• No se han encontrado resultados

DISEÑOYEVALUACIÓNDESECUENCIASDEENSEÑANZAYAPRENDIZAJEBASADASENRESULTADOSDEINVESTIGACIÓN DISCUSIÓNDEUNMARCOTEÓRICOYMETODOLÓGICO

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2020

Share "DISEÑOYEVALUACIÓNDESECUENCIASDEENSEÑANZAYAPRENDIZAJEBASADASENRESULTADOSDEINVESTIGACIÓN DISCUSIÓNDEUNMARCOTEÓRICOYMETODOLÓGICO"

Copied!
26
0
0

Texto completo

(1)

DISEÑO Y EVALUACIÓN DE SECUENCIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE BASADAS EN RESULTADOS DE INVESTIGACIÓN: DISCUSIÓN DE UN MARCO TEÓRICO Y METODOLÓGICO

Irene Arriassecq

Se propone un marco teórico general que enfatiza en la necesidad de encontrar la coherencia entre las diversas perspectivas teóricas utilizados para el diseño de Secuencias de Enseñanza Aprendizaje (Teaching-Learning Sequences -TLS-) en el área de Física para el nivel de enseñanza secundaria. A modo de ejemplo, se describe y analiza una TLS para la Teoría Especial de la Relatividad y los recorridos cognitivos seguidos por algunos estudiantes durante la implementación de la misma.

Introducción

El trabajo de investigación que aquí se presenta se basa en una concepción de la

investigación en la enseñanza de la ciencia –y de la Física en particular– que procura

mejorar la práctica en el aula y los programas destinados a la formación de profesores.

Se asume que los temas de interés relacionados con la Física como disciplina, por un

lado, y las necesidades y capacidades de aprendizaje de los estudiantes, por el otro,

deben recibir la misma atención al intentar desarrollar un enfoque de mejoramiento

cualitativo. Al mismo tiempo, se considera que las actividades de investigación y

desarrollo deben estar estrechamente vinculadas entre sí.

En una revisión sobre las tradiciones de investigación en el área en los últimos

treinta años Jenkins (2001) distingue principalmente dos a las que denomina pedagógica

y empírica. Duit (2006) matiza el análisis anterior y las caracteriza como, por un lado,

un enfoque orientado hacia la ciencia, donde grupos de investigadores en enseñanza de

las ciencias cercanos a un campo disciplinar particular centran su atención en la práctica

docente, poniendo mayor énfasis en problemas de los contenidos científicos y en la

(2)

orientado hacia el alumno, en donde se encuentran las investigaciones que enfatizan las

necesidades de los estudiantes en diversos ámbitos y en el mejoramiento de los entornos

de aprendizaje, aunque a menudo desestiman los aspectos de las ciencias como materia

de estudio.

El progreso en la comprensión y el aprendizaje de las ciencias parecería ser

posible sólo cuando existe un razonable equilibrio entre las dos perspectivas

mencionadas anteriormente. En ese sentido, la elaboración de secuencias de enseñanza

y aprendizaje para las ciencias requiere de la fusión de ambos puntos de vista. Esta

perspectiva, que podría considerarse como más holística, pues intenta conjugar

perspectivas más parciales hasta ahora dominantes en el área, es compartida por

diversos investigadores del área de enseñanza de la ciencia (Fensham, 2001; Psillos,

2006; Duit, 2006). Esta línea de investigación en la enseñanza de las ciencias se

encuadra en lo que se ha denominado, a partir del consenso logrado en los últimos años

en varios congresos internacionales, como Secuencias de Enseñanza y Aprendizaje

(Teaching–Learning Sequences o TLS) y que puede caracterizarse como una actividad

de carácter dual que consiste tanto en una actividad de investigación en el aula como el

producto de la misma, con actividades suficientemente investigadas de enseñanza y

aprendizaje de determinados tópicos con ciertos grupos de alumnos (Méheut and

Psillos, 2000; Psillos and Méheut, 2001).

Esta línea de trabajo se centra en el diseño y evaluación de secuencias de

enseñanza y aprendizaje basadas en resultados de investigación, tanto de las

concepciones de los alumnos como de los contenidos de la ciencia, y podría contribuir a

que los docentes tomen contacto con los resultados de la investigación en enseñanza y

aprendizaje de la ciencia (Leach et al., 2005) porque, como plantean Linjse & Klaassen

(2004), es un error sobrestimar la capacidad de los docentes para implementar

propuestas didácticas en tópicos de ciencias para los cuales su formación es limitada y

no existen libros didácticos de calidad para suplir esa dificultad. Si bien el diseño de

secuencias de enseñanza comienza en la década de los ’80 del siglo veinte, se basaban

en los resultados de investigaciones que se centraban más en las concepciones y formas

de razonar de los estudiantes que en contenidos científicos o en los docentes (Mehuet,

(3)

Como señalan Leach et all. (2005), a pesar de que existen varios estudios en el

área de enseñanza de la ciencias que proveen evidencia de las mejoras en los

aprendizajes logrados por los estudiantes cuando se han implementado diseños

didácticos surgidos de la investigación (Brown & Clement, 1991; Viennot & Rainson,

1999; Tiberghien, 2000), esos estudios se ocupan muy poco del rol del docente en la

implementación de las propuestas didácticas: cómo las implementan, cómo las

modifican, cómo las evalúan. Más aun, los docentes, generalmente, han trabajado con

gran acompañamiento de él o los investigadores y durante un largo período de tiempo.

Existe al respecto muy poca, o ninguna, evidencia de que los docentes que no están

comprometidos con los grupos de investigación puedan lograr también resultados

satisfactorios con respecto a los aprendizajes de sus alumnos con las propuestas

didácticas elaboradas a partir de la investigación.

Es importante remarcar que, en general, la mayoría de las secuencias diseñadas

para tópicos específicos han sido publicadas en la lengua de origen con escasa

referencia a investigaciones realizadas en el ámbito internacional (Lijnse & Klaassen,

2004)

Cabe señalar que la perspectiva de las TLS, dentro de la investigación en

educación en ciencias, se focaliza en la investigación de la enseñanza y del aprendizaje

en el “nivel micro” (estudio de una clase en un tema específico) o en el “nivel medio”

(estudio de la secuencia de un único tópico), pero no en el “nivel macro”, que

contempla el estudio de todo un curriculum durante uno o varios años (Kariotoglou and

Tselfes, 2000). Es relevante destacar que, si bien en este enfoque de investigación han

aparecido algunos modelos para la elaboración de las TLS, ninguno de ellos explicita de

forma clara cómo se relacionan los diferentes aportes (epistemológicos, psicológicos,

didácticos) dentro de un abordaje didáctico específico.

Hasta el momento se han desarrollado escasos marcos teóricos focalizados en los

factores y procesos involucrados en el diseño de secuencias de enseñanza como

actividad de investigación (Méhuet & Psillos, 2004).

