EL GENERADOR DE VAN DE GRAAFF UN RECURSO PARA LA ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DEL CONCEPTO DE CAMPO ELÉCTRICO Yenifer Márquez1, Juan Terán2, Rosangela Carmona3, Alberto Delgado4 1 looney832010@hotmail.com, 2 juanfisico23@hotmail.com, 3 rcarmona357@hotmail.es, 4agalbertogarcia@gmail.com
INTRODUCCION Los nuevos avances tanto científicos como tecnológicos se encuentra inmersa en todos los ámbitos del ser humano se dan transformaciones en los paradigmas y sistemas de producción de la ciencia y la tecnología; haciéndose evidente su influencia en los cambios que deben generarse en los procesos de enseñanza-aprendizaje de la ciencia en los distintos niveles educativos especialmente a nivel de educación secundaria, todo esto debido al valor cultural que tiene el estudio de las ciencias naturales en función de comprender el mundo contemporáneo y su desarrollo tecnológico. Por lo tanto, la enseñanza de la ciencia es de suma importancia para el desarrollo del país, de allí el reto que se plantea al sistema de educación de formar individuos altamente preparados y aptos para adaptarse a los cambios que se derivan de los nuevos avances tecnológicos. En tal sentido, la enseñanza de las ciencias debe orientarse hacia la motivación de los estudiantes, de tal manera que ellos participen activamente en la construcción de su propio conocimiento a través de nuevas estrategias de enseñanza-aprendizaje. De lo expuesto anteriormente es importante destacar que en el quinto año de la U.E “Ramón Ignacio Méndez” específicamente en la asignatura de Física, se hace necesario, motivar a los estudiantes a utilizar el Generador de Van de Graaff como un recurso para la enseñanza-aprendizaje del Concepto de Campo Eléctrico.
Aprendizaje Significativo Si nos detenemos un momento y prestamos un poco de atención a la realidad que se vive en el ámbito educativo, en lo referente a la enseñanza de las ciencias, se puede observar que no se han obtenido resultados sastifactorios en el proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física, de ahí que se ha despertado un gran interés por parte de los profesores en la búsqueda de nuevas herramientas que permitan afianzar el aprendizaje en sus estudiantes, una de ellas es la corriente constructivista puesto que se enfoca en el aprendizaje que más le favorece al individuo como lo es el aprendizaje significativo. Riveros y Riveros (2004:61) señalan que la teoría del aprendizaje significativo propuesta por David Ausubel, “es un proceso por medio del cual una nueva información interacciona con una estructura de conocimiento específico del estudiante” (p.61). Así mismo afirman que, las nuevas ideas solo podrán ser aprehendidas y retenidas de manera útil si guardan alguna relación con los conceptos que ya se poseen. Según Ausubel, dentro del aula de clase pueden producirse dos tipos de aprendizaje los cuales se desarrollan en dos dimensiones: en la primera dimensión, se encuentran dos tipos de aprendizajes: por recepción y por descubrimiento, y en la segunda dimensión dos modalidades: por repetición y significativo. La combinación de estas dos dimensiones generan las llamadas situaciones del aprendizaje escolar, siendo ellas:
Recepción repetitiva.
Recepción significativa.
Descubrimiento repetitivo.
Descubrimiento significativo.
Por su parte Díaz, Barriga y Hernández (2002) afirman que dichas situaciones no deben ser tomadas como una razón para detenerse, al contrario deben ser vistas como un generador de posibilidades que permitan crear un vinculo entre ambas dimensiones. El siguiente cuadro sintetiza las ideas de Ausubel acerca de las situaciones mencionadas.
Situaciones del aprendizaje (D. Ausubel) A. Primera dimensión: modo en que se adquiere la información. Recepción
Descubrimiento
El contenido se presenta en su
forma final.
El
contenido
principal
a
ser
aprendido no se da, el alumno tiene que descubrirlo.
El alumno debe internalizarlo en
su estructura cognitiva.
Propio
de
conceptos
la
formación
de
y
solución
de
problemas.
No es sinónimo de memorización.
Puede ser significativo o repetitivo.
Propio de etapas avanzadas del
Propio de las etapas iniciales del
desarrollo cognitivos en la forma
desarrollo
de aprendizaje verbal hipotético
aprendizaje
sin
proposiciones.
referentes
concretos
cognitivo de
en
conceptos
el y
(pensamiento formal)
Útil en campos establecidos del
conocimiento.
