Manual didáctico alusivo a la enseñanza de la física como herramienta para la construcción de conceptos científicos

Cuando se analiza de manera global el proceso de formación del aprendiz, no puede dejarse a un lado uno de los actores principales del quehacer educativo, el docente. Este personaje es el encargado de establecer un conjunto de actividades o acciones a seguir, debidamente estructuradas y secuenciadas, con el objeto de promover los aprendizajes esperados por los estudiantes.

En este sentido, es importante recordar que una de las implicaciones de la teoría de Ausubel (1976) para la enseñanza de la física es la necesidad de cultivar la disposición, confianza en sí mismo y motivación del estudiante. Para ello el docente debe promover estrategias que lleven al acercamiento con el alumno, evitando entre ellos la competencia y el fracaso que deriva una instrucción o un aprendizaje inadecuado; asimismo, se debe fomentar evaluaciones con preguntas de razonamiento, que eviten la repetición memorística, fomenten el aprendizaje significativo y desarrollen diversidad de habilidades para aprender.

Otro aspecto que debe contemplar el docente es organizar la presentación de la información en clase, estableciendo conexiones entre los diversos elementos que se van introduciendo, haciendo ver al estudiante cual es el norte que se persigue en cada uno de los bloques de contenido que se imparten.

Utilización de mapas conceptuales

Si se toman en cuenta, los aspectos del modelo original del cambio conceptual de Posner y otros (1982), asociados con la inteligibilidad, la plausibilidad y la fructibilidad de la nueva información presentada al estudiante, se requiere el uso de estrategias heurísticas, tales como los mapas conceptuales, que permitan conocer los significados que previamente el estudiante atribuye a los conceptos bajo estudio.

En segundo lugar, la elaboración de mapas conceptuales (Novak y Gowin, 1988) permite a través de discusiones en clase, generar un ambiente de participación, promover el desarrollo de las habilidades del pensamiento (Amestoy de Sánchez, 2004), y propiciar nuevos significados atribuibles al objeto de estudio, a partir del consenso logrado al final de la discusión. De esta manera, se le estaría dando al cambio conceptual la visión asociada a un cambio de significados que sean cada vez más próximos a la concepción científica (Moreira y Greca, 2003)

Esta afirmación tiene su base en la concepción del cambio conceptual, como un proceso de construcción y diferenciación de significados, que conllevan a la formación de estructuras mentales amplias y complejas, de manera que se facilite la transformación de concepciones cotidianas en verdaderos conceptos científicos. Este proceso se lleva a cabo de manera gradual y en ningún caso pretende sustituir las concepciones previas por otras, sino utilizarlas para generar ideas más cercanas a las planteadas por la ciencia.

En tercer lugar, los mapas conceptuales empleados como técnica de aprendizaje, está vinculado al desarrollo de otros procesos cognitivos, como es el caso del lenguaje oral y escrito (Banyard y otros, 1995), pues elevan el nivel del mismo, lo que repercuten en mejores formas de comunicación. Este hecho se promueve al solicitarle al estudiante la explicitación de su mapa conceptual y la aprobación o no de las ideas expuestas por sus compañeros.

Así se estaría fomentando aún más el proceso de evaluación, y la formación del espíritu crítico del estudiante (Priestley, 2004), y en consecuencia, lográndose el cambio conceptual (Posner y otros, 1982) en términos de cambios en los significados (Moreira y Greca, 2003).

Utilización de actividades experimentales

Este aspecto es de vital importancia para la enseñanza de las ciencias experimentales, tal como la física, y su uso se basa en el hecho de que la construcción de esquemas se efectúa a partir de las interacciones con el entorno.

Diversos autores han realizado propuestas para el desarrollo de las actividades experimentales, fundamentadas en la mecánica psicológica sobre cómo el alumno conceptualiza desde los datos empíricos, que solventan en cierta manera el principal problema que se detecta en el trabajo de laboratorio: su desarrollo mecánico y ausente de conceptualización (Arrieta y Marín, 2002; Andrés, 2004; Arrieta y Cova, 2006; Reigosa, 2006).

Sin embargo, a la hora de la realización de este tipo de tarea hay que tener cuidado con las condiciones instrumentales e incluso ambientales requeridas para su implementación, pues si se considera por ejemplo, experimentos donde se evidencia la transferencia de carga por frotamiento, y existe cualquier factor que lo impida (por ejemplo, humedad ambiental), puede resultar contradictorio para el aprendiz el que no ocurra lo esperado y lejos de modificar sus significados tendiendo a la concepción científica, se puede reforzar un obstáculo epistemológico que pueda existir previamente, o peor aún generarlo.

Empleo de discusiones grupales

El trabajo en grupo promueve el aprendizaje cooperativo, con el cual se quiere mediar en el desarrollo psicosocial del individuo (Vygotsky, 1983), a través del establecimiento de sentimientos de pertinencia con la tarea, aumentando en consecuencia su sentido de responsabilidad. Asimismo, conlleva al mejoramiento de la productividad de los participantes y el uso correcto de su lenguaje, pues el estudiante debe tratar de hacer lo más comprensible que pueda su discurso en el intercambio de ideas con sus pares.

Promoción del desarrollo de las habilidades del pensamiento

Independientemente de cómo se dé el aprendizaje, existen algunos procesos que el sujeto realiza en su intento por aprender, y que son comunes en muchas perspectivas; así pues, el aprendizaje está ligado a la forma en que el alumno desarrolla sus procesos cognitivos.