Por ejemplo, Lijnse (1995, 2004) propuso un marco general, destinado a cubrir

la brecha entre la teoría y la práctica, siendo necesario "concebir situaciones de

enseñanza para dirigir a los estudiantes a construir libremente las ideas que queremos

(4)

motivación y, también, a los conocimientos de los docentes necesarios para seguir este

enfoque. En este marco, se consideran tres niveles: selección del foco de interés, la

transición a un nivel descriptivo y, en caso necesario, la transición hacia el plano

teórico. En el proceso de construcción de TSL es fundamental el proceso de regulación

empírica, que comienza con una profunda descripción del contexto para el cual va a ser

diseñada la TSL, de las actividades y los procesos de enseñanza y aprendizaje, así como

la explicitación sobre qué concepción de la enseñanza, del aprendizaje, de la educación

en ciencia y de la ciencia se adopta, que sirve para predecir la forma en que las

secuencias de enseñanza se desarrollarán y con qué resultados. Es importante señalar

que cada secuencia de enseñanza en su conjunto debe tener una "motivación general"

que debe estar relacionada con los objetivos de las principales fases del proceso. Por

ejemplo, Linjse & K. (2004) en una secuencia de radiactividad diseñada para una

escuela secundaria, con alumnos de 15 años y escasas habilidades, la orientación que se

le dio fue práctica, a fin de que sea significativa para los estudiantes.

Otro enfoque es la “reconstrucción educacional” (Duit, Kattmann et al., 1995)

en la tradición pedagógica alemana. Este abordaje relaciona consideraciones propias de

la estructura conceptual de la ciencia con el análisis del significado educacional del

contenido y con estudios empíricos de los procesos de aprendizaje de los alumnos y de

sus intereses en un marco constructivista. El primer paso en este enfoque es la

“elementarización” de los contenidos científicos que deben ser enseñados, esto es

seleccionar las ideas científicas fundamentales e indispensables necesarias para ser

entendidas por los alumnos con el objetivo de comprender los tópicos científicos en

cuestión, teniendo en cuenta cuestiones epistemológicas, contexto aplicaciones e

implicaciones éticas y sociales. Los resultados provenientes del análisis de la estructura

del contenido y de experiencias de estudios previos facilitan el diseño de de una primera

secuencia de enseñanza aprendizaje que permite investigar, a través de entrevistas

individuales y grupales –organizadas como situaciones de aprendizaje– procesos de

enseñanza y aprendizaje en detalle, especialmente las concepciones de los estudiantes y

cómo pueden ser guiadas hacia las científicamente concensuadas. Los resultados

encontrados en estas investigaciones dieron origen a cambios en todas las fases

mencionadas, incluyendo los objetivos generales y específicos concernientes al diseño

(5)

particular para la enseñanza debe ser desarrollada de acuerdo con el punto de vista del

estudiante.

Otra perspectiva teórica, desarrollada en el ámbito de la investigación en

educación matemática, y que se nutre de la teoría de resolución de problemas, es la

“ingeniería didáctica” (Artigue, 1988). Consta principalmente de un análisis a priori,

teniendo en cuenta la dimensión epistemológica del contenido a ser enseñado, una

dimensión psico-cognitiva que tiene en cuenta las características de los alumnos y una

dimensión didáctica, relacionada con el funcionamiento de la institución escolar. Este

análisis sirve para definir los problemas que deberán abordar los alumnos. La

comparación entre las construcciones cognitivas predichas y las que se reconocen

pueden tanto validar como indicar la necesidad de modificar las situaciones propuestas.

Mehuet (2004) por ejemplo considera que su secuencia diseñada para modelos de

partículas se corresponde en gran medida con esta perspectiva, sin embargo no le presta

ninguna atención a la dimensión didáctica.

En este capítulo se propone un marco teórico general que tiene elementos en

común con las perspectivas descriptas, aunque enfatiza en la necesidad de encontrar la

coherencia entre los marcos teóricos utilizados para el diseño de TLS. A modo de

ejemplo, se describirá y analizará una TLS para la Teoría Especial de la Relatividad

(TER) y los recorridos cognitivos seguidos por algunos estudiantes durante la

implementación de la misma.

Modelo General

El planteo se basa en considerar que la coherencia entre los marcos teóricos

utilizados para el diseño de TLS se puede alcanzar cuando de asume, ante todo, una

postura en cuanto a la educación en general y a la educación en ciencias en particular.

Afirmar que los alumnos en la escuela deben comprender y no solo memorizar hechos

es algo en lo que, sin dudas, todos los docentes acuerdan. Sin embargo, las

investigaciones en las últimas décadas han demostrado que los alumnos no recuerdan ni

comprenden gran parte de lo que los docentes pretenden. A partir de esta realidad, las

reformas curriculares en diversos países, en una amplia variedad de temas, plantean que

el trabajo escolar se debería centrar en el desarrollo conceptual, el pensamiento creativo,

(6)

mismo tiempo las nuevas tendencias en evaluación recomiendan que éstas sean más

auténticas y basadas en desempeños acordes con la enseñanza, desestimando las pruebas

diseñadas para determinar si los alumnos recuerdan fragmentos aislados de información.

Si bien es cierto que existe consenso respecto de los fines de la educación, los

medios para lograrlos no encuentran el mismo acuerdo. Es así como la mayoría de los

docentes solo tiene acceso a libros de texto y materiales curriculares cuyo planteo

central es cubrir gran cantidad de información, en detrimento de la conceptualización y

profundización de aspectos claves de cada disciplina.

Teniendo en cuenta lo expuesto, se considera que un planteo innovador ha sido

el marco conceptual de la Enseñanza para la Comprensión –desarrollado por un grupo

de investigadores de Harvard entre 1988 y 1995 con la intención de ayudar a los

docentes a analizar, diseñar, poner en práctica y evaluar prácticas centradas en el

desarrollo de la comprensión de los alumnos–. A partir de esta propuesta se intenta dar

respuesta a las siguientes preguntas: ¿qué tópicos vale la pena comprender?; ¿qué deben

comprender los alumnos sobre esos tópicos?; ¿cómo se puede propiciar la comprensión?

y ¿cómo es posible averiguar qué es lo que comprende los alumnos? (Wiske, M., 1999).

Se hace necesario entonces, en cada situación de enseñanza, definir qué es lo que vale la

pena comprender, organizando el currículo en torno a tópicos generativos que son

centrales para una disciplina o parte de ella, que deben ser accesibles e interesantes para

los alumnos y vinculados con las inquietudes de los docentes –en el caso que aquí se

analiza: Ruptura de Paradigmas en la Física del S XX: La Teoría Especial de la

Relatividad–. Dar respuesta a la segunda pregunta es clarificar lo que deben comprender

los alumnos formulando metas de comprensión explícitas que estén focalizadas en ideas

y en preguntas centrales de la disciplina. Es importante que esas metas sean públicas

tanto para los alumnos como para los padres y otros miembros de la comunidad escolar.

La comprensión de las metas por parte de los alumnos puede fomentarse

comprometiéndolos en desempeños de comprensión que les requiera extender, sintetizar

y aplicar lo que han comprendido. Por último, es posible analizar lo que los alumnos

han comprendido realizando una evaluación diagnóstica continua de sus desempeños.

Las metas de aprendizaje afirman, explícitamente, lo que se espera que los

(7)

relaciones o preguntas que los alumnos comprenderán mejor por medio de su

indagación.

Se asume como comprensión a la capacidad de usar lo que uno sabe cuando

actúa en el mundo, extendiendo, sintetizando y aplicando ese conocimiento de formas

creativas y novedosas. Cuatro dimensiones fundamentales articulan el alcance de la

comprensión: conocimiento, métodos, propósitos y formas de expresión.

No deben confundirse las metas con objetivos conductuales en sentido estrecho,

los cuales suelen ser demasiado amplios y superficiales, centrados en hechos,

operaciones con fórmulas y conjuntos poco profundos y excesivamente amplios de

información más que en las “grandes ideas” que deberían abordar las metas de

comprensión.

