Formación inicial y rendimiento en física del primer curso universitario

RIBIRIORi Mal

FORMACIÓN INICIAL Y RENDIMIENTO EN FÍSICA DEL PRIMER CURSO UNIVERSITARIO'

M.Q CARMEN P. DE LANDAZÁBAL (e)

FÉLIX BILBAO (')

JOSÉ OTERO (e)

CONCESA CABALLERO (")

RESUMEN. Este trabajo se propone identificar los factores que _subyacen tras las altas tasas de abandono y fracaso que se producen en los primeros cursos de las carreras científi-cas y de las Ingenierías Técnicientífi-cas Superiores. Los objetivos específicos de esta primera parte de la investigación son: Averiguar cuál es la formación inicial en física de los alum-nos que ingresan en la universidad, y estudiar la validez tanto de la prueba inicial dise-ñada en esta investigación, como de la prueba de selectividad para predecir el rendi-miento en asignaturas de física del primer curso universitario. Las muestras están cons-tituidas por un total de 663 estudiantes de las universidades de Alcalá y Burgos, y los resultados señalan la existencia de deficiencias importantes en destrezas científicas y ponen de manifiesto la escasa validez de ambas medidas de formación inicial para pre-decir el rendimiento posterior. En consecuencia, la explicación del éxito o fracaso debe buscarse en otros factores distintos al conocimiento inicial de los alumnos.

ABSTRACT. This study aims to identify variables that influence the high failure rates in the introductory courses of Faculties of Science and Engineering Schools. In particular, the objectives of the study are: To assess the physics knowledge of students entering the university, and to study the predictive validity of an assessment instrument desig-necl in this project as well as the official entrance test at the university, as compared to

the performance of students in _{first year courses. Six hundred and sbay three students} from two Spanish universities participated in the study. The results of the study show students• deficiencies in scientific skills. Also, a low predictive validity of both tests was

found. Consequently, the explanation for successes or failures in first year physics courses is to be found in different variables than the initial knowledge of students.

INTRODUCCIÓN

La enseñanza de las ciencias en los niveles universitarios presenta problemas

impor-tantes que no han recibido hasta el momento una atención suficiente por parte de los investigadores que trabajan en el campo de la didáctica. Las tasas de

aban-(1) La investigación descrita en este artículo fue posibles gracias a Ayudas a la Investigación Educativa del CIDE (1994 y 1997) concedidas a J. Otero ya NI° C. P. de Landazábal. Agradecemos a los profesores del Depar-tamento de Física de la Universidad de Alcalá y del DeparDepar-tamento de Física Aplicada de la Universidad de Bur-gos su colaboración. Fue valiosa la ayuda prestada por los profesores A. del Romero, J. Sequeiros y R. Goya. También agradecemos la cooperación de la profesora P. López Luna.

(*) Universidad de Alcalá. (") Universidad de Burgos.

dono en la universidad española oscilaban en los arios 80 entre el 30% y el 50%, con variaciones entre carreras y centros (Latie-sa, 1991). Según el análisis realizado en el curso 1984-85 por el Consejo de Universi-dades, el 44% de los alumnos de las Facul-tades, el 39% de los de las Escuelas Técni-cas Superiores (ETS), el 19% de los de las Escuelas Universitarias Técnicas (EUT) y el

66% de los de las Escuelas Universitarias no Técnicas (EU) terminó sus estudios en el período de tiempo establecido. En los cur-sos 1985-86, 1986-87 y 1988-89, estas cifras permanecieron constantes en las Faculta-des y EUT y descendieron ligeramente en las ETS y EU. Otros estudios indican que el porcentaje de abandonos en las carreras de ciencias durante los años 70 oscilaba entre el 22% y el 75% (Goberna, López y Pastor,

1989).

Las tasas de abandono y fracaso en la universidad son mayores en los primeros cursos que en los últimos (Marín, 1991;

García, Salvador y Zubieta, 1991; Escudero,

1987), especialmente en las carreras cientí-ficas y en las Ingenierías Técnicas Superio-res (Latiesa, 1991; González Tirados, 1991).

Por ejemplo, el informe resultante de la evaluación de la Licenciatura en CC. Bioló-gicas de la Universidad de Alcalá, realizada en el marco del Plan Nacional de Evalua-ción de la Calidad de las Universidades (López Caballero, García Corrales, Peina-do, Fominaya, López-Fando, Gombao, Sas-tre, Calvo, Llull y Martínez del Valle, 1997),

señala que de una muestra inicial de 3.475

alumnos matriculados en el primer curso de Ciencias Biológicas (Curso 1995-96)

sólo un 62% se presentó a los exámenes correspondientes a las asignaturas tronca-les y obligatorias del Primer Ciclo. De este

62%, a su vez, aprobó en la primera convo-catoria el 67%, es decir, solamente un 41%

del total de matriculados. Las tasas de éxito descienden en sucesivas convocatorias: por ejemplo, solamente aprobó el 47% de los presentados a la segunda. Sin embargo, en el Segundo Ciclo se alcanza el 88% de

aprobados para los presentados a la prime-ra convocatoria de las asignatuprime-ras troncales (el 78% de los matriculados). Resultados similares son apuntados por Escudero

(1987).

