The main objective of this work was to investigate the effectivinees and the didactic implications arising from the utilization of a constructivist approach to the teaching of the inertial conception of movement to a regular class of a brazilian secondary school.</p

S.M Da  silva

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DIDACTICA HACIA UN CAMBIO EN LA CONCEPCION DE MOVIMIENTO DE ESTUDIANTES DE LA SECUNDARIA: UN EXPERIMENTO EN CLASE-Primera Parte ARDEN ZYLBERSZTAJN, SONIA SILVEIRA PEDUZZI, LUIS ORLANDO DE QUADRO PEDUZZI Y SONIA MARIA DA SILVA Departamento de Física- CFM- Universidad Federal de Santa Catarina- 88040-900 Florianópolis- SC -Brasil RESUMEN El principal objetivo de este trabajo es investigar la efectividad y las implicaciones didácticas prove-nientes a la utilización de un abordaje constructi-vista en la enseñanza de la concepción inercial de movimiento en una clase regular de una escuela secundaria brasileña. ABSTRACT The main objective of this work was to investiga-te the effectivinees and the didactic implications arising from the utilization of a constructivist ap-proach to the teaching of the inertial conception of movement to a regular class of a brazilian secon-dary school. Introducción Desde fines de los años·7o, las concepciones alternativas de los estudiantes han sido ob-jeto de gran número de trabajos (Driver, Guesne, Tiberghien 1985; Pfundt. Duit 1988). Más importante que el descubri-miento de un fenómeno nuevo, las inves-tigaciones sobre esa concepciones resulta-ron en un aporte importante: la interpreta-ción constructivista de sus resultados. Esas concepciones concebidas anteriormente co-mo formas primitivas de comprensión, co-mo errores fácilmente eliminables en el pro-ceso de educación formal, pasaron a ser tra-tadas como explic~ciones de la realidad qm tienen sentido para los individuos que la¡ construyen. La tarea del profesor, en es< contexto, es presentar al estudiante acti vidades que le hagan reflexionar sobre su: ideas personales con el objetivo de reestruc turarlas, cuando sea necesario. Sin embargo, gran parte de las investiga ciones internacionales sobre concepcione alternativas se han centrado en la ident ficación clasificación de esas concepcio:rü a partir de datos obtenidos por medio e entrevistas y/ o cuestionarios. Este tipo e estudio es ·relevante, y seguramente no ~ han agotado todavía todos los problem< de investigación en el campo, ya sea que 1 consideren las cuestiones metodológicas, bien las cuestiones referentes a los conteu dos y contextos investigados. Por otra parte, se hace necesario foment investigaciones que tengan como base las la de clase y como foco el desarrollo corree tual de los alumnos dentro de un aborda constructivista. Los autores que se ocup de la materia han propuesto algunas in' caciones de orden general sobre estrateg: pedagógicas y se ha logrado un cierto e< senso con respecto a la importancia de q1 a) Los alumnos tengan oportunidad de a' S REVISTA DE ENSEÑANZA DE LA FISICA rar sus concepciones para sí y para otros; b) se analice y se exploten estas concepcio-nes en sala de clase; e) se comparen y se contrasten las concep-ciones "científicas" y las concepciones al-ternativas para conocimiento de los límites del poder explicativo de uno y otro tipo de concepción; d) se aplique la concepción "científica" a si-tuaciones ya conocidas y a situa~iones nue-vas. Aunque este conjunto de indicaciones o-frezca base sólida para el comienzo de in-vestigaciones en ese campo, hace falta un mayor número de experimentos en que con-ceptos específicos hayan sido examinados en contextos bastante definidos como en los trabajos de Nussbaum, Novik (1981) y Pe-duzzi, Peduzzi (1988). La necesidad urgente de que se promuevan investigaciones cuyo tema sea la clase fue idea bastante destacada por White (1994) cuando señala que: "... el éxito popular de esas investigaciones hará que los profesores comiencen a preguntarse: ahora que ya sa-bemos que ese problema de las concepcio-nes alternativas existe, ¿qué podemos ha-cer respecto a eso? Ellos se volverán ha-cia los investigadores en demanda