Los desempeños de comprensión incluyen tareas tales como: explicar,

interpretar, analizar, relacionar, comparar y hacer analogías y se distinguen de otros

tipos de actividades comunes que se realizan en el aula. Las actividades son desempeños

de comprensión sólo si desarrollan y demuestran claramente la comprensión, por parte

de los alumnos, de metas de comprensión importantes. En síntesis, los desempeños de

comprensión efectivos:

Se vinculan directamente con las metas de comprensión ya que deben involucrar a los alumnos en un trabajo que los haga progresar en las

metas de comprensión especificadas.

Desarrollan y aplican la compresión por medio de la práctica: Se planean

diseñados en secuencias espiraladas, donde los alumnos pueden hacer

borradores, criticar y revisar un desempeño una o más veces.

Utilizan múltiples diversos estilos de aprendizaje y formas de expresión:

Los alumnos aprenden por medio de múltiples formas de inteligencia.

Permiten a los estudiantes usar diversos medios y formas de expresión

(palabras, dibujos, demostraciones, etc.).

Promueven un compromiso reflexivo con tareas que entrañan un desafío

y que son posibles de realizar.

Demuestran la comprensión: Los desempeños de comprensión no son

simplemente experiencias privadas sino que pueden ser compartidas con

(8)

y los propios alumnos de lo que ellos mismos están entendiendo. De esta

forma, los desempeños se convierten en un medio para controlar, hacer

público y aprender a partir de la comprensión de los alumnos.

Los marcos teóricos que se han descrito toman en cuenta tres dimensiones en el

diseño de TLS: la epistemológica, la psico-cognitiva y la didáctica. En el modelo que

aquí se analiza estas dimensiones también son fundamentales: la dimensión

epistemológica en indispensable para el análisis y la selección del contenido a ser

enseñado y por el potencial que esa dimensión adquiere para adoptar posturas respecto

de la ciencia en tanto producto y como actividad humana así como su vínculo con la

sociedad, dando respuesta a la pregunta referida a los tópicos que son relevantes en el

aprendizaje de una disciplina; la dimensión psico-cognitiva permite analizar cómo los

alumnos aprehenden y representan nuevos conceptos –el qué deben comprender– y la

dimensión didáctica por el abordaje didáctico específico seleccionado para la TLS,

donde se explicitan cuestiones tales como la forma de implementación de la secuencia,

el rol de los alumnos y el del docente. Sin lugar a dudas tanto la dimensión

epistemológica como la psico-cognitiva dependen de esas decisiones –el cómo fomentar

la comprensión–. Por ejemplo, si estamos interesados en la perspectiva de la

modelización, la clase de conceptos a ser enseñados, el tipo de actividades y el rol de los

alumnos y el docente serán diferentes de, por ejemplo, un abordaje centrado en la

argumentación. Si bien ambas perspectivas comparten algunos aspectos también poseen

diferencias que las hacen más adecuadas para algunos contenidos específicos, para

edades determinadas de los alumnos o para objetivos particulares que la institución

educativa pueda tener. Por otro lado, esta decisión debe ser compatible con el marco

epistemológico adoptado, más allá que las investigaciones realizadas en los últimos

años en el área de enseñanza de las ciencias son compatibles, en general, con posturas

post-positivistas (citas).

Una vez determinada la dimensión didáctica, debe realizarse el análisis

epistemológico con el objetivo de seleccionar y justificar los conceptos que serán

abordados en el proceso de enseñanza y aprendizaje. Esta selección está condicionada

por la perspectiva psico-cognitiva adoptada. En nuestro caso, como se describe más

adelante, hemos adoptado el marco teórico de Vergnaud y los hemos aplicado al caso de

(9)

Luego, es necesario determinar las representaciones de los alumnos. Si bien

existe gran cantidad de literatura relacionadas con concepciones alternativas, modelos

mentales y otros constructos que describen las formas en que los alumnos comprenden y

razonan los conceptos científicos que sin dudas debe ser tenida en cuenta, en general es

necesario diseñar los propios instrumentos, relacionados con las teorías y los conceptos

específicamente adoptados.

Cabe destacar que este modelo otorga al uso de la Historia de la Ciencia y la

Epistemología, en el diseño de propuestas concretas de aula, un rol tan importante como

el que tiene la adopción de un marco psicológico y uno didáctico. Por ello, se acepta que

el uso que se hace de la Historia de la Ciencia y la Epistemología posibilita, entre otros

aspectos, la determinación de obstáculos epistemológicos que sirven de guía para la

elección de los contenidos relevantes a ser enseñados así como la discusión sobre la

producción del conocimiento científico, el rol del contexto social y cultural del

momento histórico en que ese conocimiento se produce y las repercusiones del mismo,

dentro y fuera del ámbito científico, con el objetivo de intentar desterrar esteriotipos

acerca de la ciencia que alejan al alumno de la misma. Además, este enfoque

posibilitaría que los alumnos comprendiesen las dificultades y los obstáculos que se

debieron superar y los contextos culturales, filosóficos, tecnológicos, etc., distintos del

actual, en que se produjeron las teorías científicas; que la ciencia es una actividad

humana y está realizada por hombres que aportan contribuciones parciales respondiendo

preguntas que se plantean en cada época; que los científicos, en cada momento

histórico, no pensaban en los “términos actuales”, ya que utilizaban las herramientas

lógicas, metodológicas, epistemológicas y las tradiciones predominantes de su medio y

su época (Hodson, 1986; Kragh, 1989). Destacamos que este abordaje contextualizado

incluye un fuerte énfasis conceptual de los temas abordados, indispensable para que las

discusiones histórico-epistemológicas adquieran sentido para los estudiantes.

2.1 Caracterización de las dimensiones epistemológica, psico-cognitiva y didáctica

En el eje epistemológico, se adoptan elementos de la epistemología de Bachelard

(1991), que permitieron desarrollar un análisis epistemológico del contenido de la TER

(Arriassecq y Greca, 2002). Este análisis delimitó los conceptos centrales que los

(10)

tiempo y las nociones asociadas de sistema de referencia, observador, simultaneidad y

medición, indispensables para la comprensión relativista del espacio-tiempo. El eje

psicológico fue elaborado a partir de una síntesis de diversas perspectivas sobre la

formación de conceptos (específicamente algunos aspectos de las teorías de Vergnaud

(1990), Ausubel et al. (1991) y Vygotsky (1987), tomados como marcos teóricos

complementarios) que posibilitan interpretar cómo los alumnos logran conceptualizar

un contenido concreto en situación de aula y cuál es el rol del docente en dicha

situación. Con la teoría de Vergnaud, en particular, fueron analizadas, en un estudio

previo, (Arriassecq y Greca, 2006) las representaciones de los alumnos –en término de

invariantes operatorios– en relación con los conceptos antes referidos –espacio, tiempo,

sistema de referencia, observador, simultaneidad, medición–, información que permitió

determinar las dificultades de los alumnos con los mismos.

Finalmente, en el eje didáctico se toma como referente fundamental la

concepción de objetivo-obstáculo de Martinand (1986), quien propone la existencia de

una relación dialéctica entre los objetivos de la enseñanza y los obstáculos que se

interponen en la concreción de los mismos (de donde emerge el concepto de

objetivo-obstáculo). Así, los objetivos de la educación, y en particular de la educación en

ciencias, no pueden definirse a priori y con independencia de las representaciones de los

alumnos como ocurre habitualmente, sino que pueden plantearse en término de las

transformaciones intelectuales que se producen al superar un determinado obstáculo,

para lo cual, en primer lugar, es necesario identificar las representaciones de los

alumnos (según nuestro referencial psicológico, las representaciones respecto del campo

conceptual –invariantes operatorios y teoremas en acto–) respecto de los conceptos que

se pretenden abordar. Así, a partir de invariantes operatorios inferidos, que no se

corresponden con los científicamente consensuados, son seleccionados aquellos que se

considera pueden ser transformados en objetivos para la propuesta didáctica. Un

aprendizaje significativo del tema, en este caso la TER, supone la superación por parte

del alumno de estos obstáculos.

