El campo de las Ciencias Naturales es un área del conocimiento constituida por un grupo de disciplinas afines que buscan comprender y, si es posible predecir los fenómenos y procesos del mundo Natural. Son indiscutibles las implicancias de las ciencias en la sociedad actual, esto conlleva a la necesidad de que la población en su conjunto posea una cultura científica que le permita comprender el mundo Natural, y ser capaz de tomar decisiones fundamentales en la vida cotidiana, que permitan la autonomía de la practica de los valores sociales, democráticos y éticos.
A pesar de los lineamientos del diseño curricular que corresponde a la Orientación de Ciencias Sociales que tiene por finalidad específica, formar alumnos que puedan entender y valorar los problemas y conflictos sociales, incluyendo los de su propio entorno, y entender las estrategias que la misma dinámica social propone para el desarrollo de tal conflictividad. Además, los forma para que puedan comprender y valorar los procesos de desarrollo personal desde un marco conceptual pertinente e intervengan en forma crítica y responsable en los procesos y dinámicas expuestas, y también sean capaces de comprender y/o concebir modelos de explicación social que orienten sus propias acciones.
A pesar de la especificidad de esta modalidad u orientación educativa, ambas instituciones decidieron incorporar en uno de sus EDI el desarrollo de contenidos de Física, porque a nivel institución consideraron que es importante la incorporación de estos contenidos por parte del alumnado que decide seguir esta orientación, porque en muchas de las carrera universitarias y terciarias humanistas abordan de algún modo contenidos específicos de esta ciencia, la Física. Y si los alumnos no tienen incorporados conocimientos referidos a fenómenos naturales que estudia esta ciencia, esto repercutirá negativamente en su progreso académico.
También se destacó en esta decisión, la importancia que conlleva el desarrollo de los contenidos curriculares de la Física como ciencia, para complementar la formación científica y educativa de los alumnos en cuanto a las ciencias facticas.
Es importante destacar que en ambas Orientaciones (Naturales y Sociales) la carga horaria es igual, o sea 4 horas didácticas semanales, en cada una de ellas y por curso.
Como se expresó anteriormente, se tomó como muestra para el experimento los dos primeros años del Polimodal de cada una de las instituciones educativas, con la particularidad que cada curso pertenece a una modalidad diferente.
En estas entidades educativas los docentes tiene una metodología de trabajo que es importante resaltar, cada uno de ellos pertenece a un departamento que los agrupa por disciplina o ciencias, como por ejemplo Departamento e Ciencias Naturales concentra a los profesores de las siguientes áreas: Matemática, Física, Química. El Departamento de Ciencias Sociales a los docentes que dictan los espacios curriculares de: Geografía, Historia, Formación Ética y Ciudadana, Filosofía, Etc. Esta división por especialidades, obliga a los docentes a planificar en función a cada disciplina, nivel de abordaje de los contenidos, correlación, profundización de los mismos según corresponda a cada año.
De esta manera, tratan de conseguir que no haya una superposición de contenidos y cada profesor se garantiza de cierto modo, que el alumno posee conocimientos previos sobre los temas que necesita profundizar o enseñar con mayor nivel de complejidad. La comunicación y el unificar criterios para el desarrollo de la curricula es fluida, en cuanto a que cada mes, se reúnen los miembros de cada departamentos para llegar a acuerdos, readecuar la planificación y fijar puntos o metas esenciales y fundamentales a lograr dentro de un periodo determinado.
Más allá del trabajo organizado disciplinariamente o por departamento, otro factor importante es el desarrollo constante de clases interdisciplinarias, ya que se organizan clases sobre un tema en particular y dos o tres docentes de distintas áreas elaboran un proyecto que es entregado a la Directora de la Institución y lo ejecutan en el curso para el cual fue pensado, abordando el mismo tema desde las distintas disciplinas involucradas. Siendo el objetivo, que los alumnos puedan observar y entender como se aborda el mismo contenido desde diferentes enfoques.
De esta manera se pretende ampliar el espectro académico del alumno, proponiéndole una mirada integral sobre lo aprendido y romper con la fragmentación del contenido curricular. Además, lo que se busca es brindar una imagen globalizada sobre un tema y que comprendan que no son específicos de una materia o asignatura, sino que otras ciencias puede tomar el mismo objeto de estudio y analizarlo desde su especificidad. Y el aporte de cada una de ellas facilita o contribuye a la comprensión detallada y general del fenómeno u objeto estudiado.
En síntesis, esta forma de trabajo brinda al alumno la posibilidad de considerar que muchos contenidos curriculares no son únicos o pertenecen a una asignatura en particular, sino que son hechos reales y cotidianos que se los puede estudiar desde diferentes perspectivas, porque cada una de ellas, aporta una enfoque diferente del tema pero no menos importante, donde los distintos aportes parciales de cada disciplinas, ayudan a comprender y explicar una visión global del comportamiento de los fenómenos, hechos o procesos que forman parte de la realidad.
Es importante destacar que ambas cuentan con laboratorio de informática, con la diferencia que en una de las escuelas, los alumnos trabajaban en grupos de dos por máquina dado que la cantidad de estas no permite el trabajo individual por máquina, pero no implico al resultado un inconveniente sin solución, ya que los docentes coordinaban el tiempo para que cada alumno lograra ejecutar el simulador y realizar la experiencia, lo que beneficio a los alumnos en el desarrollo de sus capacidades colavorativas hacia su par. Y en la otra Institución, se contó con una maquina por alumno.
Simulador computacional como recurso didáctico
El uso de simuladores les da a los alumnos la posibilidad de hacer pruebas, de aplicar los conocimientos ya adquiridos y de ganar confianza, mejorando así su rendimiento académico (Rozenhauz, Steinberg). Además, motiva al estudiante y deriva en un mayor interés por la enseñanza y el aprendizaje.
Si bien este tipo de herramientas de ninguna manera puede suplir las ventajas de los trabajos con equipamientos de laboratorio, los resultados observados muestran que son una alternativa válida para mejorar los resultados del proceso enseñanza – aprendizaje, cuando no se dispone de equipamiento adecuado, o del tiempo que la implementación de dicha metodología requiere. (Ochoa – Mieza)
Además, en un mundo vertiginosamente cambiante el profesional de la educación debe encontrarse siempre a la vanguardia en los nuevos métodos de enseñanza que son aplicables a su quehacer educativo, es por esto que el presente trabajo trata de las bondades proporcionadas por las herramientas de simulación en computadora aplicadas a dicho ámbito, proporcionando ejemplos de su uso práctico y didáctico.
La enseñanza constituye uno de los ámbitos de uso social más prometedores para la difusión del software de simulación. Ningún sistema multimedia constituye todavía una verdadera alternativa a los métodos pedagógicos convencionales. Las herramientas de simulación en computadora están ya dando lugar al desarrollo de nuevas formas de aprendizaje basadas en la participación activa de los alumnos (viendo, oyendo y haciendo las cosas que deben aprender).
Las técnicas relacionadas con la simulación computacional resultan muy adecuadas para la formación en todas aquellas disciplinas o ciencias que requieran destreza, pues facilitan la realización de prácticas en todo tipo de situaciones (incluidas, sobre todo, aquellas que puedan resultar peligrosas o costosas en el mundo físico).
Además, los fundamentos teóricos de cualquier disciplina son asimilados más rápido y más claramente por los estudiantes a través de la visualización de fenómenos que clarifiquen a los conceptos. Una imagen vale más que mil palabras dice el viejo refrán, y una imagen en movimiento, mil veces más.
En particular, la enseñanza de la Física y las Matemáticas generan problemas de comprensión en los estudiantes debido a la complejidad de los conceptos involucrados. La enseñanza convencional basada sólo en clases expositivas y lecturas de textos no siempre proyecta buenos resultados, por esta razón es conveniente complementar con experimentos y visualización de conceptos. Estos últimos, a través de la apropiada selección de las herramientas, como un software, puede ser una estrategia muy efectiva y abordable desde el punto de vista económico, para establecimientos educacionales siempre limitados en recursos tecnológicos y por lo general tampoco cuentan con una adecuada capacitación para sus recursos humanos, ya sea para mostrarles nuevas alternativas de recursos disponibles, herramientas, nuevas formas de enseñanza o didáctica, exposición de trabajos científicos, de puntos remotos geográficamente, realizados por otros docentes de sus mismas disciplinas junto a sus alumnos, para poder observar técnicas, estrategias, recursos, etc. Y apropiarse de lo que le sería útil para el mejor rendimiento de sus clases.