En otros sistemas educativos, como el norteamericano, existe una preocupación similar por el descenso del número de alumnos matriculados en cursos introduc-torios de física, por la falta de persistencia en el estudio de la disciplina a lo largo de las licenciaturas y por el declive de las acti-tudes favorables hacia la física y su estudio

(Brouwer y Austen, 1985; Coleman, Hol-comb y Rigden, 1998; Tobias, 1992, 2000).

Este fracaso en los estudios universita-rios de física ha sido atribuido a diferentes factores, unos relacionados con la instruc-ción —métodos de enseñanza obsoletos o evaluaciones inadecuadas— y otros de tipo personal —preparación inicial insuficiente de los alumnos o desinterés por la materia— (Cámara, Ponce, Díaz de la Cruz y Scala, 1993; Brincones, Otero, López, Cuerva y Jiménez, 1995). En lo que respecta a las consecuencias de esta preparación inicial,

Halloun y Hesteness (1985) destacan que las bajas puntuaciones obtenidas en una prueba inicial de conocimientos de física y matemáticas sugieren que los alumnos están inclinados a interpretar erróneamen-te lo que ven y oyen en clase.

Los investigadores interesados en la educación universitaria han buscado for-mas de predecir el rendimiento en la uni-versidad para así poder diseñar una mejor selección del alumnado (Tourón, 1984;

Escudero, 1984, 1987; González y López,

1985; Goberna, López y Pastor, 1987). Esta selección debería ser una de las funciones prioritarias de las Pruebas de Selectividad. Sin embargo, muchos resultados señalan la escasa capacidad de predicción de estas pruebas: por sí mismas, sólo explican el 6%

son otros factores no intelectuales los que contribuyen a la predicción del rendimien-to- (González y López, 1985). Sin embargo, las calificaciones en los estudios de BUP y COU predicen mejor el rendimiento en la universidad: Escudero (1984) encontró que las correlaciones entre estas calificaciones y las correspondientes al primer curso de universidad varían entre 0,48 y 0,60. Gon-zález y López (1985), en una revisión de estudios nacionales e internacionales, encontraron una correlación media de 0,55, y Tourón (1984) encontró correlacio-nes que van de 0,71 a 0,78.

Los resultados anteriores motivaron el proyecto de investigación al que pertene-cen los descritos en este artículo. Una de las posibles causas del fracaso en las asig-naturas de física de los primeros cursos de la universidad es la formación inicial de los alumnos que empiezan estos estudios. En conversaciones informales, muchos profe-sores universitarios de los primeros cursos aducen que esta falta de formación es la causa del fracaso en sus asignaturas. Por tanto, se intenta comprobar en qué medida el éxito en pruebas de física realizadas antes de iniciar el curso universitario predi-ce el éxito en las asignaturas de física del primer curso. Los objetivos de la investiga-ción, por tanto, se pueden formular de la siguiente manera:

• Averiguar cual es la formación ini-cial en física de los alumnos que ingresan en la Universidad utilizan-do un instrumento (-prueba inicial-) basado en investigaciones anteriores realizadas por nosotros sobre el mis-mo tema (Otero, Brincones, Cuerva, Gutiérrez, Cámara, Ramiro, Ponce y Díaz de la Cruz, 1996).

• Estudiar la validez de la prueba ini-cial diseñada en esta investigación y de la prueba de selectividad para predecir el rendimiento en asignatu-ras de física del primer curso univer-sitario.

FORMACIÓN INICIAL EN FÍSICA

Los objetivos de formación que se evalúan en este trabajo son los mismos que se eva-luaron en la investigación anteriormente mencionada (Otero y otros, 1996) y, por ello, se tomó como base la prueba utilizada en esa investigación. Dicha prueba consta de 18 preguntas, organizadas en cuatro categorías: Conocimientos básicos de física; Conocimientos básicos de matemáticas; Comprensión y aplicación de conceptos de física; y Uso ele destrezas científicas bási-cas. En el anexo se presenta una muestra de las preguntas más relevantes. Además, para conocer el grado en que los alumnos controlan su propia comprensión, es decir, saben si comprenden o no un concepto o una ley, se solicitó que señalasen el grado de seguridad que tenían en la respuesta a algunas preguntas. La prueba se diseñó con un formato de opción múltiple.