En relación con el contenido específico sobre el que se trabajó, la TER, cabe

mencionar que las reformas realizadas por varios países en los currículos de ciencias

para el nivel medio en la última década han impuesto una actualización de los mismos

(11)

Física Moderna y Física Contemporánea. Esto refleja la necesidad de ofrecer a los

estudiantes la oportunidad de aprender sobre los desarrollos científicos recientes que

influyen en el mundo en que viven y ha sido avalado y enfatizado, desde diversas

perspectivas, por numerosos investigadores en el área de la enseñanza de las ciencias

(Gil et al., 1998; Aubrecht, 1989; Stannard, 1990; Kalmus, 1992; Wilson, 1992;

Swinbank, 1992; Terrazzan, 1992; Ostermann y Moreira, 2000; Holcomb, 1997; Villani

y Arruda, 1998; de la Torre, 1998 y Moreira, 2000).

En este sentido, la incorporación de la TER se justifica por diversas razones.

Desde el punto de vista de la enseñanza de las ciencias, la TER es un tema

particularmente rico dado que los primeros contactos de los alumnos con el mismo

deberían implicar un verdadero punto de inflexión en el conocimiento de la Física, pues

lo que puede haber de continuidad entre la Física Clásica y la relativista es menos

relevante que aquello que las diferencia. Esto plantea un interesante desafío para los

docentes que intenten abordar la TER en el nivel polimodal, dado que ya no es posible

recurrir a la intuición, que suele desarrollarse a partir de las experiencias que los

individuos tienen con sistemas físicos clásicos, para comprender conceptos relativistas.

Por otra parte, la influencia de la TER ha excedido el ámbito de la Física y su

conocimiento es necesario para comprender diferentes aspectos de las producciones

culturales del siglo XX.

En trabajos de investigación anteriores (Arriassecq y Greca, 2002, 2003, 2004,

2006, 2007, 2008; Arriassecq, 2008) se indagaron las principales dificultades que

surgen en el proceso de enseñanza y aprendizaje de la TER, en el nivel medio/polimodal

de enseñanza de la República Argentina y, a partir de los resultados obtenidos, se

elaboró, implementó y evaluó una propuesta didáctica –con un abordaje contextualizado

histórica y epistemológicamente y fundamentado conceptual, psicológica y

didácticamente– y se diseñó material escrito (destinado a docentes y a alumnos) para la

enseñanza de dicha teoría en ese nivel educativo con la intención de propiciar un

aprendizaje significativo de la misma (Ver anexo 2).

A partir de lo esbozado hasta aquí, la TLS puede diseñarse y ser implementada

en situación real de clase, donde los docentes no necesariamente deben estar

involucrados en el proyecto de construcción de la misma. Vinculada a esta cuestión,

(12)

participación activa del docente dejándole libertad de decisión y para enriquecer la

propuesta a partir de su creatividad, debe ser los suficientemente explícita y detallada

para que se constituya en un instrumento válido para la enseñanza.

Un aspecto importante para la validación de la TLS, como ya se analizó en los

diversos enfoques teóricos discutidos en la introducción, es una cuidadosa validación de

las inferencias realizadas en cuanto a las formas de razonar de los alumnos, las

dificultades superadas y los logros alcanzados, así como del desempeño del docente

durante la implementación y cómo se sintió con la implementación de la propuesta –

cómo averiguar lo que comprenden los alumnos a través de la evaluación y valoración

de la implementación de la propuesta–.

Los resultados que se obtengan pueden servir como retroalimentación para

mejorar la TLS, modificándola parcial o substancialmente. En el Anexo 3 se presenta un

esquema del modelo y en el Anexo 4 las metas de aprendizaje y los desempeños

esperados.

2.2 TLS para la TER

A partir del marco teórico desarrollado, que integra una postura de enseñanza

contextualizada histórica y epistemológicamente, la convergencia de algunos aspectos

centrales de las teorías psicológicas de Ausubel, Vygotsky y Vergnaud, de un marco

teórico didáctico acorde y de los resultados de las investigaciones realizadas con los

alumnos, se elabora una propuesta didáctica específica para la enseñanza de la TER en

el nivel polimodal.

La elaboración y posterior implementación de la secuencia didáctica estuvo

precedida por una primera etapa que se focalizó en:

- El análisis epistemológico de cuestiones relevantes dentro de la TER

(Arriassecq & Greca, 2007).

- La indagación de las dificultades de los docentes para afrontar la tarea de

abordar la TER en el nivel de enseñanza medio/polimodal, en situación concreta de aula

(Arriassecq y Greca, 2003 y 2004).

- El análisis de los libros de texto que tanto los docentes como los alumnos

(13)

- El análisis de las dificultades de los estudiantes para conceptualizar los

aspectos más relevantes de la TER (Arriassecq, y Greca, 2004 y 2006; Arriassecq,

2008).

La propuesta parte del análisis epistemológico del contenido a abordar y la

determinación, a partir del mismo, de los conceptos centrales que sería deseable que los

alumnos del nivel secundario adquiriesen. Como ya se detalló en el capítulo tres, se

estudiaron las representaciones de los alumnos respecto de las nociones de espacio,

tiempo, sistema de referencia, observador y simultaneidad –obstáculos epistemológicos

del análisis del contenido a abordar– y se expresaron las principales manifestaciones

externas de dichas representaciones en término de los invariantes operacionales de

Vergnaud –conceptos y en-acción– .Tomando como referencia los

teoremas-en-acto que no se corresponden con las proposiciones aceptadas como correctas para la

TER por la comunidad científica, se definen los objetivos-obstáculos que deberían ser

superados por el alumno, en el contexto de aula.

En la Anexo 1 se presenta una síntesis de los conceptos analizados para la

enseñanza de la TER, posibles invariantes operacionales inferidos y objetivos

elaborados para una propuesta didáctica a partir del análisis de los obstáculos

identificados. Se pretende mostrar en el cuadro la convergencia de los tres ejes que se

han trabajado hasta el momento: el disciplinar y epistemológico mediante la selección

de los conceptos relevantes para el aprendizaje de la TER; el eje psicológico con la

identificación de posibles conceptos y teoremas-en-acción y el eje didáctico con la

elaboración de objetivos-obstáculos.

La propuesta didáctica (Arriassecq, 2008) consta de cinco etapas. En la primera,

se analizan cuestiones de índole histórico-epistemológica referidas a la noción de

ciencia, características del trabajo científico, evolución de las ideas en ciencia,

influencias del contexto social, histórico y cultural en el surgimiento de las teorías

científicas y validación de las mismas. En la segunda etapa se realiza una profunda

revisión de los conceptos de Mecánica Clásica que son necesarios para interpretar la

TER, así como aquellos que se modifican sustancialmente a partir de la misma. En la

tercera, se abordan los conceptos de Electromagnetismo que entran en conflicto con la

Mecánica Clásica y son retomados por Einstein en la TER. Posteriormente, en la cuarta

(14)

de 1905. Esta discusión es abordada desde diversas perspectivas, de manera tal que el

alumno tenga la posibilidad de construir nuevos esquemas mentales para enfrentarse

con situaciones que requieran la reformulación de conceptos clásicos. Por último, en la

quinta parte de la propuesta se pretende que los alumnos conozcan algunos aspectos de

la vida de Albert Einstein como hombre, trascendiendo al “mito”.