Además, despertar o promover la inquietud en ellos, para encontrar alternativas válidas y beneficiar el rendimiento académico de sus alumnos, entre otras cosas.
Los software de Simulación ondulatorio son una representación de fenómenos físicos que los podemos visualizar en los ordenadores, cuyas codificaciones en los programas didácticos representan formas y/o procesos en un entorno interactivo, permitiendo al usuario modificar variables y visualizar los cambios que se producen.
Los simuladores son de tipo digital, donde predomina el aprendizaje por descubrimiento, en el cual el diseñador de Software crea ambientes ricos en situaciones que el usuario debe explorar interpretativamente, hasta llegar al conocimiento a partir de una experiencia, creado sus propios modelos de pensamiento, sus propias interpretaciones con el mundo virtual para ser aplicadas posteriormente en el mundo real.
El objetivo de un simulador educativo, es permitir que el estudiante sea capaz tanto de aprender de la experiencia y poder tomar decisiones frente a una situación determinada. Es decir convertirlo en una herramienta didáctica.
La enseñanza – aprendizaje que busca este tipo de propuesta esta centrado en el saber hacer y apoyado en la propuesta de Jonassen, "aprender con la computadora" considerando a los simuladores como un "Laboratorio virtual" donde el alumno podrá lograr un aprendizaje por descubrimiento, lo que implica el reconocer en ellos las siguientes ventajas:
Promueve un aprendizaje por reforzamiento positivo con la interactividad que muestra el programa.
Mediante imágenes animadas, sonidos y textos, se logra captar la atención del alumno obteniendo un aprendizaje significativo.
El educando conoce y trabaja en una realidad virtual.
El alumno descubre y desarrolla sus habilidades permitiendo aumentar su capacidad de respuesta a las demandas tecnológicas del medio
Mediante los simuladores el adolescente puede diferenciar y crear su propio aprendizaje a través de una experiencia directa.
Es útil como apoyo didáctico, sobre todo en áreas de especialización.
Disminuye la brecha entre la teoría a y la práctica.
Reduce riesgos y costos ya que el educando mediante la práctica en un simulador puede realizar actividades, que si se ejecutan en la realidad, el error puede desembocar en consecuencias graves para el alumno o en su defecto costoso desde lo económico o monetario. (Construcción de un edificio, una operación, etc…)
El alumno es un agente que además de participar en la situación, debe continuar procesando la información que se le proporciona en una situación problemática logrando una participación activa.
Es una alternativa práctica que permite analizar problemas complejos.
Permite que el usuario experimente y tome decisiones.
El estudiante pone en práctica la utilización del método científico, al efectuar actividades de investigación tratando de comprobar la hipótesis sobre algún tema en específico.
Estos Software se pueden usar sin el uso del Internet.
En síntesis, la práctica en simulador no solo tiene por objeto la optimización del trabajo en el aula y el aprendizaje de las ciencias duras, sino que también prepara al alumno desde la experiencia práctica de las diferentes instancias del proceder científico, tales como:
Formulación del problema.
Formulación de hipótesis.
Deducción de consecuencias.
Obtención de nuevas observaciones, (inferencias)
Corroboración, (verificación), refutación de una o más hipótesis.
Enunciación de leyes científicas, que se origina desde las hipótesis.
Las expectativas de logro que presupone el uso de una herramienta computacional, facilitan la adquisición de competencias. Las mismas que se requieren para el desarrollo del conocimiento científico y su metodología de investigación, en función de una mayor predisposición de los alumnos, para lo cual, los esfuerzos estarían destinados.
Características de los Simuladores utilizados en la experiencia
Estas herramientas, se dirigen fundamentalmente al alumnado y a docentes Educación Secundaria, Media o Polimodal, como un complemento de las clases y de las prácticas, como también de las experiencias respecto a la Física Ondulatoria.
La imagen que se visualiza, a continuación, es un ejemplo de software de simulación de Física Ondulatoria, donde los estudiantes pueden realizar distintas actividades, que a través de la visualización y modificación de las variables frecuencia y amplitud, le permiten observar el comportamiento de cada una y asociar así la teoría con la praxis.
Para el desarrollo de la experiencia se han utilizado 2 (dos) simuladores. Con el primero se trabajó las variables amplitud principalmente y en segundo se clarifico los conceptos de onda transversal y longitudinal. Y en ambos la reflexión de la onda, todos componentes del fenómeno ondulatorio.
Simulador 1
Es descriptiva a la imagen del párrafo anterior, en el cual se ve una cuerda horizontal tensada.
Si seleccionamos la opción "Panel de control", se abrirá una nueva ventana en el cual podemos seleccionar una serie de opciones, como ser:
Iniciar la simulación
Detener en cualquier instante para visualizar alguna característica en particular.
Tipo de traza
Función que queremos visualizar
Además podemos modificar variables como: amplitud (que debe ser distinta de cero) y la frecuencia (que comienza con frecuencias bajas).
Estos valores, pueden ser modificados iniciada la simulación para ver el comportamiento de los fenómenos a medida que se produce el cambio.
Como el fenómeno está acotado y con una frontera, podemos modificar el valor del coeficiente de reflexión, por ejemplo darle el valor uno, equivalente a suponer que toda la energía rebota y la onda regresa con la misma amplitud hacia atrás. Así mismo, del lado derecho del panel de control tenemos una serie de variables que si las tildamos podemos visualizarlas en la animación, así, si se marca la onda incidente y la onda reflejada se verá como emergen dos pantallas más que muestran las dos ondas, una que va hacia la derecha y otra en forma opuesta, y en la ventana principal del gráfico se visualiza la resultante de las dos.
Simulador 2
Este simulador demuestra fenómenos ondulatorios de amplitud transversal y longitudinal, teniendo como referencia partículas testigos para observar con claridad el comportamiento de cada animación. Además, brinda la posibilidad de reflejar la onda, tanto transversales como longitudinales o ambas al mismo tiempo.
Características de los Grupos participantes
Para desarrollar la experiencia se dividió en dos grupos "con simulador" y" sin simulador".
El Grupo "con simulador" estaba compuesto por alumnos del primer año del polimodal con Orientación en Ciencias Naturales en una de las escuelas y en la otra institución educativa, por alumnos que cursan la Orientación de Ciencias Sociales, en total lo conforman 60 alumnos, entre ambas escuelas. Este grupo realizó la práctica del desarrollo del contenido sobre fenómenos ondulatorios, con el uso de simuladores en la PC, como soporte didáctico para el desarrollo del tema.
El Grupo "sin simulador" conformado con las mismas características, que el grupo anterior o sea un curso por Orientación, pero con un total de 55 alumnos formó parte de la experiencia como grupo testigo para las comparaciones, donde el proceso enseñanza –aprendizaje se da únicamente con métodos tradicionales, con recursos como la tiza, el pizarrón, láminas referidas al tema, fenómenos explicativos y proyecciones de videos.
La conformación de grupos y la metodología de enseñanza, más la selección de recursos didácticos específicos para el desarrollo del contenido curricular, fue definido a fin de afirmar o refutar la hipótesis que dio origen a este trabajo, que consiste en demostrar que el uso de programas o software de simulación, para el desarrollo de ciertos contenidos del área de Física, mejora el proceso de aprendizaje.
Para poder realizar la experiencia, en primer lugar se debió buscar un software que tenga ciertas características requeridas por los docentes de estos cursos, por ejemplo: el lenguaje debía ser en castellano, fácil de manipular y que sea soportado por el equipamiento que poseen en la sala de Informática de las Instituciones educativas involucradas en el proyecto, además, debía ser lo suficientemente explicativo y ejemplificativo para ser aprovechado al máximo por los alumnos, como así también que facilite al entendimiento del tema curricular.
