Modelo conceptual del movimiento mecánico (página 2)

Procedimientos para analizar los modelos conceptuales de los estudiantes

Para analizar los modelos conceptuales relacionados con una concepción científica del mundo referido en específico a los movimientos físicos y en particular los mecánicos que poseen los estudiantes que ingresan al primer año de la carrera de Ingeniería Eléctrica en la Universidad de Camagüey y desde hace tres cursos a partir del 04-05 hasta el 06-07 se ha aplicado diferentes test de pruebas en su primer día de clases, los que contienen preguntas relacionadas con conceptos estudiados algunos en el nivel precedente y otros no; se les pide igualmente hacer un árbol genealógico familiar y una lista de conceptos que deben organizar estableciendo mediante plecas si existe relación entre ellos y determinando su jerarquía de subordinación o no, las preguntas se muestran en el anexo 1.

Uno de los objetivos importantes de la Física es lograr que el estudiante tenga una concepción científica del mundo y para ello debe lograr comprender las relaciones entre conceptos y el grado de universalidad, consideramos que no basta para lograr el objetivo antes citado, que el estudiante comprenda las leyes de Newton y resuelva problemas con ellas, etc, si ello no va acompañado de aspectos del conocimiento de los movimientos mecánicos en su relación con otras formas de movimiento, el alcance de sus leyes, etc.

Con el objetivo de determinar la estructura conceptual de los estudiantes que ingresan al primer año de la carrera de Ingeniería Eléctrica se decidió determinar la estructura de conceptos que poseen estos estudiantes, no solo con conceptos de mecánica sino térmicos, lo anterior se logra con la aplicación de un cuestionario, la elaboración de un árbol genealógico familiar, y el diseño de una estructura de conceptos de física organizados jerárquicamente y teniendo en cuenta la relación entre ellos.

El árbol genealógico se les pide a los estudiantes a partir de sus abuelos y tiene como objetivo determinar la capacidad de los estudiantes de organizar según los criterios generales los descendientes de su familia por parentesco y descendencia, y comparar su habilidad en la confección del mismo con la capacidad de organizar un grupo de conceptos que tienen relación por su orden jerárquico y su grado de universalidad.

Del análisis de las respuestas de los estudiantes hemos obtenido un conjunto de resultados que a continuación se analizan.

En los análisis solo muestro el resultado del actual curso; de un total de 48 estudiantes la casi totalidad fue capaz de confeccionar su árbol genealógico familiar, no obstante una parte de los mismos al llegar a el y sus hermanos los ubicaba en grupo, es decir "mis hermanos y yo" por lo que no quedó explícito si según su criterio el y sus hermanos irían a la misma altura o nivel, o uno debajo del otro.

Con relación a la estructura de conceptos, los cuales se muestran en la tabla 2 del anexo el resultado fue el siguiente:

El 31% de los estudiantes reescribió el listado, no pudiendo aparentemente encontrar una relación entre los conceptos involucrados; el 42% fue capaz de identificar todos los movimientos mecánicos listados como formas de movimientos mecánicos, mientras que el 54% identifica 2 o menos de las formas de movimientos mecánicos relacionados.

Un 54% del grupo identifica los movimientos mecánicos como formas de movimientos físicos que existen en la naturaleza, mientras que el 41% considera que los movimientos físicos y los movimientos mecánicos tienen igual jerarquía.

Con relación al alcance de las leyes, el 77% considera que las leyes de Newton son válidas para todos los movimientos físicos.

Referente a los conceptos de energía, resultó que el 36% no logra establecer nexos entre energía cinética y las formas de movimientos mecánicos, que unido a un 24% que solo logra establecer nexos con los movimientos de traslación y /o rotación da un 60% de estudiantes que no tiene sus ideas claras de la relación entre energía y movimientos, solo un 40% identifica con los conceptos de energía todas las formas de movimientos mecánicos.

De acuerdo a la tabla 1 el 64% de estudiantes pudo poner un ejemplo adecuado de movimiento de traslación; el 62% de un movimiento ondulatorio; el 52% un ejemplo de movimiento de rotación y solo un 43% pudo escribir un ejemplo de movimiento oscilatorio. De este resultado resulta interesante que el movimiento que mas estudian los estudiantes en el nivel precedente es la traslación y sin embargo solo el 64% pudo escribir un ejemplo adecuado del mismo; en este caso resulta interesante que un número importante de estudiantes respondían como ejemplos de movimientos escribiendo simplemente los objetos, cuerpos o sistemas que comúnmente experimentan el tipo de movimiento que deseaba poner como ejemplo, es decir como ejemplo de movimiento de traslación escribían: un auto, por lo que identificaban movimiento con objeto o sistema.

Conclusiones:

De los resultados anteriores se pone de manifiesto que el concepto de movimiento mecánico como una forma de los movimientos de la materia y como una forma especial de los movimientos físicos no les permite identificar lo común del conceptos en todas las formas de estos movimientos; por otra parte independientemente que en sus estudios precedentes conocen el electromagnetismo y la termodinámica, un elevado porciento considera que las leyes de Newton son válidas para explicar todos los fenómenos físicos.

Resulta importante que un elevado porciento de estudiantes no encuentra relación entre las formas de movimientos y de energía, incluso una parte de ellos ubica separadamente los conceptos de energía de los de movimientos sin relación alguna entre ellos.

De lo anterior concluimos que le estructura de relaciones de conceptos en los estudiantes que ingresan a esta carrera en el primer día de clases, lo que muestra la necesidad de enfatizar durante el primer curso de física en la Universidad en el aprendizaje de estos conceptos y en especial la relación entre los movimientos y sus formas de energía.

Lo anterior da indicios de que el modelo mental de los estudiantes formado a partir de modelos conceptuales derivados esencialmente en los procesos de enseñanza precedentes no es adecuado y funcional para alcanzar una concepción científica del mundo como pretendemos lograr con la enseñanza de la Física, lo que implica que en el proceso de enseñanza deben tenerse en cuenta estas dificultades y permitan la presentación de modelos conceptuales que favorezcan modelos mentales adecuados en los estudiantes una vez cursado el primer año universitario.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Norman, D.A. (1983). Some observations on mental models. In Gentner, D. and Stevens, A.L. (Eds.). Mental models. Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates.

Anexo

Tabla 1

En la columna en blanco ponga al lado de cada movimiento un ejemplo de cada uno de ellos:

Tabla 2

– Tomando los conceptos que aparecen a continuación en columna, construya un esquema en el que mediante líneas usted una todos aquellos conceptos entre los que existe alguna relación de dependencia. Tenga en cuenta la jerarquía de los mismos, es decir aquellos mas universales y que contienen otros se escriben arriba:

Leyes de Newton

Movimiento de traslación

Movimiento de rotación

Movimiento oscilatorio mecánico

Movimiento ondulatorio mecánico

Energía cinética

Movimiento físico.

Movimiento mecánico

Autor:

Mario Brizuela Pérez P.T.

Departamento de Física

Universidad de Camagüey