Respecto a las características del

alum-nado que realizó la prueba, debe indicarse que los varones predominan en los grupos de Ingeniería Técnica —alrededor de un

80% del total en cualquiera de ellos—, mien-tras que en Ciencias Biológicas, Ciencias Químicas y Medicina hay un porcentaje ligeramente mayor de mujeres —en torno al

60/70%, frente a un 30/40% de varones. El porcentaje de alumnos repetidores entre los que completaron la prueba varía entre el

5% de Medicina y el 28% de CC. Biológicas. Con referencia a la formación, resultó que la mayoría de los alumnos provenía de

COU, a excepción de un 20% de los estu-diantes de Ingeniería Técnica que procedía de Formación Profesional, y pequeños por-centajes —siempre inferiores al 10%— que provenían de la LOGSE. Más del 70% de los alumnos estudió al menos dos asignaturas optativas de Física en 3g de BUP y COU o, en el caso de los provenientes de la

LOG-SE, en 42 de ESO, 1° o 2° de Bachillerato

(las asignaturas cursadas por los alumnos procedentes de FP —más frecuentes en las escuelas de Ingeniería— son más difíciles de identificar, debido a la diversidad de ramas en esos estudios). Solamente en el caso de Ciencias Biológicas, aparece un 19% de alumnos con un sólo curso optativo de físi-ca. De acuerdo con esto, la formación de un porcentaje importante de los alumnos debería ser suficiente para iniciar con éxito los estudios en la universidad. Sin embar-go, el grado de satisfacción de los alumnos con sus conocimientos no es demasiado positivo (Figura I). Prácticamente la mitad de los alumnos indica un grado de satisfac-ción medio —entre el 45% de los de CC. Biológicas e Ingeniería Técnica Industrial y el 57% de los de Medicina. Muy pocos alumnos reconocen tener una satisfacción alta con sus conocimientos —un 13% de los que estudian Medicina y un 10% de los que estudian Ingeniería de Telecomunicación están satisfechos con sus conocimientos,

FIGURA I

Grado de satisfacción en sus conocimientos. Resultados de la prueba final

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NO CONTESTA MUY BAJO BAJO MEDIO ALTO MUY ALTO

O CC. Biológicas 1,2 22 29,8 44,8 2,4 0

O CC. Chamices UA 0 7,3 31,7 58,1 2,4 2,4

O CC. OulmIcas UB 0,7 12,4 28,3 53,1 4,1 1,4

3 Medldne 3,5 5,2 21,7 58.5 13 0

ID I.T.T. 4,1 7,4 33,9 44,8 9,9

CELTA. 2,8 8,9 311 50 4,2 0

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Destrezas

TOTAL

-Medicina 1TT

CC.Biológicas CC.Quimicas UA CC.Quirnicas UB

Calificación total y por categorías

Facultad mientras que en el resto de los centros este porcentaje no alcanza el 5%. Los alumnos de Ciencias Biológicas son los menos satis-fechos con sus conocimientos: un 30% los considera bajos y un 22% muy bajos. Sola-mente un 30% de los alumnos de Medicina reconocen un grado de satisfacción baja, mientras los centros restantes presentan valores similares y próximos al 40%.

DIFERENCIAS ENTRE CENTROS

En la figura II se representa la calificación media global de los estudiantes de las dife-rentes facultades y escuelas, así como la calificación media de las cuatro categorías de la prueba. Se encuentra que los estu-diantes de Medicina obtienen los mejores resultados en todas las categorías estableci-das. Además, en todas las facultades, la categoría de destrezas científicas presenta

una media inferior a la obtenida en las otras categorías.

Al no tratarse de muestras aleatorias que permitan aplicar la estadística inferen-cial tradicional, examinamos las diferencias entre los grupos seleccionados utilizando el tamaño del efecto (Cohen, 1988),

(Y<

-es decir, el número de d-esviacion-es típicas en que difieren las puntuaciones de las medias que se comparan. Como desvia-ción típica se ha tomado el promedio de los valores de las seis muestras. El tamaño del efecto para las variables asociadas al rendimiento académico se considera gran-de cuando supera el valor gran-de 0,8cr y pequeño cuando no alcanza el 0,2a; se considera medio un valor en torno a

0,5.

En la tabla I, se presentan los valores obte-nidos para la puntuación total de la prueba,

FIGURA II

que corresponden al centro indicado en la columna y al centro indicado en la fila. El efecto es mayor en el caso de los estudiantes de Medicina. El resultado es el esperado si se considera la calificación exigida en selectivi-dad por los diferentes centros: en la Univer-sidad de Alcalá, y para el curso 1996-97, se exigía para el ingreso en Medicina aproxima-damente un punto más (7,56) que para acce-der a Ingenierías Técnicas (6,43), Ciencias Biológicas (6,34) o Ciencias Químicas (6,09).