Útil en campos del conocimiento donde
no
hay
respuestas
univocas.
Ejemplo: se pide al alumno que estudie
el
fenómeno
de
la
Ejemplo: el alumno, a partir de una serie
de
actividades
difracción en su libro de texto de
experimentales
(reales
y
Física, capitulo 8.
concretas) induce los principios que subyacen al fenómeno de la combustión.
Cuadro 1: Situaciones del aprendizaje Fuente: Díaz – Barriga y Hernández (2002:38).
B. Segunda dimensión: forma en que el conocimiento se incorpora en la estructura cognitiva del aprendiz. Significativo
La
información
Repetitivo nueva
se
relaciona con la ya existente en la estructura
cognitiva
de
Consta
de
asociaciones
arbitrarias, al pie de la letra.
forma
sustantiva, no arbitraria ni al pie de la letra.
El
alumno
debe
tener
una
disposición o actitud favorable
El alumno manifiesta una actitud de memorizar la información.
para extraer el significado.
El
alumno
posee
conocimientos
previos
los
o
previos
Se puede construir un entramado
pertinentes
o
no
los
“encuentra”.
conceptos de anclaje pertinentes.
El alumno no tiene conocimientos
o red conceptual.
Se puede construir una plataforma o
base
de
conocimientos
factuales.
Condiciones: Material: significado lógico.
Puede
promoverse
estrategias ejemplo,
mediante
apropiadas los
anticipados
y
(por
organizadores los
establece
arbitraria
con
una la
relación estructura
cognitiva.
Alumno: significación psicológica.
Se
Ejemplo: aprendizaje mecánico de símbolos, algoritmos.
mapas
conceptuales). Cuadro 1: Situaciones del aprendizaje Fuente: Díaz – Barriga y Hernández (2002:38).
convenciones,
Fases del aprendizaje significativo
Díaz - Barriga y Hernández (2002:45,47) mencionan tres fases de aprendizaje que serán presentadas a continuación. 1. Fase inicial del aprendizaje:
El aprendiz percibe a la información como constituida por piezas o partes aisladas sin conexión conceptual.
El aprendiz tiende a memorizar o interpretar en la medida de lo posible estas piezas, y para ello usa su conocimiento esquemático.
El procesamiento de la información es global y éste se basa en: escaso conocimiento
sobre
el
dominio
a
aprender,
estrategias
generales
independientes de dominios, uso de conocimientos de otro dominio para interpretar la información (para comparar y usar analogías)
La información aprendida es concreta (más que abstracta) y vinculada al contexto específico.
Uso predominante de estrategias de repaso para aprender la información.
2. Fase intermedia del aprendizaje:
El aprendiz empieza a encontrar relaciones y similitudes entre las partes aisladas y llega a configurar esquemas y mapas cognitivos acerca del material y el dominio de aprendizaje en forma progresiva. Sin embargo, estos esquemas no permiten aun que el aprendiz se conduzca en forma automática o autónoma.
Se va realizando de manera paulatina un procesamiento mas profundo del material. El conocimiento aprendido se vuelve aplicable a otros contextos hay mas oportunidad para reflexionar sobre la situación, material y dominio.
El conocimiento llega hacer mas abstracto, es decir, menos dependiente del contexto donde originalmente fue adquirido.
Es posible el empleo de estrategias elaborativas u organizativas tales como: mapas
conceptuales
y
redes
semánticas
(para
realizar
conductas
metacognitivas), así como para usar la información en la solución de tareasproblemas, donde se requiera la información a aprender.
3. Fase terminal del aprendizaje:
los conocimientos que comenzaron a ser elaborados en esquemas o mapas cognitivos en la fase anterior, llegan a estar más integrados y a funcionar con mayor autonomía.
Como consecuencia de ello, las ejecuciones comienzan a ser más automáticas y a exigir un menor control consciente.
igualmente las ejecuciones del sujeto se basan en estrategias especificas del dominio para la realización de tareas, tales como solución de problemas, respuestas a preguntas, etcétera.
