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Tesis de Hersilia Campuzano
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Instituto Politécnico Nacional Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada
Unidad Legaria
Posgrado en Física Educativa
APLICACIÓN DE LA PEDAGOGÍA CONCEPTUAL A
LA ENSEÑANZA DE LA INTERACCIÓN
GRAVITACIONAL EN EDUCACIÓN MEDIA
SUPERIOR
T E S I S
Que para obtener el grado de:
Maestría en Ciencias en Física Educativa
Presenta:
Lic. MaríaHersiliaCampuzano Torres
Director:
Dr. Daniel Sánchez Guzmán
México D.F., Septiembre, 2011
ii
[REGISTRO DE TESIS]
iii
[CARTA DE SESIÓN DE DERECHOS]
iv
Resumen
La labor docente exige la búsqueda constante de estrategias que permitan orientar a los
estudiantes de manera exitosa hacia el conocimiento, hacia su formación personal y su
adaptación social. Desde esta perspectiva, la pedagogía conceptual propone un método
pedagógico que facilita la articulación de las enseñanzas con los propósitos, la evaluación y
los aspectos didácticos. Dentro de estos elementos didácticos se encuentra la secuencia
didáctica diseñada para la enseñanza por competencias y para la formaciónde actitudes que
consta de ocho fases: motivación, encuadre, enunciación, modelación, simulación,
ejercitación, demostración ysíntesis y conclusión. En este trabajo se presentan los
resultados de la aplicación en un ambiente virtual de la secuencia para el desarrollo de la
competencia para estructurar conceptos, a partir del estudio de la interacción gravitacional.
Las actividades diseñadas bajo estos criterios fueron aplicadas a un grupo de estudiantes de
educación media superior a distancia del Instituto Politécnico Nacional de México, y a un
grupo de estudiantes de la Institución Educativa La Inmaculada, ubicada en la ciudad de
Pereira, Colombia.Los resultados del test aplicado al principio y al final del estudio
muestran un avance en la comprensión del concepto de interacción gravitacional por parte
de los estudiantes. Otraevidenciadel trabajo realizado por los estudiantes fue el material que
elaboraron en la etapa de ejercitación, en el que aplican la estrategia de conceptualización,
que no sólo les resultará útil en esta área del conocimiento, sino en cualquier otra en la que
la requieran usar.
v
Abstract
Teaching activity requires of a constant search for strategies to successfully guide the
students to the knowledge, to its personal formation and to its social adjustment. From this
perspective, the conceptual pedagogy theory proposes a didactic sequence for learning
competences and for forming personal attitudes. This theory considers eight stages:
motivation, framing, enunciation, modeling, simulation, exercise, synthesis and
demonstration. Results of application of this sequence to the development of competence
for structuring concepts, in particular the related to gravitational interaction, are shown in
this work. Activities with these criteria were designed and tested with students from
classroom andonline upper secondary school. The learning tests were applied to students at
the beginning and the end of this study and the corresponding results showed a significant
advance at understanding of the concept of gravitational interaction. The competence for
developing a text with conceptual semantic structure related to this physical phenomenon
was also evaluated.
vi
Agradecimientos
Expreso mis más sinceros agradecimientos:
Al Dr. César Eduardo Mora Ley, Subdirector Académico del CICATA Unidad Legariadel
Instituto Politécnico Nacional porque con su permanente apoyo y calidad humana, permitió
que esta nueva etapa en mi formación académica y profesional fuera una realidad.
Al Dr. Daniel Sánchez Guzmán por su apoyo para llevar a cabo las aplicaciones derivadas
de esta tesis y por ofrecerme su asesoría constante durante su elaboración.
A los Doctores: Ricardo García Salcedo, Mario Humberto Ramírez Díaz y Alfredo López
Ortega porque como profesores del Posgrado en Física Educativa, siempre me dieron su
apoyo y asesoría.
A las Licenciadas: Ruth Martínez Matpaz, Leticia Cardona y Laura González
García por la celeridad con la que atendieron mis solicitudes, y por su invaluable asesoría
logística.
A la Lic. Rocío Esparza Salinas, al Ing. Carlos Gonzáles Pérez y al MSc. Armando
Álvarez Galván de la Unidad Politécnica para la Educación Virtual del IPN (UPEV), a
través del Centro de Estudios Científicos y Tecnológicos No. 9 “Juan de Dios Bátiz
Paredes”por permitirnos aplicar la experiencia didáctica. Y por supuesto a los estudiantes
del Bachillerato Tecnológico Bivalente a Distancia, del programa de Técnico en Desarrollo
de Software por su participación en la experiencia.
A Paola Montserrat Carballido Torres por su colaboración en el procesamiento de
datos.
A la MSc. Sandra Milena Forero Díaz, por sus acertadas sugerencias y su invaluable
colaboración y asesoría en el análisis de datos.
vii
A los funcionariosde la biblioteca del CICATA-Legaria:Rocío Sánchez y Gerardo
Cruz por su oportuna colaboración.
Al MSc. José Doney Duque Ocampo y a la Institución Educativa La Inmaculada por
su apoyo y participación durante la aplicación de la secuencia didáctica. Y a las estudiantes
que colaboraron enviando sus actividades.
viii
Dedicatoria
A Fernando y a David.
A mi familia porque siempre
han creído en mí.
ix
Contenido.
Capítulo 1.
1. Introducción 1
1.1 Preguntas de investigación 2
1.2 Hipótesis 3
1.3 Objetivos 3
Capítulo 2.