El que Ciencias Biológicas obtenga peores resultados que CC. Químicas UA —aún cuan-do la calificación exigida para el acceso fue-ra mayor en el primer caso— podrían expli-carse por la diferente selección de los alum-nos que realizaron la prueba. Como se indi-có, muchos alumnos de CC. Químicas UA renunciaron a realizar la prueba inicial, a diferencia de lo ocurrido con los alumnos de CC. Biológicas, más motivados por la solici-tud de los profesores de la asignatura.

TABLA I

Diferencias entre centros: tamaño del efecto

CC. Químicas UA CC. Químicas UB Medicina ITT ITI

CC. Biológicas 0,48 0,48 1,39 0,30 0,58

CC. Químicas UA 0 0,91 -0,17 0,11

CC. Químicas UB 0,91 -0,17 0,11

Medicina -1,09 -0,81

ITT 0,28

FIGURA III

Conocimientos de Física y Matemáticas

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... iii II \ Iii 2A. LEY DE

GRAVITACIÓN 26 LEY DE JOULE AMBAS LEYES 6 DERIVADA

. COSENO ANGULO

VECTORES

OCC.11843012.4 44,0 23,8 10,7 29.2 41.1

113CC.OvIrnlem UA 111,1 29,3 17,1 38,8 46.3

9= 091,91094 US 21,4 38.0 62 37.9 56.8

111M9dIdne 63,6 20,3 21.6 67.2 79.3

BITT 341,8 44,3 10,0 40.6 41,3

INT1 52.8 66.3 31,9 34,7 472

CONOCIMIENTOS

El porcentaje de respuestas correctas en las preguntas sobre conocimientos de Física y Matemáticas es modesto, excepto en el caso de los estudiantes de Medicina. Casi siempre se mantiene por debajo del 50% en todas las carreras, aún cuando los conoci-mientos evaluados puedan considerarse como básicos y teóricamente exigibles a alumnos que comienzan los estudios en la universidad (Figura III). Por ejemplo, menos de un 40% de los alumnos de cual-quiera de las carreras —excepto Medicina— es capaz de calcular correctamente la deri-vada de una función exponencial.

DESTREZAS

Los porcentajes son peores en algunas de las tareas que miden destrezas científicas (Figura

IV). Por ejemplo, la conversión de unidades (pregunta 15) es realizada correctamente por porcentajes que oscilan entre el 40% y el 50% de los alumnos en todas las facultades y escuelas, excepto en Medicina, donde el por-centaje de aciertos supera el 60%. Solamente Medicina e wr superan el 40% de respuestas correctas en la pregunta 14, referente a la resolución de problemas. En la interpreta-ción de gráficos (pregunta 17), es de destacar que el distractor más elegido —con porcenta-jes que suponen en torno al 30% del total, salvo en Medicina— se corresponde con la asociación gráfico-trayectoria (opción d).

Especialmente problemático resulta el diseño experimental (pregunta 18): el por-centaje de estudiantes que contesta correc-tamente a los tres apartados del diseño experimental no alcanza el 10%. Resultado que concuerda con otras observaciones sobre la escasa atención que se dedica al

FIGURA IV

Comprensión, aplicación y uso de destrezas científicas

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ól 7°

5 3

desarrollo de estas habilidades en la ense-ñanza secundaria (Alonso Tapia, 1997).

Respecto al grado de seguridad en las respuestas, los alumnos se encuentran segu-ros de la contestación que dan a la pregunta 13 sobre el significado de los términos de una ecuación: entre el 60 y el 80% de los alumnos afirma tener bastante o mucha seguridad en su respuesta. Sin embargo, la seguridad en la respuesta a la pregunta 14 sobre resolución de problemas es la más baja de todas: sola-mente entre un 20% y un 40% tiene bastante o mucha seguridad en Su respuesta. Esto se corresponde con el hecho de que el número de respuestas correctas a la pregunta 13 (media de 78%) sea mayor que el de la pre-gunta 14 (media de 37%). Por tanto, la mayor dificultad de una pregunta no lleva

solamen-te a un porcentaje menor de respuestas correctas, sino también a una menor seguri-dad en el propio conocimiento o en la propia ignorancia de la respuesta correcta.

VALIDEZ DE LA PRUEBA INICIAL Y DE LA PRUEBA DE SELECTIVIDAD PARA PREDECIR LOS RESULTADOS DE LAS ASIGNATURAS DE FÍSICA

Los resultados de la prueba inicial se com-pararon con los resultados en los exáme-nes finales y parciales de varias asignaturas de física de los primeros cursos de la uni-versidad: Física Médica, de la Licenciatura en Medicina, y Física de los Procesos Bio-lógicos, de la Licenciatura en CC.