Existe mayor énfasis en esta fase sobre la ejecución que en el aprendizaje, dado que los cambios en la ejecución que ocurren se debe a variaciones provocadas por la tarea, más que a rearreglos o ajustes internos.
El aprendizaje que ocurre durante esta fase probablemente consiste en: a) la acumulación de información a los esquemas preexistentes y b) aparición progresiva de interrelaciones ce alto nivel en los esquemas.
Teoría del Constructivismo:
La presentación formal de la teoría del constructivismo se debe generalmente a Jean Piaget, que enlazo los mecanismos necesarios que permiten que el conocimiento sea inteorizado por el aprendiz. Según Jean Piaget, el individuo puede construir nuevos conocimientos a partir de sus propias experiencias por medio de procesos de acomodación y asimilación. “La asimilación ocurre cuando las experiencias del individuo se alinean con su representación interna del mundo. La acomodación es el proceso de reenmarcar su presentación mental del mundo externo para adaptar nuevas experiencias” (http://es.wikipedia.org/wiki/Constructivismo_(pedagogía)) En muchas ocasiones creemos que el mundo funciona de una manera y en realidad no es así y fallamos. Pero si esta nueva experiencia la acomodamos y enfocamos nuevamente nuestra idea tendremos una nueva visión de como realmente funciona el mundo, de allí que cada experiencia vivida nos genera un nuevo aprendizaje. De hecho, el constructivismo no propone un modelo pedagógico específico sino que lo es, dando una explicación de como se produce el aprendizaje en el individuo sin importar si se hace o no uso de sus experiencias previas.
“El constructivismo en pedagogía es una corriente que afirma que el conocimiento de todas las cosas es un proceso mental del individuo, que se desarrolla de manera interna conforme el individuo obtiene información e interactúa con su entorno”. (http://es.wikipedia.org/wiki/Constructivismo_(pedagogía)). De allí que, los estudiantes mediante el constructivismo pueden trabajar para clarificar y ordenar sus ideas, también pueden contar sus conclusiones a otros estudiantes, eso les permite elaborar lo que aprendieron. Ahora bien, la aplicabilidad y aprovechamiento de los beneficios del constructivismo depende directamente de la motivación e interés del docente o institución educativa, los cuales pueden explicarle al estudiante de lo que será capaz de hacer mediante la solución de problemas reales o simulaciones que pueda realizar en mutua colaboración, lo cual motiva al trabajo en el proceso de enseñanza aprendizaje. Vale decir que, el constructivismo abarca aportaciones y autores que se remontan al primer tercio del siglo XX, dentro que los que destacan: Vygotsky y Piaget.
Aportes de Vygotsky (1896-1934)
Vygotsky afrontó por primera vez, de manera sistemática, las relaciones entre el lenguaje y el pensamiento, en abierta polémica con la corriente conductista imperante en Estados Unidos. Vygotsky sostiene que el sujeto elabora sus conocimientos a partir de su relación con el medio social, básicamente a través del leguaje, sin renunciar totalmente a la conexión entre asociaciones, señalando que este proceso no se entiende sin el uso de la palabra; es el lenguaje el que posibilita el desarrollo mismo del pensamiento.
De acuerdo a lo señalado por Sarramona (2000:246), la discrepancia entre Vygotsky y Piaget fue la relación entre aprendizaje y desarrollo. Por su parte, Vygotsky considera que el aprendizaje y el desarrollo no son coincidentes porque existe un desarrollo efectivo y un desarrollo potencial. Además, señala que la enseñanza debe dirigirse al segundo tipo de desarrollo para potenciar todas las posibilidades del educando, destacando de esta manera que la única buena enseñanza es la que se adelanta al desarrollo y que el proceso de desarrollo sigue al de aprendizaje, que crea el área del desarrollo potencial. Además, señala que la distancia entre lo que el sujeto puede hacer solo y lo que es capaz de hacer, con la ayuda de otro, es lo que se ha denominado zona de desarrollo próximo. En relación a Piaget, Sarramona (2000:247) indica que este es uno de los grandes epistemólogos y psicólogos del siglo XX. Sus principales trabajos se han centrado en el desarrollo del pensamiento lógico del niño. Su teoría se baso en la evolución del pensamiento a través de cuatro estadìos de desarrollo, en los cuales todas etapas y elementos que conduce a su superación progresiva es la interacción del sujeto con el medio, que le permite construir las estructuras mentales. Adicionalmente, el conocimiento es considerado por Piaget como el resultado de un proceso dialéctico, que se inicia con la fase de asimilación o adquisición activa por parte del sujeto. Para el Sarramona (2000:247) no se asimila todo lo que se recibe del medio ambiente, sino solamente aquella información que es significativa para el sujeto, esto es, la información que tiene un valor simbólico para él.
