Dificultades de aprendizaje de los estudiantes universitarios en la teoría del campo magnético y elección de los objetivos de enseñanza

El objetivo principal de este trabajo es analizar las ideas que tienen los estudiantes sobre cuál es la naturaleza del campo magnético. Hemos supuesto que el conocimiento significativo de la fuente del campo magnético es un prerrequisito básico para que los estudiantes razonen sobre los fenómenos electromagnéticos. Para analizar las explicaciones de los estudiantes hemos tenido en cuenta que las personas construimos representaciones mentales para ayudarnos a comprender el funcionamiento de un sistema físico y que estas representaciones mentales incluyen diferentes categorías explicativas de la realidad en un mismo individuo dependiendo del contexto y del contenido que se trate. Así pues, hemos diseñado un cuestionario de preguntas de tipo abierto con énfasis en las explicaciones, para analizar el razonamiento empleado por los estudiantes. Los resultados obtenidos parecen confirmar que los estudiantes presentan serias dificultades en el aprendizaje de la teoría del campo magnético.The aim of this study is to analyse students' ideas about the nature of magnetic field. We have assumed that a significant knowledge of the source of magnetic field is a basic prerequisite when students are to reason about electromagnetic phenomena. In order to analyse students' explanations, we have taken into account the fact that individuals build mental representations to help themselves understand the functioning of a physic system and that these mental representations include different explanatory categories of reality in one same individual depending on the context and the contents concerned. Therefore, we have designed an open-question questionnaire with an emphasis on explanations so as to analyse the students' reasoning. The results found seem to confirm that students do have serious difficulties in learning the theory of magnetic field

Análisis de los argumentos elaborados por estudiantes de cursos introductorios de Física universitaria ante situaciones problemáticas

En este artículo analizamos la calidad de los argumentos utilizados por los estudiantes universitarios que siguen una enseñanza tradicional en primer curso de Ingeniería cuando, ante una situación problemática de física, deben optar por la estrategia o vía de resolución más adecuada. Valoramos lo apropiado de sus conclusiones, la pertinencia de las leyes y principios que han considerado para llegar a una conclusión (pertinencia conceptual), la calidad de las pruebas manejadas y si sus conclusiones se encuentran validadas por la coherencia de los razonamientos (suficiencia del razonamiento). Las deficiencias más destacables han surgido ligadas a la ausencia de pruebas que sustenten la conclusión y al hecho de que, cuando se consideran estas pruebas, a menudo no se razona adecuadamente la relación entre ellas y las conclusiones.In this article, we analyse the quality of the arguments used by the college students who follow a traditional teaching in first engineering course when, faced with a problematic situation of physics, must choose by the strategy or most appropriate resolution path. We value the appropriateness of their conclusions, the pertinence of the laws and principles that have been considered to reach a conclusion (conceptual pertinence), the quality of the evidence managed and if its conclusions are validated by the consistency of reasoning (sufficiency of the reasoning). The most noteworthy shortcomings have arisen relating to the lack of evidence supporting the explanation and the fact that, when considering this evidence, often, it is not properly reasoned the relationship between the evidence and the conclusions.En aquest article analitzem la qualitat dels arguments utilitzats pels estudiants universitaris que segueixen un ensenyament tradicional en primer curs d'Enginyeria quan, davant d'una situació problemàtica de física, han d'optar per l'estratègia o via de resolució més adient. valorem l'apropiat de les seves conclusions, la pertinència de les lleis i principis que han considerat per arribar a una conclusió (pertinència conceptual), la qualitat de les proves manejades i si els seus conclusions es troben validades per la coherència dels raonaments (suficiència del raonament). Les deficiències més destacables han sorgit lligades a l'absència de proves que sustentin la conclusió i al fet que, quan es consideren aquestes proves, sovint no es raona adequadament la relació entre elles i les conclusions