2. Antecedentes y Marco teórico 5
2.1. Enseñanza en contextos virtuales 5
2.2. Fundamentación pedagógica 8
2.2.1.La pedagogía conceptual 8
2.2.2.Aplicaciones de la pedagogía conceptual en diferentes contextos académicos 13
2.2.3. Formación de conceptos 15
2.2.3.1. Formación de conceptos desde la pedagogía conceptual 19
2.3. Algunos trabajos relacionados con la interacción gravitacional 27
Capítulo 3.
Metodología 33
3.1. Tipo de investigación 33
3.2 Diseño experimental 33
x
3.2.1 Formulación de las hipótesis estadísticas 33
3.2.2 Identificación de variables 35
3.2.3 Diseño de la estrategia pedagógica y didáctica 35
3.2.4 Definición de grupos 38
3.2.5 Pasos del procedimiento estadístico 39
3.2.6 Recolección de datos 41
Capítulo 4.
4. Resultados 42
4.1 Trabajos previos 42
4.1.1. Aplicación de la subteorías cognitivas de la pedagogía conceptual a la enseñanza del
concepto de dilatación térmica en secundaria 42
4.1.1.1. Metodología utilizada 43
4.1.1.2. Resultados 45
4.1.2. Exploración de la estructura semántica conceptual y su uso en la enseñanza de la
física 47
4.1.2.1. Metodología utilizada 49
4.2. Propuesta de secuencia didáctica para la enseñanza del concepto físico de la
interacción gravitacional en Educación Media Superior con base en la pedagogía
conceptual 51
4.2.1. Diseño de la secuencia didáctica 51
4.2.1.1. Exploración de ideas previas 52
4.2.1.2. Mareas y agujeros negros 53
xi
4.2.1.3. Fundamentación 54
4.2.1.4. Ejemplos 55
4.2.1.5. Procedimiento 56
4.2.1.6. Ejercicio 57
4.2.1.7. Revisión de avances 57
4.2.1.8. Síntesis y conclusión 58
4.2.2. Aplicación de la propuesta pedagógica en el Bachillerato TecnológicoBivalente a
Distancia de la Unidad Politécnica para la Educación Virtual 58
4.2.3. Aplicación de la propuesta pedagógica en la Institución Educativa La Inmaculada 68
Capítulo 5.
5. Conclusiones 74
Referencias 77
Productos 84
xii
ANEXOS.
Anexo 1. Planeación del acto educativo a través del postulado metodológico
del hexágono. 86
Anexo 2. Cuestionario 90
Anexo 3. (a) Rúbricas para evaluar el mentefacto. 98
(b)Rúbricas para evaluar el texto conceptual 99
Anexo 5. Mentefacto para definir el concepto de interacción gravitacional. 100
Anexo 6. Texto conceptual para la interacción gravitacional 101
Anexo 7. Formulario para síntesis y conclusión 102
1
Capítulo 1
1. Introducción
Aportar ideas tendientes a superar las dificultades que se presentan en la enseñanza de la
Física debe ser una de las inquietudes que motiven la labor de los docentes de esta área.
Estos aportes deben estar enmarcados en propuestas pedagógicas contemporáneas, que a
diferencia de los enfoques tradicionales (Benegas, 2007) favorezcan en el estudiante el
desarrollo de un pensamiento científico que le permita producir conocimientos y tomar
decisiones autónomas que lo conduzcan a su realización como ser humano. Este reto se
torna particularmente desafiante cuando se intentan alcanzar estos propósitos a través de
aplicaciones para ser desarrolladas en la educación continua y a distancia.
Dentro de los tópicos de la física que se deben abordar, dado su alto impacto como eslabón
que compone las ideas que sustentan el conocimiento de la humanidad, se encuentra la Ley
de Interacción Gravitacional de Newton. A nivel de Educación Media Superior el proceso
de enseñanza-aprendizaje que se deriva de esta Ley contiene una gran riqueza didáctica y
pedagógica, gracias a la relevancia de los conceptos físicos y matemáticos que involucra
(Alonso, Finn, 1970) y a que su enseñanza es indudablemente afectada por las ideas previas
(Moreira, Greca, 2003) que de ellos tengan los estudiantes. Por otro lado, se encuentra el
interés natural que despiertan en el estudiante los temas que lo acerquen a la explicación de
fenómenos que afectan la vida diaria como es el caso de las fuerzas gravitacionales que
describen adecuadamente el movimiento planetario, el movimiento de los cuerpos cerca de
la tierra o la influencia del sol y la luna sobre la tierra como responsable de la creación de
las mareas.
En el presente trabajo se describen el proceso seguido y los resultados de la aplicación de
una secuencia didáctica diseñada con base en la pedagogía conceptual, enfocada hacia el
desarrollo de la competencia para definir el concepto de interacción gravitacional. Esta
experiencia se llevó a cabo con estudiantes del Bachillerato Tecnológico Bivalente a
2
Distancia (BTBD) del Instituto Politécnico Nacional (IPN) como una actividad adicional
del curso de Física I. Por otra parte también se hizo una aplicación en la Institución
Educativa La Inmaculada, ubicada en la ciudad de Pereira, Colombia,a estudiantes de la
Educación Media Técnicade tipo presencial y femenino, como una actividad
complementaria para ser desarrollada de manera autónoma por las estudiantes en horario
extraclase. Para lograr este propósito fue necesario adaptar las herramientas de la pedagogía
conceptual al ambiente virtual tal y como se explicará más adelante.
