Aprendizaje En Lab. De Fisica

El aprendizaje en el laboratorio basado en resolución de problemas reales

RESUMEN

Mejorar la actividad experimental para la enseñanza de la física en la formación del profesorado es un reto. Del análisis de las diferentes maneras de abordar el trabajo experimental, y la caracterización de los tipos de trabajo de laboratorio con fines educativos concluimos que las actividades experimentales son importantes en la enseñanza de la física, y que conviene proponer distintos tipos de laboratorio. Además, promover el aprendizaje integrando lo teórico y lo metodológico, cosa que no se logra en el laboratorio tradicional. Proponemos una estrategia didáctica para el aprendizaje de la física en el laboratorio basado en la resolución de problemas contextualizados en situaciones reales, dada su potencialidad para el desarrollo conceptual, metodológico y epistemológico.

Una aproximación a la problemática

La enseñanza de las ciencias naturales, entre ellas la física, tiene entre sus objetivos, lograr que el estudiante desarrolle sus capacidades, habilidades y destrezas, pero sobre todo despertar en él, una actitud de indagación, es decir, que no sólo vea la física como una colección de conceptos, datos, principios, sino que sea capaz de relacionar los fenómenos y las situaciones de la vida diaria con esas teorías aprendidas y más que eso, lograr que se pregunte el por qué de las cosas. Una de las formas de conseguir esto es con el trabajo de laboratorio (TL).

Propósito de la investigación

El análisis de las diferentes maneras en que se aborda el trabajo experimental en la enseñanza y su efectividad en el aprendizaje, lleva a plantear formas alternativas que combinan lo cognitivo y lo epistemológico. La aplicación del modelo de Andrés (2005) en el abordaje de un problema de mecánica que combina tres tipos de trabajo de laboratorio, nos lleva a proponer una estrategia didáctica para la enseñanza de la física en el laboratorio basada en la resolución de problemas contextualizados en situaciones reales.

Marco Teórico

Al trabajo de laboratorio, TL, en el ámbito educativo, se le asignan tres funciones: conceptual, epistemológica y procedimental, pero aisladas (Seré, 2002). En lo conceptual se reportan dos tendencias, i) Aprender teorías científicas desde el mundo de los fenómenos, como las prácticas para verificar o construir modelos teóricos y leyes físicas, donde parece que la construcción de la teoría es un proceso empírico. ii) Aplicar los conocimientos teóricos en la práctica, considerando que el proceso del trabajo experimental no es posible abordarlo sin conocimientos conceptuales.

En el TL lo que los estudiantes hacen es influenciado por su visión acerca de la práctica de la ciencia y de la actividad de los científicos. Si para el TL se le proporcionan los materiales y las instrucciones (receta), muy común en los liceos y universidades (Andrés, 2003), el aprendizaje tiene poco sentido científico y promueve una visión distorsionada de esta.

En el objetivo procedimental, Seré (2002) señala que el conocimiento de los procedimientos, la experiencia, y los enfoques son la llave para la

autonomía de los estudiantes en el laboratorio. Si no somos conscientes de la importancia de los procedimientos en un experimento, el aprendizaje puede resultar memorístico, o si se hace sin relación con las funciones anteriores lo que se aprende es aislado, como ocurre en las prácticas de manejo instrumental.

El TL es importante en el proceso de enseñanza y aprendizaje de la física, pero debe hacerse con una intencionalidad clara y pertinente, y en consecuencia con una manera adecuada de llevarlos a cabo. Se acepta que la finalidad del TL en la enseñanza de la física sea lograr que el estudiante alcance una comprensión del quehacer experimental. Andrés (2005) plantea que debe dirigirse al desarrollo conceptual del dominio metodológico en relación con el desarrollo conceptual del dominio teórico referido al problema. Ello incidirá en la formación progresiva de una visión acerca de la naturaleza de la ciencia. Además, el estudiante debe aprender en acción frente a la situación (Andrés, Meneses y Pesa, 2008)

En atención a la relación entre teoría-experimento, se pueden establecer tres tipos de actividad experimental: exploración, contrastación y aplicación. En la primera se busca que a partir de la observación e interacción con un nuevo fenómeno, los estudiantes identifiquen regularidades y modelen. La segunda es para contrastar predicciones derivadas desde el modelaje a partir de un fenómeno o desde un análisis teórico. La de aplicación intenta que los estudiantes aprendan a hacer inferencias experimentalmente y aplicar las ideas de la ciencia en la solución práctica (Etkina, s.f.).