Biológi-FIGURA

Calificaciones obtenidas en ¡aprueba de Selectividad

ALUMNOS DE MEDICINA

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LINNo te • 1.99 3540Y • 5.5

N • 66.00 .8 121 3.5 3.6 4,5 6.6 U 7.1 5.5 5.5 .5 1.5 2.6 3.6 4.3 63 65 70 66 9,6

NOTA GLOBAL NOTA F ISICA

ALUMNOSDE CC. BIOLÓGICAS

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N • 57,00 ,5 1,5 LI 36 4.5 SS 6.6 7.5 8.5 576 .3 1.5 2.5 3.5 4.5 5,5 135 7.5 5.5 9.5

cas —ambas de la Universidad de Alcalá—; y Física 1, de la Licenciatura en CC. Químicas de la Universidad de Burgos.

En el caso de la Universidad de Alcalá, se disponía también de datos adicionales. En primer lugar, se recogieron las califica-ciones de los exámenes parciales de las asignaturas anteriores, aunque a continua-ción se utilizaron fundamentalmente los resultados correspondientes a la nota final, por motivos de sencillez en la presenta-ción. En segundo lugar, se disponía tam-bién de las calificaciones obtenidas por los alumnos de la Universidad de Alcalá en la prueba de Selectividad. Ello permitió com-parar estas calificaciones con los resultados en las asignaturas de física mencionadas.

En cuanto a los resultados de la Prueba de Selectividad de los alumnos de la Uni-versidad de Alcalá, se encuentra que pre-sentan una dispersión mínima en ambas facultades, con una media en Medicina de

7,2 y de 5,8 en CC. Biológicas (Figura 5). La situación es esperable, ya que el reparto de alumnos en las diferentes licenciaturas de acuerdo con la calificación de Selectividad conduce a una disminución de su variabili-dad dentro de estas licenciaturas. Sin embargo, no ocurre lo mismo cuando se consideran asignaturas específicas de la prueba de selectividad, como la física, ya que ésta discrimina mejor a los alumnos debido a su mayor variabilidad.

FÍSICA MEDICA

El examen final de Física Médica constaba de una prueba teórica consistente en cinco preguntas y una prueba práctica consisten-te en seis problemas, y la calificación defi-nitiva resultaba de la media de las obteni-das en ambas pruebas. De los 197 alumnos matriculados, se presentaron al examen en las convocatorias de junio y septiembre

154 (78%) y fueron calificados como aptos

127 (un 64% de los matriculados y un 82%

de los presentados). Los alumnos que

rea-lizaron la prueba inicial obtuvieron una puntuación media de 5,7 (a = 1,5) en el examen final, mientras que la media de todos los alumnos que se presentaron a los exámenes finales fue de 5,4 (a = 1,6). Se puede observar que la calificación media correspondiente a la muestra total de alum-nos que realizaron el examen parcial es inferior aproximadamente en 0,2 a la de la muestra que completó la prueba de diag-nóstico inicial. Estos datos corroboran la hipótesis establecida anteriormente, según la cual los resultados de la prueba de diag-nóstico inicial estarían condicionados por el hecho de que los que la completaron eran los alumnos mejor preparados.

Además, se analizaron las diferencias existentes entre las calificaciones de la prue-ba práctica y la prueprue-ba teórica en el examen parcial de la asignatura, y las de la primera resultaron ser inferiores en 2 puntos a las de la segunda (la aproximadamente). Estas diferencias entre teoría y practica corrobo-ran las obtenidas en la prueba inicial. Los alumnos encuentran menos dificultades en pruebas que sólo requieren el recuerdo de conocimientos —como la parte teórica del examen parcial— que en las que exigen la aplicación de los mismos. Sin embargo, una interpretación alternativa de dicha cia sería que es posible que existan diferen-cias en los criterios de corrección de los dos tipos de examen.

FISICA DE LOS PROCESOS BIOLÓGICOS

En cuanto a la asignatura «Física de los Pro-cesos Biológicos», la calificación final se obtiene a partir de los resultados de una prueba de 12 preguntas de opción múltiple sobre «Fundamentos de Física», de una prueba de respuesta breve sobre «bioapli-caciones» de la física, y del trabajo de labo-ratorio —que representa un máximo del

20% de la calificación final. La correlación entre las calificaciones de fundamentos y

que miden diferentes capacidades—, y no existe correlación entre la calificación del trabajo de laboratorio y ninguna de las otras dos medidas de rendimiento.

De un total de 252 alumnos matricula-dos, se presentaron al examen 204 (81%) y 78 fueron calificados como aptos (un 31% de los matriculados y un 38% de los pre-sentados). Estos resultados, muy diferentes de los obtenidos en el examen de Física Médica, ponen de manifiesto que, en con-tra de lo que sería de esperar de los méto-dos tradicionales de evaluación en el nivel universitario, en este caso, la evaluación no se realiza con respecto a la norma. El por-centaje de alumnos aprobados en la asig-natura de CC. Biológicas es muy inferior al de Medicina, en concordancia con las dife-rencias de exigencia para la entrada en las dos licenciaturas. También la media de las notas finales de los alumnos de Física de los Procesos Biológicos que realizaron la prueba inicial (4,7, = 1,3) es mayor que la media de las notas finales de todos los alumnos presentados (4,2, cr = 1,4).