de ayuda para encontrar respuestas, conscientes de que fueron los investigadores quienes plan-tearon el problema." Frente a eso, se decidió estructurar una in-vestigación con el objetivo de examinar la eficacia y las implicaciones didácticas pro-venientes de una abordaje constructivista para la enseñanza de las leyes de N ewton en la escuela secundaria, sobre todo en rela-ción a la evolución conceptual de los alum-nos sobre la visión inercial de la relación entre fuerza y movimiento (Zylbersztajn, Peduzzi, Peduzzi, Silva, 1990). La realización de esa investigación compren-dió: a) planificación de un curso sobre las le-yes de Newton con selección y progresión de contenidos, definición de procedimientos 21 didácticos y materiales utilizados (textos y cuestionarios); b) aplicación experimental del curso en si-tuación real de sala de clase; e) evaluación del curso en cuanto a su efica-cia para promover el cambio de las concep-ciones de los alumnos y en desarrollar ac-titudes más favorables hacia la enseñanza de Física; d) análisis de los procesos ocurridos en cla-se durante la realización del curso; e) evaluación de los procedimientos y de los materiales didácticos desarrollados. Descripción de la unidades El curso se dividió en cincd unidades: Unidad 1: Introducción al estudio de Dinámica = Discute, de forma introduc-toria, la noción de fuerza como concepto físico y explora su representación simbólica, por medio de vectores, en situaciones de reposo y de movimiento. Trata también la adición y sustracción de fuerzas por el método geométrico. Esta unidad se de-sarrolla por medio de un texto en forma de diálogo, y tiene como protagonista el "Principito" de Saint Exupéry (1982). Unidad 2: Dinámica del movimiento: de Aristóteles a Galileo - Presenta la evolución histórica de las concepciones res-pecto a la relación entre fuerza y movi-miento, partiendo de la visión de Aristó-teles, continuando con la teoría medieval de "ímpetus" y concluyendo con las ideas de Galileo. Esta unidad pone de relieve la necesidad de introducir la concepción iner-cial de movimiento por medio de un abor-daje histórico, tomando en cuenta la se-mejanza entre las concepciones alt'ernativas de los alumnos y las teorías pregalileanas, principalmente aquellas que se basan en la idea de fuerza impresa ( Gilbert, Zylbersz-tajn 1985; Solis Villa 1984). Unidad 3: la. y 2a. leyes de New-ton - Introduce las dos primeras leyes de N ewton aplicadas al caso de movimientos 22 :rectilíneos, presentando situaciones en que :las concepciones alternativas son puestas .en evidencia y discutidas, y se inicia la re-solución de problemas numéricos simples. U ni dad 4: Fuerzas en el movimiento curvilíneo - Extiende la 2a. ley de N e-wton al caso de movimientos curvilíneos y generaliza los conceptos de velocidad yace-leración, considerando la dirección y el sen-tido. Esta unidad está escrita bajo la for-ma de un estudio dirigido y se basa en un capítulo del libro "A evolu~ao da Física" de A. Einstein y L. Infeld (1980). Unidad 3: 3a. Ley de Newton- Presen-ta el Principio de Acción y Reacción y una serie de problemas clásicos de dinámica en que se busca integrar las tres leyes de mo-vimiento. Las unidades 2, 4 y 5 están precedidas de cuestionarios cuyo objetivo es la identifica-ción de posibles concepciones alternativas a fin de que esas concepciones sean discu-tidas posteriormente en clase. Seguimiento y Evaluación Para evaluar la eficacia del abordaje cons-·(;ructivista propuesto se decidió por la a-dopción de técnicas de naturaleza tanto cua-litativa cuanto cuantitativa. A través de la combinación de diferentes procedimientos se buscó captar las diferentes facetas del experimento realizado dentro del espíritu de la evaluación iluminativa (Parlett, Ha-milton 1978). Así los autores de este tra-bajo acompañaron las clases (grabadas en cintas magnetofónicas y transcritas) para verificar las interacciones ocurridas en el transcurso de las actividades y, a su vez, intentar rescatar la atmósfera predominan-te después de la introducción de la nueva metodología. Se evaluó la receptividad de los alumnos por