Kaunoa nettiin : Kirjasammon käyttöliittymän mallintaminen

Tämän toiminnallisen opinnäytteen tavoitteena oli mallintaa käyttöliittymä kehitteillä olevalle kauno-kirjallisuuden verkkopalvelulle, Kirjasammolle. Mallintamisella tarkoitetaan tässä tapauksessa luonnosten laatimista sivuston eri sioista, mikä sisälsi muun muassa hakutoimintojen, käytettävyyden ja tilankäytön suunnittelua. Käytännön työ tapahtui helmikuun ja huhtikuun välillä 2009, ja valmiita malleja syntyi palvelun ja kirjailijahaun etusivuista, teosten ja kirjailijoiden viitelistauksista, yksittäisten teosten ja kirjailijoiden tietosivuista sekä käyttäjäprofiilista. Opinnäyte tehtiin Turun Kaupunginkirjaston toimeksiannosta, mutta mallinnusten suunnitteluun osallistuivat myös Vaasan kaupunginkirjaston KITKA-projektiryhmä sekä kirjastot.fi. Työryhmä kokoontui neljä kertaa opinnäyteprosessin aikana. Valmistuneet mallit esiteltiin kokouksissa ja ne toimitettiin toimeksiantajalle pääsääntöisesti internetsivujen muodossa. Tässä opinnäytteessä esitellään mallinnustyön eteneminen vaiheittain alusta loppuun. Työryhmän eri osapuolet työskentelevät kokousten ulkopuolella hajautetusti, mikä aiheuttaa haasteita viestinnälle. Opinnäytteen teoriaosiossa esitellään sähköpostin luonnetta viestimenä, sähköpostin käyttötapoja sekä viestimen valintaan vaikuttavia tekijöitä.The aim of this functional thesis was to model the user interface for Kirjasampo. Kirjasampo is a public Internet literature service currently under construction. In this case, modelling meant making drafts of different parts of the service, which included, among other things, designing search functions, usability, and space utilization. The practical work took place between February and April 2009. Complete models were made of front pages of the service and author search, the reference listings of books and authors, the information pages of individual books and authors, and of the user profile. The thesis was made on behalf of the Turku city library's assignment. However, the Vaasa city library's KITKA project group and kirjastot.fi also had a significant impact on designing the models. The work group assembled four times during the thesis process. The models completed after the last meeting were presented to the group next time and they were mostly delivered to the client in form of Internet pages. In this thesis the progress of the modelling work is presented in stages from the beginning to the end. The different parties of the work group operate in different cities outside the meetings, which presents a challenge to the communication. The theory chapter discusses the nature of email as a media, the ways of using email, and the factors influencing people's media choice

Research based teaching sequence for enhancing electrical capacitance understanding at first fist year of university

In the electricity curriculum for introductory university physics courses and final secondary school courses, no provision is normally made for a teaching sequence which analyses the transition of specific charges to charged bodies, thus preventing the construction of a model able to explain the aspects connected with the process of charging a body, accumulating the charge and its relation to the potential acquired. This constituted a relevant historical problem and demanded the introduction of a new concept, that of electrical capacitance, to solve it. The aim of the work presented here is to design and assess a teaching sequence which endeavours to overcome the difficulties in learning found in the bibliography. The structure of the sequence was established in activities following a “problematised structure” design. The problems defining the sequence appeared when a step-by-step analysis of the transfer of charges from one body to another was made, by establishing connections between the movement of charges (microscopic level). The results of implementing the sequence indicate that a considerable number of students have achieved a more satisfactory understanding of the electrical capacitance of bodies and charging processes. This seems to confirm that the aspects highlighted in the sequence are relevant to the objectives specified

Campo magnético : diseño y evaluación de estrategias de enseñanza basadas en el aprendizaje como investigación orientada

Este trabajo se inspira en una secuencia de enseñanza constructivista; más concretamente en el modelo conocido por «enseñanza aprendizaje como investigación orientada». De acuerdo con esta base teórica, hemos desarrollado una investigación empírica que se enmarca dentro de la enseñanza del magnetismo en el ámbito universitario. Se ha desarrollado una «secuencia de actividades», así como un «plan de instrucción» para grupos experimentales. El diseño que hemos realizado nos ha permitido evaluar el nivel de aprendizaje conseguido por los estudiantes, en lo que se refiere a los contenidos de tipo conceptual, procedimental y actitudinal. Los resultados obtenidos parecen indicar que los materiales desarrollados, así como la forma en que hemos trabajado con ellos, han contribuido a un aprendizaje más significativo y han favorecido que los estudiantes tengan una actitud más positiva hacia el aprendizaje de esta área de la física.The aim of this study is to analyse students' ideas about the nature of the magnetic field. We have assumed that a signifi cant knowledge of the source of magnetic fi eld is a basic prerequisite when students are to reason about electromagnetic phenomena. In order to analyse students' explanations we have taken into account the fact that individual build mental representations to help them understand the functioning of a physic system. These mental representations include different explanatory categories of reality in one same individual depending on the context and the contents concerned. Therefore, we have designed an open-question questionnaire with emphasis on explanations so as to analyse the students' reasoning. The results found seem to confirm that students do have serious difficulties in learning the theory of magnetic field

Propuesta de enseñanza en cursos introductorios de física en la universidad, basada en la investigación didáctica : siete años de experiencia y resultados

El objetivo de este trabajo es presentar los resultados de una innovación educativa en primer curso de física basada en un modelo de enseñanza como investigación orientada. Este modelo ha sido presentado en diferentes trabajos anteriores y se articula en la idea de que el aprendizaje y la enseñanza de las ciencias pueden desarrollarse como un proceso de (re)construcción de conocimientos en un contexto inspirado en el propio de la investigación científica y guiado por el profesorado. La propuesta se ha llevado a cabo en dos escuelas de ingeniería de la Universidad del País Vasco. Se presentan los resultados conseguidos durante varios años y se comparan con los obtenidos en la enseñanza habitual de las mismas escuelas. La innovación realizada aporta evidencias de que una enseñanza que engloba los aspectos conceptuales, procedimentales y actitudinales hace posible obtener resultados mejores en el aprendizaje de la física en primer curso de universidad.The objective of this work is to present the results of an educational innovation in first year physics based on a oriented research teaching approach. This model has been presented in different previous works and is based on the idea that learning and teaching of sciences can be developed as a process of (re)constructing knowledge in a context which is inspired by scientific research and guided by the teaching staff. This innovation has been done in two Engineering Schools in the University of the Basque Country. The results from several years of didactic innovation are presented and compared with those obtained from the usual teaching style in the same Schools. The innovation provides evidence that a teaching method which encompasses concepts, procedures and attitudes can produce better results in learning physics in the first year at university