FÍSICA 1

La calificación final de la asignatura Física I de la Universidad de Burgos se obtiene también realizando la media de las obteni-das en tres pruebas: una prueba teórica de diez cuestiones (conceptuales, metodoló-gicas o de procedimientos) y una prueba práctica consistente en tres problemas —ambas valoradas sobre 10 puntos—, y el trabajo de laboratorio —que se valora con un punto, teniendo en cuenta la memoria presentada y el ejercicio final. De un total de 205 alumnos matriculados, se presenta-ron al examen en las convocatorias de junio o septiembre 122 (60%) y fueron cali-ficados como aptos 61 (un 30% de los matriculados y un 50% de los presentados). Los porcentajes de aprobados siguen sien-do inferiores a los obtenisien-dos en Medicina, sin embargo, si se comparan con los

resul-tados de CC. Biológicas, se observa que se presenta a examen un porcentaje menor de alumnos, pero aprueba un porcentaje mayor. La media de las notas finales de los alumnos que realizaron la prueba inicial (4,3, o- = 1,9) vuelve a ser superior en 0,2 a la media de las notas finales de todos los alumnos presentados (3,8, o- = 2,0).

CORRELACIONES

En la tabla II se presentan las correlaciones de las calificaciones —global y de Física— de Selectividad y de la calificación de la prue-ba inicial con las diferentes calificaciones asignadas por los profesores de Física Médica, Física de los Procesos Biológicos y Física I de la Universidad de Burgos.

Puede observarse que no existen correlaciones significativas entre las califi-caciones de Física Médica y las de Selecti-vidad, y que las correlaciones con las cali-ficaciones de la prueba inicial son peque-ñas. En el caso de Física de los Procesos Biológicos, las correlaciones son también pequeñas o no significativas. Por su parte, la correlación entre la calificación de Física I y la de la prueba inicial no es significati-vamente distinta de cero.

TABLA II

Correlaciones de las calificaciones de Física Médica, Física de los Procesos Biológicos y Física

FÍSICA

MÉDICA FÍSICA DE LOS PROCESOS BIOLÓGICOS FÍSICA I Total Fundamentos Bioaplicaciones Total Total

Selectividad 0,09 0,11 0,11 0,08

Global N = 86 N = 96 = =

Selectividad 0,17 0,27* 0,16 0,18

Física N = 67 N = 67 =

-Prueba 0,25* 0,21* -0,02 0,24* 0,13

Inicial N = 92 N = 103 = = N = 85

• Nivel de significación .05 • Nivel de significación .01; ••• Nivel de significación .00 I.

FIGURA VI

Diagrama de dispersión de las notas de Física Médica y Física Selectividad

SITUACIÓN LABORAL DE LA MADRE No trabaja fuera Trabaja fuera

T P

X S X S

Tareas "más" 3,79 1,99 4,73 2,05 -6,44 0,00

Tareas por otros 2,82 1,75 3,81 2,00 -7,12 0,00

Tareas accesorias 4,34 1,71 5,38 1,85 -8,09 0,00

Tareas fundamentales 2,60 1,58 3,33 1,74 -6,03 0,00

calificaciones de la asignatura y, por tanto, el coeficiente de correlación. El efecto pue-de ser pue-debido a que los alumnos controlan su conocimiento y evalúan sus posibilida-des de éxito en la asignatura: los alumnos peor preparados prefieren no presentarse al examen.

Los resultados anteriores ponen de manifiesto la escasa validez que las medi-ciones destinadas a valorar la formación inicial cle los alumnos tienen si lo que se pretende es predecir si estos tendrán éxito en las asignaturas de física de primer curso: Como se ha indicado anteriormente, una

vez hecha la selección de alumnos que

acceden a cada licenciatura, las diferencias iniciales en conocimientos tienen poco peso en el éxito en las asignaturas de física de primero. Por tanto, la explicación del éxito o fracaso debe buscarse en otros fac-tores, como el tiempo dedicado al estudio o destrezas intelectuales más generales.

CONCLUSIONES

El trabajo realizado proporciona informa-ción sobre la formainforma-ción inicial de los alum-nos que inician las asignaturas de física del primer curso universitario y sobre la influencia que tiene esa formación en el éxito académico en dichas asignaturas.