El Aprendizaje como proceso Constructivo:
En lo referente al aprendizaje, la perspectiva constructivista, según se refiere Hernández (1993:70), “fija su objetivo principal en el estudio de cómo los procesos de aprendizaje que se encuentran relacionados con la edad se vinculan estrechamente con las estructuras cognitivas del individuo”. Esta concepción constructivista del desarrollo del conocimiento se fundamenta sobre todo en las aportaciones de Piaget, para quien existen tres tipos de actividades mediante las cuales los seres humanos se desarrollan cognitivamente en relación con el medio; estas tres actividades se explican de la forma siguiente: La asimilación, definida por Hernández (1993:71), en el sentido más amplio del término, como “la acción del organismo sobre los objetos que lo rodean”. Esta acción
posibilita una aproximación de la nueva situación. Por su parte, la acomodación, se refiere al hecho que los seres vivos reaccionan a lo que los rodea, modificando el ciclo asimilador y acomodándolo a ellos mismos, mediante la comparación de la nueva situación con las experiencias y estructuras que ya posee. En cuanto a la adaptación, representa el equilibrio entre la asimilación y la acomodación y permite la creación de una nueva relación o estructura de conocimiento. Ahora bien, de acuerdo a Piaget, los seres humanos conocen la realidad adaptándola a su esquema de asimilación y en dicha medida proceden a reconstruirla, pero es imprescindible en este proceso la utilización de la acomodación, la cual permite que las construcciones simbólicas se adapten a las condiciones de la realidad. Vale decir que, son los desequilibrios que pueden presentarse entre los mecanismos de asimilación y de acomodación, los responsables del desarrollo cognoscitivo.
Aprendizaje de las Ciencias
El aprendizaje de las ciencias depende básicamente del grado de percepción que posean tanto el profesor como el estudiante de si mismo, así como de la naturaleza de la ciencia y los procesos necesarios que permiten el aprendizaje y la enseñanza. Al respecto, Pilar (1997) señala que “Una visión inadecuada de la ciencia y sus métodos genera un enfoque distorsionado en su enseñanza al cual se adapta los aprendices”. Si ahora se asume, que el aprendizaje ocurre por recepción, el profesor se centrara en presentar sus conocimientos, y los estudiantes se enfocaran en recibirlos y repetirlos. Por su parte Pozo y Gómez (2000:43) afirman que, la educación científica debe fomentar, y de hecho fomentar determinadas actitudes hacia el aprendizaje de la ciencia. No se trata solamente de que él alumno comprenda la creencia como un proceso constructivo, sino que intente aprenderla de un modo constructivo, haciendo suyo un enfoque profundo y no superficial, alcanzar un aprendizaje en busca del significado y del sentido no sólo repitiendo, se trata de que él alumno adopte interés sobre la ciencia, la valore hasta lograr que se de cuenta que vale la pena el esfuerzo para aprenderla, que se forme un auto concepto positivo de ella, que se crea capaz de aprenderla, y no sólo se interese en aprobarla, que la asuma como una opción en su futura formación académica y personal. La mayoría de estas actitudes sobre el aprendizaje de la ciencia no son específicas de la materia sino que pueden guardar relación con las actitudes hacia otras materias. Mientras que otras serán especificas de las clases de ciencia. En todo caso, las actitudes que él alumno adopte referente al aprendizaje de la ciencia dependerán de como la aprenda, es decir; de aquellas actividades de enseñanza-aprendizaje en las cuales se encuentra inmerso.