Este trabajo de tesis se compone de cuatro capítulos distribuidos de la siguiente manera: en
el Capítulo 1con la introducción al tema de estudio, el planteamiento de las preguntas de
investigación que dan origen a las hipótesis y luego a los objetivos de investigación. En el
capítulo 2 se hace la descripción de varias experiencias desarrolladas en contextos virtuales,
luego se hace la fundamentación pedagógica alrededor de la formación de conceptos y
finalmente se analizan algunos trabajos relacionados con la interacción gravitacional. En el
capítulo 3 se describe la metodología a utilizar, en el capítulo 4 se presentan los resultados
y finalmente en el capítulo 5 se formulan las conclusiones finales
1.1 PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN
Las características de la propuesta de la pedagogía conceptualllevan a proponer el uso de
diferentes estrategias para facilitar específicamente laconceptualizaciónen el proceso de
aprendizaje en un ambiente virtual de preparatoria.Considerando en particular el tema de
interacción gravitacional, en este trabajo se plantearon las siguientes preguntas:
1.1.1 ¿Qué tan eficientemente logran los estudiantes de Educación Media Superiordefinir
el concepto deinteracción gravitacional utilizando las estrategias pedagógicas y
didácticas propuestas por la pedagogía conceptual y aplicadas a un ambientes
virtual?
1.1.2 ¿Cómo diseñar una estrategia de enseñanza eficaz y reproducible a nivel de
preparatoria virtual para definir el concepto deinteracción gravitacional, con base en
las propuestas de lapedagogía conceptual desarrolladas en un ambiente virtual?
3
1.1.3 ¿La calidad delmaterial producido por los estudiantes de preparatoria virtual durante
la actividad (“mentefactos” y textos conceptuales), es una evidencia de la
efectividad de las estrategias propuestas por la pedagogía conceptual aplicadas a la
enseñanza de la física en ambiente virtual?
1.2 HIPÓTESIS
De las preguntas de investigación que se acaban de plantear se derivan las siguientes
hipótesis:
1.2.1 El uso de la pedagogía conceptual en la preparatoria virtual favorece el proceso de
conceptualización de la interacción gravitacional.
1.2.2 El seguimiento detallado de la metodología propuesta por la pedagogía conceptual
en la preparatoria virtual facilita el diseño de estrategias que favorecen el proceso de
conceptualización de la interacción gravitacional.
1.2.3 El desarrollo de la competencia de los estudiantes de Educación Media Superior en
ambiente virtualpara definir el concepto de interacción gravitacional, es una
evidencia de la efectividad de la pedagogía conceptual para la enseñanza de la
misma y de la física en general.
1.3 OBJETIVOS
El camino para corroborar o refutar las hipótesis planteadas fue demarcadopor los
siguientes objetivos:
1.3.1 Desarrollar una propuesta pedagógica que favorezca en los estudiantes de
Educación Media Superior el proceso de conceptualización de lainteracción
gravitacional en un ambiente virtual.
1.3.2 Adaptar y aplicar de manera sistemática la estrategia metodológica y didáctica
propuesta por la pedagogía conceptual en la enseñanza de la Interacción
gravitacional en un ambiente virtual.
4
1.3.3 Probar la efectividad del proceso de conceptualización propuesto por la pedagogía
conceptual para definición del concepto de interacción gravitacional y su potencial
para la enseñanza de otros conceptos físicos en un ambiente virtual.
5
Capítulo 2
2. ANTECEDENTES Y MARCO TEÓRICO
Este trabajo se sustenta en tres ejes fundamentales que son: la enseñanza en contextos
virtuales, la estrategia pedagógica y didáctica propuesta por la pedagogía conceptual y el
concepto físico de la ley de interacción gravitacional. El orden en el que se mencionan no
lleva implícita ninguna jerarquía, puesto que en este trabajo se pretende utilizarlos
paralelamente para lograr que el estudiante en un ambiente virtual desarrolle la
competencia para conceptualizar este tópico de la física. A continuación se presentan
aspectos relevantes relacionados con cada uno de estos ejes.
2.1. ENSEÑANZA EN CONTEXTOS VIRTUALES
Se han cumplido más de 25 años desde que las computadoras llegaron a las instituciones
educativas, y más de 15 años desde la apertura del ciberespacio; actualmente es imposible
desconocer la influencia que estos hechos han tenido en la educación. En esta época es
imprescindible que todos los integrantes del proceso educativo tengan por lo menos
conocimientos básicos sobre informática para acceder a las amplias posibilidades que las
tecnologías de la información y las comunicaciones (TICs) ofrecen a la educación
(Fernández, 2005).
Los avances de la informática en cuanto a la presentación de información gráfica y sonido
como consecuencia del aumento en la capacidad de almacenamiento, han permitido que lo
que antes se llamaba multimedia pudiera ser integrado a la computadora originando las
autopistas de información; que consisten en la unión de las telecomunicaciones y la
informática impulsadas por internet, también conocidas como Teleinformática. Y es aquí
donde nace una amplia gama de posibilidades responsables de la aparición de la educación
a distancia, y del enriquecimiento de la educación presencial, de tal forma que la segunda
6
prepara al estudiante para que pueda acceder a la primera gracias a los nuevos modelos
pedagógicos que surgen como respuesta a los retos que genera el cambio.
Según (Pontes, 2005a, 2005b) el uso de las TICs permite el acceso a gran cantidad de
información con contenido científico representada en textos, imágenes, sonidos, videos,
simulaciones, etc., que contribuyen en la formación conceptual del estudiante. En lo que
tiene que ver con el desarrollo de objetivos procedimentales existen laboratorios virtuales y
programas que permiten construir e interpretar gráficos, y solucionar problemas que junto
con la interacción misma con el ordenador fomentan la capacidad para indagar y promover
el auto-aprendizaje. En este sentido son de gran utilidad para la implementación de la
propuesta que se plantea en este trabajo los videos, las simulaciones (Bouciguez, Santos,
2010), (López, Morcillo 2007)y la gran cantidad de información que encontrarán los
estudiantes en la red, siempre que provenga de fuentes confiables.