En primer lugar, se desprende de nues-tros resultados que la formación en física recibida por los alumnos es, al menos teó-ricamente, adecuada, puesto que más del

70% de los alumnos de la muestra ha estu-diado física en todos los cursos propuestos en el diseño curricular oficial. Sin embargo, más del 40% de los alumnos de cualquiera de estas facultades o escuelas —excepto de Medicina— reconoce que su satisfacción con sus conocimientos es baja o muy baja. Las deficiencias de formación entre los alumnos no solamente se ponen de mani-fiesto en medidas subjetivas como la que resulta de su propia percepción, sino en los resultados de la prueba. Se observan

defi-ciencias importantes, especialmente en las tareas relacionadas con destrezas

científi-cas, que replican los resultados obtenidos

en las evaluaciones anteriores. Además, no debe olvidarse que los resultados obteni-dos valoran por encima de la realidad la formación de los alumnos que inician el primer curso de la universidad debido al sesgo introducido en las muestras por el carácter voluntario de nuestra prueba ini-cial. Podría concluirse, por tanto, que la superación de las asignaturas de física en la enseñanza secundaria no garantiza la for-mación que teóricamente sería apropiada para encarar los estudios universitarios.

Estos resultados ponen de manifiesto la importancia de orientar la enseñanza de la física en la educación secundaria hacia objetivos de aprendizaje modestos y bási-cos, pero que permitan que todos los alum-nos realicen una adquisición estable y de-sarrollen destrezas científicas generales a las que, aparentemente, se presta poca atención en la enseñanza secundaria.

El segundo resultado importante de este estudio modera la conclusión anterior: cualquiera que sea la formación inicial en física de los alumnos de las licenciaturas estudiadas, las diferencias en esta forma-ción explican poco la variabilidad en los resultados de las asignaturas de física de primer curso. A esto hay que añadir la esca-sa validez de la calificación de la Prueba de Selectividad a la hora de predecir dichos resultados, en concordancia con los datos de las investigaciones que se mencionaron anteriormente. Las mejores o peores califi-caciones en las asignaturas de primer cur-so parecen deberse a otros factores, posi-blemente relacionados con el aprovecha-miento de los estudios, y son indepen-dientes de las diferencias que puedan exis-tir en la formación inicial del alumno, al menos, tal como éstas se miden en prue-bas como la Selectividad o nuestra prueba inicial.

Al considerar este resultado, debe tenerse en cuenta una limitación en el cál-culo de los coeficientes de correlación. En este estudio, se ha analizado el efecto que pueden tener las diferencias en la forma-ción inicial en el rendimiento académico en las asignaturas de física del primer curso. Pero estas diferencias se calculan dentro de grupos que han pasado por una selección previa —la Selectividad— que les ha dotado de uniformidad. Es decir, en cada uno de los grupos utilizados (Medicina, CC. Bioló-gicas, etc.), existen diferencias menores entre los alumnos de las que cabría esperar si se considerase una muestra aleatoria de todo el conjunto de alumnos que accede a la universidad. Por tanto, al reducir la

varia-bilidad del grupo se reducen también los coeficientes de correlación calculados.

Una segunda limitación, aunque de menor importancia que la anterior, viene impuesta por el hecho de que no todos los alumnos se presenten al examen final de las asignaturas. Parece que aquellos que se presentan no constituyen una muestra ale-atoria del total de alumnos —es razonable pensar que son los mejor preparados—, con lo que la variabilidad de las calificaciones de las asignaturas que intentamos correla-cionar con la prueba inicial y la Prueba de Selectividad se reduce. Ello tendería a reducir también los coeficientes de correla-ción calculados. Sin embargo, es esperable que, dado que el porcentaje de alumnos de Medicina y CC. Biológicas de la Universi-dad de Alcalá que se presenta a examen entre las dos convocatorias —junio y sep-tiembre— es bastante alto —un 78% y un 81% del total, respectivamente—, el efecto no sea tan importante como en el caso ante-riormente mencionado. Sin embargo, los coeficientes de correlación con la prueba inicial y la Prueba de Selectividad siguen siendo bajos.

la formación inicial. Una posible hipótesis es, como señala Escudero (1987, p. 272),

que el hecho de lograr la calificación de ingreso exigida en las Facultades de Medi-cina y CC Biológicas implique haber alcan-zado cierto umbral de capacidad, «por enci-ma del cual son otras las variables que mejor predicen y condicionan el rendi-miento».

En lo que respecta a la prueba de Selectividad, se encontró que tanto la cali-ficación global como la calicali-ficación especí-fica de física correlacionan poco con las notas finales de las asignaturas de física de primer curso. Debe concluirse, por tanto, que esta prueba es, más que un instrumen-to de medida de las capacidades necesarias para estudiar con éxito las asignaturas de primer curso, un instrumento de distribu-ción de los alumnos en las diferentes licen-ciaturas y escuelas.

