Sobre una Metodología con enfoque integrador (página 2)

Si bien es cierto que en la mayoría de los casos que se encuentran (tanto de programas como de libros) y particularmente en Cuba, se puede constatar la tendencia de estructurar la Física de acuerdo a un enfoque histórico-lógico; o sea, desde las formas de movimiento físico más asequibles a los órganos sensoriales y más antiguamente reconocidas por el hombre (movimiento mecánico del macrocuerpo), hasta las más indetectables para la percepción humana directa y que han sido más modernamente estudiadas (movimiento cuántico de micropartículas); también es una realidad, el que se encuentre con relativa frecuencia el que se cometan imprecisiones con relación a los aspectos fundamentales a tener en cuenta para poder diferenciar con verdadero rigor científico, los diferentes tipos de movimiento físico de la materia.

Así las cosas, en ocasiones se comete la imprecisión de utilizar solamente la pequeñez de tamaño del objeto de estudio, como indicador suficiente para distinguir entre un movimiento físico de tipo mecánico-newtoniano y uno de tipo cuántico; llegándose por implicación, a la incorrecta conclusión de que el movimiento de los microcuerpos sólo puede ser descrito conforme al segundo de los tipos de movimiento anteriormente citados. Esta cuestión es evidentemente incierta y como contraejemplo basta recordar lo satisfactorio que resulta la descripción newtoniana del movimiento de los electrones cuando se trata del movimiento de estos dentro de un tubo de pantalla de televisión.

Dificultades análogas surgen, pero provenientes de la cronología histórica real con que fueron estudiados diferentes tipos de movimiento físico y consecuentemente elaboradas sus teorías fundamentales. Así el presentar a los alumnos fronteras divisorias dentro de esta disciplina, como la que hace la escisión entre: Física clásica y Física Moderna, obviamente conlleva a formar una equivocada noción en el alumno, quien llega a pensar que en última instancia es dudosa la unidad de la Física, por cuanto desde dicho enfoque todo parece indicar que los fenómenos y las leyes objetivas de la naturaleza que existían "antes", son absolutamente diferentes a los que existen "ahora".

Tipos de movimientos físicos en lugar de evolución histórica del cuadro físico.

Con vistas a eliminar dificultades como las anteriormente planteadas, en este trabajo se considera que una manera eficaz de presentar a los alumnos los tipos verdaderamente diferentes de movimiento físico de la materia que estudia esta disciplina (mecánico, térmico, electromagnético y cuántico) se logra, si al sistema de indicadores que para este fin han sido propuestos por J. Ducongé:

• Tipo de portador del movimiento.
• Principales características del movimiento.
• Leyes que describen las regularidades.
• Se le añade el indicador:
• Modelo físico usado

Y además se le hacen las precisiones a los restantes indicadores que se muestran en la Tabla 2 (ver Anexo 1); la cual ha sido elaborada en el presente trabajo para los dos tipos de movimientos que se abordan dentro de la asignatura Física I en cuestión.

Por cuanto lo "fundamental" en la Física está basado en las ideas y teorías que van mostrando su relevancia en determinados períodos del desarrollo de esta ciencia, esta categoría posee indiscutiblemente un carácter históricamente determinado. La historia de la Física es pródiga en situaciones que ilustran este hecho; baste citar como ejemplo de ello que durante el predominio del llamado hoy Cuadro Mecánico-Clásico del Mundo y que surgiera a partir de los finales del siglo XVII, sólo se reconocía un tipo de materia (la sustancia); mientras que posteriormente a partir del surgimiento del llamado Cuadro Electromagnético en la segunda mitad del siglo XIX, ya se comenzó a considerar la existencia de dos tipos de materia (la sustancia y el campo). Es por ello que a la hora de establecer aquellos contenidos que por ostentar tal categoría pasarán a formar parte de la Física como disciplina docente, es imprescindible realizar el análisis de lo que resulta "actualmente fundamental" en dicha ciencia durante el período histórico concreto de que se trate.

La inclusión de elementos básicos de la Teoría del Caos

Haciendo un estudio de este tipo a partir de información actualizada, se llega a la conclusión de que en el dominio de los movimientos de tipo mecánico que se estudian dentro del programa tradicional denominado Física I (como es el caso del de Ingeniería Química), encuentra uno de sus espacios de manifestación, un tipo muy singular de movimiento que es denominado como "caótico" y que ocupa la atención de muchas investigadores de la Física actual.

Este movimiento caótico, explicado por un cuerpo de conocimientos ya hoy suficientemente desarrollado y que se conoce en la literatura como Teoría del Caos, posee para la vanguardia de la Física actual, una enorme importancia teórica y práctica; llegándose a afirmar por algunos que esta teoría conjuntamente con la Teoría de la relatividad y la Teoría cuántica pueden considerarse como los aportes más trascendentales de la Física del presente siglo.

Esta teoría estremece a la vez que enriquece la concepción usual que se forman los alumnos en un curso de mecánica tradicional (no caótica); al mostrarles cómo ciertos sistemas aparentemente sencillos y descritos por leyes expresadas matemáticamente con pleno determinismo; pueden llegar a presentar un comportamiento realmente extravagante y que se torna prácticamente indistinguible del azaroso.

Dada la significación que los resultados esenciales de esta teoría tienen para la conformación de una adecuada concepción en los alumnos de aspectos relevantes del cuadro físico tales como: predictibilidad, determinismo, causalidad, carácter y descripción estadísticos de un movimiento, etc.; en el presente trabajo se considera que en la actualidad un programa docente de Física no puede dejar de contemplar dentro de su cuerpo, al menos los elementos esenciales de esta teoría. Es por ello que se considera la inclusión de dicha temática en el programa, como un requisito necesario para que dicho programa pueda alcanzar la categoría de adecuado, con la significación que le fue definida a este término al comienzo de este trabajo.

La anterior inclusión se produce dentro del bloque correspondiente al movimiento de tipo mecánico, y da lugar a las modificaciones siguientes:

• A la predictibilidad total hay que añadir la predictibilidad "limitada" (o a corto plazo).
• A las teorías de estudio hay que añadir la T. del Caos.

Por su parte, los aspectos relativos a la implementación más detallada de tales elementos dentro del programa e incluso dentro del proceso docente propiamente dicho, además de poder ser apreciadas en una sección posterior de este trabajo, puede también ser analizadas en un artículo del mismo autor de este estudio.

El último gran elemento que la Física como ciencia le tributa a esta disciplina en su carácter docente, es el relacionado con su lógica propia; o sea, con el sistema de nexos y procedimientos de carácter esencialmente científico que son los responsables en última instancia, de que el cuerpo de conocimientos de esta materia rebase la condición de una simple rama del saber y se reconozca bajo la categoría de ciencia.

La lógica de la ciencia responde a la estructura y movimiento propio de su objeto, a la vez que a las relaciones del hombre con dicho objeto; siendo en ella lo fundamental la determinación de las relaciones esenciales que constituyen el núcleo de la teoría que puede ser capaz de explicar todo un conjunto de fenómenos y objetos de la realidad. A estos efectos Albert Einstein afirmó: "la tarea suprema de la Física consiste en descubrir las leyes fundamentales más generales, de las cuales lógicamente se podría extraer el cuadro del mundo".

Es por las razones anteriormente expresadas que en el presente trabajo se defiende la validez de la confección de programas de Física que consideren importante la incorporación de la lógica de esta ciencia, a fin de que propicien el desarrollo de un curriculum de tipo epistemológico. Ello significa concebir para el alumno el modo de aprender que se expresa en el espíritu científico, en el modo típicamente humano de aprender que partiendo de lo cotidiano, se va autocorrigiendo y perfeccionando. Es el concebir la ciencia no como un saber dogmático e intocable que hay que aceptar de forma bíblica; sino como el modo de proceder de los científicos "que busca la verdad con esfuerzo y constancia, abordando tanto problemas reales como ideales, haciendo interactuar la teoría para mejorar la práctica y revisando aquella con ésta".