Metodología

Se diseñó y desarrolló un TL con el enfoque de Andrés (2005), referido un problema contextualizado en situación real (dos pelotas que caen al piso justo una arriba de la otra) ya que contribuye con la comprensión de los modelos teóricos como explicaciones aproximadas de la realidad, y en la medida en que estos permitan predecir valores con un error aceptable se consideran válidos. Se combinaron los tipos de TE descritos.

La reflexión realizada una vez culminado el TL, permitió hacer explícitos los aprendizajes que se logran y organizar una estrategia didáctica para ser implementada en la enseñanza de la física en el laboratorio introductorio de la universidad.

La secuencia de TLs propuesta estádirigida a lograr los siguientes aprendizajes: Conceptuales teóricos: analizar los modelos teóricos implícitos en la situación planteada. Metodológicos: comprender los principios de

funcionamiento de los instrumentos de medición, analizar la teoría de errores de medición. Procedimentales: formular hipótesis; recolectar, procesar, analizar e interpretar datos; elaborar síntesis y conclusiones; y derivar nuevas preguntas o acciones para seguir investigando. Epistemológicos: comprender la relación teoría- experimento, analizar críticamente los modelos teóricos empleados en la solución de problemas, así como los resultados experimentales.

Estrategia didáctica propuesta

Al diseñar una estrategia didáctica se debe tener muy claro el objetivo que se quiere lograr con la misma. En esta investigación, se establecieron algunos de los objetivos a lograr con el trabajo experimental TE, tales como que los estudiantes comprendan el quehacer experimental, los procesos del dominio metodológico, y por supuesto, continúen con el aprendizaje del desarrollo conceptual relacionado con el área teórica del problema de laboratorio.

La estrategia didáctica que parece ser más apropiada para lo anterior, debe poseer algunas características: 1) ser abierta, con procesos reflexivos entre los propios estudiantes acerca de lo que sucede en el laboratorio y con mediación permanente del docente, 2) ser flexible, que no sea una camisa de fuerza como el laboratorio receta, que entre el docente y los estudiantes puedan ir planificando y evaluando los pasos a seguir según se presenten los acontecimientos, 3) ser dinámico, siempre estar en ese ir y venir entre la teoría y la experimentación, 4) ser factible, que todas las fases y detalles del TE sea comprendidos por los actores que intervienen en el mismo.

En todo momento el TE debe estar centrado en el estudiante, en su formación; el docente serviráde mediador para el logro de los objetivos que se propongan (docentes y estudiantes), en relación con el TE. Por su puesto que el estudiante debe tener disposición para aprender y debe estar consciente de los procesos científicos a los cuales se enfrenta.

En el laboratorio tradicional el estudiante es pasivo, en el sentido que espera que el docente le indique los pasos a seguir: cómo hacer el montaje, le entregue los materiales, y le señale cómo obtener los datos,

para luego entregar un informe en el próximo encuentro.

En la estrategia que proponemos los estudiantes deben ser activos, ya que, deben estudiar el modelo teórico del fenómeno que abordaran como solución al problema, para luego, diseñar el experimento, llevarlo a cabo, procesar, analizar y discutir con el grupo en general los resultados obtenidos para finalmente preparar y entregar un reporte del trabajo realizado. El docente lo revisará y entregará con las indicaciones de las cosas que se deben corregir, mejorar o propondrá un debate entre los diferentes grupos.

En el caso tradicional de la actividad experimental en los institutos educativos tanto de secundaria como universitarios lo importante es hacer una gran cantidad de prácticas. Con nuestra propuesta lo que se busca es que los estudiantes aprendan a diseñar y ejecutar los procesos del quehacer científico y a su vez profundicen en el desarrollo conceptual de la teoría asociada con cada TL, por lo que no importa si se hacen pocos TL en unperíodo académico, siempre y cuando que con él se logren los objetivos de aprendizaje explícitamente planteados.

La organización del ambiente de aprendizaje para la propuesta didáctica que presentamos para un nivel universitario, la dividimos en 5 momentos:

Momento 1, exploratoria: Se plantea el problema a abordar, se hacen preguntas para activar las ideas y debatir, y además despertar el interés de los estudiantes. Después se puede observar el video del fenómeno o invitar a los estudiantes a realizar la experiencia. Contrastar las respuestas dadas por los estudiantes con lo observado, y analizar los modelos considerados en sus respuestas iníciales. Derivar la necesidad de revisar el cuerpo teórico de la disciplina para encontrar explicaciones.

Momento

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