Otra característica importante sobre los simuladores utilizados es con respecto a la accesibilidad. Uno de los software, el que se utilizó para demostrar la amplitud de las ondas longitudinales y transversales y su reflexión se lo consiguió bajando la página de Internet que lo contenía, o sea se lo utilizó como intranet ya que ninguna de las escuelas donde se realizó la experiencia cuenta con conexión a Internet. El otro simulador es un software portable de uso gratuito también obtenido de la red, del sitio Educapus (www.educaplus.org)
Por otra parte, los docentes fueron alfabetizados para adquirir destrezas en el uso de los simuladores, y así, lo pudiesen utilizar como complemento didáctico y garantizarse la viabilidad del mismo, para cumplir con el rol de guía frente a sus alumnos, en el momento de los interrogantes.
Durante el segundo cuatrimestre del año 2008 y primer cuatrimestre del año 2009 se llevó a cabo la experiencia áulica usando simuladores, con el grupo "con simulador" que comprende los primeros años del polimodal antes detallado. Para Esquembre. y a García Barneto, este tipo de software pueden usarse para visualizar fenómenos, pero también para interactuar con la simulación, recogiendo y analizando datos.
En este trabajo está implícita la tarea de coordinación y asistencia de los docentes, a fin de proporcionar ayuda a los estudiantes y puedan comparar el modelo fáctico con la realidad.
La necesidad de contar con alumnos con buena formación, es lo que plantea el desafío de un uso cada vez más eficiente del tiempo de aprendizaje académico. Por eso, si bien en el texto usado como guía se plantea toda la enseñanza a través de las simulaciones, se considera que dicha actividad tiene que ser una herramienta más dentro de las estrategias posibles y utilizarlas en aquéllos temas de mayor dificultad de percepción, para optimizar su uso. El propósito es poder enseñar contenidos de todo tipo: conceptuales, procedimentales y actitudinales en un tiempo breve y con la mayor comprensión posible.
En este caso, mediante la observación del comportamiento del grupo, frente a esta nueva herramienta, se pudo visualizar que los alumnos no presentaban dificultad para relacionarse con la herramienta específica desde el punto de vista tecnológico, ni con su asociación al planteo de la actividad y su aplicación didáctica, lo que produjo un mejoramiento en el interés por el contenido curricular desarrollado y facilitó la relación comunicacional de los estudiantes con los docentes y con otros compañeros.
Para el desarrollo de la experiencia, el tema elegido fue la simulación de fenómenos ondulatorios. Esta actividad se la llevó a cabo en los laboratorios de Informática, en varias clases.
Cabe destacar que los temas o contenidos curriculares, fueron desarrollando en forma paralela en ambos grupos. La secuenciación de la clase se desarrolló de la siguiente manera:
Comienzo de la clase: desarrollo teórico para ambos grupos por igual.
Actividades procesual o procedimental diferenciadas: grupo "con simulador" visualizaba el comportamiento del fenómeno tras la manipulación del software. Grupo "sin simulador" observaba en forma pasiva (sin manipular) los recursos explicativos que utilizaba el docente para desarrollar en contenido y ejemplificarlo.
Actividades escritas: ambos grupos realizaban las mismas consignas en sus carpetas.
La estrategia metodológica por descubrimiento es la utilizada por el docente para el desarrollo de todas las actividades planteadas.
Fase inicial de la experiencia
Las actividades planificadas para la experiencia, se la llevo a cabo en los laboratorios de Informática, en varias clases.
Los docentes comienzan con la presentación del tema y el desarrollo teórico del mismo en ambos grupos "con simulador y sin simulador" por igual, exponiendo a los alumnos el contenido conceptual y ejemplificando los mismos a través de esquemas.
Desarrollo de contenidos teóricos para ambos grupos
Concepto de Onda:
Una onda es una perturbación de alguna propiedad de un medio, que se propaga a través del espacio transportando energía.
El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal o el vacío, y las propiedades que sufren la perturbación pueden ser también variadas, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético.
Las Ondas se generan en un medio emisor. Este cuerpo es el que suministra la energía que se va a propagar.
Las características de las ondas dependen, por lo menos en parte del emisor. Por ejemplo: Una lamparita emite ondas luminosas, una estación de radio, ondas de radio, y un tambor al ser golpeado emite ondas sonoras.
Las ondas viajan con cierta velocidad (es la rapidez con que se propaga la onda) por el espacio, algunas como el sonido necesitan un medio, como el aire, para propagarse. Entendiendo como medio al espacio físico en que se desarrolla un fenómeno determinado.
Toda onda emitida llega a un receptor, pudiendo ser estos: es una persona, un equipo que recibe una señal, código o mensaje.
Una onda es una perturbación que se propaga. Las ondas mecánicas (todas menos las electromagnéticas) requieren un medio material para propagarse. El medio material se deforma y recupera vibrando al paso de la onda.
La perturbación comunica una agitación a la primera partícula del medio en que impacta la onda, (este es el emisor de las ondas) y en esa partícula se inicia la onda. La perturbación se transmite en todas las direcciones por las que se extiende el medio con una velocidad constante (si el medio es isótropo) y todas las partículas del medio son alcanzadas con un cierto retraso respecto a la primera y se ponen a vibrar. (Ejemplificación: Recuerden la ola que realizan los espectadores en un estadio de fútbol).
La onda es la foto instantánea de la perturbación propagándose. Curiosamente las representaciones de las distancias de separación de la posición de equilibrio de las partículas al vibrar, frente al tiempo, dan una función matemática seno la cual, representada, tiene forma de onda. Podemos predecir la posición de dichas partículas aplicando esta función matemática.
Es un movimiento vibratorio armónico simple. Una onda transporta energía pero no transporte materia: las partículas vibran alrededor de la posición de equilibrio pero no viajan con la perturbación. (Ejemplificación: La onda que transmite un látigo lleva una energía que se descarga en su punta al golpear. Las partículas del látigo vibran, pero no se desplazan con la onda.Las partículas perturbadas por la onda sufren unas fuerzas variables en dirección e intensidad que les produce una aceleración variable.)
¿A que se llama pulso y tren de onda?
El movimiento de cualquier objeto material puede ser considerado como una fuente de ondas. Al moverse perturba el medio que lo rodea y esta perturbación, al propagarse, puede originar un pulso o un tren de ondas. Un impulso único, una vibración única en el extremo de una cuerda, al propagarse por la cuerda da un tipo de onda llamada pulso. Si las vibraciones del extremo se suceden de forma continuada se forma un tren de ondas que se desplazará a lo largo de la cuerda. Para demostrar estos fenómenos Ondulatorios se utilizaron los simuladores, el grupo "con simulador", mientras que en el grupo "sin simulador" la proyección de un video ejemplificativo.
Diferencia entre ondas transversales y longitudinales
Para explicar este tema los profesores plantearon de diferentes actividades procedimentales con respecto a cada grupo.
El inicio de la clase (desarrollo teórico) para ambos grupos, fue igual, expositiva utilizando el pizarrón como recurso didáctico, donde se escribió el tema y los conceptos que diferencian y clasifican a cada tipo de onda. Dando las siguientes referencias:
Si las partículas del medio en el que se propaga la perturbación vibran perpendiculares a la dirección de propagación, las ondas se llaman transversales. Si vibran en la misma dirección se llaman longitudinales.
Nos referiremos a ondas cuyos pulsos pueden ser descritos por las funciones matemáticas seno y coseno. Llamaremos a estas ondas armónicas. Las partículas del medio en que se propagan estas ondas (en este caso las de la cuerda) vibran perpendicularmente a la posición inicial de la cuerda, separándose de la posición inicial arriba y abajo con un movimiento vibratorio armónico simple.
Las ondas transversales tienen nodos y valle, mientras que las longitudinales tienen compresiones y dilataciones.
Las ondas longitudinales (como las del sonido) se propagan en medios con resistencia a la compresión (gases, líquidos y sólidos) y las transversales necesitan medios con resistencia de flexión como la superficie de un líquido y en general medios rígidos.
Al terminar, el desarrollo teórico para los dos grupos, la diferencia, se planteo en el trabajo o actividad que realizaron ambos.
Actividades grupo "con simulador"
Los alumnos procedieron a manipular el simulador de Ondas Transversales y Longitudinales.
Con éste realizaron las siguientes actividades:
1- Deslizar el botón de AMPLITUD TRANSVERSAL hacia la derecha para ver la oscilación de las ondas transversales
Posición Inicial del simulador
Activación de las ondas transversales
Al deslizar el botón de AMPLITUD TRANSVERSAL los estudiantes pudieron observar que la posición estática y lineal que presentaba la cuerda de demostración del simulador, es interrumpida por una oscilación zigzagueante, que se transmitió a lo largo de ella, manteniendo la misma amplitud en todo su recorrido, formando así un tren de ondas armónicas transversales.