Este proceder, aunque también utilizado en las clases tanto teóricas como prácticas que se desarrollan usualmente fuera de un ambiente típico de laboratorio, es precisamente durante la aplicación del método científico experimental que hacen los alumnos en sus clases de laboratorio, donde éste alcanza su más pleno campo de ejercitación y de apropiación por parte los alumnos. En este tipo de actividad; a través de la modelación, de la formulación de hipótesis, de la aplicación de teorías; así como por medio de la verificación o falsación de los resultados a que dicha teoría conduce; es que logra el alumno el más preciso modo de determinar tanto el tipo de movimiento físico que se le presenta, como la teoría fundamental que él debe tomar para explicarlo.

Luego en conclusión se llega a que de los últimos o actuales resultados obtenidos en el campo de la Física como ciencia, lo que por su notable significado en las concepciones esenciales que deben alcanzar los alumnos (vinculadas con la apropiación del cuadro físico que se aborda dentro del programa de la asignatura Física I, o sea con los movimientos de tipo mecánico y térmico); debe ser incorporado en el citado programa, resulta ser lo referente a la Teoría del Caos. Evidentemente, conforme a lo planteado anteriormente y debido a la complejidad de dicha teoría, sólo se prevé a este nivel el estudio de sus rudimentos o elementos fundamentales.

Así mismo se reconoce la importancia de la utilización de la lógica de la ciencia como elemento indispensable para poder desarrollar en los alumnos la capacidad de identificar y lograr explicar los diferentes tipos de movimiento físico del objeto de estudio; así como para conformar a partir de dichos movimientos, un verdaderamente científico Cuadro Físico del Mundo.

LA PROFESIONALIZACIÓN

La dirección del Ministerio de Educación Superior en Cuba desde hace algunos años ha convertido en una de sus direcciones de trabajo priorizadas, la búsqueda de la excelencia de la enseñanza de la Ingeniería; concibiendo esta sobre la base de su integración con el contorno social y de modo que se enfatice en los conocimientos y habilidades que satisfagan por una parte, la versatilidad en el desempeño profesional del graduado, y por otra, los niveles científicos que permitan tanto asimilar y aplicar los logros científico-técnicos, como generar nuevos conocimientos.

Respecto a la anterior problemática, el Viceministro primero de este organismo, Dr. Miguel Torres Hernándes ha apuntado que: "más que suministrar información, el formador de Ingenieros tiene que enseñar a procesar e interpretar la información; más que demostrar hay que enseñar a hacer".

Estos criterios están en plena concordancia con los propósitos que en este sentido se establecen las instituciones formadoras de ingenieros en muchos otros países. Es particularmente interesante apuntar como se da tal congruencia en un país de alto desarrollo tecnológico como es el caso de los Estados Unidos de Norteamérica. En este país, el presidente de la llamada Sociedad Americana de Enseñanza de la Ingeniería (A.S.E.E.) ha planteado que la piedra angular para el perfeccionamiento de la enseñanza de la Ingeniería con vistas al siglo XXI está constituida por los llamados "Criterios del 2000 de la A.B.E.T." (Acreditation Board for Engineering and Technology), los cuales expresan que los programas de Ingenierías deben contribuir a que sus graduados tengan habilidades como las siguientes:

Aplicar conocimientos de matemática, ciencias naturales e ingeniería.

Diseñar y conducir experimentos, así como de analizar e interpretar datas.

Funcionar en equipos multidisciplinarios.

Identificar, formular y resolver problemas ingenieriles.

Comunicarse eficazmente.

Estos criterios además de evidenciar una gran analogía con respecto a los establecidos en Cuba; permiten apreciar la vinculación que los mismos tienen con la disciplina de Física, según las ideas que actualmente se tienen acerca de qué y cómo debe enseñarse esta ciencia.

Estudio de la importancia de la Física dentro del contexto de una asignatura integradora.

Con respecto a la disciplina Física, el Plan de Estudios de la carrera de Ingeniería Química plantea que a la misma le corresponde la función de presentar las principales teorías de la Física y sus aplicaciones en el campo de acción de este tipo de ingeniero; por lo que se reconoce tanto la importancia gnoseológica de las teorías fundamentales, como que sus aplicaciones deben estar dirigidas fundamentalmente hacia aquellos objetos o procesos que resultan de interés dentro del dominio de desenvolvimiento de este profesional. Estos últimos aspectos, como se podrá notar, guardan una gran correspondencia con las ideas acerca de la fundamentalización y la profesionalización de la Física que se han venido manejando en este trabajo.

Es por ello que con vistas a determinar con precisión las condiciones específicas en que los conocimientos y las aplicaciones de la Física, resultan necesarias para que los alumnos puedan lograr una adecuada comprensión de las propiedades y el movimiento del objeto de la profesión; como parte de este trabajo se realizó un estudio a este respecto con las características que se describen a continuación.

Se partió por realizar un grupo de entrevistas o consultas a profesores de experiencia de dicha carrera y que ocupan cargos de responsabilidad científico-metodológica, tales como Jefes de Carrera, de Disciplina, etc.

Por medio de estas consultas fue recogido un grupo de criterios que conjuntamente con otros que de la propia Física maneja el autor de este trabajo, permitieron conformar una determinada relación de elementos y condiciones de aplicación que resultan de vital importancia para la profesionalización de la Física en esta carrera.

A pesar de no estar explícitamente contemplados en el correspondiente programa de la disciplina de Física, varios de los componentes de la citada relación, ya se venían trabajando desde hace algún tiempo durante la impartición de las asignaturas de esta materia, debido a la iniciativa y al afán de perfeccionar la misma que poseen los miembros del colectivo de profesores de esta disciplina en la Univ. de Camagüey.

Esto a su vez permitió confeccionar y aplicar un instrumento de medición que posibilitara la evaluación de la importancia real que en el contexto territorial específico de los futuros graduados, tienen los citados elementos.

Conforme a los propósitos perseguidos, se consideró como una forma apropiada, la medición del reconocimiento que hacen los propios alumnos de que lo aprendido en Física, les hubiera realmente ayudado a satisfacer los requerimientos de trabajo práctico-profesional que impone el desempeño de ellos dentro de una asignatura principal integradora.

La carrera de Ingeniería Química posee como núcleo fundamental de la enseñanza de la profesión, una disciplina principal integradora que como "columna vertebral" de la carrera se imparte a lo largo de los 5 años que dura la misma y que se denomina Ingeniería de Procesos, constituida a su vez por 5 asignaturas de igual carácter.

La asignatura principal integradora elegida fue Ingeniería de Procesos II, la cual se desarrolla de forma concentrada en el período que media entre el primer y segundo semestre del segundo año de la carrera. A esta altura, los alumnos ya han terminado su segunda asignatura de Física; lo cual significa que han recibido los contenidos de Física relativos a la Teoría newtoniana de la Mecánica, la Teoría Especial de la Relatividad, la Teoría cinético-molecular, la Termodinámica, la Teoría electromagnética de Maxwell y la Optica ondulatoria.

Como instrumento de medición fue utilizada una encuesta, sobre la base de preguntas en su mayoría de tipo cerrado, aunque también incluyó algunas de tipo abierto donde los alumnos pudieran expresar respuestas no directamente previstas por el diseño. Este cuestionario contempló el análisis por parte de los alumnos de la relación que se había establecido entre conocimientos y habilidades aprendidas en Física y los requerimientos que les había impuesto durante el trabajo, la ya citada asignatura principal integradora.