Dificultades persistentes en el aprendizaje de la electricidad : estrategias de razonamiento de los estudiantes al explicar fenómenos de carga eléctrica

Este trabajo analiza las formas de razonamiento de estudiantes universitarios en las explicaciones sobre procesos de carga eléctrica en cuerpos. Al indagar en las formas de razonamiento utilizadas por los estudiantes para explicar estos fenómenos, se ha utilizado una combinación de diseños cuantitativos y cualitativos, cuestionarios y entrevistas, con objeto de tener en cuenta los múltiples aspectos de las concepciones de los estudiantes. La investigación desarrollada muestra que los fenómenos de carga eléctrica de cuerpos, que se encuentran entre la electrostática y la electrocinética, presentan serias dificultades de aprendizaje. En particular, se muestra que conceptos importantes de la teoría eléctrica como carga, diferencia de potencial y capacidad eléctrica no son utilizados científicamente por una mayoría de estudiantes, incluso después de haber realizado cursos introductorios de física, al intentar explicar los procesos de carga eléctrica de un cuerpo.This research studies university students' reasoning when they explain electrical charge phenomena. Different designs were used for this research (quantitative and qualitative schemes, tests and surveys) in order to try to get an idea of the students' knowledge. It showed that students do not use potential difference and electrical capacity in a scientific way to explain the phenomena of the electrical charge of the body, although they had taken elementary physics courses

La resolución de problemas basada en el desarrollo de investigaciones guiadas en cursos introductorios de física universitaria

En este artículo, frente a la instrucción tradicional en resolución de problemas, proponemos la metodología denominada «resolución de problemas como desarrollo de investigaciones guiadas» que se encuentra enmarcada en el amplio abanico de propuestas de resolución de problemas como actividad basada en la investigación (Inquiry-Based Problem Solving). Los objetivos de este artículo son, en primer lugar, indagar cómo la implementación de la estrategia de resolución de problemas basada en el desarrollo de investigaciones guiadas (Guisasola et al., 2008) puede ayudar a que los estudiantes mejoren sus habilidades en procedimientos propios de la metodología científica para resolver problemas. En segundo lugar, mostrar evidencias de la mejora en resolución de problemas de los grupos experimentales frente a grupos de estudiantes que siguen una enseñanza tradicional y, en tercer lugar, explorar el efecto de la propuesta de resolución de problemas en las actitudes de los estudiantes. Se aportan evidencias de los resultados de la implementación con estudiantes de primer curso de Ingeniería.Compared to traditional instruction on solving problems, this article is proposing a methodology known as «problem solving by developing guided research» which is framed within the wide range of problem solving proposals in Inquiry-Based Problem Solving. This article firstly aims to investigate how implementing a problem solving strategy based on developing guided research (Guisasola et al., 2008) can help students to improve their skills in scientific methodology procedures to solve problems. Secondly, it aims to provide evidence of improvements in problem solving within experimental groups compared to groups of students following traditional teaching and thirdly, to explore the effect of the problem solving proposal on students' attitudes. Evidence is provided from the results of implementing this methodology among first year university engineering students

¿Es necesaria la enseñanza de contenidos procedimentales en cursos introductorios de física en la Universidad?

La resolución de problemas de Física a nivel universitario es considerada como una actividad necesaria para evaluar el conocimiento conceptual y procedimental de los estudiantes. En este estudio hemos querido, por un lado, identificar las principales características del conocimiento procedimental que deben tener los estudiantes universitarios para resolver problemas de lápiz y papel. Por otro lado, hemos evaluado el nivel de aplicación de la metodología científica por parte de los estudiantes al resolver problemas. Los resultados obtenidos parecen indicar que cuando los estudiantes son guiados a realizar un análisis cualitativo presentan graves deficiencias en las principales características del mismo, debido en parte, a la utilización de razonamientos que dan muy poca relevancia a los contenidos procedimentales.Solving Physics problems is accepted as a necessary activity in order to evaluate university students' conceptual and procedural knowledge. In line with this we have attempted to identify the main characteristics of that procedural knowledge students need when solving pencil and paper problems. Moreover, we have evaluated to what extent students apply scientific methodology to solve problems. According to the results found, it might seem that students present serious deficiencies when they are guided into doing a qualitative analysis. This is partly due to their use of a type of reasoning that lacks relevant procedural contents