Modificaron la posición del botón de desplazamiento de la onda, en todo su recorrido para poder observar la variación de intensidad en la oscilación producida, en el fenómeno ondulatorio transversal.
Al activar el Botón de partícula testigo, observaron como se transporta y propaga la energía en un fenómeno ondulatorio. También al variar la amplitud de onda vieron como aumenta y disminuye la cantidad de energía transportada.
Luego de realizar esta tarea guiada por el docente, los alumnos tuvieron la posibilidad de variar la amplitud de la onda, y debían, asociar el movimiento ondulatorio de la misma con objetos reales que se comporten como esa oscilación.
Después de ejecutar y modificar la amplitud de onda transversal, dieron varios ejemplos, como el flamear de una bandera, sacudir una sabana, mover una soga atada por un extremo en el tronco de un árbol, el desliz de una víbora en el agua, la alfombra mágica de Aladino, las cuerdas de un arpa, guitarra, etc. O sea lograron trasponer y trasferir lo percibido a través de los sentido, con fenómenos de la realidad.
2- Luego, posicionaron el botón de AMPLITUD TRANSVERSAL en su fase inicial de tal modo que no se efectúe movimiento en la cuerda. Para luego desplazar el botón de AMPLITUD LONGITUDINAL hacia el centro de su tren de desplazamiento. Con el fin de observar el movimiento oscilatorio de las ondas Longitudinales.
Al deslizar el botón de AMPLITUD LONGITUDINAL los estudiantes pudieron observar que la posición estática y lineal que presentaba la cuerda de demostración del simulador, es interrumpida por una oscilación con efecto de compresión y dilatación, que se transmitió a lo largo de ella, manteniendo la misma amplitud y secuencia en todo su recorrido o trayecto.
Al activar el Botón de partícula testigo, pudieron hacer reflejar la energía que propaga la onda.
Mientras ejecutaban el simulador el docente explicaba que una onda longitudinal es una onda donde el movimiento de oscilación de las partículas del medio es paralelo a la dirección de propagación de la onda. Las ondas longitudinales reciben también el nombre de ondas de presión u ondas de compresión. Y dio algunos ejemplos de este tipo de onda como lo son el sonido y las ondas sísmicas de tipo P generadas en un terremoto.
A raíz de estos ejemplos, los alumnos también aportaron los suyos refiriéndose, al movimiento de una lombriz, a la babosa del caracol, a un cien pies al desplazarse por el suelo, al desplazar un objeto sobre los espirales que sostiene las hojas de un cuaderno, el movimiento de un acordeón, entre otros.
3- En esta parte de la actividad los alumnos debían mover los botones de cada una o ambas amplitudes y tratar de representar los movimientos oscilatorios de las ilustraciones, de los objetos que el docente había pegado en el pizarrón, con el objetivo de diferenciar cada tipo de onda a través de la visualización de los mismos.
En esta imagen, para lograr representar el efecto de movimiento de la bandera tuvieron que complementar las dos amplitudes de onda, con diferencia en la amplitud de cada una de ellas.
En estas imágenes vieron representadas las ondas transversales
En estas imágenes vieron representadas las ondas longitudinales
Los alumnos dieron muestra de lo aprendido sobre las ondas transversales, nombrando ejemplos como: las olas del mar, el dejar una piedra en un balde con agua, etc., y la propagación del sonido simulados en caricaturas animadas televisivas, para las ondas longitudinales. Lo más importante es la asimilación de la diferencia entre cada una de ellas, ya que la primera corresponde al movimiento de la onda que se caracteriza porque sus oscilaciones ocurren perpendiculares a la dirección de propagación de la misma y la segunda, el movimiento de oscilación de las partículas del medio es paralelo a la dirección de propagación.
Actividades para el grupo "sin simulador"
Al finalizar el desarrollo de la teoría, el docente, proponen a los alumnos observar un video sobre ondas, con el objetivo de visualizar la formación de ondas trasversales producidas por la combinación de diferentes objetos, como por ejemplo un timbre, una banda elástica, etc.
Videos: algunas escenas proyectadas
Antes de comenzar a ver el video, los alumnos tenían como guía un cuestionario que debían responder, en función a lo observado. Algunas de las preguntas del trabajo, eran las siguientes:
¿Qué sucede con la banda elástica, cuando el Timbre comienza a funcionar?
Al estirar la banda elástica ¿qué acontece con la forma de las ondas? ¿En cual de los 2 ejemplos se observa el transporte de mayor cantidad de energía? Fundamentar.
¿Qué tipo de ondas se forman?
Para responder este cuestionario guía, los alumnos presentaron algunos inconvenientes, a pesar de que la proyección del video se realizó reiteradas veces a modo de que ellos puedan captar cada una de las respuestas inmersas en el mismo. De esta manera, el docente tuvo que ir pausando el video y hacerle la pregunta correspondiente a cada escena, para que sus estudiantes puedan tomar nota y así construir las respuestas.
La falencia de nuestros estudiantes no es por lo general un déficit de información y datos, sino de organización significativa y relevante de las informaciones sesgadas, que reciben de los medios de comunicación. El individuo no puede procesar la cantidad de información que recibe y en consecuencia se llena de "ruidos", de elementos aislados, más o menos sobresalientes, que no puede integrar en esquemas de pensamiento para comprender mejor la realidad y su actuación. (Pérez Gómez)
Ondas Longitudinales
Al terminar el desarrollo teórico correspondiente a este tema, para ejemplificarlo, el docente hizo referencia a la siguiente lámina con el objetivo de mostrar a los alumnos la propagación de la onda y la dirección de la misma. Además, como actividad se les propuso la observación y reproducción de este fenómeno, con un resorte que les había entregado el profesor, para realizar la experiencia.
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A los alumnos les agradó la experiencia y les resulto interesante poder manipular un objeto que ejemplifique el contenido teórico, pero al termino de la experiencia, el docente planteó como actividad el reconocer cada tipo de onda (transversales y longitudinales) utilizando las mismas láminas ilustrativas que usó con el grupo A (véase Pág. 50), pero no logró los mismos resultados, con respecto al grupo antes mencionado.
Esto se debió, a la dificultad que presento un grupo importante de los estudiantes, al asociar los ejemplos ilustrativos, con el tipo de onda precisa, correspondiente a cada imagen.
En consecuencia, el profesor tuvo que representar en el pizarrón la forma oscilatoria de la onda transversal y longitudinal, para que los alumnos puedan asociar las ilustraciones con cada una de ellas.
Reflexión de onda
Actividades para Grupo "con simulador"
En esta actividad utilizando la estrategia didáctica por descubrimiento, los alumnos debían observar lo que sucedía al presionar el botón de onda reflejada, y variando la amplitud de cada onda. En función a esta observación, el docente anotaba en forma de lista la sugerencia percibidas por los estudiantes a medida que éste realizaba los siguientes interrogantes: ¿qué observan?, ¿Qué sucede al modificar los valores predeterminados?, ¿Qué opinan?, ¿con que hechos de la realidad lo asociarían?, hasta conducirlos al contenido que planeó trabajar y de esta manera entre todos elaboraron el concepto de onda reflejada.
Luego de exponer las observaciones sobre el efecto que producía cada simulador de ondas transversales y longitudinales, al variar la intensidad de la amplitud de las ondas llegaron a la conclusión de que:
Una onda se refleja, o sea, rebota al medio del cual proviene cuando se encuentra con un obstáculo que no puede traspasar ni rodear.
Para ejemplificar este tema los alumnos trabajaron con dos simuladores, uno que les permitía ver la oscilación de la onda y su reflejo en una misma ventana, haciendo una simbiosis entre la onda incidente y la reflejada. Y otro simulador que les permitió visualizar en ventanas separadas, cada suceso.
1- Elegir una frecuencia y amplitud, luego (-0.1) como coeficiente de reflexión. Después, marcar las opciones ONDA INCIDENTE y ONDA REFLEJADA. Observar y explicar lo que sucede.