En este marco de referencia surge el moodle, sistema de gestión de contenidos educativos
conocido como: Sistema de Gestión de cursos de Código Abierto puesto que se puede
acceder a él de manera gratuita. Este proyecto fue Iniciado y aún es liderado por Martin
Dougiamas, quien siempre estuvo convencido de que la educación basada en internet tiene
mucho futuro. Esta idea lo llevó a hacer su maestría y doctorado en educación para así
enfocar sus conocimientos en informática hacia el aprendizaje y la colaboración
apoyándose en el modelo constructivista. La primera fue una versión pequeña lanzada en el
año 2002 y desde entonces ha estado en constante evolución. El Moodle es un gestor de
contenidos que puede ser usado en entornos virtuales o como complemento de la educación
presencial.
En este sentido Ortega y Martínez (2011) describen su experiencia al desarrollar los cursos
de Física I y Física II intercalando actividades presenciales tradicionales y actividades no
presenciales diseñadas sobre la plataforma moodle, para la carrera de Ingeniería
Informática de la Ciudad Universitaria José Antonio Echeverría (CUJAE) de la Habana,
Cuba. Y aunque los autores reconocen cierta oposición inicial de los estudiantes y
profesores a trabajar con el curso sobre la plataforma, esta ha sido menor que en años
anteriores. Los maestros han aumentado su habilidad en el diseño y gestión de los cursos, y
7
los estudiantes reconocen que deben esforzarse más para aprovechar mejor todas las
posibilidades que les ofrece el moodle.
En cuanto al aporte motivacional (Fuentes, Pérez, Montoto, Domínguez, Calzadilla, 2007)
se considera importante emplear actividades colaborativas como el foro de discusión, el
portafolio electrónico que se define como una colección de trabajos que muestran el avance
en el aprendizaje del estudiante en un periodo de tiempo, y el “webquest” que es un
derrotero que guía a los participantes de un grupo al momento de averiguar sobre un tema
de interés; en su caso presentan un ejemplo incluido en el curso de Física Moderna II en la
Universidad de la Habana, con el que buscaban evaluar los temas de radioactividad y
cosmología obteniendo muy buenos resultados.
Sobre este sistema computacional se sustenta la plataforma educativa del Instituto
Politécnico Nacional (IPN) a la cual se encuentran adscritos algunos de los estudiantes que
participan en esta experiencia. Como ventajas relevantes del moodle se mencionan: el
acceso a uno o varios cursos con cuentas únicas, la posibilidad de consultar información y
avisos de diferentes cursos, la comunicación entre profesores y estudiantes por medio de
herramientas de colaboración en línea, la opción de responder encuestas y exámenes, y la
facilidad para realizar el seguimiento del desempeño de los estudiantes (Polivirtual, 2011).
En cuanto a la incorporación de las TICs en los cursos de física, Grisolía (2009) encontró
que su uso facilita los aprendizajes de los contenidos conceptuales y aumenta la motivación
de los estudiantes hacia la asignatura, pero no se evidenció el desarrollo de las habilidades
de los estudiantes para la resolución de problemas; este resultado presupone la necesidad de
incorporar actividades encaminadas exclusivamente al desarrollo de esta capacidad.
Respecto al aumento en la oferta y demanda de cursos o programas en línea, ofrecidos por
importantes universidades del mundo, Grisolía cita a Meisner, Hoffman, Turner, (2008)
quienes se preguntan ¿Qué tan bueno es el producto? ¿Se da realmente el aprendizaje?
¿Cómo se mide la eficacia del aprendizaje en línea? ¿Es posible enseñar de manera
pedagógicamente efectiva los cursos de rigor científico en línea? Son muchas las preguntas
y pocas las respuestas debido a la falta de investigación en esta área. En su trabajo estos
8
autores presentan resultados favorables para un curso introductorio de física en un ambiente
virtual con alto contenido interactivo. Incluso los resultados obtenidos por estudiantes en
este entorno fueron considerablemente mejores al compararlos con los conseguidos en un
ambiente normal de clase.
2.2. FUNDAMENTACIÓN PEDAGÓGICA
2.2.1. LA PEDAGOGÍA CONCEPTUAL
La Pedagogía Conceptual es una propuesta pedagógica, liderada por el psicopedagogo
Miguel de Zubiría Samper (De Zubiría, 2008a). El origen histórico de su propuesta está en
las pedagogías activas evitando caer en algunos supuestos incorrectos sostenidos por
algunas de ellas, como por ejemplo la relación horizontal estudiante maestro, la eliminación
de las normas o de las exigencias, un contexto lúdico y libertario con bajo esfuerzo, y la
anulación de saberes abstractos fundamentales.
Los postulados que la sustentan se basan en las respuestas a las siguientes preguntas: “¿Qué
es aprender?”; “¿cómo funciona la mente humana que aprende?”; “¿Cómo se diseñan actos
de enseñanza eficaces para lograr aprendizajes?”; y “¿Qué papel cumple el educador en el
aprendizaje?”. Estos interrogantes la presentan como una interesante alternativa para la
cualificación del proceso enseñanza aprendizaje. En la figura 2.1 se presenta una
descripción gráfica a través de una de sus subteorías cognitivas, conocida como el
mentefacto conceptual (Jaramillo, 2007). Los mentefactos son ideogramas que permiten la
organización de las ideas facilitando su preservación en la mente.
