: Caracterización de lentes delgadas
El tratamiento de esta guía, se justifica de manera análoga al tratamiento de espejos
curvos. El estudiante se relacionará con el foco virtual y real producto de la desviación de los haces de luz. Esta caracterización se contrasta con lo que sucede en un
paralelepípedo transparente.
Guía N° 14: Formación de imágenes en lentes delgadas
Las imágenes formadas en lentes son tratadas exploratoriamente con el fin de motivar a los estudiantes en su observación. El tratamiento utilizado difiere de aquel en
que las imágenes se tratan por separado dependiendo del lente utilizado, pues en
el desarrollo de la guía la diferenciación es entre imagen virtual y real, esto para
84
enfatizar estos contenidos ya que los consideramos abstractos. Análogo al tratamiento de imágenes en espejos, la propuesta de esta guía justifica el posterior entendimiento de los rayos principales en lentes delgadas.
Guía N° 15: Trazado de rayos principales en Lentes delgadas convergentes y
divergentes
De manera análoga al tratamiento propuesto en el trazado de rayos en espejos curvos, esta guía aborda el contenido descriptivamente, sin buscar que el estudiante
produzca diagramas de rayo de alto nivel, sino más bien que se relacione con los
rayos principales identificándolos en un esquema dado.
Guía N° 16: El ojo humano
Consideramos el entendimiento del ojo humano, desde la perspectiva óptica, como
una de las actividades de la unidad más motivadoras para el estudiante. El montaje
de esta experiencia es imponente y creemos que su utilización debe ser ligada con
la estructura del ojo humano mediante un diagrama que se adjunta en la guía. La
transversalidad de esta aplicación con la asignatura de Biología y la utilización de la
óptica en la corrección de anomalías, es realzada en el tratamiento de las actividades.
Guía N° 17: Telescopio y microscopio
El tratamiento de estas aplicaciones tecnológicas es sugerido en los programas de
estudio y bajo nuestros criterios nos permiten conectar los contenidos teóricos con
aplicaciones tecnológicas de manera activa. El nivel de la guía es elevado en concordancia con el trabajo previo realizado por los estudiantes, la actividad de producir
esquemas ópticos, son desafiantes y buscan que el estudiante comprenda con mayor profundidad el funcionamiento de estos aparatos y que no sólo los fabriquen
azarosamente.
85
Guía N° 18: Difracción
El tratamiento de este fenómeno, es una propuesta diferente a las encontradas en
bibliografía consultada, ya que desde la base que planteamos inicialmente, la cual
contempla no tratar el contenido de modelamiento del comportamiento de la luz,
debemos excluir el modelo ondulatorio. Para ello centramos nuestra atención en la
sorpresa que supone el observar el fenómeno y la caracterización del comportamiento visible por medio de la reflexión. En esta guía planteamos dos posibles montajes para observar el fenómeno ya que notamos que uno de los elementos requeridos (Lámpara de filamento recto), es de difícil acceso, pero de gran utilidad demostrativa.
Guía N° 19: Interferencia
De manera análoga a lo anterior, el planteamiento no considera el modelo ondulatorio y se centra principalmente en observar el fenómeno y compararlo con difracción. El montaje propuesto es flexible a los elementos que se poseen y pretende
presentar claramente los patrones de interferencia, mezclándolos lo menos posible
con otros fenómenos, por ello también, se utilizan haces de luz monocromáticos.
Guía N° 20: Polarización de la luz
En concordancia con lo planteado anteriormente, este fenómeno es un misterio para
los estudiantes; antes, durante y luego de su observación (no se considera la explicación por medio del modelo ondulatorio). La importancia de esta actividad radica
en la capacidad de sorprender que posee la demostración y de generar preguntas
y propuestas asociadas a ella que podrán ser retomadas en cursos superiores o con
otras estrategias.
86
Guía N° 21: Luz y color
Este tratamiento se sitúa necesariamente posterior a difracción, ya que dentro del
montaje se ha limitado a producir un espectro de luz visible con una red de difracción, el prisma no se utiliza por motivos económicos. El montaje no permite comprender cómo se produce el fenómeno, en concordancia con nuestro abordaje, no
se presenta la luz como una onda electromagnética (recordamos que se espera
cumplir esto por medio de otras estrategias). La estrategia exploratoria permite observar y reflexionar a partir del fenómeno visible y sentar las bases para un tratamiento posterior bajo el modelo ondulatorio.
87
CAPITULO 6 CONCLUSIONES GENERALES
Para lograr nuestro Objetivo general “Elaborar una propuesta didáctica de actividades experimentales para la enseñanza del comportamiento fenomenológico de la
luz.” Tuvimos que pasar por un largo camino que contempló discusiones, lecturas,
reuniones etc.
Lo que teníamos claro, era que nuestro trabajo de seminario debía ser un aporte a