La manipulación de este ejercicio les permitió verificar como el pulso emitido se superpone con el que rebota. Al seleccionar las opciones onda incidente y onda reflejada, pudieron ver en otras dos ventanas los pulsos que van y regresan por separado, viendo con claridad la onda que incide y la cantidad de energía que transporta, como así también la reflejada, ejemplificando mejor el proceso o acción.
Al variar el coeficiente de reflexión hacia los valores negativos pudieron observar que la onda reflejada transporta más energía, equiparando a la incidente.
2- Establecer modificaciones en cada una de las variables de referencia: amplitud, coeficiente de reflexión, y explicar en un párrafo el comportamiento de cada una de ellas, tomando como referencia una de las variables y ejemplificar con fenómenos de la realidad cotidiana.
En este punto los alumnos modificaron los valores y compararon el comportamiento de las variables y lograron hacer asociaciones con objetos reales que utilizan este tipo de representación para poder demostrar un suceso, como por ejemplo decían en voz alta que si se aumenta la intensidad de la frecuencia y disminuye la amplitud el simulador se comporta como un electrocardiograma. Otro ejemplo que dieron, es el hacer el procedimiento contrario con respecto al anterior, y ello simulaba el movimiento que ejerce la bandera al flamear en un mástil. También se refirieron al ejercicio físico que realizan en educación física como el de saltar la cuerda serpentada (consiste en ejercer una fuerzas que provoque el zigzagueo desde un uno de los extremos de la cuerda, sobre el otro fijo), además lograron asociar a la forma de las ondas armónica, con el deslizamiento de una víbora sobre el piso, el movimiento de las cuerdas de una guitarra, entre otros.
Por lo tanto, es evidente que no se debería ver a la ciencia como un conjunto de saberes separado de la realidad cotidiana, sino como partiendo de ella. La relación teoría-praxis, es factible de ser resuelta también desde la aplicación de herramientas didácticas, que tienen por objeto enlazar mundo y ciencia, en la mente de los estudiantes, a través de recursos que impliquen en sí mismos la asociación de los procesos científicos con los hechos de la vida real. "La vida real humana es la cantera de donde son extraídas las metáforas o modelos de donde surgen las hipótesis teóricas y los patrones de la observación." (Samaja)
En este sentido se pone de relieve la importancia y la existencia de la creatividad, en el sujeto de la ciencia como ser viviente. En el proceso de formación de lo social, como uno de los fundamentos de lo científico, es necesario distinguir que una de las fases más importantes de desarrollo cognitivo social, reside en la escuela, a cuyo nivel educativo se hace imprescindible una evolución en términos de nuevas tecnologías y de aplicación de metodologías que ayuden a construir posiciones epistemológicas con respecto a la teoría, en cuanto explicación de la realidad. Esto es, insertar al alumno en lo que Samaja llama "la ciencia como proceso". Del mismo modo promover la comprensión de modelos de asimilación de la teoría, por la cual, "…se especifican los procedimientos o acuerdos por los que se redefinirán los hechos…" (Samaja).
Actividad para el grupo" sin simulador"
Ondas reflejadas
Elemento para la experiencia:
Resorte plástico de 50 cm. de longitud.
Demostración:
Al sujetar uno de los extremos del resorte y en el orto se ejerce un movimiento vertical desde arriba hacia abajo, se puede apreciar la forma ondulatoria que toma el objeto marcando ondas armónicas con la misma amplitud y frecuencia.
El docente mientras agitaba el resorte de Plástico, explicaba que, la onda que se inicia en un extremo (el se sujeta con la mano del docente) se transporta hacia el otro extremo, donde encuentra una barrera u obstáculo, haciendo que la energía transportada por la onda incidente regrese, en forma de reflejo, ya que el obstáculo es mayor que la longitud de la onda. Conjuntamente con la ejemplificación, el profesor hacía referencia a los gráficos que había realizado en el pizarrón para explicar el tema.
Las experiencias didácticas utilizadas con este grupo, si bien quisieron ser ejemplificadoras y utilizarlas como medio o elemento motivador para el desarrollo de capacidades de construcción del aprendizaje, en el alumno, con el fin de asociar la realidad con la teoría, en la mayoría de los alumnos no dio el resultado esperado o planificado por el docente.
Del análisis, de la situación anterior, subyace la importancia al momento de la selección apropiada, de los recursos que se utilizan para ejemplificar un tema o contenido curricular, porque si estos no son acordes, no contribuye a cumplir con el objetivo para el cual fueron seleccionados.
Estos recursos y estrategias metodológicas contribuyeron a la ejemplificación del tema teórico desarrollado por los docentes, pero no fueron lo suficientemente sustentables para que los alumnos puedan construir un aprendizaje a partir de ellos, ya que solo visualizaban las experiencias, los que los posicionaba como meros espectadores de los sucesos y no los hacía partícipes activos de los mismos, al provocar en ellos un entendimiento parcial y superficial o transitorio, o sea para el momento. "La transferencia es uno de los rasgos centrales del buen aprendizaje, y por lo tanto, es uno de problemas más habituales en el alumno. Sin capacidad de transferir lo aprendido a nuevos contextos, lo aprendido es muy poco eficaz. La función adaptativa del aprendizaje reside en la posibilidad de enfrentarse a situaciones nuevas, asimilándolas a lo ya conocido." (Pozo)
Además, no les facilitó la asociación del contenido teórico con las experiencias, esto quedó demostrado en el momento que debía resolver problemas y ejercicios o asociar los fenómenos ondulatorios con su representación gráfica, ya que los docentes debían retomar los ejemplos y mostrar en el pizarrón la construcción del mismo para que ellos lograran comprender el comportamiento real y práctico del ejemplo con la teoría que lo sustenta. Ya que "el aprendizaje es siempre producto de la práctica" (Pozo)
Esto sucede por la falta de reflexión cualitativa previa, o dicho de otro modo, el operativismo mecánico con que se abordan habitualmente los problemas, incluso a veces, por los mismos profesores.
El alumno debe aprender a inducir y deducir que son las dos operaciones básicas de la lógica del pensamiento, por lo tanto razonar es inferir una conclusión lógica a partir de ciertas premisas en un sistema axiomático, los axioma deben ser comprendidos y los teoremas demostrados "una demostración puede verse como un argumento cuyas premisas son los axiomas o postulados, y la conclusión, la conjunción de todos los teorema deducido" (Vera, Ambrosini) aprender a razonar implica poder estructurar la realidad en virtud de una mayor compresión. Tener acceso al complejo mundo teórico, solo es posible gracias al desarrollo de las ciencias formales y fácticas que han hecho necesarios, determinados pasos, en la búsqueda del conocimiento científico y la verdad. Solo la manipulación efectiva de los fenómenos ayuda al alumno a desarrollar una actitud científica.
Desarrollo teórico para ambos grupos
Luego de las experiencias realizadas con cada grupo para desarrollar los contenidos curricuales, el docente siguió con el desarrollo teórico de los temas siguientes, sobre frecuencia y amplitud de onda, para ambos grupos por igual.
Frecuencia: (v) es el número de oscilaciones (vibraciones completas) que efectúa cualquier partícula, del medio perturbado por donde se propaga la onda, en un segundo. Se define la longitud de onda (?) como la distancia que recorre el pulso mientras una partícula del medio que recorre la onda realiza una oscilación completa. El tiempo que tarda en realizar la oscilación se llama período (T).
La velocidad de la onda es una descripción de cuán rápido viaja una onda. La velocidad de la onda está relacionada con la longitud, frecuencia y el período de onda y se mide en metro por segundo (m/s).
La amplitud es el desplazamiento máximo con respecto a la posición de equilibrio. La cantidad de energía en una onda depende la amplitud.
Nombre de las unidades en que se mide:
Longitud de onda: se mide en metros (m)
Período: se mide en segundos (s)
Frecuencia: su unidad es hertz (Hz)
Velocidad: su unidad es metros/segundo (m/s)
Las ondas viajeras de la cuerda son ondas bidimensionales y, como toda onda, realizan una transmisión de energía sin transporte de materia.
Cuando dos ondas se cruzan se producen los fenómenos de interferencia que afectan a las partículas que están en el cruce pero no a las ondas de manera que cada una sigue su camino sin alterar ninguna de sus características ni el valor de la energía transportada.