La encuesta abarcó el análisis de aspectos tales como: magnitudes con sus unidades, conceptos y leyes; así como expresiones de cálculo. Según el caso, se preguntaba además si se había hecho uso de la medición o del cálculo

La aplicación de este instrumento fue realizada al total de alumnos del segundo año de la especialidad en cuestión y se cuidó de que dicho proceso cumpliera con características tales como: la de ser desarrollada en una ocasión conveniente, luego de la creación por parte de los profesores investigadores de un adecuado clima de colaboración, y consumiendo un tiempo de respuesta de los alumnos relativamente breve (en realidad fue de aproximadamente 12 minutos); por lo que los resultados de dichas respuestas pueden considerarse razonablemente confiables.

Expresando el grado de relación que se logra en cada aspecto, como el valor en porcentaje de la fracción correspondiente al número de alumnos que reconocieron la utilización de los contenidos de Física, respecto del total de alumnos encuestados; se pueden ordenar algunos de los resultados más interesantes de los vinculados con los movimientos de tipo mecánico y térmico que se estudian en la asignatura de Física I..

Análogamente se encontró el grupo de unidades de mayor frecuencia de utilización para las magnitudes físicas más empleadas.

Como conclusiones del anterior análisis se tiene que no predomina en la esfera de la profesión el uso del Sistema Internacional de Unidades; por lo que se deriva la importancia de incluir en las clases de Física el uso de unidades complementarias a las propias del S.I. que son las que habitualmente se vienen usando en dichas clases.

Los resultados fundamentales de la citada evaluación fueron sometidos de nuevo al juicio de profesores de esta carrera, quedando confirmado que entre los aspectos más importantes que en el sentido de la profesionalización y dentro del marco de lo abordado en la asignatura de Física I, se encuentran los anteriormente señalados.

Como conclusiones de los resultados del estudio realizado con ayuda de la encuesta, se pueden derivar las siguientes:

• Se constata que a pesar de ser la Ingeniería de Procesos II una Asignatura Principal Integradora de las de menor nivel de exigencia profesional, por encontrarse la misma al inicio de la carrera; se manifiesta en ella un satisfactorio grado de relación entre contenidos aprendidos en la Física hasta ese momento y procesos inherentes a los objetivos de la acción y a las esferas de actuación de este tipo de profesional.
• En la mayoría de las magnitudes físicas empleadas por los alumnos en esta asignatura integradora, la medición es más frecuente que el cálculo.
• Hay aspectos que debido al incipiente desempeño profesional de los alumnos en esta etapa, alcanzan índices de relación que son bajos; a pesar de saberse por vía de los expertos de la profesión que fueron consultados, que estos son de gran significación para la profesión.
• Debe ampliarse el manejo de unidades de magnitudes físicas ajenas al S.I., y el estudio experimental de la viscosidad de líquidos.

Estrechamente ligado a los aspectos de medición y estudio experimental que se contemplan en los puntos 2 y 4 de las anteriores conclusiones derivadas del análisis de la encuesta; se encuentra uno particularmente importante, y es el referido a la lógica que caracteriza el dominio y empleo de los contenidos de la Física en el campo ingenieril.

La lógica ingenieril no se orienta hacia el descubrimiento de nuevos conocimientos y a su conformación en teorías, como corresponde al caso de la lógica de la ciencia; sino a la modelación de los procesos reales a partir de los sistemas teóricos de la ciencia que forman parte del bagaje del profesional, a fin de dar respuestas a problemas de la producción, con criterios de eficacia no sólo científico-técnica, sino además económica y de sostenibilidad ecológica.

Desde hace algún tiempo ya en la literatura se ha reconocido que la Física es quizás la primera disciplina que tiene la posibilidad de contribuir al logro de esta lógica del profesional; de allí que actualmente, a pesar de que se reconozca plenamente que el objeto de la Física como disciplina docente no se identifica con el objeto propio de la profesión; se desarrollan estudios orientados a que; sin perder el carácter de ciencia básica que le es esencial a la Física dentro de las carreras de Ingenierías, ésta pueda contribuir de forma bastante directa a la conformación del modo de actuación del profesional. Ello se logra por medio del empleo de elementos esenciales de dicha lógica, durante actividades de resolución de problemas que bajo condiciones cuasi-profesionales pueden llevar a cabo los alumnos dentro de las clases prácticas de esta materia.

Luego en resumen puede afirmarse que la profesionalización del programa de una disciplina básica como la Física, está lejos de confundirse con un enfoque reduccionista o simplificador que lleva a implementar un insensato "Practicismo", equivalente a tomar sólo fragmentos aislados del cuerpo fundamental de la Física, con el único propósito de supeditarse plenamente a las necesidades más evidentes e inmediatas de la profesión donde ella se imparte.

La profesionalización que en este trabajo se defiende, lo que se propone es precisar, por un lado, aquellas condiciones de aplicación de las teorías y principios físicos fundamentales que elevan la motivación de los alumnos y evitan la posibilidad de cometer excesivos "Teoricismos"; mientras que por el otro, permiten contribuir realmente a que los estudiantes se apropien de los elementos esenciales de la lógica de su profesión, todo lo cual redunda en última instancia en un más orgánico aprendizaje, y en una mayor posibilidad de transformación de la realidad a partir de la propia ciencia, cuando se desenvuelvan como profesionales.

LA FUNDAMENTACIÓN PSICOPEDAGÓGICA

Durante muchos años se ha venido considerando como un hecho habitual que los programas docentes, ya sea de disciplina o de asignatura, estén compuestos por solo dos dimensiones fundamentales, a saber: los objetivos y los contenidos; o dicho de otra manera, por componentes de los llamados no personales del proceso docente educativo.

Lo anterior lleva implícito la concepción de que para determinar los objetivos y los contenidos de la enseñanza, no es esencial tener en cuenta ni los conocimientos y expectativas que portan los alumnos al momento de ingresar en un curso, ni los resultados actuales de las investigaciones realizadas acerca de las regularidades del proceso de asimilación. Esta posición como resulta evidente, significa asumir un enfoque de la enseñanza que localiza su centro en el profesor y que se basa solo en la visión que tiene éste tanto de la materia de estudio, como de las peculiaridades de los alumnos.

En conjunción con estas ideas, investigadores del Centro de Estudios de Educación "Manuel F. Gran" de Santiago de Cuba, al referirse al perfeccionamiento actual de la enseñanza de la Física, plantean que una de las direcciones fundamentales en que debe orientarse el mismo debe ser "la formación de habilidades prácticas y profesionales que tienen como premisa el desarrollo del pensamiento lógico; aspecto este último que no se aborda en la actualidad en los programas".

Además también desde hace no poco tiempo y en el propio país se afirma que la lógica del proceso docente está fundamentalmente determinada por la lógica de la asimilación y el dominio de los contenidos por parte de los alumnos.

Es por ello que en el presente trabajo se considera que es fundamental la incorporación de una "tercera dimensión" a los programas de Física, que quede determinada por lo relacionado con el fundamento psicopedagógico de la concepción didáctica que se desarrollará. Esto permite, por un lado, dirigir adecuadamente el aprendizaje de lo nuevo a partir de lo ya conocido por el alumno; y por el otro lado, poder desarrollar las habilidades propias del pensamiento lógico; lo cual significa proceder consecuentemente con el Principio de la enseñanza que desarrolla, que como se sabe es uno de los pilares de la teoría histórico-cultural del destacado psicólogo Lev. Vigotsky.

Los alumnos deben desarrollar la suficiente destreza en el razonamiento científico, que les permita aplicar los conceptos y las representaciones de la Física, en el análisis y la interpretación de fenómenos simples. Sin embargo estos objetivos intelectuales son a menudo ignorados cuando la instrucción está fundamentalmente concebida de forma tradicional.

Aunque las necesidades de diferentes poblaciones estudiantiles varían, hay un núcleo común de aspectos intelectuales que son importantes en cualquier curso de Física y que resultan de tanta o en ocasiones de mayor importancia que la elección de cualquier conjunto de tópicos específicos de esta materia.