la enseñanza de la Física; motivados por lo dificultoso que es para algunos docentes
preparar material, planificaciones, evaluaciones y realizar clases significativas para
los estudiantes, emprendimos el camino.
Durante el desarrollo de la propuesta, tuvimos la oportunidad de conocer la perspectiva de profesores activos al aplicar las encuestas, la realidad que se vive en las
aulas de clases y lo que vimos fue una confirmación de lo que pensábamos; No se
utiliza material experimental acorde o en caso de que se ocupe, éste no cumple la
función de transmitir la esencia de los conceptos físicos.
Cabe mencionar que no culpamos a los docentes, ni a los estudiantes. De hecho no
buscamos culpables, pero si podríamos decir que la motivación por aprender física
en las aulas de clases es superada por la necesidad de obtener buenas calificaciones. Lamentablemente, este es un problema transversal en la Educación chilena,
que desde nuestro sitial, nos quedamos con la sensación de que se necesitan personas que sean capaces de seguir procedimientos sin importar el motivo, en vez
de personas que sean capaces de pensar por sí mismas y que construyan su propio
conocimiento.
En nuestra propuesta organizamos, bajo los contenidos del programa de estudios,
contenidos mínimos obligatorios y aprendizajes esperado en el primer año de enseñanza media una secuencia coherente de aprendizaje que elaboramos conjunto al
profesor guía. Diseñamos a partir de la secuencia anterior, una encuesta aplicable
88
a estudiantes de enseñanza media con el fin de Identificar los contenidos de física
que produzcan mayor dificultad en el aprendizaje de los estudiantes, mediante el
análisis de los resultados de la encuesta.
Al analizar los resultados de las encuestas, notamos que existen contenidos identificados como deficientes o no logrados por parte del estudiante, en la mayoría de
las unidades planteadas en el currículo de primero medio, pero que entre sí difieren
en porcentaje de dificultad.
Identificamos la unidad problemática, seleccionando aquella que presentó mayor
porcentaje de deficiencia y posteriormente, diseñamos por medio de estrategias de
aprendizaje activo, guías para el docente, para el estudiante y sugerencias para la
implementación.
Investigamos, luego elaboramos una cotización de los materiales necesarios para
la implementación de la propuesta, de manera de informar al docente de los lugares
y precios de los elementos requeridos. Complementado lo anterior, para aquellos
elementos que son posibles de fabricar por el docente, diseñamos manuales cortos
de construcción que explican los materiales, herramientas y procedimientos pertinentes. Con lo anterior se cumple el objetivo de proporcionar información a los docentes con respecto a la adquisición de los materiales.
Durante el proceso de elaboración del presente trabajo, se ha cumplido además el
objetivo de reflexionar respecto del material didáctico que requiere un docente para
mejorar su labor profesional.
Nuestra propuesta corresponde a dos de los cuatro aspectos que consideramos,
componen un conocimiento integral de la unidad de luz, la elaboración de las guías
que abordan tal contenido, ha requerido gran cantidad de tiempo, dado lo anterior
podemos concluir que el planificar con profundidad todos los aspectos mencionados, requiere una demanda de tiempo mucho mayor y que no se corresponde en el
89
contexto actual de la práctica docente. Además, el tiempo que requiere esta propuesta para implementarse en un curso de primero medio, es extenso y dista de la
realidad curricular que deben cubrir los profesores hoy en día.
En resumen, tanto el tiempo de diseño como el de implementación, se ve acotado
por el contexto en el cual un profesor realiza su labor.
Nos encontramos en el momento de culminación de nuestra primera etapa de formación como profesores de física, y debemos destacar que el presente trabajo ha
contribuido a profundizar nuestros propios conocimientos del contenido de la unidad
de luz, generar la habilidad de conectar las teorías y estrategias de aprendizaje con
la realidad curricular de nuestra especialidad, diseñar instrumentos de evaluación
acordes con los conocimientos adquiridos durante nuestra formación dentro de la
carrera de pedagogía en ciencias naturales y física.
Mencionamos con toda honestidad, que nuestra propuesta para concretizarse, debe
ser implementada progresivamente, de manera que pueda ser retroalimentada y
rediseñada bajo las reflexiones posteriores a la aplicación. Este es el siguiente paso
que debemos realizar con respecto a este trabajo y tiene la posibilidad de ser desarrollado en la siguiente etapa de nuestra formación, nuestra actividad profesional.
En síntesis, podemos finalizar nuestro informe resaltando el cumplimiento de los
objetivos planteados siendo capaces de generar una propuesta que promueve el
uso de actividades experimentales por parte de los docentes para la enseñanza de
la física, partiendo por nuestra futura práctica docente.
Limitaciones de nuestra propuesta didáctica