Actividades para el grupo "con simulador"
Para trabajar estas definiciones los alumnos utilizaron el simulador para comprobar su veracidad.
Frecuencia
Para comenzar el desarrollo del tema realizó el siguiente gráfico en el pizarrón. Mientras explicaba que: La frecuencia se utiliza generalmente para indicar el número de repeticiones de cualquier fenómeno o suceso periódico en la unidad de tiempo, siendo su longitud la distancia entre dos líneas consecutivas, en otras palabras describe lo larga que es la onda.
Para comprobar la oscilación que produce la onda y su variación al modificar la frecuencia, utilizaron el simulador uno (véase Pág. 37), donde observaron el comportamiento de la oscilación de la cuerda y modificaron la intensidad de la misma. Con el fin identificar la frecuencia, como así también el número total de vibraciones u oscilaciones que produce una onda en un medio determinado y cuan rápido viaja ésta. Como así también la longitud de onda.
Actividades Grupo "sin simulador"
Frecuencias
El docente representó gráficamente, frecuencias, con tizas de diferentes colores en el pizarrón.
Mientras hacia referencia a una lámina ilustrativa sobre el tema preguntaba a sus alumnos en que unidad se mide y cual es la diferencia una de la otra.
A esta pregunta, ayudados por sus apuntes, respondieron algunos de ellos, que se medía en hertz y la diferencia entre ellas es la variación en cantidad de oscilaciones que posee cada una.
Mientras observaban la lámina el profesor explicaba que el cambio de frecuencia de una onda se produce debido al movimiento relativo entre la fuente que lo produce y el receptor.
Una vez explicado el concepto cada alumno copio en su carpeta lo detallado en el pizarrón y graficaron el contenido de la lámina ilustrativa.
Actividad Grupo "con simulador"
Amplitud: es el desplazamiento máximo que puede tener una onda desde su punto de equilibrio y la cantidad de energía que transporta esta perturbación.
Para verificar esta afirmación se les planteó la siguiente actividad a los alumnos, utilizando la estrategia de descubrimiento:
Observa, realiza y comprueba lo que sucede con la propagación de una onda, en una cuerda tensa.
Registrar en tu carpeta lo observado.
Fijar en el panel de control el "pulso" haciendo clic con el mouse, elegir un valor cualquiera para la amplitud y frecuencia. Luego, provocar la agitación del extremo de la cuerda pulsando a continuación "on" en el mismo panel. Verás propagarse un pulso. Luego Pulsar "off", aumentar el valor de la amplitud.
Primera selección de amplitud 
Segunda selección de amplitud 
Tercera selección de amplitud 
2- Comparación de la amplitud en escala con valores positivos y negativos
Mediante la observación del fenómeno y el cambio de los valores positivos y negativos en la variable de amplitud, comprobaron los alumnos que al aumentar la separación, de la posición de equilibrio, incrementando la amplitud.
Esta experiencia, concluyo afirmando que, a mayor amplitud de la onda mayor es la cantidad de energía que transporta, al respecto se dieron los siguientes ejemplos: en una ola, la amplitud que mayor energía trasporte, será la altura máxima a la que se eleva la cresta de la ola respecto al nivel de la superficie del agua; cuanto mas grande es la amplitud de una onda sonora mas fuerte es ese sonido.
También lograron comprender la diferencia entre el concepto de frecuencia y la amplitud de la onda, ya que los docentes resaltaban la importancia de este logro. Porque sostenían, que algunas veces, la ejemplificación en el pizarrón no era suficiente o esclarecedora para conseguir la interpretación, de la diferenciación entre ambos términos, lo que producía en los estudiantes confusión al momento de resolver ejercicios, y esto dificulta el avance del desarrollo del contenido curricular, porque se debe constantemente rever el tema.
Actividad grupo "sin simulador"
Para ejemplificar el concepto de Amplitud de Onda el docente realizó un esquema representativo en el pizarrón, al que colocó todos los nombres concernientes a cada sector que conforma un fenómeno ondulatorio.
Y explicó detalladamente cada uno de ellos diciendo:
Amplitudes: una medida de la variación máxima del desplazamiento u otra magnitud física que varía periódicamente en el tiempo. Mientras explicaba, atreves de un grafico ejemplificaba el concepto.
Enfatizó afirmando que cuando mayor el la amplitud de una onda, mayor el la energía transportada.
La longitud de onda (simbolizada por ?) es la distancia entre dos cresta o valles seguidos.
Para sintetizar y aclarar dudas sobre cada concepto realizó el siguiente cuadro en el pizarrón, luego los alumnos lo copiaron en sus carpetas.
Actividades escritas que realizaron los alumnos de ambos grupos
1) Observar el siguiente gráfico y responda si es verdadero o falso
a) La distancia MN es la amplitud de la onda.
b) La distancia BD es una longitud de onda.
c) Un trozo de madera situado en D se mueve hacia abajo.
d) La velocidad de una onda es igual al producto de la frecuencia por la longitud de onda.
2) Pensar y marcar la opción correcta. Fundamentar
Si se duplica la amplitud de un movimiento ondulatorio la energía:
a) Se cuadruplica
b) Se reduce a la mitad.
c) Se duplica
d) Permanece constante
Si bien el profesor utilizó varios recursos como sustento o apoyatura ejemplificar la teoría que había desarrollado, pudo observar que a muchos de sus estudiantes del grupo "sin simulador" se les dificultaba el poder realizar la consigna sin ayuda, más específicamente cuando debían fundamentar la respuesta.
Por lo tanto, tuvo que cambiar de estrategia y resolver la consigna en forma colaborativa con sus alumnos, leyendo cada ítems en voz alta, pidiendo a sus estudiantes la respuesta correcta y la fundamentación de la misma, logrando así la participación de sus estudiante, lo que dio por resultado la construcción de la respuesta apropiada que subyace de la teoría.
Conviene recordar a este respecto las palabras de Einstein:
«Ningún científico piensa con fórmulas. Antes que el físico comience a calcular debe tener en su cerebro el curso de los razonamientos. Estos últimos, en la mayoría de los casos, pueden ser expuestos con palabras sencillas. Los cálculos y las fórmulas constituyen el paso siguiente.»
Esta experiencia permite que, tanto los estudiantes como los profesores, tomen conciencia de las deficiencias de la orientación habitual de la resolución de problemas y comprender la necesidad de un replanteamiento en profundidad de la misma. Por lo tanto el cambio de estrategias didácticas, reemplazando a las planificadas para lograr el objetivo deseado, conlleva un significado importante de destacar, tiene que ver con la reflexión permanente que le docente realiza sobre sus prácticas y asumir la responsabilidad que la importancia se enfoca en el aprendizaje del alumno y no en la excelencia que él presupone engloba a su discurso expositivo.
Sin embargo, el grupo "con simulador" pudo realizar la consigna sin inconvenientes, utilizando el software como apoyatura. Lo hicieron modificando las variables y por descubrimiento, a pesar de no poseer el concepto de energía relacionado con la amplitud de una onda.
El debate propiciado por esta actividad nos ha permitido poner en evidencia la práctica habitual de resolución de problemas. En efecto, estos suelen ser abordados como algo que se debe saber hacer, algo cuya solución ha de conocerse (si se sabe la teoría correspondiente y se tiene la base matemática necesaria) y no genera dudas ni exige tentativas. De hecho, cuando un profesor resuelve un ejercicio (bien sea en la pizarra o en las páginas de un texto), conoce la situación (para él no representa inconveniente) y la explica "con toda claridad", sin dudas de ningún tipo; consecuentemente, los alumnos y alumnas pueden aprender dicha solución y repetirla ante situaciones casi idénticas, pero difícilmente aprender a abordar un verdadero problema y cualquier pequeño cambio les supone dificultades insuperables, provocando el abandono, desgano y sentimiento de fracaso. Esto sucede porque no lograron realizar una verdadera reestructuración de la realidad en sus estructuras mentales.
Por lo tanto el alumno debe lograr "ser competente" como sinónimo de "ser autónomo", lo que indica que se ha de facilitar al estudiante, en le proceso enseñanza – aprendizaje, con instrumentos que le ayuden a reflexionar sobre su proceso de aprendizaje al resolver los problemas, a la vez que, a modo de andamiaje, le ayudan a construir la trama de conceptos y experiencia que le va a permitir resolver esas situaciones complejas. (González)
Para subsanar esta falencia es importante revisar crítica y objetivamente la práctica docente y ser capaces de asumir el error y trabajar en la enmienda del mismo.