Impacto de la Ciencia en la Sociedad y la Enseñanza
Uno de los objetivos mas importantes que a alcanzado la ciencia moderna a sido el poder cambiar y aprovechar el mundo en que vivimos. Para Riveros y Riveros (2004:55) no existe ningún aspecto relacionado con nuestra vida diaria que no haya sido afectado por la ciencia. Como por ejemplo el teléfono, el microondas, los aviones, los barcos, viajes a la luna, la bomba atómica, entre otros. No se puede negar que la Física ha jugado un papel primordial en este cambio. También es cierto que por medio de ella se han creado armas terribles, pero tanto su creación como su uso están condicionadas por el ser humano. Por otro lado, ha contribuido en la creación de un colonialismo económico, obviamente ésta es una problemática que concierne a la sociedad, la cual tendrá solución conforme aumente la población y los medios de comunicación disponibles. Se sabe que la ciencia ha tenido sus desventajas, pero muy difícilmente se querrá volver a la sociedad de hace 150 años, basta pensar en los métodos rudimentarios que se utilizaban en aquellos tiempos, por ejemplo, la producción de alimentos no sería suficiente para alimentar a la población actual, lo cual traería como consecuencia la muerte de una gran parte de la humanidad. Otro punto importante del impacto de la ciencia, es la dependencia económica. Los países desarrollados comercializan productos manufacturados y venden sus materias primas; esto trae como consecuencia que el incremento asociado con la manufactura se exporte y se traiga al país lo que no se produce y origine una dependencia tecnológica. Riveros y Riveros (2004) nos dan un ejemplo: “En México, esta situación se refleja en los índices de exportación e importación; desde fines de la Segunda Guerra Mundial se ha importado mas de lo que se exporta, o sea que las compras han sido mayores que las ventas, lo que ha generado una deuda externa creciente y con intereses mayores que hay que pagar. Por eso se requiere de una ciencia vigorosa, capaz de crear la tecnología necesaria que permita alcanzar una independencia económica“(p.56)
La ciencia moderna, no solo ha cambiado nuestra forma de vida con sus aplicaciones prácticas sino que también nos ha mostrado otra visión del
universo y el concepto de la realidad. La Relatividad y la Mecánica Cuántica han mostrado nuevas perspectiva; la Óptica nos habla de los fenómenos luminosos. De allí que se estudia la ciencia por su infinidad de aplicaciones practicas y por las nuevas perspectivas que nos ofrece para comprender el mundo que nos rodea.
Impacto de la Sociedad en la Ciencia y la Enseñanza
No se puede ignorar los beneficios que al pasar de los años nos ha brindado la ciencia. Riveros y Riveros (2004:56) sostienen que, es a través de los sistemas educativos que se han creado los parámetros necesarios que cada país emplea para alcanzar su desarrollo tanto científico como tecnológico. Es de suma importancia que el hombre conozca y comprenda el mundo que lo rodea: así como hace uso de la televisión, el teléfono, los automóviles, y otra serie de elementos que en parte le facilitan la vida, también se encuentran con fenómenos naturales como los eclipses, terremotos, el arco iris, entre otros pues de no comprenderlos y tener un conocimiento de ellos lo llevaría a una interpretación errónea. De ahí que, el entender el por que de todo lo que ocurre en nuestro universo nos motiva no sólo a enriquecer nuestro intelecto sino también ir más allá de lo que nuestros sentidos pueden percibir, por ejemplo a medida que los científicos fueron conociendo la estructura del átomo a través de experimentos, modificaron su modelo atómico para ajustarse a los datos experimentales. El físico británico Joseph John Thomson observó que los átomos contienen cargas negativas y positivas, mientras que su compatriota Ernest Rutherford descubrió que la carga positiva del átomo esta concentrada en un núcleo. El físico danés Niels Bohr propuso la hipótesis de que los electrones sólo describen órbitas en torno al núcleo a determinadas distancias, y su colega austriaco Erwin Schrodinger descubrió que, de hecho, los electrones de un átomo se comportan más como ondas que como partículas. En este sentido, hay que tender puentes entre el sistema educativo y los sistemas científicos, tecnológicos y de producción de tal manera que los
docentes puedan contextualizar los conocimientos científicos durante su actividad practica en el aula, e integrar en el aprendizaje los elementos de estos sistemas tal que permitan una mejor comprensión de un mundo en permanente cambio. En la enseñanza de las ciencias inciden múltiples factores: las necesidades y valores de la sociedad, el desarrollo de los medios de comunicación, la incorporación de avances científicos, las nuevas tecnologías, entre otros. Por ello debe tenerse claro sus fines y orientaciones para hacer las adaptaciones curriculares en relación a objetivos, contenidos y métodos.