El material escrito elaborado tiene la estructura de un libro de texto de cinco

capítulos, según la secuencia descripta. Cada tópico fue redactado a partir de la

selección de contenidos realizada desde el marco teórico adoptado en correspondencia

con los objetivos que se pretendían alcanzar con la propuesta didáctica. El mismo rol

tuvo el marco teórico para diseñar, secuenciar y evaluar cada una de las actividades, y

para seleccionar las lecturas que realizarían los alumnos —algunas de ellas textos

originales que pueden ser trabajados en clase con la ayuda del docente y otras textos

elaborados por especialistas en Historia de la Física, donde se abordan cuestiones

conceptuales y debates en torno a las repercusiones de la TER fuera del ámbito de la

Física–. Así, los conceptos centrales de la TER son reintroducidos en diferentes etapas

de la propuesta, usando una variedad de representaciones, algebraicas y gráficas, y las

diversas actividades parten de situaciones-problemas en donde los obstáculos son

presentados. Las actividades requieren el uso de diferentes herramientas por parte de los

alumnos: expresión oral y escrita, mapas conceptuales, representaciones gráficas,

cálculos, diseño de historietas.

Se destaca que en el desarrollo y la redacción de cada uno de los tópicos se tuvo

en cuenta la edad de los alumnos a la cual se dirige, sin por ello dejar de lado la calidad

científica del material.

2. 3. Implementación y evaluación de la TLS

La propuesta didáctica se implementó en un tercer año del ciclo polimodal con

orientación en Ciencias Naturales con una carga de horaria de dos horas semanales de

un colegio de la ciudad de Tandil, Provincia de Bs. As. La docente a cargo de las clases

había cursado una materia en su formación de grado que contemplaba, como una unidad

de la misma, la TER. No había realizado cursos de capacitación específicos en esa

(15)

La primera autora del trabajo asistió como observadora no participante a todas

las clases dedicadas al tema, previa autorización de las autoridades del establecimiento

y con el consenso tanto de la docente como de las alumnas, quienes permitieron tener

acceso a las diversas producciones realizadas en clase y fuera de ellas como así también

grabar las clases para contar con información complementaria.

La docente y las alumnas utilizaron como único material el texto de apoyo que

elaboramos.

2. 3. 1. Metodología para la evaluación de la implementación de la TLS

Las diversas etapas del trabajo de investigación se realizaron desde el paradigma

de la metodología cualitativa siendo una de las características fundamentales de esta

perspectiva la profundización en lo particular, lo idiosincrásico y lo concreto (Stake,

1994).

El propio investigador fue el instrumento principal de medida, dado que quien

realiza la investigación, con su criterio, registra y a la vez filtra los datos que obtiene.

Esto requirió realizar un esfuerzo consciente, una reflexión continua y un análisis

recursivo para minimizar los resultados subjetivos. También en ocasiones se recurrió a

la triangulación como una posibilidad más de evitar la obtención de resultados

demasiado sesgados (Goetz y LeCompte, 1988; Schwartz y Jacobs, 1984; Taylor y

Bogdan, 1986).

El estudio de la situación normal de aula se realiza en su ambiente natural

pretendiendo una exploración intensa y profunda del evento estudiado. No es relevante

la cantidad de sujetos que intervienen en la investigación. Tampoco se pretende

comprobar hipótesis; por el contrario, la intención es generarlas.

Es una investigación de tipo holística, ya que se intenta abarcar el fenómeno en

forma global, como un todo; no es tan importante dividirlo, en principio, en variables

antes de comenzar el estudio.

El diseño de investigación se va reelaborando a medida que se desarrolla la

investigación. El problema inicial se va reformulando permanentemente para confirmar

que los datos recogidos contribuyen a la interpretación del fenómeno, pudiendo

(16)

La característica de recursividad planteada anteriormente, permite la

incorporación de hallazgos que no se habían previsto en el diseño preliminar.

Como toda investigación que se enmarca en el paradigma cualitativo, conlleva

un importante trabajo de campo. En general, este tipo de abordaje demanda la

participación intensiva y por largos períodos del investigador en el escenario estudiado,

el registro cuidadoso de lo que acontece mediante notas de campo y evidencia

documental. En el caso de la TER se trabajó con documentos personales –actividades y

evaluaciones realizadas por los alumnos y docentes–, grabaciones del trabajo grupal en

diversas clases, notas de campo, análisis del contenido, etc.

Posteriormente se realizó una reflexión analítica a partir de los registros

realizados y documentos obtenidos y una descripción detallada, utilizando

procedimientos narrativos. En lo referido a las técnicas de análisis de datos de tipo

cualitativo, que se realiza en forma paralela a la obtención de los mismos, existe una

interacción permanente entre observación e interpretación y datos recogidos y análisis.

La distinción en fases diferentes se realiza sólo con fines explicativos.

2. 3. 2. Selección de actividades para evaluar la propuesta didáctica

Los primeros datos que se analizaron antes de implementar la propuesta

didáctica fueron los obtenidos en un test inicial diseñado con el objetivo de establecer el

perfil inicial de las alumnas y los invariantes operatorios que pudieran actuar como

obstáculos epistemológicos para un aprendizaje significativo de tópicos de la TER en

ese grupo en particular y, en función de lo hallado, tomar las decisiones que fueran

necesarias en cuanto a la reformulación – o no – de los objetivos-obstáculo presentados

en la Tabla 1.

Otra fuente rica de datos fueron los mapas conceptuales elaborados por las

alumnas, en forma individual, para la evaluación de revisión de conceptos de Mecánica

Clásica. Los resultados obtenidos con el análisis de los conceptos seleccionados para los

mapas conceptuales así como del establecimiento de relaciones significativas fue

comparado con los resultados del test inicial, con la intención de identificar posibles

(17)

En los temas específicos de la TER se analizaron también los mapas

conceptuales solicitados en una de las actividades diseñadas y, de esa misma actividad,

un cuento o una historieta, ambas actividades elaboradas en forma grupal.

Otra fuente importante de datos fue la evaluación individual realizada por las

alumnas al finalizar el tema, en la que la docente intentó integrar los diversos aspectos

abordados de la TER, fundamentalmente a través de la lectura y análisis de los

materiales escritos y de las discusiones dentro de cada grupo y entre los grupos.

Por último, se analizó una actividad grupal que elaboraron las alumnas vinculada

con aspectos personales de la vida de Einstein.

La evaluación de la implementación de la propuesta didáctica utilizando el

material escrito desarrollado permite afirmar que, a pesar de diversas dificultades e

imprevistos que surgieron durante el proceso de enseñanza, los resultados logrados por

el grupo de alumnas con el que se trabajó, en términos de aprendizajes de conceptos

centrales de la TER, parecen ser bastante mejores que los obtenidos cuando la TER es

abordada de una forma que podría denominarse “tradicional”, donde el principal recurso

didáctico usado por los docentes es el libro de texto (Arriassecq, 2008).

El texto elaborado profundiza en un tópico que, a pesar de su importancia, no ha

sido suficientemente investigado en el área de la Enseñanza de la Física en Argentina y,

además, se ha realizado desde un marco teórico innovador que integra elementos

epistemológicos, psicológicos y didácticos en la elaboración del material escrito.