La propuesta no presenta adecuaciones curriculares para estudiantes con
Necesidades Educativas Especiales.

Dentro del universo de la muestra de la encuesta, sólo se consideraron estudiantes de colegios subvencionados.
90

No todas las salas pueden cumplir con los requerimientos de obscuridad
solicitados.

El profesor puede tener dificultad para la adquirir y almacenar algunos de
los materiales que se requieren para desarrollarla.

No se validó ni implementó.

La limitación anterior, implica que los tiempos estimados en el desarrollo de
las actividades son relativos.

La propuesta es demasiado extensa considerando la cantidad de horas
destinadas a la asignatura y la amplitud del currículo planteado por el ministerio de educación.
Dificultades en el desarrollo de la propuesta didáctica.

La investigación es de gran amplitud, por lo que fue necesario invertir gran
cantidad de tiempo en su desarrollo.

La baja experiencia en aula de los autores produce un limitado conocimiento del contexto en el cual se aplica la propuesta.

El conocimiento de pocas actividades experimentales que abordan la unidad de luz.

Baja pericia de los autores en la utilización de materiales de laboratorio.

Adquisición de materiales requeridos en la propuesta dentro de la región.

Adaptar los experimentos a una metodología activa.
Proyecciones

Validar e Implementar la propuesta didáctica.

Ampliar el análisis en base a los resultados de la encuesta.

Adecuar la propuesta para que sea aplicada en cursos de enseñanza básica donde es tratada la unidad de Luz (3°básico).

Diseñar para otras unidades del currículo una propuesta similar a la planteada.
91
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97
ANEXOS
98
99
Anexo Nº 1
Encuesta
i
ii
Anexo Nº 2
Encuesta validadas por
expertos
iii
Anexo Nº 3
Matriz evaluativa
iv
v
Anexo Nº 4
Guías del Docente y del
Estudiante
vi
Anexo Nº 5
Instrumento de evaluación “Portafolio”
vii
viii
Anexo Nº 6
Instrumento de evaluación “Observación en
aula”
ix
Anexo Nº 7
Cotización de materiales
x
xi
Anexo Nº 8
Confección de materiales
xii
Anexo Nº 9
Kit de materiales
xiii