Impacto del Conocimiento Científico en la Sociedad
Los contenidos científicos, también las tecnologías, han producido grandes modificaciones en las condiciones de la vida, de trabajo, formas de producción y en las comunicaciones de la población, como lo afirma Gil y De Guzmán (1993:9) “Los nuevos contenidos científicos y tecnológicos en los que se basa la producción han desatado en el mundo una transformación que promueve y condiciones profundos cambios tanto en las dimensiones económicas, sociales, culturales y políticas de los países como en las relaciones entre ellos” (p.9).
Por ejemplo, actualmente en Europa se ha dado un plazo para cambiar los termómetros de mercurio por los digitales, en vista de que el mercurio es nocivo para la salud.
Estrategia Didáctica
Riveros y Riveros (2004:79-80), definen estrategia didáctica como “Un plan de acción general conformado por procedimientos, acciones organizadas y flexibles, diseñadas de tal forma que faciliten los procesos de enseñanza aprendizaje” (p.79).
Así mismo, plantean que plantear una estrategia didáctica no es tan sencillo como parece, para ello es necesario realizar una elección de ciertas estrategias tanto grupales como dinámicas, a demás de emitir su aplicación. “Mientras que las primeras atienden al proceso grupal, las segundas se refieren a las diversas formas en que se puede tratar la información para que sea aprendida por los alumnos” (p.79). Es de hacer notar que parte de la labor del docente se centra, en el diseño y aplicación de nuevas estrategias didácticas en el aula
que
contribuyan no solo a mejorar el proceso de enseñanza-aprendizaje, y lograr que el estudiante adquiera un aprendizaje significativo. Sino también, tratar de dar un enfoque creativo y motivador a las clases que imparte. Por su parte Nogales (2001:1), define estrategias de aula como “el conjunto de estrategias educativas, métodos, quehaceres, etc., que utiliza el docente diariamente en el aula para explicar, hacer comprender, motivar, estimular, mejorar los procesos de enseñanza-aprendizaje, etc.”(p.1). A su vez afirma que, para desarrollar de manera correcta la actividad educativa se requiere de una variedad de herramientas, entre las cuales se encuentran todo un amplio conjunto de estrategias que permiten mejorar y facilitar la labor docente. A menudo el profesor se encuentra con una serie de dificultades como el no saber con exactitud el cómo despertar en los estudiantes la motivación para que aprendan un determinado contenido, cómo establecer las relaciones alumno-profesor y alumno-alumno, el mantener tanto la disciplina como el orden o el buscar la solución a diversos conflictos. Pero por otro lado, también se pueden encontrar profesionales, que debido a años de experiencia, han adquirido ciertos hábitos que tal vez no sean los correctos pero que en cierta forma resultan ser efectivos. Para Jiménez (2002:18-19), un buen estratega “es aquel que incluso en inferioridad de condiciones, es capaz de conseguir un objetivo difícil (educar lo es) con escasez de medios y en tiempo limitado”. Educar a los alumnos no es sencillo, ya que los medios de los cuales se disponen siempre pueden ser más y el tiempo es un gran condicionante. De allí que la única vía para conseguirlo es emplear la estrategia didáctica que más se adapte tanto a la manera de enseñar como a la de presentar la acción didáctica que le permita al estudiante
conocer y aprender aquello que desconoce y que se le quiere enseñar. Por otro lado alega que, “la estrategia es la forma, la manera, el método de disponer todos y cada uno de los elementos a nuestro alcance para canalizar la acción (enseñar – aprender) en aras de la consecución de un objetivo de al modo que este se consiga en las mejores condiciones posibles”. (p.18).