La pedagogía conceptual se define como una pedagogía contemporánea, psicológica,
cognitiva, y estructural (De Zubiría, 2008c). Contemporánea porque define el acto
educativo en función del estudiante y no de los contenidos; psicológica porque asume como
criterio fundamental para comprender el aprendizaje humano, el funcionamiento de la
mente de quien aprende; cognitiva porque comprende la mente humana como un sistema de
producción de significados y respuestas; y estructural porque centra su aprendizaje en la
capacidad de la mente para establecer relaciones entre los diferentes significados para dar
9
una respuesta al medio. Esta respuesta se hace más eficiente en la medida en que crece la
estructura de significados.
Figura 2.1. Mentefacto que define la Pedagogía ConceptualSe diferencia de otras
pedagogías cognitivas estructurales como el constructivismo, el aprendizaje basado en
problemas, el cambio axiológico y la enseñanza para la comprensión, en que la pedagogía
conceptual da amplia cabida a la pedagogía afectiva buscando convertir a los estudiantes en
mejores seres humanos.
El perfil que persigue la pedagogía conceptual define tres características que se deben
desarrollar para que el ser humano se adapte y sea feliz en medio de la realidad en la que
vive. Se deben educar seres humanos que lleguen a ser: talentosos, plenos psicológicamente
y éticos. Para lograrlo no solo se debe educar sino también formar, no basta con saber
matemáticas, ciencias naturales, castellano e historia, también es fundamental saber
interactuar con los otros de manera cálida, proactiva, constructiva, enfocando la existencia
hacia metas importantes propuestas por cada individuo (De Zubiría, 2008a).
10
La pedagogía conceptual es una teoría neuropsicológica porque se fundamenta en la teoría
evolutiva de la mente humana (De Zubiría, 2009) que está compuesta por tres sistemas que
interactúan constantemente procesando la información del medio, la interna y la que sale
del individuo. Estos sistemas son el afectivo, el cognitivo, y el expresivo (Figura 2.2). Cada
uno de los cuales está conformado por instrumentos y operaciones propias. Esta teoría se
basa en la tesis de los tres mundos propuesta por el filósofo inglés Karl Popper.
Figura 2.2. Esquema que representa la interacción y jerarquía de los sistemas considerados
en la pedagogía conceptual.
En el sistema afectivolas representaciones y significados que provienen de la realidad son
evaluados según sea su influencia en el bienestar físico y psicológico de la persona. Si
producen bienestar serán aceptadas y cuidadas, pero si producen malestar serán rechazadas,
temidas o combatidas. Esta emoción se presentará cada vez que el individuo se enfrente a
esta representación. Gracias a la interacción entre los dos sistemas se puede modificar la
valoración de estas representaciones, lo que le permite reaccionar ante los estímulos y
escoger sus formas de actuar. De esta forma se generan las actitudes, los valores y los
principios.
El sistema cognitivopermite que la persona sea consciente de la realidad a través de la
información proveniente del medio. Este sistema progresa desde las formas más simples de
representar las cosas que son las nociones, hasta la formulación de relaciones entre estas
representaciones (proposiciones), y formas más elaboradas de asociar significados como
SISTEMA
COGNITIVO SISTEMA
EXPRESIVO
SISTEMA
AFECTIVO
11
los conceptos, precategorías y categorías. Este sistema le permite al individuo saber que
significa el estímulo y cómo debe actuar ante él.
El sistema expresivohace posible devolver al medio una respuesta a través de un acto
comunicativo acorde con la manera como se hayan asimilado los estímulos procedentes del
medio por los sistemas afectivo y cognitivo. Esta respuesta es básicamente motriz, pero
gracias a la educación y maduración de los sistemas de la mente ésta se vuelve más creativa
que deliberada y hace que se noten diferencias entre los individuos.
En cuanto a la planeación del acto educativo, entendido éste como la acción educativa que
explica el fin, el contexto, el sujeto, el contenido y los métodos; se hace de acuerdo con el
postulado metodológico del hexágono representado en la figura 2.3 (De Zubiría, 2008b),
está compuesto por:
Figura2.3. Esquema que define el modelo del Hexágono Pedagógico.
Propósitos: ¿Qué desempeños deben alcanzar los estudiantes? Los propósitos se deben
enfocar hacia la generación de espacios formativos que activen los tres sistemas de la
mente humana: afectivo (comprometer, valorar y motivar) (Rodríguez, Huertas, 2001),
cognitivo (comprender y diferenciar) y expresivo (demostrar y argumentar).
Enseñanzas: ¿Qué estructura de información es necesario aprender para cualificar el
desempeño? Se deben determinar los instrumentos de conocimiento que se van a
abordar durante las clases. Por ejemplo, para el caso de la enseñanza de la Ley de
Interacción Gravitacional de Newton es necesario tener claros los conceptos que dicha
5. Metodología
Didáctica
1. Propósitos 6. Recursos
Didácticos
HEXÁGONO
CURRICULAR 2. Enseñanzas
4. Secuencia
Didáctica 3. Evaluación
12
ley involucra, lo que hace prever que uno de los instrumentos de conocimiento
cognitivo que se debe desarrollar es el concepto.
Evaluación: ¿Cuáles serán las evidencias de que los propósitos se han alcanzado? Se
deben plantear preguntas que los estudiantes deben estar en capacidad de responder al
final de las sesiones de aprendizaje, sus respuestas son las que evidencian si se
alcanzaron o no las metas de aprendizaje.