Sin embargo, la reacción de los estudiantes que han trabajado con simuladores para desarrollar actividades sobre el mismo contenido conceptual, fue diferente, porque el docente no tuvo que replantear su estrategia metodológica para lograr la comprensión de los alumnos, sino que además, despertó mucho entusiasmo en ellos, por lo "divertido" de poder observar las oscilaciones de las ondas, pero al mismo tiempo fue muy efectivo para lograr que estos comprendieran la relación entre lo teórico y práctico, considerando que "aprender hechos, conceptos, procedimientos de una asignatura, es un medio para formar el pensamiento del estudiante en ese ámbito, de modo que pueda entender los problemas de la vida cotidiana" (Pérez Gómez)
Además, la facilidad de uso que caracteriza a este simulador, benefició a los alumnos ya que no necesitaron clases previas con explicaciones de cómo utilizarlo, sino que sólo requirieron del toque o accionar los botones (iconos) y las gráficas cambiaban solas. De este modo, las clases resultaron muy efectivas, no solo por el hecho de despertar el interés de los alumnos, sino porque el tiempo se utilizó solamente en el desarrollo del contenido y manipulación de la herramienta, y no en la forma de uso de este recurso.
La utilización de la computadora no garantiza de por sí sola el éxito del aprendizaje de los alumnos, en realidad la Física, como cualquier ciencia, se aprende observando, por lo tanto, la ayuda que ofrecen las nuevas tecnologías, pueden ser de gran apoyo a la tarea pedagógica, si se logra diagnosticar, donde están las dificultades de nuestros alumnos y a partir de allí buscar nuevos caminos y herramientas que nos puedan servir para superar estos problemas, a fin de perfeccionar la práctica docente y cumplir con nuestros objetivos pedagógicos.
Porque la idea de la ciencia contemporánea intenta acercar "lo científico" a la realidad mundanal, pues propone "…el abandono de la autoridad académica (externa) y los textos sagrados, como fuente del conocimiento de la verdad, a favor de un criterio basado en la experiencia personal". (Samaja)
Esta afirmación quedó demostrada en el resultado de los exámenes y trabajos prácticos que tuvieron que realizar los alumnos al término del proceso, ya que la gran mayoría de ellos pudieron resolver las situaciones problemáticas y ejercicios sin dificultad, lo que demuestra el avance positivo, si se compara con la estadística que manejan los docentes de la cátedra con respecto a años anteriores, esto indica que se van generando cambios favorables en los procesos de aprendizaje de la física, manifestándose ellos en una mayor facilidad y claridad en la descripción y explicación de la fenomenología observada, y a la aplicación adecuada de conceptos, principios y leyes físicas.
Reflexiones de los docentes sobre la experiencia
Al terminar el proceso de evaluación de los contenidos abordados, a través de una entrevista realizada a los docentes, que fueron partícipes de la experiencia, se pudo obtener las siguientes reflexiones y opiniones que dieron ellos sobre el uso de simuladores y las reacciones de los alumnos frente a este nuevo recurso.
Los profesores observaron que el trabajo de los diferentes grupos presentó comportamientos distintos en el desarrollo de las simulaciones, afirmaron que algunos alumnos, pudieron comprobar que, previamente a la realización de la simulación y en conocimiento de la situación a estudiar, resolvieron el problema analíticamente. Utilizaron la simulación como trabajo de verificación.
Esta propuesta didáctica específica generó que los alumnos realizaran diferentes actividades respetando sus formas de aprendizaje y creatividad para resolver situaciones.
Además, resaltaron el interés que provocó esta experiencia en algunos alumnos, ya que no se quedaron con lo aprendido en clases sino que recurrieron a la búsqueda en Internet de otras simulaciones referidas al tema desarrollado. Los docentes consideran muy positivo, para el proceso de aprendizaje del estudiante el desarrollo de habilidades metacognitivas llevada a cabo por ellos mismos (regulación del aprendizaje-control del aprendizaje).
También, algunos estudiantes tuvieron que revisar los conceptos teóricos aprendidos para poder comprender la simulación propuesta, es decir que la simulación estuvo al servicio de una profundización del proceso de aprendizaje.
La formación de grupos de estudio fue otro aspecto positivo a tener en cuenta. Es decir el recurso tecnológico y su utilización como herramienta de trabajo colaborativo.
Se detectaron varias situaciones que mostraron compromiso de los estudiantes en relación a sus compañeros y a los docentes.
Otro factor importante que resaltaron los profesores, fue con respecto a la asociación que los alumnos lograron hacer entre teoría – práctica –realidad, esto se vislumbro con los ejemplos que los alumnos daban. Hecho fundamental para que los educandos encuentren sentido al estudio de la física, ya que en su cotidianeidad se manifiestan muchos fenómenos que trata esta ciencia, de los cuales, ellos no siempre conocen el por que o para que de su existencia.
Con la puesta en común observaron que el uso de simuladores brindó la oportunidad del planteo de situaciones problemáticas abiertas, ello no es muy frecuente en las aulas. También, facilitó la visualización de fenómenos que no se pueden realizar muchas veces por falta de recursos materiales o laboratorio y de elementos ejemplificativos precisos o acorde al tema.
Elaboraron una zona de desarrollo próximo, que se entiende como un sistema de actividades, donde varios alumnos pudieron, a partir de sus necesidades conceptuales específicas, reconocer su proceso de aprendizaje con el apoyo de sus propios compañeros a través de ejemplos que estos daban sobre el contenido curricular tratado.
Sin embargo, consideran que lo más productivo, de la incorporación de este nuevo recurso en sus estrategias didácticas, fue la posibilidad de contrastar la simulación con las producciones analíticas de los alumnos.
Fue fundamental en esta experiencia didáctica la realimentación (feedback) docentes – alumnos. Esta se dio a partir de la presencia de los mismos, durante el desarrollo de las actividades y la comunicación sostenida entre ambos actores en forma oral.
El contenido específico y las simulaciones han contribuido a construcción de una simbiosis entre los alumnos, los docentes y los instrumentos tecnológicos.
Uno de de los docente afirmó que muchas veces es difícil encontrar las estrategias apropiadas para abordar ciertos contenidos de Física, ya que se planifica y elige los recursos en función a la estrategias que se van a utilizar para lograr cierta reacción en los alumnos ante la propuesta o contenido, pero no siempre resulta, por lo tanto no se obtienen los resultados idealizados para lograr los objetivos que se plantean, en función al alumno. Sobre esta cuestión Paenza afirma que "Los peores enemigos que tienen las ciencias formales somos los propios docentes, porque no logramos despertar en los jóvenes que tenemos enfrente la curiosidad mínima para poder disfrutarla….pero si las personas que la tienen que disfrutar no la pueden ver, la culpa es de quien la expone." (Pozo)
Otro aspecto importante sobre el cual enfatizan los docentes, corresponde al notorio incremento en cuanto a la acreditación de los exámenes, que han tenido que resolver los alumnos, con respecto al tema de ONDAS, al finalizar el período evaluativo. Factor que preocupaba a los docentes, porque en años anteriores, no lograban que la mayor fracción que componen el grupo total de alumnos por curso del primer año del Polimodal, puedan aprehender el contenido curricular, para lograr construir su propio aprendizaje y transponerlo con fenómenos de la realidad. El hecho quedó demostrado al comparar los resultados obtenidos entre ambos grupos ("con simulador" Y "sin simulador"), ya que el grupo "B" siguió manteniendo el porcentaje estadístico de acreditación que los docentes tenían como parámetro de años anteriores. Y el otro, cambio esta estadística al hacer crecer el nivel de aprobación del espacio curricular.
También es importante resaltar que el gran porcentaje de educandos, que no realizó la experiencia con simuladores, no logro transponer teoría – practica – realidad, lo que implica la imposibilidad de asociar los sucesos observados y ejemplificar los mismos a través
de objetos, procesos, eventos o fenómenos que forman parte de su cotidianeidad, sobre los conceptos adquiridos a través del proceso de enseñanza –aprendizaje, debido a la incorrecta selección de estrategias y / o recursos utilizados, porque no fueron lo suficientemente esclarecedoras, ejemplificadoras, o apropiadas para el desarrollo del contenido curricular, afirma uno de los docentes haciendo reflexión sobre su práctica. Considerando que la formación y asimilación de conceptos, los atributos de criterio (características) del concepto se adquieren a través de la experiencia directa, en sucesivas etapas de formulación y prueba de hipótesis.