A su vez afirma que, “Independientemente del método en si lo que subyace en toda estrategia didáctica es el deseo intrínseco de algo mejor, que implica superación, optimización, mejora”(pp.18-19) que, la combinación de elementos
como
los
objetivos,
contenidos,
actividades,
ejercicios,
explicaciones, entre otros, y la manera en la cual se dispone de ellos aplicándolos o no es lo que permite la creación de una dinámica de la acción abierta, flexible, acomodada, que la diferencia del método, siendo este más estático, rígido, estricto tanto en sus fases como en su desarrollo. Con esto no se quiere decir, que esta posición sea la más fácil, en lo que se refiere al esfuerzo, lo que se quiere dar a entender es que la estrategia que se valla a emplear en una determinada situación arroje resultados gratificantes, satisfactorios y formativos tanto para el que enseña como para el que aprende. el concepto de Campo Eléctrico en la Enseñanza de la Física Es sorprendente como a partir de una necesidad se modele un artificio matemático para explicar la interacción entre diversas partículas, y que este modelo se haya solidificado en la línea del tiempo a tal punto de convertirse en un ente físico que más que medible tiene propiedades físicas, tales como, propagarse a velocidad finita y generar bajo ciertas condiciones otro campo. ¿Será solo causalidad o la mente fortuita del hombre que ha logrado dar realidad a un objeto matemático? Científicamente se ha demostrado que los campos eléctricos se propagan a la velocidad de la luz y que campos eléctricos variables producen un campo magnético variable con respecto al tiempo
o Pero realmente este es el mensaje que la comunidad científica en la enseñanza de la física está impartiendo en los encuentros didácticos y en las prácticas de laboratorio, la respuesta se encuentra en los estudiantes. Según
Llancaqueo A., Caballero M. y Moreira M. (2003) a partir de una investigación en educación en ciencias, tanto en la secundaria como en las universidades destaca que la mayoría de los estudiantes mejora su aprendizaje del concepto de campo e informan de una mayor asimilación de las ideas significativas del concepto en yuxtaposición de un grupo donde no se aplican estrategias . Esto prueba que las dificultades de aprendizaje se interpretan como consecuencia de un tratamiento didáctico deficiente y confuso. Lo cual es justificado por Viennot, L. y Rainson, (1999) que señala que los estudiantes manifiestan dificultades para aceptar la existencia de un campo eléctrico en un medio donde las cargas están inmóviles, e ignorar las fuentes de campo no representadas explícitamente en forma matemática Faraday introdujo el concepto de líneas de campo eléctrico o líneas de fuerza como ayuda para visualizar la estructura del campo eléctrico asociado a una distribución de cargas. Estas líneas se de campo se asocian a líneas imaginarias dibujadas de tal manera que su dirección y sentido en cualquier punto es la dirección y sentido del campo eléctrico en dicho punto. Por tanto, las líneas de campo eléctrico son tangentes en cada punto al campo eléctrico en dicho punto. Las líneas de campo dan información no sólo sobre la dirección y sentido del campo eléctrico, sino también acerca de su magnitud. Las propiedades fundamentales de las líneas de campo, que además pueden considerarse como las reglas básicas para trazar las líneas de campo asociadas a un cierto sistema de cargas, se pueden resumir del siguiente modo: 1. Las líneas de campo eléctrico comienzan en las cargas positivas (o en el infinito), y terminan en las cargas negativas (o en el infinito). Es por ello que decimos que las cargas positivas constituyen las fuentes de las líneas de campo, y las cargas negativas los sumideros de las líneas de campo eléctrico. 2. La magnitud del campo eléctrico en un punto es proporcional a la densidad de líneas de campo en dicho punto. Por densidad de líneas de campo en un punto se entiende el numero de líneas de campo que pasan por unidad de área a través de una superficie perpendicular a las líneas de campo en dicho punto. De este modo, la magnitud de E sería grande aquellas regiones en
que las líneas de campo está muy próximas entre sí, y pequeña en donde las líneas de campo está en separadas. 3. Dos líneas de campo no pueden cortarse en un punto. Fijarse en que si dos líneas de campo se cortaran en un punto, eso significaría que tendríamos en dicho punto dos vectores de campo distintos, lo cual es imposible (solamente las líneas de campo pueden juntarse en una carga positiva, donde nacen, o en una carga negativa, donde terminan).