3. Comentarios finales

Esta propuesta pretende avanzar en relación a las propuestas existentes para la

elaboración de las TLS proponiendo un modelo general, que no dependa de las

elecciones de teorías o enfoques didácticos, sino simplemente de su compatibilidad, que

explicita la forma de articulación de los aspectos epistemológicos, psicológicos y

didácticos dentro de un enfoque dado para el diseño, implementación y evaluación de

las unidades didácticas, llevando en consideración el papel del profesor, para que estas

unidades puedan ser implementadas en otros contextos educativos con éxito en términos

de aprendizajes significativos de los alumnos.

A partir de los logros obtenidos con la propuesta didáctica diseñada para la TER

(18)

es posible introducir en el nivel de enseñanza secundaria conceptos para los cuales los

docentes tienen escasa –o ninguna– formación durante su carrera de grado y a pesar

incluso del escaso tiempo disponible en los diseños curriculares.

Referencias

ARRIASSECQ, I. y GRECA, I. (2002). Algunas consideraciones históricas, epistemológicas y didácticas para el abordaje de la Teoría Especial de la Relatividad en el nivel medio y polimodal. Ciência & Educação, (8) 1, pp. 55-69.

ARRIASSECQ, I. y GRECA, I. (2003). Enseñanza de la Teoría Especial de la Relatividad en el ciclo polimodal: dificultades manifestadas por los docentes y textos de uso habitual. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, (3) 2, Artículo 7, en http://www.saum.uvigo.es/reec. ISSN: 1579-1513.

ARRIASSECQ, I. y GRECA, I. (2004). Análisis de algunos aspectos de la enseñanza de la Teoría Especial de la Relatividad en el nivel polimodal argentino a partir de un estudio de caso, II ENCUENTRO IBEROAMERICANO SOBRE INVESTIGACIÓN BÁSICA EN EDUCACIÓN EN CIENCIAS, 21 a 24 de septiembre de 2004, Universidad de Burgos, España.

ARRIASSECQ, I., GRECA, I. y STIPCICH, S. (2004). Dificultades para la conceptualización de algunos tópicos de la Teoría Especial de la Relatividad en alumnos de nivel polimodal. 7° Simposio de Investigación en Educación en Física. Santa Rosa, La Pampa, 7 al 9 de octubre de 2004. Asociación de profesores de Física de la Argentina y Universidad Nacional de la Pampa. Publicado el artículo completo. CD (I.S.B.N. 950 - 863 - 063 -9). ARRIASSECQ, I. y GRECA, I. (2006).

______________________________a) Propuesta didáctica para la revisión de conceptos clave de Mecánica Clásica necesarios para el aprendizaje de la teoría de la relatividad especial en el nivel polimodal. 8° Simposio de Investigación en Educación en Física. Gualeguaychú, Entre ríos, 4 al 6 de octubre de 2006. Asociación de profesores de Física de la Argentina. Publicado el artículo completo. CD (I.S.B.N.10 950 - 698 - 182 - 5), pp. 376-383.

______________________________b) Introducción de la Teoría de la Relatividad Especial en el nivel medio /polimodal de enseñanza: identificación de Teoremas-en-Acto y determinación de objetivos-obstáculo. Revista Investigações em Ensino de Ciências (http://www.if.ufrgs.br/ienci), (11), 2.

ARRIASSECQ, I. y ADÚRIZ-BRAVO, A. (2006). Albert Einstein: un físico genial ... ¿y que más? Memorias del IV Congreso Iberoamericano de Educación Científica, Lima, Perú. Organizado por el Consejo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Tecnológica. ARRIASSECQ, I. & GRECA, I. (2007). Approaches to the Teaching of Special Relativity

Theory in High School and University Textbooks of Argentina. Science & Education, (16) 1, pp. 65-86.

ARRIASSECQ, I. (2008). La Enseñanza y el Aprendizaje de la Teoría Especial de la Relatividad en el nivel medio/polimodal. Tesis de doctorado. En prensa (Universidad de Burgos, España).

(19)

AUBRECHT, G. J. (1989). Redesigning coursesand textbooks for the twenty-first century. American Journal of Physics, 57 (4), pp. 352-359.

AUSUBEL, D., NOVAK, J. y HANESIAN, H. (1991). Psicología Educativa, un punto de vista cognoscitivo. México: Ed. Trillas.

BACHELARD, G. (1991). La formación del espíritu científico. Siglo XXI.

DUIT, R., GROPENGIEBER, H. and KATTMANN, U. (2005). Toward science education research that is relevant for improving practice: the model of educational reconstruction, in H.E. Fischer, Developing standards in research on science education, Londres: Taylor & Francis, pp. 1-9.

DUIT, R. (2006).La investigación sobre enseñanza de las ciencias. Revista Mexicana de Investigación Educativa. (11), 30, pp. 741–770.

FENSHAM, P. (2001). Science content as problematic–issues for research. In H. Behrendt, et all. Eds. Research in Science Education – Past, Present and Future (Dordrecht: Kluwer Academic Publishers), 27-41.

GIL PEREZ, D., SENENT, F. y SOLBES, J. (1998). Análisis crítico de la introducción de la física moderna en la enseñanza media. Enseñanza de la Física, 2 (1), pp. 16-21.

GIL, D. and SOLVES, J. (1993). The introduction of modern physics: overcoming a deformed vision of science. International Journal of Science Education, (15) 3, pp. 255-260.

GOETZ, J. P. y LECOMPTE, M. D. (1988). Etnografía y diseño cualitativo en investigación educativa. Madrid: Morata.HODSON, D. (1986). Philosophy of Science and Science Education. Journal of Studies in Science Education, (12), pp. 25-57.

HOLCOMB, D. (1997). Criterios para una actualización de los currículos de física en todos los niveles. Memoria del VI Conferencia Interamericana sobre Educación en la Física. KALMUS, P. (1992). Particle physics at A-level- the universities' viewpoint. Physics

Education, 27 (2), 62-64.

KRAGH, H. (1989). Introducción a la historia de la ciencia. Barcelona: Crítica.

LEACH, J. et all. (2005). Designing and evaluating short science teaching sequences: improving student learning. En Boersma, K., Goedhart, M., de Jong, O. and Eijkelhof, H. (Eds.): Research and the quality of Science.

MARTINAND, J. L. (1986). Connaître et transformer la matière. Berna: Peter Lang.

MARTINS, I. (2006) Dados como diálogo. Construindo dados a partir de registros de observação de intraçŏes discursivas em salas de aula de ciências. En A Pesquisa em Ensino de Ciências no Brasil e suas Metodologías. Flavia María Teixeira dos Santos e Ileana María Greca (organizadoras) Rs. Brasil.Editora Unijui.

MÉHEUT, M. and PSILLOS, D. Orgs. (2000). Designing and validating teaching-learning sequences in a research perspective. An international symposium, París.

MOREIRA, M. A. (2000). Reporte final de la VII Conferencia Interamericana sobre Educación en Física. Canela, Porto Alegre, Brasil.

OSTERMANN, F. y MOREIRA, M. A. (2000). Física contemporánea en la escuela secundaria. Enseñanza de las Ciencias, 18 (3), pp. 391-404.

(20)

PSILLOS, D. (2001). Science Education researchers and research in transition: Issues and policies, en H. Behrendt et all (Eds.). Research in Science Education. Past, present and future, Dordresht: KluwerAcademic Publishers, pp. 11-16.

PSILLOS, D. and MÉHEUT, M. Co-Ords. (2001). Teaching-learning sequences as a means for linking research to development. In D. Psillos, P. Kariotoglou, V. Tselfes, G. Bisdikian, G. Fassoulopoulos, E. Hatzikraniotis and M. Kallery (Eds.) Proceeding of Third International Conference on Science Education Research in the Knowledge Based Society (Thessaloniki: Art of Text Publication), 226-241.