Secuencia Didáctica: ¿Cuáles son las etapas que se deben desarrollar en la enseñanza
para cualificar el desempeño? Es la ruta que debemos diseñar para conducir a la mente
del estudiante para que alcance las metas de aprendizaje. El Inicio tiene una fase de
motivación que le va a permitir al estudiante saber por qué es importante lo que va a
aprender, y una fase de encuadre que le hará saber cuáles son los compromisos que
debe asumir. Durante el Desarrollo hay una fase de comprensión, que es cuando se
exponen los conceptos, argumentos o procedimientos de tal manera que se cualifiquen
las estructuras de significado; y una fase de aprehensión que es cuando se plantean
ejercicios, situaciones y/o preguntas que les permitan apropiarse de las enseñanzas. Y
por último tenemos la etapa de Cierre que es cuando se recogen las enseñanzas, es
importante promover una reflexión acerca de los avances y progresos que se tuvieron
durante el proceso.
Metodología Didáctica: ¿Qué lógica debe regir las actividades de enseñanza para guiar
a la mente y cualificar el desempeño? enuncia la lógica con la que se van a realizar las
acciones que van a conducir a los estudiantes a comprender y utilizar las nuevas
estructuras de información, esta puede ser inductiva o deductiva.
Recursos Didácticos: ¿Qué recursos son necesarios para apoyar a la mente? Pueden ser
artefactos o mentefactos que faciliten el desarrollo de cada fase beneficiando la mente
de los estudiantes al recorrer la ruta diseñada.
Como infraordinadas o clases de la pedagogía conceptual se encuentran las subteorías
cognitivas que abarcan los instrumentos de conocimiento (nociones, proposiciones,
conceptos, precategorías y categorías), los mentefactos y las operaciones intelectuales que
13
correspondan según el instrumento de conocimiento que se esté considerando (De Zubiría,
1998). Y las subteorías integradas que comprenden la teoría de las seis lecturas (T6L),
mentes psicológicas y talentos. Cada una de las cuales se encuentra debidamente
desarrollada y justificada por la pedagogía conceptual.
2.2.2. APLICACIONES DE LA PEDAGOGÍA CONCEPTUAL EN DIFERENTES
CONTEXTOS ACADÉMICOS
En lo referente a las aplicaciones de la pedagogía conceptual, la Fundación Internacional de
Pedagogía Conceptual Alberto Merani (FiPC Alberto Merani, 2010), publica en su página
“web” algunos ejemplos elaborados por maestros que han participado en sus jornadas de
capacitación y asesoría. En ellos aplican los lineamientos de la pedagogía conceptual en
Matemáticas, Lenguaje, Ciencias Naturales y Sociales y Desarrollo Afectivo. Por otro lado,
la Revista de Ciencias de la Salud de Bogotá publica una experiencia en el uso de los
mentefactos conceptuales para definir los conceptos más importantes del muestreo
probabilístico poblacional enfocado hacia la investigación en ciencias de la salud (Ibáñez,
2006).
Vargas y Basto (2004) presentan los resultados de su experiencia en la enseñanza de un
tópico específico del curso de biología celular con estudiantes de Ecología. Para ello
realizaron un seminario en el que usaron ejes transversales, confrontación de preconceptos,
empleo de mapas conceptuales y mentefactos; estrategias propuestas por el aprendizaje
significativo y la pedagogía conceptualrespectivamente. El proceso en general está
inspirado en el estructuralismo lo que, según ellas, facilita la interacción social, el
aprendizaje colaborativo y el desarrollo de estrategias de pensamiento.
En su trabajo Rojas (2005) presenta los resultados de una investigación que tiene como
propósito determinar el nivel de razonamiento geométrico de las futuras maestras de
pedagogía infantil (preescolar y primaria), a partir del modelo de pensamiento geométrico
diseñado por los esposos Dina y Pierre Van Hiele, que consta de dos partes: la primera trata
de explicar cómo avanzan los estudiantes en su habilidad para el razonamiento geométrico,
y la segunda da a los profesores orientaciones acerca de cómo pueden ayudarlos para que
14
accedan más fácilmente al conocimiento. Los mentefactos conceptuales propuestos por De
Zubiría se utilizaron como estrategia para que las estudiantes se apropiaran de los
conceptos. En general la experiencia arrojó resultados positivos.
En cuanto a la parte afectiva, la inteligencia emocional es un componente importante a
desarrollar durante el proceso educativo propuesto por la pedagogía conceptual. En su tesis
de maestría Sigüenza (2006), hace un análisis detallado de la importancia de la inteligencia
emocional para el ser humano, y sobre la necesidad de potenciarla en nuestros estudiantes;
para lo que diseñó un test que permite identificar el desarrollo emocional de estudiantes
universitarios. Todo el capítulo 5 de su tesis está dedicado a la revisión pormenorizada de la
propuesta de la pedagogía conceptual respecto al desarrollo afectivo y a la inteligencia
emocional; lo hace a través del uso de los mentefactos conceptuales que constituyen una
herramienta esencial de la pedagogía conceptual. Sigüenza considera como una debilidad
de esta pedagogía el que no tenga en cuenta en su componente afectivo las motivaciones y
sentimientos que nacen de los propios estudiantes.