medio de sus reacciones en clase (interacción con las actividades pro-puestas, atención y comentarios) y por me-dio de entrevistas al fin del curso. Se discutieron con los profesores aplicado-DIDACTICA res los procedimientos didácticos propues-tos en ese curso, y ellos tenían libertad de adaptar el curso a sus condiciones concre-tas y a su estilo. Además, las observacio-nes en clase tenían como objetivo también constatar si dichas adaptaciones no com-prometían el abordaje utilizado. En lo tocante al desarrollo conceptual de los alumnos se buscó evaluar en primer lu-gar si éstos habían adquirido una concep-ción inercial de movimiento. Para este ca-so, se aplicaron técnicas de naturaleza cuan-titativa, comparándose el desempeño de los alumnos después de la instrucción con las repuestas dadas en los cuestionarios antes de la instrucción. Además, en una segun-da aplicación experimental de este curso, se dirigió la atención hacia el grado de re-tención de los nuevos conceptos, por me-dio de un nuevo cuestionario aplicado seis meses después del fin del curso. La opor-tunidad de hacer un test para medir la re-tención sirvió también para realizar un es-tudio comparativo entre los alumnos que habían participado del curso experimental y otros de la misma escuela y de nivel co-rrespondiente que habían asistido a clases convencionales. 1 a Aplicación del experimento Las tres primeras unidades han sido pro-badas preliminarmente en dos clases de la primera serie de la secundaria de escuelas públicas provinciales. Los profesores res-ponsables por esas clases han participado de reuniones con el equipo del proyecto an-tes y durante el semestre escolar, en el cur-so de esas discusiones se discutió la pro-blemática de las concepciones alter~ativas, así como los procedimientos y los materia-les relativos al curso. Las unidades 4 y 5 no han sido objeto de test debido a una huelga de los funcionarios estatales de 5 semanas de duración. A pesar de tal ocu-rrencia, hubo tiempo para recopilar datos provenientes de observaciones en clase, en-REVISTA DE ENSEÑANZA DE LA FISICA trevistas, cuestionarios conceptuales y dis-cusiones con los profesores que han resul-tado en la la. evaluación del experimento. El primer grupo (Grupo A) hacía parte de un Instituto Provincial de gran porte y es-taba compuesto por 25 alumnos de 16 a 20 años de edad. Eran tres clases semanales durante el período nocturno. Otro grupo (Grupo B) contaba con 23 alumnos entre 15 y 16 años, y hacía parte de una escue-la provincial de tamaño mediano, con tres clases semanales de Física, en el período diurno. Las observaciones en clase demostraron que el profesor del grupo A se adaptó se mane-ra rápida al abordaje propuesto, y logró implementar el programa dentro de lo es-tablecido. Los alumnos se envolvieron de forma positiva en las actividades; los cues-tionamientos y discusiones suscitados por la nueva metodología produjeron una par-ticipación más activa e intensa que la exhi-bida por los mismos alumnos en el primer semestre, antes del proyecto. Este aspecto fue confirmado en las entrevistas realizadas al fin del curso, en las cuales los alumnos han revelado que les gustó mucho la opor-tunidad ofrecida ya que han podido envol-verse en las discusiones de manera más par-ticipativa en ese nuevo abordaje que en las clases anteriores cuyo abordaje era otro. Por otro lado, el profesor del grupo B en-contró dificultades en adaptarse a la nueva propuesta y a veces manifestó no haberse dedicado de manera adecuada al estudio de los materiales y a la preparación de las cla-ses. Además de los problemas observados en el manejo de las actividades, no tenía control suficiente sobre el comportamiento de los alumnos. Eso fue observado por los alumnos que reconocieron, en las entrevis-tas, que el aprovechamiento del curso podía haber sido mejor si no hubiera habido tan-ta indisciplina en las clases. Ese problema de disciplina, sin embargo, ya se lo había notado en las observaciones realizadas an-tes de ·la aplicación del nuevo abordaje y, 23 por lo tanto, no debe atribuirse al mismo. ~~rno el ?bj~tivo principal de la