Para Amestoy de Sánchez (2004), existen nueve fases que efectúa el aprendiz para formar algún conocimiento, estas son: observación, comparación, relación, clasificación, ordenamiento, clasificación jerárquica, análisis, síntesis, evaluación. Esta autora considera que la observación es necesaria para percibir el problema planteado, lo que permite posteriormente la abstracción de las características de lo observado, presentadas en el proceso de descripción del objeto o situación.

En la medida que se identifican tales características, se podrá establecer la comparación de ese objeto o situación con otro, generándose un proceso de relación de ideas, semejanzas o diferencias entre ellos, las cuales estarán sometidas a un proceso de clasificación, que agrupará los elementos comunes o diferentes en diversas clases o categorías. Para ello, es necesario establecer un criterio de ordenamiento, el cual dará paso al establecimiento de relaciones entre categorías y subcategorías de clases.

Los aspectos señalados, permiten emplear los conceptos de una jerarquía para interpretar, predecir y explicar los fenómenos del entorno. Esto evidencia algún tipo de estructura cognitiva en el estudiante, y a través de ella, se puede explicar los significados que va atribuyendo a los conceptos bajo estudio. Una vez establecida la jerarquización de ideas o conceptos, se requiere del análisis y de la síntesis como fases previas a la emisión de un juicio de valor por parte del sujeto; en el caso particular del presente estudio, conllevan a la formulación de la posible respuesta al problema planteados y a la construcción del significado científico de los conceptos de carga, fuerza y campo eléctrico.

Evidentemente, el tipo de problema determinará su respuesta. En este sentido, hay que promover el uso de problemas cualitativos en las actividades de aula, pues tienden a desarrollar la capacidad de abstracción en el alumno, lo cual resulta fundamental para solucionar cualquier tipo de problema en física, y en particular en electricidad. Asimismo, los resultados de los problemas cuantitativos deben ser analizados a profundidad para derivar el significado físico de la cantidad numérica encontrada, es decir, evaluar la respuesta para que emerjan los significados.

Promoción de diversidad de estilos de aprendizaje

Puesto que se incluyen en la estrategia la utilización de mapas conceptuales para generar discusiones y las experiencias de laboratorio para corroborar significados derivados de la discusión, las actividades que se sugieren son variadas y por tanto requieren del estudiante la capacidad de adaptarse a cualquier tipo de tarea. Para ello, dentro de cada grupo se sugiere la existencia de miembros con diversos estilos de aprendizaje (Alonso, Domingo y Honey, 2003), para mejorar el desempeño global del equipo.

Por esto, el estudiante debe ser rotado en sus roles de trabajo dentro del equipo para facilitar el desarrollo de otros estilos de aprendizaje que no sea el predominante en él, capacitándolo así en el desempeño de actividades que inicialmente le resulten difíciles de realizar.

Metodología de trabajo en aula

Partiendo de los aspectos teóricos que fundamentan la propuesta (Nava y otros, 2009), se estableció una metodología de trabajo en el aula, la cual se describe en las siguientes etapas:

1. Aplicación de un cuestionario para determinar los estilos de aprendizaje.

2. Aplicación de un cuestionario para indagar conocimientos previos sobre los conceptos.

3. Clasificación de los estudiantes por estilo según el baremo de Alonso y otros (2003), en términos de la puntuación y valoración obtenida.

4. Conformación de los equipos de trabajo considerando diversidad de estilos.

5. Clase expositiva de docente para explicar la construcción del mapa conceptual y mostrar sus ventajas como técnica de aprendizaje para construir significados.

6. Realización de un ejemplo, por parte del docente, sobre la construcción de un mapa conceptual de un aspecto de un tópico de física conocido por los estudiantes

7. Realización por parte de cada estudiante, de un mapa conceptual sobre un tópico conocido por él y sugerido por el docente.

8. Discusión de los mapas conceptuales realizados y elaboración de un mapa consensuado, considerando los conceptos más generales y las palabras enlace más adecuadas.

9. Clase expositiva sobre las fases de los procesos del pensamiento, la importancia de desarrollar habilidades en esta área, las pautas generales para las discusiones y las evaluaciones.

10. Realización de un ejercicio, conjuntamente estudiantes y docente, donde se evidencien las fases de los procesos buscados, con el objeto de explicar a los estudiantes la manera de expresar sus respuestas en el cuestionario de desarrollo de habilidades del pensamiento (DHP), aclarando el propósito del mismo.

11. Entrega de las lecturas relacionadas con el concepto a tratar a todos los equipos de trabajo.

12. Asignación de una lectura diferente sobre el mismo tópico a cada grupo, sugiriendo la elaboración de un mapa conceptual, el cual será abordado en la siguiente sesión de clase.

13. Asignación de actividades experimentales, vinculadas con el concepto a tratar.

14. Exposición y discusión del mapa conceptual grupal y de las actividades experimentales.

15. Exposición por parte del docente sobre las ideas científicas abordadas y la integración del contenido tratado en las discusiones, mediante la exposición de un mapa conceptual.

16. Presentación con ayuda del computador (simulaciones, videos, internet) experiencias alusivas al concepto bajo estudio, que refuercen la teoría anteriormente discutida.

17. Una vez culminada la discusión del primer concepto, el docente presenta otras situaciones problemáticas, cuya solución será discutida con los estudiantes.

Autor:

IngrithMarely Hernández García

Disciplina: Física

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN

MICRO MISIÓN SIMÓN RODRÍGUEZ

SANTA BÁRBARA ESTADO BARINAS

Centro de Investigación y Formación: U.E.N. "Elías Araque Müller"

Municipio Ezequiel Zamora Estado Barinas.

Santa Bárbara, Enero 2016