En el marco de la enseñanza de la Geografía, Martínez, Pérez, Moreno, Torres, Rodríguez y
Suarez (1998) hacen una reflexión respecto a la definición de un concepto, su evolución y
proceso de formación en particular en estudiantes de educación primaria, para lo cual se
analizan las propuestas de autores como Edgar Morín, J.J. Pozo, Gagné, Vigotsky,
Shardakov, Thompson, etc.,. En particular se exponen los planteamientos de Miguel y
Julián de Zubiría sobre la necesidad de utilizar y aplicar herramientas cognitivas como
requisito para establecer las diferencias entre las facetas que componen la realidad hasta
alcanzar las generalizaciones que le permiten al estudiante llegar a la conceptualización, a
la solución de problemas y después a la aplicación práctica del conocimiento. Este
documento se centra especialmente en el aspecto cognitivo de los conceptos de la
geografía, teniendo en cuenta los preconceptos como base de las redes conceptuales que se
forman en el pensamiento.
En cuanto a la aplicación de la pedagogía conceptual en la enseñanza de la física Corena,
Martínez y Valdés (2005), presentan los resultados de una investigación realizada con
estudiantes de ingeniería, a los que se les impartieron conocimientos sobre mecánica como
15
parte del curso de tecnociencias. Para ello los autores elaboraron unas pautas que guiaron el
diseño del curso basados en las propuestas de importantes investigadores, entre los que se
menciona a Miguel De Zubiría; ellos también aplicaron cuestionarios a los estudiantes antes
y después de la experiencia. La innovación desarrollada propone el tratamiento de
problemas de interés con una visión investigativa, lo que requirió la introducción de
cambios en la evaluación y largas jornadas de asesoría extra clase. Con la investigación se
logró además la vinculación y motivación de los maestros, lo que representa un avance
significativo hacia la creación de equipos de profesores con miras al cambió didáctico en la
enseñanza a nivel universitario.
En general se puede afirmar que con excepción de la investigación mencionada
anteriormente, las aplicaciones sistemáticas de esta pedagogía en la enseñanza de la física,
no han sido reportadas formalmente y menos aún se han reportado resultados respecto a las
posibles aplicaciones que se hayan realizado a nivel de la educación continua y a distancia.
2.2.3. FORMACIÓN DE CONCEPTOS
Juan Ignacio Pozo en su libro Teorías cognitivas del aprendizaje (Pozo, 2006) presenta una
profundización crítica de las teoría surgidas a partir de la psicología cognitiva desarrollada
a partir de la analogía entre el funcionamiento de la mente humana y los computadores.
Para ello toma como hilo conductor el aprendizaje de conceptos debido a que por su
importancia todas las teorías en mayor o menor medida se han ocupado del tema. De ahí
que resulte interesante presentar aquí una síntesis de las ideas allí planteadas.
Algunos investigadores han propuesto que de acuerdo con su estructura interna hay dos
concepciones fundamentales: la clásica que afirma que un concepto está constituido por
unos atributos necesarios y suficientes, y que ningún concepto que no lo represente los debe
poseer. En este grupo acomodan muy bien los conceptos científicos. La concepción
probabilística, por otro lado, sustenta que los conceptos tienen una estructura difusa, que
no permite establecer atributos necesarios y suficientes comunes a todos los miembros de
una categoría.Es decir, que están definidos de un modo probabilístico con límites que no se
pueden precisar claramente.
16
La principal representante del movimiento probabilístico es EleanorRosch con su estudio
sobre la formación de conceptos naturales. Para ella el mundo tiene una estructura
correlacional que, aunque no es perfecta, es la base de las categorías naturales. Los
conceptos tienen una estructura vertical según la cual todos están incluidos en una jerarquía
que consta de tres niveles de abstracción: supraordinado (mueble), básico (silla) y
subordinado (silla plegable). También tienen una estructura horizontal por la que dentro de
un mismo nivel jerárquico hay efectos de tipicidad, debido a que no todos los ejemplos de
la misma categoría son igualmente representativos; de tal manera que en el centro se ubica
el ejemplo típico o prototipo y en la periferia están los ejemplos menos representativos.
Esta representatividad se define según la cantidad de atributos que comparta con los otros
miembros de la categoría.
Para demostrar su teoría Rosch y su grupo de investigación realizaron diversos
experimentos recurriendo a la categorización de colores o a conceptos relativos a objetos
cotidianos. Según sus resultados los sujetos recordaban los buenos ejemplos más rápido y
con más probabilidad que los malos. Por ejemplo, el fútbol es el modelo prototipo del
deporte, mientras que la halterofilia (levantamiento olímpico de pesas) se halla en la
periferia del concepto. De igual manera mostraron que para la correlación vertical la mayor
relevancia se encuentra en el nivel básico, reflejado por su facilidad de aprendizaje.
Pero como toda teoría, esta también ha sido cuestionada debido a que muchos de los
conceptos estructurados de modo probabilístico pueden también tener una estructura
clásica. De esta manera surge un movimiento que apoya la dualidad de los conceptos, pero
el inconveniente es que ambas representaciones se deben a procesos diferentes, de ahí que
el verdadero problema es la falta de restricciones en la percepción de correlaciones y
semejanzas que no permite explicar la forma como se adquieren los conceptos.
Dentro de las teorías del aprendizaje computacional de origen psicológico, y que se ocupan
de la adquisición de conceptos, las más destacadas son las teorías ACT (Adaptive Control
of Thought: Control Adaptativo del pensamiento) desarrollada por Anderson (1982, 1983)
y la teoría de los esquemas de Rumelhart y Norman (1978). El ACT está compuesto por
tres memorias relacionadas: la memoria declarativa, una memoria de producciones y una
17
memoria de trabajo. De tal manera que toda destreza adquirida pasaría por tres fases:
interpretación declarativa, compilación y ajuste, aclarando que para adquirir una destreza es
necesario adquirir conceptos. Un ejemplo típico es el proceso que sigue un individuo para
aprender a conducir, en el que finalmente las acciones se van haciendo automáticas, o dicho
de otra manera todas las acciones que se siguen se convierten en una sola acción. Otro
ejemplo mucho más complejo es el de los maestros del ajedrez que tienen compiladas
secuencias de jugadas que ejecutan con gran rapidez.