SCHWARTS, H. y JACOBS, J. (1984). Sociología cualitativa. Método para la reconstrucción de la realidad. México: Trillas.

STANNARD, R. (1990). Modern Physics for the young. Physics Education, 25 (3), p. 133. SWINBANK, E. (1992). Particle Physics: a new course for schools and colleges. Physics

Education, 27 (2), 87-91.

TAYLOR, S. J. y BOGDAN, R. (1986). Introducción a los métodos cualitativos de investigación. Buenos Aires: Paidós.

TERRAZZAN, E. A. (1992). A inserção da física moderna e contemporânea no ensino de física na escola de 2° grau. Caderno Catarinense de Ensino de Física, 9 (3), pp. 209-214.

VERGNAUD, G. (1990). La théorie des champs conceptuels. Recherches en Didactique des Mathématiques, 10 (23), pp. 133-17.

VILLANI, A. and ARRUDA, S. (1998). Special Theory of Relativity, Conceptual Change and History of Science. Science & Education, 7 (2), pp. 85-100.

(21)

Anexo 1

CONCEPTOS INVARIANTES OPERATORIOS OBSTÁCULOS OBJETIVOS

- El concepto de tiempo es difícil de definir. - El tiempo es una unidad.

- Se representa al tiempo con un reloj.

- El tiempo se puede representar como la variable independiente en un sistema de ejes coordenados. - El tiempo no se puede representar.

- No es posible, actualmente, viajar en el tiempo por cuestiones tecnológicas.

Tiempo

- No es posible viajar en el tiempo físicamente.

- Los alumnos asumen que el concepto de tiempo que se utiliza en el ámbito científico no difiere del utilizado en el lenguaje cotidiano.

- Cuando los alumnos se refieren al concepto de tiempo, supuestamente desde el contexto de la ciencia, incurren en errores tales como confundir magnitudes con unidades y no establecen claramente las relaciones entre estos conceptos y el significado del proceso de medición de la magnitud tiempo.

- Analizar el concepto de tiempo desde diversos enfoques: filosófico, científico y psicológico.

- Reconocer las diversas posibilidades de representación gráfica de la magnitud tiempo.

- Identificar los conceptos involucrados en el proceso de medición del tiempo.

- Interpretar el concepto de tiempo en el campo conceptual de la TER estableciendo las diferencias con la mecánica clásica.

- El espacio no se puede representar.

Espacio

- El espacio es el lugar que ocupan los cuerpos y los huecos que quedan entre ellos.

- Las representaciones de los alumnos respecto del espacio coinciden con el modelo platónico.

- Reelaborar el modelo construido de espacio, adecuándolo al requerido en la mecánica clásica. - Interpretar el concepto de espacio en el campo conceptual de la TER estableciendo las diferencias con la mecánica clásica.

Observador

- El observador puede ser un individuo o un instrumento que registra datos detalladamente.

- Los alumnos vinculan la idea de observador con la de una persona que "observa", otorgándole el sentido de "ver" o "mirar".

- Redefinir la noción de observador adecuándola a la TER.

Simultaneidad

- Dos sucesos son simultáneos cuando ocurren al mismo tiempo y en el mismo lugar.

- Los alumnos consideran que la simultaneidad de eventos sólo puede ocurrir cuando éstos acontecen en un mismo lugar.

- Analizar las diversas posibilidades de eventos simultáneos en mecánica clásica.

- Analizar las diversas posibilidades de eventos simultáneos en la TER.

Medición

- Lo más importante en el proceso de medición es el instrumento.

- Para el alumno no es relevante el rol del observador en el proceso de medición.

- Distinguir, desde el punto de vista físico, que en el contexto de la TER "ver" no es lo mismo que "medir. - Analizar la relación entre proceso de medición, observador e instrumentos.

Sistema de Referencia

- Para resolver problemas de Física no es necesario tener en cuenta el sistema de referencia.

- Ante situaciones problemáticas concretas que requieren del concepto de sistema de referencia para su resolución, los alumnos no lo utilizan.

(22)

Anexo 2

PRIMERA ETAPA 1. Introducción

2. El conocimiento científico: Sus orígenes y algunos rasgos característicos 2. 1 La cosmología aristotélica

2. 2 Principales rasgos que diferencian al conocimiento científico de otras clases de conocimiento

(Tiempo estimado: una clase de 2 horas más el tiempo dedicado por el alumno para lectura y desarrollo de actividades fuera de la escuela)

SEGUNDA ETAPA

3. Revisión de los principales conceptos de la mecánica newtoniana necesarios para interpretar la TER

3. 1 El concepto de movimiento en Física 3. 2 El concepto de velocidad

3. 3 Cambio de sistema de referencia

3. 3. 1 Ecuación correspondiente a la transformación identidad

3. 3. 2 Ecuación de transformación para sistemas de referencia en reposo

separados una distancia constante

3. 3. 3 Ecuaciones de transformación de Galileo 3.4 Los conceptos de espacio y tiempo

3.4.1 Aplicación de las transformaciones de Galileo al cálculo de la distancia entre dos puntos

3.4.2 Aplicación de las transformaciones de Galileo al cálculo de la velocidad de un cuerpo en movimiento

3.4.3 Aplicación de las transformaciones de Galileo al cálculo de la aceleración de un cuerpo en movimiento

3. 5 El principio de relatividad de Galileo

(Tiempo estimado: dos clases de 2 horas más el tiempo dedicado por el alumno para lectura y desarrollo de actividades fuera de la escuela)

TERCERA ETAPA

4. Aspectos del electromagnetismo relacionados con la TER 4. 1 Breve historia del concepto de éter

4. 2 La teoría de Maxwell y su incompatibilidad con las ecuaciones de transformación de Galileo

(Tiempo estimado: una clase de 2 horas más el tiempo dedicado por el alumno para lectura y desarrollo de actividades fuera de la escuela)

CUARTA ETAPA

5. Teoría Especial de la Relatividad

5. 1 Comencemos por el principio: los “principios” de la TER 5. 2 ¿Cómo definir y medir el tiempo?

5. 2. 1 El rol de la simultaneidad en la medición del tiempo

5. 2. 2 Definición operacional para establecer en qué momento ocurre un evento 5. 2. 3 Sincronización de relojes

5. 2. 4 Relatividad de la simultaneidad

5. 2. 5 Determinación de la hora de un evento por un observador que se mueve respecto del mismo

(Tiempo estimado: una clase de 2 horas más el tiempo dedicado por el alumno para lectura y desarrollo de actividades fuera de la escuela)

5. 3 Determinación de la longitud de un objeto por un observador que se mueve respecto del mismo

(23)

(Tiempo estimado: una clase de 2 horas más el tiempo dedicado por el alumno para lectura y desarrollo de actividades fuera de la escuela)

5. 6 Nueva relación entre los conceptos de espacio y tiempo en la TER: el espacio-tiempo 5. 6. 1 Los diagramas de Minkowski

5. 6. 2 Aplicaciones de los diagramas de Minkowski

(Tiempo estimado: una clase de 2 horas más el tiempo dedicado por el alumno para lectura y desarrollo de actividades fuera de la escuela)

5. 7 Comprobaciones experimentales, aplicaciones y repercusiones de la TER 5. 7. 1 El origen de la TER

5. 7. 2 Comprobaciones experimentales 5. 7. 3 Aplicaciones tecnológicas de la TER

5. 7. 4 Repercusiones de la TER en diversos ámbitos

(Tiempo estimado: una clase de 2 horas más el tiempo dedicado por el alumno para lectura y desarrollo de actividades fuera de la escuela)

QUINTA ETAPA

6. Albert Einstein, un hombre

(24)

Anexo 3

Principios: Para mejorar la enseñanza de las ciencias, no se pretender que los docentes sin ningún tipos apoyo implementen

delineamientos generales para contenidos específicos. Es necesario diseñar y evaluar TLS, sustentadas en los resultados de investigación, ya disponibles en el área, sobre alumnos, profesores, contenidos y estrategias didácticas.