Los objetivos que se deben pretender con respecto a los aspectos del pensamiento lógico de los alumnos quedan esencialmente formulados a través de un conjunto de interrogantes como las siguientes:

• ¿Qué valor se le otorgará a la adquisición del conocimiento descriptivo, frente a las habilidades de razonamiento científico?
• ¿Se espera que los alumnos desarrollen la suficiente destreza en el razonamiento cualitativo que les permita interpretar nuevas situaciones físicas en términos de los conceptos que han sido desarrollados?
• ¿Se quiere que los alumnos vean a la ciencia como un conocimiento estático (un cuerpo de hechos establecidos), o como un proceso dinámico (un modo de indagar acerca de la naturaleza del mundo)?
• ¿Cuánto énfasis se hará en el cómo se sabe a diferencia de lo que se sabe?
• ¿Cuán importante es que los alumnos aprendan a reconocer que es y que no es una evidencia científica, que es y que no es una explicación científica?

En las últimas décadas las investigaciones relacionadas con las teorías del pensamiento y los modelos de aprendizaje han alcanzado importantes logros que sin duda han tenido su repercusión en la esfera de la enseñanza.

Si en particular se trata de la enseñanza de las ciencias, la literatura internacional muestra tanto de forma explícita como implícita, que los modelos de asimilación mayoritariamente utilizados en la actualidad pertenecen al paradigma denominado constructivista.

Aunque los propios autores de revisiones bibliográficas de este campo hacen la salvedad que dentro de este paradigma subsisten un grupo de diversas corrientes constructivistas que se distinguen por pequeñas diferencias de enfoque; en lo fundamental se puede plantear que el enfoque constructivista acerca de cómo es adquirido el conocimiento científico, se puede resumir de la siguiente forma "todos los individuos deben construir sus propios conceptos, y el conocimiento que ya ellos tienen afecta significativamente lo que ellos pueden aprender. El estudiante ha de ser visto no como un pasivo recipiente de información, sino como un participante activo en su creación. El aprendizaje significativo, el cual denota la habilidad de interpretar y usar el conocimiento en situaciones no idénticas a aquellas en las cuales este fue inicialmente adquirido, requiere de un compromiso mental profundo del aprendiz".

Aunque los especialistas en psicología consideran que el enfoque constructivista a lo largo de su desarrollo ha estado vinculado a notables autores como J. Piaget, J.Bruner, D. Ausubel, y J. Novak, entre otros; es un hecho también ampliamente reconocido, que le corresponde a L. Vigotsky, el mérito de haber desarrollado un sistema de ideas, que al incorporar la naturaleza esencialmente social y no individual que posee el proceso constructivo de aprendizaje, y en el que juega un papel crucial su concepción acerca de la denominada "zona de desarrollo próximo"; se convierte en el marco teórico y metodológico más satisfactoriamente hasta ahora obtenido para el entendimiento y aplicación del citado enfoque constructivista.

Por cuanto el presente trabajo se adscribe a la posición de un constructivismo social como paradigma fundamental de aprendizaje, y con vistas a que pueda apreciarse como los modelos de aprendizaje que dentro de este enfoque han sido elaborados en la actualidad para el campo específico de la Física, se corresponden en última instancia con los presupuestos teóricos esenciales de Vigotsky; a continuación se describen los elementos básicos del enfoque de este autor.

De acuerdo a estudios recientes, el asumir el llamado enfoque histórico-cultural de L.Vigotsky como fundamento de una concepción pedagógica, significa considerar como rectoras de la educación a un grupo de regularidades como las que se exponen a continuación:

Principio del carácter científico del proceso de enseñanza. Con una concepción dialéctica del reflejo mental de la realidad por medio de la ascensión de lo abstracto a lo concreto en el pensamiento y que se relaciona con la formación de abstracciones y generalizaciones de tipo no sólo empírico, sino y sobre todo de tipo teórico; se considera que uno de los objetivos centrales del aprendizaje escolar, consiste en la asimilación por el estudiante de los conocimientos científicos de su época y la formación en su personalidad de una actitud científica hacia los fenómenos de la realidad natural y social, en fin un pensamiento científico.

Principio de la enseñanza que desarrolla. Si importante es considerar las características psicológicas logradas por los alumnos en un determinado período de la vida, más esencial aún resulta tener en cuenta la esfera de sus posibilidades de desarrollo (zona de desarrollo próximo).

Principio del carácter consciente. Los estudiantes sólo pueden llegar a un verdadero nivel de conciencia de los conocimientos, cuando éstos no son recibidos de forma ya previamente elaborada, sino cuando los propios alumnos en su actividad revelan las condiciones de su origen y transformación.

Principio del carácter objetal. Es importante determinar aquellas acciones específicas que son necesarias para revelar el contenido del concepto que se pretende formar y para representar dicho contenido primario en forma de modelos conocidos, ya sean de tipo material, gráfico o verbal.

Estas ideas anteriores, han sido reconocidas como de gran valor en una gran variedad de comunidades de educadores. En el campo particular de la enseñanza de la Física, estas regularidades han ido encontrando expresiones específicas que contribuyen a elevar la posibilidad y eficacia de su aplicación en el proceso educativo. Una síntesis de tales formulaciones, conforme a la opinión tan autorizada en esta esfera como la del Profesor: E. Redish (Editor principal de la Comisión Internacional de Enseñanza de la Física) y L. McDermott (Directora del Grupo de Enseñanza de la Física de la Universidad de Washington y ganadora del Premio R.A.Millikan en 1990), se presenta a continuación:

El Principio constructivista. Los estudiantes construyen sus ideas y observaciones, organizando en patrones o modelos mentales lo que ellos ven y oyen. Los modelos mentales constan de proposiciones, imágenes, reglas de procedimiento y condiciones como las de los contextos en los que ellos han de ser usados. Pueden ser incompletos y contener elementos contradictorios; no tienen fronteras rígidas, por lo que elementos similares pueden generar confusión; y pueden además ser localizados, o sea, que ellos pueden estar asociados con un ambiente particular o una clase de problemas.

El Principio del contexto. Es razonablemente fácil aprender algo que se acopla o que amplía un modelo mental ya existente. Es difícil aprender algo de lo que casi no se sabe nada. Todo lo que se aprende es por vía de la interpretación desde cierto contexto, por lo que las analogías juegan un papel fundamental en el aprendizaje.

El Principio del cambio. Es muy difícil cambiar sustancialmente un modelo mental establecido. Los ambientes donde los alumnos son convocados a esclarecer y someter a confrontación los modelos mentales que ellos tienen; son más efectivos para lograr el cambio, que aquellos donde simplemente se les presenta desde el inicio la información correcta. Para cambiar un modelo mental, el sustituto debe poseer rasgos tales como: ser comprensible, ser factible, debe estar en fuerte conflicto con predicciones basadas en el modelo existente y además debe parecer útil.

El Principio de Función de distribución. Debido a que cada individuo construye sus modelos mentales basándose en experiencias y elaboraciones propias, diferentes alumnos tienen distintos estilos de aprendizajes y respuestas. No hay una única respuesta a la pregunta de cuál es la mejor forma de enseñar un tema particular. La experiencia propia del profesor en su aprendizaje, suele ser una guía pésima para obrar con los alumnos. Para saber lo que los alumnos conocen no basta con preguntarles, es menester aprender a observarles y a escucharles casuísticamente.

Con relación al último de estos principios y especificando el análisis al dominio de alumnos que usualmente ingresan a realizar estudios de Ingenierías, se han realizado interesantes estudios que aportan modelos clasificatorios de los distintos estilos de aprendizaje de los estudiantes; o sea, las diferentes preferencias, fortalezas, debilidades, etc. que éstos muestran para recibir y procesar la información.

Unos estudiantes tienden a concentrarse en los hechos, datos y algoritmos mientras que otros se sienten más cómodos con las teorías y los modelos matemáticos. Algunos responden intensamente a formas visuales de información como cuadros diagramas y esquemas, mientras que otros toman más a partir de formas verbales como explicaciones escritas u orales. Algunos prefieren aprender activa e interactivamente, mientras que otros operan más introspectiva e individualmente.