La teoría de los campos conceptuales de Vergnaud y el aprendizaje de conceptos Desde hace treinta años Gérard Vergnaud ha venido concretizando una nueva teoría de campo, no desde el punto matemático o físico como lo conoce la comunidad científica, al contrario lo hace bajo la perspectiva psicológica, su hipótesis
inicial
es
que
el
proceso
de
cognición
depende
de
la
conceptualización, es así como logra verificar en largos años de estudio que el conocimiento se encuentra organizado en campos conceptuales de los cuales los sujetos se apropian a lo largo del tiempo. En palabras de Vergnaud en el año de 1983, citado por Llancaqueo A., y otros (2003) “... se trata de una teoría psicológica del conocimiento o de la conceptualización de lo real que permite estudiar las filiaciones y rupturas entre conocimientos desde el punto de vista de su contenido conceptual...”. La teoría permite analizar la relación entre los conceptos en su dimensión de conocimientos explícitos y los invariantes operatorios implícitos del comportamiento de los sujetos en determinadas situaciones, así como profundizar el análisis de las relaciones entre los significados y significantes de un concepto o de un campo conceptual. Su propuesta para el año de 1996 es que La organización de un esquema se basa en cuatro clases de elementos principales: 1) Objetivos y anticipaciones. 2) Reglas de acción, de acopio y de control de la información. 3) Invariantes operatorios. 4) Posibilidades de inferencia. Por objetivos y anticipaciones se entiende que un esquema se dirige siempre a una clase de situaciones en las que el sujeto puede descubrir un posible propósito de su actividad, sus objetivos, o bien esperar ciertos efectos o
fenómenos. Las reglas de acción son la parte generadora de los esquemas, y permiten generar la continuación de las acciones de transformación de lo real, de la recogida de información y del control de los resultados de la acción. Son reglas del tipo si,..., entonces, que permiten al sujeto garantizar el éxito de su actividad en un contexto que puede estar en permanente cambio. Los invariantes operatorios constituyen la base conceptual implícita, o explícita, que permite obtener la información pertinente e inferir de ella, a partir de esta información y del propósito por alcanzar, las reglas de acción más apropiadas. Se distinguen dos categorías principales de invariantes operatorios: los conceptos-en acción y teoremas-en-acción que se explicaran más adelante. Las posibilidades de inferencia son los razonamientos o posibilidades de inferencia que contiene necesariamente un esquema para anticiparse a una situación concreta, es decir, un esquema es un instrumento de adaptación de la actividad y de la conducta a los valores tomados por los diferentes parámetros en una situación particular. El artículo termina explicando cada uno de los procesos con ejemplos bien ilustrados de una situación real del contexto de cognición en la enseñanza de la física.
CONCLUSIONES
El uso de recursos como apoyo para desarrollar las clases, es de suma importancia, ya que motiva a los alumnos y a su vez despierta en ellos en interés por adquirir nuevos conocimientos. Al lograr una integración adecuadas de ellos con los contenidos a enseñar, se obtendrá un aprendizaje más significativo.
El explorar nuevas experiencias le permite al docente estar al tanto de los conocimientos previos del estuante, para así establecer una conexión con la nueva información y despertar en ellos el interés por aprender.
La participación activa de los alumnos durante el desarrollo de las clases, es primordial ya que les permite expresar libremente sus inquietudes, dudas, ideas, sobre el tema en estudio. Por lo cual el docente debe aprovechar este acontecimiento al máximo para así clarificar las dudas e inquietudes en ellos,
explotar sus ideas para así afianzar aun más el proceso de enseñanzaaprendizaje.
El uso de nuevas estrategias de enseñanzas no solo mejora en los docente la calidad de su práctica educativa, sino que le permite al estuante construir su propio conocimiento y por ende un aprendizaje significativo.
Referencias Bibliográficas: Llancaqueo, A.; Caballero, C. y Moreira, M. (2003). El aprendizaje del concepto de campo en física: una investigación exploratoria a la luz de la teoría de Vergnaud. Revista Brasileira de Ensino de Física, 25 (4), pp. 399-417.
Viennot, L. y S. Rainson (1999). Design and evaluation of research-based teaching sequence: the superposition of electric field. International Journal of Science Education, 21 (1), 1-16.
Riveros C. y Riveros D. (2004). Como mejorar mi clase de Física en Educación Superior. Caracas – Venezuela.
Díaz, F., Barriga, A. y Hernández, G. (2002). Estrategias Docentes para un aprendizaje significativo. Una Interpretación Constructivista (2ª. ed.). México: Mc–Graw Hill. (http://es.wikipedia.org/wiki/Constructivismo_(pedagogía)) Sarramona, J. (2000). Teoría de la Educación. Reflexión y Normativa Pedagógica. Barcelona: Ariel.
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