Axioma: Los objetivos de la enseñanza en general, y en particular los de la enseñanza de las ciencias, no pueden ser determinados a

priori de identificar el perfil inicial de los alumnos (Martinand, 1986).

Elaboración de los objetivos-obstáculos que deberán ser superados por los estudiantes en el contexto específico.

Objetivos

dependen

Contenido

Representaciones

de los alumnos

Estrategia

didáctica

Es necesario realizar un

análisis epistemológico

del contenido científico para determinar las ideas más relevantes a ser

enseñadas, usando

estudios existentes o

estudios específicos

DIMENSIÓN EPISTEMOLÓGICA

Deben conocerse las representaciones previas de los estudiantes sobre las ideas a ser abordadas, usando estudios existentes o estudios específicos

DIMENSIÓN PSICO-COGNITIVA

La estrategia didáctica

escogida, influenciada por

múltiples factores como los objetivos escolares generales, la realidad de los alumnos, etc., guía el proceso de estructuración del contenido, así como determina los roles del profesor y de los alumnos durante la aplicación de la secuencia didáctica.

DIMENSIÓN DIDÁCTICA

Implementación

Evaluación

del proceso de enseñanza-aprendizaje en sala de aula en detalle: objetivos alcanzados por los alumnos, dificultades del profesor, clima del aula, etc.

(25)

Anexo 4

Metas de Aprendizaje Desempeños de Aprendizaje

Discriminar entre los conceptos de distancia recorrida y posición. Decidir qué conceptos consideran necesarios para describir el movimiento de un objeto. Encontrar una expresión válida para todos los movimientos que tengan características

similares.

Proponer ejemplos que contengan los conceptos seleccionados. Reconocer la necesidad de establecer respecto de qué sistema de referencia se

afirma que algo se mueve cuando se analiza un movimiento.

Interpretar un dibujo que representa un movimiento desde la perspectiva de dos observadores distintos.

Reconocer la necesidad de utilizar las ecuaciones de transformación cuando se debe resolver un problema que requiere información de diferentes sistemas de referencia.

Analizar la invariancia de conceptos como "espacio" y "tiempo" en diferentes sistemas de referencia, en reposo relativo.

Establecer relaciones significativas entre los conceptos de observador, sistema de referencia, proceso de medición e instrumentos.

Realizar una síntesis personal de conceptos fundamentales para la comprensión y la resolución de problemas en Mecánica Clásica como son: la invariancia y la independencia del espacio y del tiempo, la imposibilidad de definir un sistema de referencia absoluto y la noción de simultaneidad y expresarla mediante un mapa conceptual.

Analizar las nociones respecto de los conceptos espacio y tiempo que los alumnos han construido y compararlas con los grandes planteamientos que se han dado a lo largo de la Historia de la Ciencia respecto de esos conceptos.

Elaborar un mapa conceptual con la interpretación de los fenómenos vinculados con el electromagnetismo para los cuales existía una teoría que los explicara y aquellos que presentaban problemas para las teorías de la época.

Identificar conceptos relevantes para efectuar mediciones, fundamentalmente de espacio y tiempo, desde distintos sistemas de referencia.

Realizar una lectura crítica del artículo publicado por Einstein en 1905 en la prestigiosa revista alemana Annalen der Physik con el título: “Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento”.

Discutir nociones como "sincronización" y "simultaneidad" y vincularlas con la necesidad de que los observadores tengan los medios adecuados para comunicarse.

Explicitar de diversas maneras cómo interpretan, a partir de las lecturas y discusiones con los pares y la docente, los dos postulados de la TER y compararlos con otros conceptos analizados en Mecánica newtoniana, como el de sistema de referencia y con cuestiones aun no resueltas como el “problema del éter”.

Asumir que la comunicación demanda otro tiempo, además del propio del evento en cuestión que se intente medir.

Resolver diferentes situaciones problemáticas que requieran ser analizadas desde diferentes sistemas de referencia.

Analizar la comprensión de conceptos fundamentales para la resolución de problemas en Mecánica Clásica como son: la invariancia y la independencia del espacio y del tiempo, la imposibilidad de definir un sistema de referencia absoluto y la noción de simultaneidad.

Resolver ejercicios, donde deben realizar cálculos numéricos con la intención de analizar órdenes de magnitud y campo de validez de la TER.

(26)

Teoría Electromagnética de Maxwell. observadores situados en diferentes sistemas de referencia inerciales no se pongan de acuerdo en establecer cuándo y dónde suceden determinados eventos, pero nunca pueden estar en desacuerdo respecto de si existe o no una relación causal entre los mismos.

Discutir el rol de la experiencia de Michelson en el surgimiento de la TER. Expresar los significados que han construido de los tópicos de la TER mediante un recuso alternativo como es la elaboración de un cuento o historieta.

Analizar los postulados de la TER y sus consecuencias para los conceptos clásicos “evento”, “observador”, “sistema de referencia”, “medición”, “simultaneidad, “tiempo” y “espacio”.

Utilizar los diagramas de Minkowski para representar para interpretar el concepto de espacio–tiempo.

Debatir, a partir de lecturas realizadas, sobre diferentes aspectos de la vida personal de A. Einstein.

Reflexionar, más allá de los aspectos conceptuales, acerca de cuestiones que contextualizan histórica y epistemológicamente a la TER. Entre ellas:

- Reflexionar acerca de la génesis de la teoría.

- Conocer las contrastaciones empíricas a las que fue sometida.

- Analizar las aplicaciones de la TER – incluso en la vida cotidiana –, el rol de la comunidad científica en el desarrollo de una teoría y las influencias de la producción científica en la sociedad.

Referencias

Documento similar

Proporcione esta nota de seguridad y las copias de la versión para pacientes junto con el documento Preguntas frecuentes sobre contraindicaciones y

que hasta que llegue el tiempo en que su regia planta ; | pise el hispano suelo... que hasta que el

Para ello, trabajaremos con una colección de cartas redactadas desde allí, impresa en Évora en 1598 y otros documentos jesuitas: el Sumario de las cosas de Japón (1583),

E Clamades andaua sienpre sobre el caua- 11o de madera, y en poco tienpo fue tan lexos, que el no sabia en donde estaña; pero el tomo muy gran esfuergo en si, y pensó yendo assi

Sanz (Universidad Carlos III-IUNE): "El papel de las fuentes de datos en los ranking nacionales de universidades".. Reuniones científicas 75 Los días 12 y 13 de noviembre

(Banco de España) Mancebo, Pascual (U. de Alicante) Marco, Mariluz (U. de València) Marhuenda, Francisco (U. de Alicante) Marhuenda, Joaquín (U. de Alicante) Marquerie,

Dada la endogeneidad de la respuesta de la política monetaria a la evolución prevista para la economía, esta evolución de las cotizaciones bancarias ante sorpresas monetarias puede

d) que haya «identidad de órgano» (con identidad de Sala y Sección); e) que haya alteridad, es decir, que las sentencias aportadas sean de persona distinta a la recurrente, e) que