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ANEXO

2. Cuál de las siguientes fórmulas representa de forma correcta:

A) La Ley de Gravitación Universal.

a)

G P71.

b) G rn

r1

c) _

r'

d) M.

r2

B) La energía disipada en una resis-tencia R, por la que pasa corriente de intensidad 1, durante un cierto tiempo t es:

a) Q = 1.R.1 b) Q = LR2.t c) Q = F.R.t d) Q =

5. La derivada de y = (1-e b ), donde a y b son constantes es:

8. Dados los vectores: d = 2 i-+ 27--k* y,

=

a) cos a = 4/15 b) cos a = 21/4 c) cos a = 20/21

d) cos = 4/21

10. Si un punto describe un movi-miento caracterizado por una ace-leración normal nula y una aceleración tangencial de valor constante, su trayectoria y su velo-cidad serán:

b) Trayectoria rectilínea y veloci-dad que varía uniformemente. c) Trayectoria circular y velocidad

constante.

d) Trayectoria circular y velocidad que varía uniformemente.

b) que cada día aumenta en 5 g el peso de la cría.

c) que cada día aumenta en 150 g el peso de la cría.

d) los días necesarios para que la cría alcance los 150 g.

12. El módulo de la fuerza electrostáti-ca entre electrostáti-cargas eléctrielectrostáti-cas puntua-les viene dada por la ley de Cou-lomb

Apartado

B

El término independiente nos indi-ca que:

1 q'

4tre„ p-2

Observa las situaciones A y B:

a) La fuerza de repulsión en la situación B es el doble que en la situación A.

b) La fuerza de repulsión en la situación B es igual que en la situación A.

c) La fuerza de repulsión en la situación B es la mitad que en la situación A.

d) La fuerza de repulsión en la situación B es la cuarta parte que en la situación A.

13. Al estudiar cómo varía el peso de la cría de cierto animal, desde el momento en que nace, se obtiene la siguiente ecuación p = 5t+150, en donde p se mide en gramos y t en días. En esta ecuación:

Apartado A

El coeficiente de t nos indica:

a) el tiempo necesario para un crecimiento de 150 g.

a) cada 150 días se quintuplica el peso.

b) cada día aumenta en 150.g el peso de la cría.

c) el crecimiento será máximo a los 5 (lías.

d) la cría pesa 150 g al nacer.

14. Se necesita calcular el tiempo en que se llenará de agua un depósi-to alimentado por una tubería. El depósito tiene una fuga en el fon-do y pierde cierta canticlul de agua continuamente. Señala cual es el conjunto de pasos que darías para resolver el problema.

a) — Restar al número de litros por segundo de agua que entra por la tubería el núme-ro de litnúme-ros por segundo que se pierde en la fuga.

—Dividir el volumen del depó-sito por la diferencia ante-rior.

b) — Calcular el tiempo que tarda en llenarse el depósito supo-niendo que no tiene fuga. —Calcular el agua perdida en

ese tiempo.

—Calcular el tiempo que tarda en rellenarse y sumarlo al tiempo de llenado.

c) — Restar al número de litros de agua que entra por la tubería el número de litros que se pierde en la fuga.

F =

A L1q.

—Dividir el volumen del depó-sito por la diferencia anterior. d) — Calcular que porcentaje del depósito se llena en un segundo.

—Restar el porcentaje que se pierde en ese segundo. —Multiplicar por el volumen

del depósito total.

15. El gasto de una tubería (G) se rela-ciona con la sección (S) y la velo-cidad (v) a través de la expresión G =

S.v.

a) 180 m/s b) 1. 10- 2 m/s c) 5. 10- 2 m/s d) 5. 10-3 m/s

16. Un estudiante de Física realiza la siguiente afirmación, basándose en el Principio de Arquímedes, para explicare! funcionamiento de un planeador:

»Un planeador ligero se sostiene en el aire porque al estar sumergido

en él, el empuje que experimenta es

igual a su peso».

Si la explicación fuese correcta, indica una consecuencia que se deduce de la afirmación y que contradice hechos de la experien-cia.

a) El planeador no podría aterri-zar.

b) El planeador no podría avan-zar.

c) Cuando está en el aire el pla-neador no pesaría.

d) El planeador aterrizaría con movimiento uniforme.

17. Una pelota se lanza verticalmente desde el suelo hacia arriba con una velocidad inicial v o, alcanza una altura h y vuelve a caer al sue-lo. Indica cual de las cuatro gráfi-cas siguientes representa la veloci-dad de la pelota en función del tiempo.

18. Se ha diseñado una experiencia para medir el coeficiente de dilata-ción de una varilla metálica.

Apartado A

La variable dependiente es:

a) Tipo de material. b) Temperatura.

c) Longitud de la varilla. d) Tiempo de calentamiento.

Apartado B

La variable independiente es:

a) Tipo de material. b) Temperatura.

c) Longitud de la varilla. d) Tiempo de calentamiento.

Apartado C

La variable que se debe mantener fija (variable controlada) es:

a) Tipo de material. b) Temperatura.