The Computational Modeling with AVM diagram to train physics teachers: a contribution to the development of a critical view of science and scientific modeling

Abstract

RESUMEN: La formación integral de un profesor de ciencias implica, más allá del dominio de su campo disciplinar, una concepción crítica sobre la ciencia y su enseñanza. A partir de esta reflexión elaboramos una propuesta didáctica cuyo principal objetivo fue valorar aspectos disciplinares, epistemológicos y didácticos, que propiciasen al estudiante una mejor comprensión del proceso de construcción del conocimiento científico. Tal propuesta se fundamenta en la implementación de los principios de la Teoría del Aprendizaje Significativo Crítico de Moreira (TASC) y en el proceso de modelación científica con fines didácticos, haciendo uso del diagrama AVM (Adaptación de la V de Gowin a la Modelación Computacional). En este artículo son presentados resultados de investigación en la enseñanza de la mecánica con alumnos que ya cursaron asignaturas de Física General (siete estudiantes del programa de Física de la Universidad de Antioquia, Colombia, en un total de 36 horas de clase). Cada estudiante se constituye en un caso de estudio, investigado por medio de entrevistas, respuestas a test (sobre la concepción de ciencia y de modelación, y el FCI –Force Concept Inventory–) y el desarrollo de actividades de modelación computacional. Se encontró que era posible aplicar los principios de la TASC por medio de la modelación didáctica científica, lo que lleva a los estudiantes a enriquecer sus concepciones sobre ciencia, además de profundizar en su conocimiento disciplinar.ABSTARCT: A comprehensive training of science teachers involves not only proficiency in their disciplinary field, but also a critical conception of science and its teaching. From this reflection we developed a didactical proposal, whose main goal is to value disciplinary, epistemological and didactical aspects, in order to provide a better understanding of the construction of scientific knowledge for the students. This proposal is based on the implementation of the principles of Moreira’s Critical Meaningful Learning Theory (CMLT), and the process of scientific modeling with didactical purposes, the use of computational models and AVM diagram (Adaptation of the Gowin’s V for Computational Modeling). This article presents results of a research involving students who have attended courses of General Physics (seven students from the Physics program at the University of Antioquia, Colombia, for a total of 36 h-class), enrolled in a Mechanics course. Each student constituted a case study, investigated through interviews and their responses for tests about conceptions of science, scientific modeling and Mechanics (FCI - Force Concept Inventory). Also, the student’s results on computational modeling activities were analyzed. We found it is possible to apply the principles of CMLT through didactical scientific modeling, leading students to enrich their conception of science, and to deepen their disciplinary knowledge