Por lo tanto, los conceptos se definen como "objetos, eventos, situaciones o propiedades que posee atributos de criterios comunes y que se designan mediante algún símbolo o signos" (AUSUBEL), partiendo de esta premisa, podemos afirmar que en cierta forma también es un aprendizaje de representaciones, que los alumnos no lograron alcanzar porque no pudieron asociar los hechos o sucesos cotidianos y reales, con la teoría conceptual de física.
Afirman los docentes, que es difícil para ellos que ejercen la profesión en el nivel medio, muchas veces, planificar clases innovadoras, ya sea incorporando nuevos recursos o eligiendo nuevas formas de enseñanza. Esto sucede por varias razones, el desconocimiento de nuevas herramientas, ya sea de su existencia, manejo o accesibilidad. También la mala distribución horaria que tienen en las cátedras o espacios curriculares.
Otro factor negativo, es la falta de tiempo, varios de ellos se consideran docentes "golondrina" esto quiere decir muchas escuelas para atender y en ubicaciones geográficas desfavorables por la distancia entre cada una de ellas, y en una misma jornada deben concurrir a todas o a la gran mayoría. Lo que conlleva un desgaste no solo físico sino también mental, muchas veces no solo este factor obstaculiza el buen desarrollo del rol docente, sino también la cultura institucional que caracteriza a cada institución escolar.
Existen diversas formas o estrategias para enseñar ciencia, cada docente busca la más adecuada para el desarrollo del contenido que desea que sus educandos aprendan, adaptándolas a los recursos limitados que posee para ejemplificar los contenidos abstractos.
El profesor las elige en función a los logros que anhela obtener con ellas. Muchas veces alcanza los resultados deseados y otras no, es aquí donde el educador comienza a replantearse sobre la metodología y recursos que utiliza, considerando si fue la adecuada, oportuna, ejemplificadora, esclarecedora, y estuvo acorde al nivel intelectual y de conocimientos de los alumnos. Después de esta reflexión, el educador comienza a buscar nuevos recursos, alternativas y a reorganizar su plan de clases en función a la nueva herramienta o didáctica a emplear.
En esta búsqueda por conseguir que los estudiantes se interesen por los contenidos de la física, la utilización de herramientas informáticas (simuladores) se convierte en una alternativa válida como recurso didáctico para el desarrollo de contenidos científicos, cuando se carece de laboratorio para realizar experiencias científicas o como complemento de las actividades que se realizan en el mismo.
La utilización de recursos informáticos en el aprendizaje de la Física, en paralelo con otras estrategias habitualmente utilizadas en la enseñanza de esta asignatura, incrementa la predisposición para aprender conceptos de Física, lo que constituye una de las condiciones que favorecen el aprendizaje. Pero es importante resaltar, que las en el laboratorio si se cuenta con este, pero si se pude sustituir como elemento reforzador, ante situaciones ideales o extremas de la experiencia realizada.
El alumnado participante en esta experiencia valora y considera la utilización del ordenador (uso de simuladores computacionales y de animaciones interactivas) como una estrategia de gran eficacia para aprender los contenidos propuestos.
El beneficio de la herramienta utilizada como recurso didáctico aportó muy buenos resultados a los estudiantes de las escuelas donde se ejecutó el proyecto, muestra de esta afirmación es el resultado del incremento, en el nivel de acreditación de los exámenes de los alumnos. Además, los educandos, lograron dar ejemplos concretos y cotidianos de cada suceso, manipulado los simuladores de fenómenos ondulatorios, y a sus docentes, porque les permitió innovar en cuanto a los recursos. También, facilitó el proceso de enseñanza – aprendizaje al alumno, al obtener un mayor nivel de aprehensión en cuánto al contenido.
Es importante destacar, que en una de las escuelas donde se realizó la experiencia, un mes antes de que finalice el período escolar se hace una exposición de trabajos abierta a la comunidad, donde participan no solo la comunidad educativa de esa institución sino también otras, de la zona como por ejemplo: familia, escuela primaria, jardín de infante, etc.
En esta instancia, cada docente desde su área presenta los trabajos realizado con sus alumnos y los resultados obtenidos mediante las distintas experiencias. Es por ello, que uno de los docentes que participó de la experiencia con el uso del simulador para el desarrollo del contenido sobre fenómenos ondulatorios, expuso su trabajo con un grupo de alumnos quienes eran los encargados de demostrar el comportamiento de estos fenómeno, a fin de explicar que sucedía tras la manipulación de los mismos y con el cambio de las variables. Además, ejemplificaron cada actividad realizada. Al terminar esta demostración el docente explicó los beneficios que obtuvo mediante la incorporación de este recurso como herramienta didáctica, ya que logro en parte revertir el nivel de desacreditación de su asignatura en este contenido curricular específico.
Asimismo, afirmó, que se produjo un estímulo importante en los alumnos y despertó el interés por el aprendizaje de ciertos contenidos de la Física a través de la modelización de fenómenos físicos, al permitir la visualización y la representación de los mismos, para poder asociarlos con fenómenos que ellos observan en el mundo real.
Mediante esta exposición de resultados despertó inquietud no solo en los alumnos que observaron la ponencia sino también en docentes de otros espacios curriculares.
El desarrollo de la experiencia con este tipo de recurso no solo beneficio al los estudiantes sino que sirvió como ejemplo para otros docentes que desean trabajar ciertos contenidos de una manera más práctica, ya sea por descubrimiento o asociando cada fenómeno, hecho, proceso o suceso con la realidad cotidiana de sus alumnos, es así que varios docente de instituciones vecinas adoptaron o incorporaron este recurso, para el dictado de algunos contenidos de sus espacios cuniculares, debido al éxito de la experiencia. Por lo tanto, esta herramienta no solo se la puede utilizar con contenidos de física sino también de otras asignaturas o para el desarrollo de otras ciencias.
Si bien en esta primera práctica con simuladores, los conceptos sobre fenómenos ondulatorios, han sido expuestos en su nivel más básico, es importante destacar que la herramienta facilitó la comprensión de la teoría planteada. Pero también dejó en evidencia ciertas falencias o errores que se deben subsanar para mejorar el rendimiento de la misma, de este modo capturar todas las bondades que engloban a estos recursos y contribuir al beneficio del aprendizaje del alumno.
Por todo lo expuesto anteriormente, es valorable señalar la actitud de los docentes que trabajaron con este recurso, porque estos no se quedaron con lo trabajado en ese período, sino que reorganizaron su plan de clases, para el año siguiente, en función a esta herramienta. Evaluando nuevas y posibles actividades a realizar con sus alumnos, buscando un enfoque más integral entre herramienta – contenido – práctica. Además, seleccionando nuevos recursos que le sean de complemento a esta herramienta didáctica. A fin potenciar el aprendizaje de sus alumnos y lograr la estimulación, despertando el interés por la física como ciencia fundamental que sustenta a todos los fenómenos que forman parte de la naturaleza o del mundo real en que vivimos.
En consecuencia, esta herramienta beneficia al desarrollo pedagógico didáctico, promueve la interacción y amigabilidad del contenido curricular entre el alumno y la realidad, facilitándole la comprensión de temas, que en si mismos encierran un grado importante de abstracción si no se los ejemplifica con hechos comunes, que formen parte de su realidad cotidiana.
Pero también se debe destacar, que a pesar de las bondades de esta herramienta, lo más importante es que los alumnos interpretaron el comportamiento del fenómeno físico ondulatorio con el cual se manifiestan por ejemplo la luz, el sonido, el movimiento del aire, etc.
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Tabla Técnicas de Estudio
* Considerando la cantidad de alumnos por curso, esta tabla demuestra que hay alumnos que utilizan más de una técnica de estudios.
* Datos tomados desde las planillas de calificaciones de los docentes de las Instituciones nombrada
Entrevista para el docente
Cuestionario
¿Qué titulo posee?
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