investiga-cwn, en terrnmos conceptuales, era facilitar fuerza y movimiento, se aplicó un cuestio-nario al inicio de la Unidad 2 con el fin de hacer que los alumnos reflexionaran sobre sus propias ideas. Ese cuestionario fue útil también para el reconocimiento de las con-cepciones de los alumnos, y para la elabora-ción de una línea básica a partir de la cual se medía la evolución conceptual de los es-tudiantes. El análisis de las respuestas da-das por los dos grupos a este cuestionario ha demostrado, corno era lo esperado, una tendencia generalizada de asociación entre fuerza y velocidad. En el Grupo A, la evaluaéión realizada al fin de la Unida~ 3 comprobó que la con-cepción no inercial no sufrió modificaciones considerables después de la instrucción. Se pensó en una hipótesis que explicará este desempeño pobre: la Unidad 2 quedó com-primida entre dos unidades más grandes y no recibió la atención necesaria y propor-cional a su importancia conceptual. Otro aspecto considerado por los autores de este trabajo es que el texto de la Unidad 2 no aclaraba suficientemente cuál de las teorías presentadas (Aristóteles, "ímpetus", y Ga-lileo) debería ser considerada corno la que se acepta actualmente. Esta opinión fue confirmada por varios alumnos que, en las entrevistas, afirmaron que se habían senti-do confusos cuando estudiaron esta unidad. Dicha evaluación coincidió con el inicio de la huelga. Cinco semanas después, cuan-do recomenzaron las clases, el profesor hi-zo un repaso de la presentación histórica, y procuró poner de relieve las diferencias entre las teorías y llamar la atención ha-cia el más fuerte poder explicativo de la teoría desarrollada por Galileo. Destacó también la semejanza entre las concepcio-nes de los alumnos y la teoría medieval de "ímpetus". Se notaron reflejos de este re-paso en la aplicación de un cuestionario en el principio de la Unidad 4 cuando se hacía un sondeo sobre las concepciones de 24 los alumnos sobre fuerzas en :rp.ovimiento curvilíneo. Por ejemplo, cuando respon-dieron una cuestión sobre las fuerzas que · actuaban en el movimiento de up. proyeCtil diseñado oblicuamente (cañón), 60% de los alumnos indicaron, correctamente, tan sólo la fuerza peso y el roce con el aire y no hi-. cieron referencia a una supuesta "fuerza de impulsión" del cañón incorporada a la bala, como se podría esperar de estudiantes con · · una concepción no inercial de la relación entre fuerza y movimiento. Este desempe- . ño sorprende porque la cuestión propues-ta es más compleja que aquellas preguntas sobre movimientos rectilíneos, y eso parece-indicar que los alumnos que respondieron correctamente han progresado ·en relación a una concepción inercial. Para el Grupo B se emplearon instrumen-tos descriptivos idénticos que para el Gru-po A. No se observó, en ese caso, cambio significativo - todos los alumnos, práctica-·· . mente, siguieron asociando fueiza con di~ .. •. rección del movimiento, como hacían antés · de la instrucción. El profesor dd Grupo · B, sin embargo, no hizo ningún tipo de re:: paso, después de la huelga, como lo había hecho el profesor del Grupo A. Así .es de .· suponer que la mayoría de los estudiantes ... hayan terminado el semestre sin alteracio-nes en sus ideas no inerciales. Los resulta-dos de apli~ación en ese grupo atestiguan que el éxito en ese abordaje no vuelve nulo el papel del profesor, por eso la investiga-ción entre metodología y profesor debería ser cuidadosamente examinada en nuevas aplicaciones. Referencias Bibliográficas 111 DRIVER, R., GUESNE, E. y TIBE)RGHIEN, A., 1985. Gbildren 's ideas in science. Mil-ton Keynes: Open University Press. 11 EINSTEIN, A. y lNFELD, L., 198Q. A eva- · lul(áo da Física. Rio de J aneir~, Zahar Edi-tores, c.l. 111 GILBERT, J. K. y ZYLBERSZTAJN, A., 1985. '. DIDACTIC.A · : A. cóncep~!lal framework for·scitmce educa-tiQ!l: the case study offorc;e and 1JlOV«mc:nt. 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Hacia un cambio en la concepción de movimiento de estudiantes de la secundaria: un experimento en clase Primera Parte

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