Si los profesores enseñan exclusivamente en la forma que menos se aviene al estilo de aprendizaje de sus alumnos; el nivel de inconformidad de estos puede ser tan grande que llegue a interferir significativamente en el aprendizaje. Pero por otro lado, si los profesores enseñan en la forma que más se adapta al estilo de aprendizaje que sus alumnos prefieren, los estudiantes no desarrollan la capacidad mental que ellos necesitan para alcanzar su potencial de éxito como alumno y como futuro profesional.

Por tanto uno de los objetivos de la educación debe ser ayudar a los alumnos a construir sus habilidades tanto en los modos de aprendizaje que ellos prefieran como en los que no. Los modelos de estilos de aprendizaje que caracterizan estos modos, proporcionan buenas referencias para diseñar la instrucción con la amplitud deseada.

Según se plantea, uno de los modelos de estilos de aprendizaje que más ha ayudado al perfeccionamiento de la enseñanza en el área de Ingenierías es el denominado Modelo de Estilos de Aprendizaje de Kolb. Este modelo clasifica a los alumnos teniendo en cuenta sus preferencias por:

• Experiencia concreta o conceptualización abstracta (cómo toman la información)
• Experimentación activa u observación reflexiva (cómo interiorizan la información)
• Los 4 tipos de alumnos según este esquema de clasificación son:
• Tipo1- Concreto, reflexivo (lo característico es el ¿por qué?)
• Tipo2- Abstracto, reflexivo ( " ¿qué? )
• Tipo3- Abstracto, activo ( " ¿cómo?)
• Tipo4- Concreto, activo ( " ¿qué si?)

Sin embargo, la enseñanza en Ingenierías tradicionalmente se ha focalizado casi exclusivamente en la presentación formal del contenido (conferencias), un estilo que resulta cómodo sólo para los alumnos del tipo2. Para llegar a todos los tipos de alumnos, que es lo que según este autor se ha dado en llamar "enseñanza en círculo"; el profesor debe explicar la relevancia de cada nuevo tópico (tipo1), presentar la información y los métodos que son básicos para el nuevo material (tipo2), proporcionar oportunidades para practicar en los métodos (tipo3), y estimular la búsqueda de aplicaciones (tipo4).

Estas poderosas generalizaciones han sido logradas a partir de un minucioso trabajo que en el campo investigativo de la enseñanza de las ciencias en general, y en particular en la investigación en la enseñanza de la Física, se ha venido desarrollando con considerable auge en el ámbito internacional durante los últimos 15 años.

Tal ha sido el impacto de los resultados investigativos provenientes del área de la enseñanza, que muchos profesores, como es el caso del autor de este estudio; se suman al reconocimiento de la importancia y la necesidad de llevar a cabo un trabajo profesoral en la Física que se corresponda con lo que se ha dado en llamar "el ciclo de la McDermott". Según esta autora, el desarrollo curricular de la Física debe estar orientado a la búsqueda de un adecuado balance entre contenido y proceso, entre ciencia como conocimiento y ciencia como un modo de saber; por lo que para que el curriculum de esta materia resulte eficaz, es necesario desarrollar un proceso compuesto de tres partes:

• Conducir investigaciones sistemáticas de cómo piensan los alumnos acerca de la Física, antes, durante y después de la instrucción.
• Utilizar los resultados de estas investigaciones para guiar el desarrollo curricular.
• Diseñar, probar, modificar y revisar los materiales instruccionales en el salón de clases, en el cual se encuentra continuamente disponible la retroalimentación detallada a partir de los alumnos.

En este enfoque se considera además que estas tres partes, a saber, la investigación, el desarrollo curricular y la instrucción propiamente dicha; constituyen componentes de un proceso que a la vez es continuo, interactivo e iterativo.

Especialmente relacionado con la investigación acerca de los conocimientos y expectativas con que ingresan los alumnos a los cursos de Física y la modificación esencial que estos aspectos experimentan una vez finalizadas las clases, han sido realizados diversos estudios. Uno de los resultados más comunes, a la vez que más sorprendente para la metodología de enseñanza tradicional que se centra en el profesor; es el que no existe una correlación necesariamente positiva entre el éxito de los alumnos y la buena reputación que tenga el conferencista o profesor principal del curso. Según se afirma "no importa cuan lucidas sean las conferencias, el aprendizaje significativo prácticamente no ocurre en la enseñanza tradicional".

Como ha sido recientemente expresado de forma muy convincente por F. Reif, los investigadores en enseñanza de la Física desde hace tiempo se han venido ocupando de desarrollar instrumentos evaluativos que permitan establecer determinados "comportamientos típicos" que posibiliten, por vía de la comparación, llegar a conclusiones acerca de la eficiencia de los diferentes métodos de enseñanza empleados. Un ejemplo muy prestigioso de tales instrumentos es el conocido como el F.C.I. (The Force Concept Inventory), el cual está concebido para la evaluación de la eficacia de un curso de Mecánica en lo referente a lograr un comportamiento standard mínimo con relación a seis aspectos fundamentales del concepto newtoniano de fuerza.

Por otra parte, y ya relacionada con las habilidades que resultan fundamentales para un adecuado desenvolvimiento y desarrollo de los alumnos de Ingenierías en el aprendizaje de la Física, se ha encontrado; que la asimilación de las teorías físicas se realiza por un conjunto de acciones a desarrollar por el alumno y que se ha dado en llamar el "invariante de la apropiación de la teoría". Este modelo pedagógico contempla que el alumno debe ser capaz de:

• Inducir a partir del experimento (objetivo o mental), los modelos, las leyes y los principios fundamentales.
• Definir los conceptos y magnitudes fundamentales, explicando los vínculos existentes entre la calidad y la cantidad.
• Interpretar física, filosófica y partidistamente, los conceptos, magnitudes, modelos, leyes y principios fundamentales.
• Explicar fenómenos particulares mediante la aplicación deductiva de las leyes fundamentales.
• Comprobar experimentalmente las leyes y ecuaciones derivadas.
• Aplicar mediante el cálculo, las leyes y ecuaciones derivadas explicando y obteniendo los vínculos existentes entre calidad y cantidad.
• Explicar las ideas básicas que sustentan los conceptos, magnitudes, modelos, leyes y principios fundamentales, mostrando el papel que ellos desempeñan en los mismos.

En el anterior modelo pedagógico, subyacen un grupo de habilidades lógicas de carácter muy general, sin las cuales es imposible llevar a cabo el conjunto de acciones que dicho modelo establece.

Aunque el empleo de habilidades lógicas está presente prácticamente en el manejo de todos los tipos de contenidos, algunas temáticas o disciplinas requieren de algunas de ellas, en mayor grado que otras.

Investigaciones más recientes desarrolladas por el Centro de Estudios M.F. Gran de la Universidad de Oriente; y que han analizado la lógica inductivo-deductiva que subyace en el citado modelo de apropiación de la teoría para la disciplina de Física que se imparte a alumnos de Ciencias Técnicas, han concluido que para dicha materia resultan esenciales las 4 habilidades lógicas siguientes: comparación, abstracción, generalización y concreción.

Esto encuentra fundamento en el hecho de que la comparación tiene un gran peso tanto en la etapa inicial del proceso docente cuando se hacen generalizaciones a partir de hechos empíricos; como cuando posteriormente se pasa a la realización de comprobaciones y aplicaciones de las leyes.

Por su parte, la generalización es imprescindible para la elaboración y manejo de cualquier conocimiento teórico; mientras que la abstracción no puede estar ajena a los procesos de modelación, por cuanto ella permite revelar la esencia de los objetos.

Finalmente, la concreción se manifiesta en la etapa final de la lógica inductivo-deductiva, cuando se realiza el proceso de transferencia de las conclusiones y resultados generales a la esfera de los objetivos singulares.

La inclusión de clases del tipo de Taller.

Teniendo en cuenta por una parte, los requerimientos de los modernos métodos de enseñanza; y por la otra, que la incorporación de modificaciones en el terreno de lo educativo ha de ser sumamente cautelosa y gradual, a fin de que los "objetos", (en este caso seres humanos), no corran riesgos significativos; muchos innovadores del curriculum, como es el caso del autor de este trabajo, consideran lo más adecuado comenzar por variantes intermedias que consisten en ir perfeccionando el método tradicional a partir de la incorporación de modificaciones "locales" que puedan ir progresivamente ampliándose en el tiempo, hasta revolucionar plenamente el curriculum tradicional.

Una estrategia de este tipo y que en el presente trabajo se considera adecuada, es la de introducir en el curriculum tradicional un tipo de actividad docente que puede llamársele Taller. A diferencia de los tipos habituales de clase, este Taller permite la utilización de una metodología de enseñanza basada en un modelo de aprendizaje como el discutido en la parte anterior de este trabajo, o sea, del tipo de un constructivismo colaborativo o social bajo la dirección del profesor.

Existen antecedentes de este tipo reportados en la literatura, elaborados incluso para temas comprendidos dentro de la Física I, como es el caso de la llamada Máquina de Atwood Modificada, del Choque inelástico lento, del Péndulo magnético para el estudio del caos determinista y de la Entropía como resurrección del calórico.

Estos talleres se caracterizan por estar orientados no a la enseñanza de algoritmos de aplicación de los formalismos o modelos matemáticos ya establecidos; sino a la profundización en la comprensión de los conceptos fundamentales y al desarrollo del razonamiento cualitativo en los alumnos. Estos Talleres se desarrollan sobre una estrategia que en esencia se compone de tres fases, a saber: esclarecer, confrontar y resolver.

El esclarecimiento abarca lo relacionado con la detección de las preconcepciones que poseen los alumnos con respecto a determinados temas físicos de estudio; y usualmente puede instrumentarse a través de encuestas o entrevistas del profesor con los estudiantes, que son realizadas con anterioridad a la realización del Taller propiamente dicho. Como resultado de esta etapa el docente queda equipado con un conjunto de equivocaciones o nociones ingenuas que portan los alumnos con relación a la Física.

La confrontación constituye ya una parte fundamental del Taller y consiste en enfrentar a los alumnos a ciertos problemas cuidadosamente seleccionados o elaborados por el profesor sobre la base de las dificultades que fueron previamente detectadas; de forma que en la mentalidad del alumno surja un conflicto entre lo que debería suceder conforme a sus concepciones y lo que objetivamente ocurre.

En general las situaciones o problemas de estudio durante esta fase son más fragmentados o menos integrados que aquellos problemas que en las Clases Prácticas tradicionales se suelen presentar a los alumnos para que estos lo resuelvan. Esto último lleva el propósito de que en tanto sea más específico el objeto de análisis, más profunda puede llegar a ser la comprensión por parte del estudiante; posibilitando con ello que la nueva noción pueda llegar a rebatir y definitivamente a sustituir a la noción incorrecta que originalmente poseía el alumno sobre el tópico en cuestión. Esta última etapa es la conocida como de resolución o corrección de las preconcepciones incorrectas.

Es importante destacar que en este Taller resulta fundamental el trabajo de los alumnos en forma de equipos, donde se ponga de manifiesto el papel activo y colaborativo de estos como un elemento esencial del modelo de aprendizaje que se ha asumido en este trabajo y que se sustenta en el constructivismo social de L. Vigotsky.

Por último es necesario destacar que la inclusión de estos Talleres, dentro del proceso de ordenamiento de las actividades docentes correspondientes a un tema; se concibe de forma tal que en ningún momento deje de cumplirse con lo establecido con la lógica de las etapas funcionales de la acción (orientadora, ejecutora y de control), cuya eficacia particularmente en la enseñanza de la Física ha sido probada en estudios anteriores. Especialmente se concibe que dichos talleres se deben introducir al final de la etapa orientadora, etapa en la que deben darse las fases de motivación y comprensión de los alumnos; quedando a su vez en posición antelada respecto de actividades típicas de la etapa ejecutora como son las clases prácticas y seminarios, y donde como se sabe se persiguen las fases de dominio y generalización de la acción por parte de los estudiantes.

Así mismo se considera, que las restantes formas habituales (conferencias, clases prácticas, seminarios y laboratorios), sólo deben de conservar de lo tradicional el nombre, debiendo evolucionar consecuentemente hacia las variantes de participación activa, colaborativa e indagativa de los alumnos, que son rasgos característicos del método de enseñanza que en este trabajo se defiende y se ha ido fundamentando.

Es según esta lógica que se propone incluir las ideas y métodos innovadores de la enseñanza de la Física, en el programa y el curriculum cubano de esta materia para estudiantes de Ingenierías.

UNA METODOLOGÍA PARA LA ELABORACIÓN DE PROGRAMAS DE ASIGNATURA EN FÍSICA

El análisis con enfoque de sistema del programa de asignatura de Física, ha permitido revelar en la estructura de dicho objeto de estudio, un conjunto de elementos como los estudiados en los epígrafes anteriores. En estos se analizó como cada una de las "tres dimensiones" (fundamentalización, profesionalización y psicofundamentación); están a su vez compuestas de una estructura que se basa en la presencia de los "tres componentes" (objetivos, contenidos y método) que según se ha argumentado, deben integrar el programa de la asignatura.

Teniendo en cuenta lo anterior, se llega a la conclusión de que se puede formular una metodología para la elaboración de programas de asignatura de Física, que de forma sintética y diagramática se puede expresar a través de una matriz de 3´ 3, cuyo contenido por filas (componentes) y columnas (dimensiones) es el que se muestra en la Tabla 7.

Tabla 7. Componentes y dimensiones que conforman la metodología propuesta

para elaborar un programa de asignatura de Física adecuado.

La metodología que de manera sucinta ha sido mostrada en la tabla anterior, en su variante desplegada significa realizar secuencialmente el conjunto de pasos que se relacionan a continuación:

Establecer los tres componentes (OCM: objetivos, contenido y método) de la dimensión denominada como Fundamentalización; partiendo del programa que con carácter nacional está definido para la disciplina Física; y teniendo en cuenta además los resultados de actualidad que se han obtenido en el campo de la Física como ciencia; para a partir de estos últimos, elegir aquellos aspectos que deben pasar a formar parte del programa docente de la asignatura en cuestión. Para tal incorporación de nuevos contenidos en el programa, se usará como criterio no el simple snobismo, sino la significación que dichos nuevos elementos tengan en la modificación de algunos de los rasgos esenciales del Cuadro Físico del Mundo que debe quedar conformado de la manera más precisa posible en la mente de los alumnos.

En este trabajo, este tipo de análisis llevó a la inclusión en el programa, de elementos básicos de la llamada Teoría del Caos.

Establecer los tres componentes (OCM) de la dimensión denominada como Profesionalización; partiendo de lo definido en el Plan de Estudios de la carrera dada; y de los elementos adquiridos a partir de un proceso de consultas tanto a profesionales de la especialidad ingenieril dada, como a alumnos que recientemente hayan cursado asignaturas propias de la disciplina integradora de la carrera, y que por tanto poseen vivencias de los vínculos reales que ellos hayan detectado a ese nivel entre la Física y aspectos propios del movimiento del objeto de la profesión.

En este trabajo, este tipo de relación permitió por un lado, llegar a la conclusión de que es fundamental para dicha carrera que en el marco de las teorías físicas que se manejen dentro del estudio del movimiento mecánico que se realiza a través de la asignatura Física I, fuera incluido de nuevo (porque en programas antiguos ya estaba) un tema fundamental para el desenvolvimiento de los alumnos en las posteriores disciplinas de la profesión y que es el de Flujo de fluidos.

Además se llegaron a precisar toda una serie de condiciones ingenieriles de manifestación de elementos de las teorías físicas, que deben ser dominadas por los alumnos para lograr posteriormente un apropiado desempeño como profesional de la especialidad dada. En un Anexo de este trabajo se relacionan estas condiciones según los diferentes marcos teóricos de la asignatura Física I.

Establecer los tres componentes (OCM) de la dimensión denominada como Psicofundamentación; partiendo fundamentalmente de la consulta de trabajos publicados en la literatura científica dentro de áreas tales como: Teorías de la Psicología educativa, Estrategias de aprendizaje y Enseñanza de la Física y además, de la exploración de la población estudiantil específica que recibirá el curso. Aquí para ser consecuente con la tendencia predominante a nivel internacional en la enseñanza de las ciencias; o sea, con el modelo que concibe el aprendizaje como un proceso de construcción de conocimientos por parte del cognoscente y que tiene como requisito fundamental la relación sujeto-sujeto destacada por el destacado psicólogo soviético L. Vigotsky (y no simplemente la relación sujeto-objeto destacada por J. Piaget); es especialmente importante la consideración de que la mente del alumno no puede ser considerada como un pizarrón vacío donde hay que escribir el nuevo conocimiento; sino que ellos portan siempre determinadas concepciones previas acerca del contenido a tratar en la enseñanza; y que por tanto resulta vital la implementación de vías apropiadas, tanto para explorar el pensamiento de dichos sujetos, como para la creación en ellos de los conflictos cognitivos que son necesarios para lograr un aprendizaje realmente eficaz.

En este trabajo, este tipo de análisis fue realizado, adquiriéndose una relación o banco de concepciones previas que se reconocen en la literatura como muy representativas de esta problemática; a la vez que se llegó, por medio de la prospección en el dominio del grupo particular de los alumnos de la especialidad ingenieril en cuestión, un grupo de concepciones sobre la Física que incluso llegan a persistir en la mente de estos alumnos luego de que ellos hubieran aprobado un curso tradicional de la asignatura Física I. También se llegó a proponer la utilización de un tipo de clase no tradicionalmente usado en la enseñanza de pregrado, que se le denomina Taller y que se concibe orientado al desarrollo del pensamiento lógico y el razonamiento cualitativo en los alumnos.

Integrar lo relativo a las tres dimensiones de cada uno de los tres componentes del programa (OCM), a fin de que el programa definitivamente obtenido para la asignatura en cuestión, quede redactado en un formato que cuente con las secciones principales siguientes:

Datos preliminares: donde se delimiten aspectos tales como denominación de la asignatura, curso a que está dirigido y fondo total de tiempo que considera.

Objetivos: estos deben aparecer formulados en sus conocidas dos variantes, o sea en los de tipo educativo e instructivo.

Contenido: en el sistema de conocimientos deben delimitarse tanto las principales Teorías y Principios físicos de estudio, como las condiciones de manifestación o aplicación de éstas que resultan importantes desde el punto de vista de los intereses de la profesión.

El sistema de habilidades por su parte, debe precisar los tipos de éstas que se contemplan, conforme a las cuatro esferas en que esencialmente se ponen de manifiesto las habilidades en un curso de Física; es decir: las de apropiación de la teoría, las de aplicación de los métodos de trabajo teórico-práctico, las de aplicación del método científico experimental y las del pensamiento científico.

Método: debe precisar el modelo psicopedagógico que ha de utilizarse, particularizando el estilo de trabajo de los alumnos y el profesor en el ámbito de los diferentes tipos de clases que se proponen emplear. Ha de esclarecerse además en que tipo de actividades es que deberá insistirse en el empleo del método derivado de la lógica de la ciencia, y en que otras aquel que es derivado de la lógica de la profesión; ya que la lógica propia del aprendizaje según el modelo psicopedagógico asumido quedará de hecho implícita en la concepción de cada una de las actividades y el orden de estas dentro del tema; aspectos estos últimos que deben haberse tratado al inicio de esta misa sección. Deben también aparecer aquí las orientaciones relativas a las características que debe reunir el sistema de evaluación de la asignatura.

Bibliografía: relacionará no sólo los libros básicos a manejar por el alumno, sino todas aquellas fuentes de información (libros, revistas, etc.) que constituyen soportes fundamentales para que pueda desarrollarse tanto por parte del alumno como del profesor, la búsqueda y profundización en aspectos técnicos y metodológicos que se son necesarios para un adecuado desarrollo del curso que sobre este programa se implemente.

Por último, una vez obtenido el programa completo, debe realizarse una estimación acerca de la relación que se ha establecido entre el volumen del programa en su conjunto y el fondo de tiempo que para dicha asignatura está definido en el programa de la correspondiente disciplina a la cual este se integra. A los efectos de garantizar la debida correspondencia en este sentido; en los casos de que se hayan producidos inclusiones de temas adicionales que no estaban previstos en el programa de la disciplina; han de especificarse las debidas reducciones de otros contenidos (por concepto de eliminación o de traslado hacia otras asignaturas), de forma que se produzcan las necesarias compensaciones en este aspecto.

En el caso de este trabajo, la inclusión de los temas de Flujo de fluidos y de Teoría del Caos se compensa por la eliminación en el programa, del estudio del movimiento plano del cuerpo rígido (que según los profesionales consultados tiene importancia para los ingenieros mecánicos pero no para los químicos); y por el traslado del estudio del movimiento ondulatorio hacia la asignatura siguiente (Física II) que es donde para el estudio de las ondas electromagnéticas y de la óptica ondulatoria éstas resultan verdaderamente un requisito fundamental, siendo por demás en el libro de texto de esta última asignatura donde aparecen tratadas.

Luego de haber conformado la metodología para elaborar programas adecuados de asignatura de Física para ingenierías que acaba de ser descrita, se entiende que se ha logrado dar solución al problema originalmente planteado en este trabajo, y que por tanto se verifica la validez de la hipótesis que fuera asumida como vía de llegar a tal transformación.

APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA AL CASO DE LA FÍSICA I DE INGENIERÍA QUÍMICA

Para posibilitar la evaluación de la eficacia de la metodología de elaboración de programa de asignatura que ha sido expuesta en este trabajo, se procedió a la aplicación de la misma al caso específico de una asignatura, en este caso la denominada como Física I para la carrera de Ingeniería Química.

Estimación de la validez de la propuesta antes de su introducción en el curriculum

El curriculum es un sistema complejo, influenciado por 8 factores esenciales (3 genéticos y 5 morfológicos), que hacen que en un sentido pleno el proceso de perfeccionamiento del mismo tenga que transitar por las 4 fases que ya fueron anteriormente planteadas y que son las siguientes:

• Diagnóstico de necesidades sociales.
• Diseño curricular propiamente dicho.
• Aplicación.
• Evaluación.

Sin embargo dado que en el campo de las investigaciones pedagógicas, la introducción de nuevas alternativas está indisolublemente ligada a la realización de determinadas influencias sobre seres humanos; resulta particularmente necesario todo un trabajo de estimación de la validez de las nuevas alternativas educativas que surgen, antes que se proceda a la intervención con ellas dentro del proceso docente educativo real.

Es por ello que es una exigencia fundamental de la ética científica y pedagógica el realizar análisis cuidadosos de las propuestas elaboradas, antes de su introducción en el curriculum, a fin de reducir al mínimo el grado de riesgo que se corre con relación a que las personas que reciban la influencia de la nueva alternativa pedagógica que se introduzca, puedan resultar dañadas en el sentido de quedar sometidas a tratamientos que sean menos favorables que los que ya se venían utilizando con anterioridad.

Hay elementos del curriculum, cuya calidad o eficacia debe fundamentalmente ser evaluada cuando ellos son sometidos a la prueba directa con los alumnos (como puede ser el caso de investigar el efecto de determinados dibujos o animaciones de un software educativo, en la fatiga o el mantenimiento de la atención de los alumnos); ya que en estos casos la influencia de otros factores ajenos a la nueva propuesta que se evalúa (como el profesor particular que dirija la clase), ejercen una influencia que muy bien puede considerarse despreciable, por no decir nula.

Sin embargo, hay otros elementos del curriculum que para poderlos evaluar de forma suficientemente confiable, no puede irse de inicio al proceso de su aplicación real con los alumnos, (como es el caso de un determinado programa de asignatura); ya que este es un elemento cuya influencia sobre el alumno no se ejerce de manera directa o relativamente aislada, sino que siempre está mediatizada por la acción de otros factores entre los cuales el propio profesor que lo imparte juega un papel primordial.

Hay incluso una diferencia esencial entre el valor que tiene el juicio que puedan hacer los alumnos acerca de la calidad que tenga cierto elemento del curriculum del cual ellos tengan criterios de comparación por acumular determinada experiencia en su utilización (como puede ser un manual de ejercitación para tareas extraclase); y el valor de la opinión de estos mismos sujetos, cuando de lo que se trata es de juzgar algo de lo cual se supone que ellos no tengan experiencia acumulada en su empleo (como es el caso de un programa para impartir cursos).

Es precisamente por tener en cuenta los criterios anteriormente expuestos, que en este trabajo se concibió que para la validación tanto de la metodología de elaboración de programas que se propone, como del programa específico que con ella se obtuvo, lo más adecuado era la utilización del denominado Método de Consulta a Expertos.

Análisis de los criterios recogidos

A continuación se exponen los aspectos más importantes relacionados con las opiniones que estos expresaron.

En referencia a los cuatro aspectos cuya calidad los expertos debieron valorar (la metodología, los objetivos, el contenido y el método que componen el programa elaborado); la opinión recogida fue que unánimemente se considera que estos poseen buena calidad y que satisfacen los propósitos para los cuales cada uno está previsto.

Por su parte, de la solicitud que se les hizo a los expertos de que plantearan cualquier criterio que consideraran pertinente; se obtuvieron un determinado grupo de sentencias que se agrupan en dos clases fundamentales, o sea: un primer grupo (I) que reúne lo referido a las cualidades positivas que encontraron los expertos en los objetos que analizaron; y un segundo grupo (II), que contiene sugerencias para perfeccionar aún más la calidad, particularmente de los contenidos del programa y que fueron ofrecidas por los expertos provenientes del área de la profesión en cuestión (Ingeniería Química).

De esta suerte, en el anteriormente definido grupo I se encuentran opiniones como las siguientes:

La metodología de elaboración de programas de asignatura propuesta, logra organizar sistémicamente un grupo de elementos que tradicionalmente, o no se les consideraba, o se les tenía en cuenta de forma muy dispersa e inconcurrente.

La propuesta de inclusión de los denominados Talleres, resulta realmente novedosa e interesante, por lo que sería muy conveniente que posteriormente se divulgasen los resultados obtenidos de su aplicación, con vistas a la posible generalización de su empleo.

La metodología logra un fuerte carácter sistémico, porque considera los nexos e interrelaciones no sólo entre los contenidos, sino entre todos los componentes fundamentales del proceso de enseñanza-aprendizaje.

El enfoque constructivista del proceso de aprendizaje y la utilización de la llamada fase exploratoria de los conocimientos y expectativas que portan los alumnos antes del desarrollo de las clases propiamente dichas, contribuye a la posibilidad de realización de una educación suficientemente diferenciada.

El sistema de habilidades que abarca el programa, se encuentra muy bien estructurado en cuatro grupos que son los realmente fundamentales para la disciplina de Física.

La metodología se considera apropiada no sólo para la elaboración de programas de asignaturas de Física en la Educación Superior; sino incluso adaptable para la elaboración de análogos programas en la enseñanza técnica y profesional de nivel medio superior.

Por su parte, dentro del anteriormente definido grupo II se encuentran las opiniones planteadas por los ingenieros y que en todos los casos constituyen condiciones de aplicación de los aspectos físicos que convienen ser añadidas a las que ya inicialmente se tenían en el programa elaborado. A continuación se relacionan estas, señalando entre paréntesis el aspecto físico fundamental que se pone de manifiesto en cada caso:

• Homogenizadores para pasteurización de leche (oscilaciones forzadas).
• Manómetro diferencial y rotámetro (flujo de fluidos).
• Hornos y reactores (leyes de la radiación térmica).
• Dependencias de los coeficientes de transporte respecto de la temperatura y la presión en un fluido real como el vapor de agua (física molecular).

Ajustes de corrección

Teniendo en cuenta los criterios recogidos de los expertos, se procedió entonces a realizar las correcciones al programa elaborado que fueron indicadas; ya que con relación a la metodología no se obtuvieron sugerencias de perfeccionamiento; pues las correcciones indicadas al programa por los especialistas no constituyen aspectos que fueran ignorados por la metodología; sino más bien, son criterios de estos últimos especialistas (ahora de más alto nivel), que logran precisar aún más algunos elementos que ya en el proceso de aplicación inicial de la metodología, habían sido esbozados en primera aproximación por los ingenieros y los alumnos consultados.

La inclusión de las correcciones en sus correspondientes marcos teóricos de la asignatura Física I para Ingeniería Química se presenta en la versión definitivamente corregida que se presenta en el Anexo 3.

CONCLUSIONES

Una vez finalizadas todas las etapas del trabajo investigativo que se han venido exponiendo en las secciones anteriores de este artículo, y particularmente teniendo en cuenta los resultados del proceso de perfeccionamiento y validación de las propuestas de metodología y de programa que fueron descritos en su última sección; se arriban a las conclusiones siguientes:

• La metodología conformada en este estudio para producir programas adecuados de asignatura de Física para carreras de ingeniería, resulta apropiada y eficaz conforme al criterio de los expertos consultados, por lo que de hecho se considera: resuelto el problema científico inicialmente planteado en esta investigación; así como veraz la hipótesis utilizada para lograr la solución de dicho problema, y que fue formulada en términos de la integración sistémica de las llamadas tres dimensiones (Fundamentalización, Profesionalización y Psicofundamentación).
• El programa de la asignatura Física I para la carrera de Ingeniería Química que ha sido elaborado en este trabajo; a juicio de los expertos resulta adecuado, constituyendo un aporte práctico importante para el perfeccionamiento de la enseñanza de la Física en dicha especialidad; por lo que se puede afirmar que con él se satisface el objetivo inicialmente planteado para esta investigación.
• La incorporación en forma explícita en el programa de asignatura de la categoría didáctica Método de enseñanza-aprendizaje, como uno de sus componentes fundamentales para poder realizar un proceso docente educativo científicamente fundamentado y estable, que pueda alcanzar la verdadera categoría de un componente del sistema curricular y no la forma libre e improvisada de cada profesor que imparte el curso, constituye a juicio de los consultados un rasgo muy positivo de la propuesta que hace este trabajo.
• La propuesta de empleo del tipo de clase llamada Taller, orientada al desarrollo de las habilidades de razonamiento cualitativo en los alumnos y que se concibe desarrollar siguiendo las denominadas fases de exploración, confrontación y corrección de las concepciones previas de los alumnos respecto de la Física; según todos los consultados; constituye una manera eficaz de desarrollar el pensamiento lógico y de carácter científico de los alumnos, que sistematiza a nivel de la clase, los presupuestos propios de un modelo de aprendizaje constructivista y social.

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Raúl Ortiz Pérez raul.ortiz[arroba]reduc.edu.cu

Dpto. de Física / Universidad de Camagüey Roberto Portuondo Padrón CECEDUC / Universidad de Camagüey / Cuba.