La principal dificultad que enfrenta el ACT se debe a que clasificó los mecanismos de
aprendizaje en dos grupos que son: los que aumentan la eficacia del sistema (compilación y
fortalecimiento) y los que modifican estas producciones (generalización y discriminación),
pero no logra explicar la manera cómo aparecen los conocimientos iniciales. Esta situación
llevó a las teorías computacionales a la inclusión de los esquemas como aspectos
semánticos. Según Rumelhart los esquemas son paquetes de información sobre conceptos
genéricos que contienen la información sobre las interrelaciones que existen al interior del
concepto estudiado. Los esquemas son considerados también como redes proposicionales.
De acuerdo con Rumelhart y Norman, desde el punto de vista lógico el aprendizaje se da
por crecimiento, por ajuste y por reestructuración. Mediante el crecimiento se acumula
nueva información en los esquemas existentes, la modificación o evolución de los
esquemas se da mediante un proceso de ajuste, pero cuando se trata de la generación o
creación de nuevos esquemas se produce la reestructuración, que consiste en la creación de
nuevas estructuras conceptuales.
Como puede verse en estas teorías aparece ya la reestructuración de esquemas aunque al
igual que en casos anteriores, no logran explicar la aparición de los esquemas
completamente nuevos, ni de aquellos que se pueden adaptar a situaciones nuevas. Como
respuesta a esta carencia surge la idea de representar el conocimiento a través de modelos
mentales, desarrollados por Holland y Cols (1986), que se diferencian de los esquemas en
que estos no son estables puesto que se construyen con cada interacción concreta. Se trata
de representaciones dinámicas e implícitas en la memoria formadas por reglas que se
activan según las necesidades del contexto y de las metas del sistema.
18
El paso del asociacionismo al estructuralismo implica pasar de la investigación de los
conceptos en sí a ocuparse de su adquisición o formación, en este grupo de investigadores
se destacan Ausubel, Novak, Hanesian, Carey, Piaget y Vigostky. Las teorías de
reestructuración asumen el constructivismo dinámico como el mecanismo que permite la
construcción de interpretaciones de la realidad a partir de conocimientos anteriores y a la
vez la conversión de estos conocimientos en teorías.
Para Piaget, por ejemplo, el aprendizaje se produce después de un desequilibrio o conflicto
cognitivo, que desencadena los procesos de asimilación y acomodación. La acomodación es
cualquier modificación de una estructura causada por los elementos que se asimilan.
Cuando su teoría se traslada al aula resulta poco satisfactorio puesto que de manera
soslayada defiende el aprendizaje por descubrimiento, que como sabemos, difícilmente
permite el aprendizaje de conceptos relevantes, además defiende cierto individualismo que
le resta importancia a la instrucción.
Por fortuna tanto Vigotsky como Ausubel abordaron el aprendizaje de conceptos desde la
socialización y la instrucción. Según Vigotsky los significados provienen del medio social
externo pero deben ser interiorizados. Para él los conceptos verdaderos son los conceptos
científicos adquiridos a través de la instrucción, los demás son conceptos espontáneos o
pseudoconceptos.
Fue Ausubel quien se ocupó específicamente de los procesos de enseñanza-aprendizaje a
partir de los conceptos previamente formados por los niños en su vida cotidiana. Para
Ausubel el aprendizaje es significativo cuando puede incorporarse a las estructuras de
conocimiento del individuo debido a que adquiere un significado para él. Además se
requiere que el material que se va a aprender tenga un significado en sí mismo, y además
que el estudiante disponga de los requisitos cognitivos y afectivos necesarios para asimilar
ese significado. También mostró que aunque la enseñanza y el aprendizaje interactúan, son
relativamente independientes; es así como una enseñanza receptiva, expositiva, por
descubrimiento o por investigación, pueden conducir ya sea a un aprendizaje memorístico o
significativo siendo estos no excluyentes.
19
Según la teoría ausubeliana el aprendizaje procede de lo general a lo específico, lo que es
contrario a lo propuesto por las teorías asociacionistas. Sin embargo, como lo señalaba
Vigotsky, el aprendizaje en la pirámide de conceptos se produce tanto de manera
ascendente como descendente. En coincidencia con Pozo lo ideal es conseguir la
integración de las teorías asociacionistas y las teorías estructuralistas buscando que se
complementen en un ambiente de instrucción que busque prioritariamente el aprendizaje de
conceptos.
2.2.3.1. FORMACIÓN DE CONCEPTOS DESDE LA PEDAGOGÍA
CONCEPTUAL
Sustentado en el trabajo adelantado por Piaget y su equipo, Miguel de Zubiría delimita los
periodos que se dan durante el desarrollo intelectual del individuo. Para cada etapa, edad y
grado escolar se explicitan los instrumentos de conocimiento y las operaciones intelectuales
que correspondan según el funcionamiento de la mente, tal y como se muestra en la tabla
1.1. Como ya se mencionó anteriormente, esta se divide en tres sistemas que son el
afectivo, el expresivo y el cognitivo, encargados de procesar la información que el
individuo recibe del medio, la que ya posee y la que exterioriza.
Cada periodo indica la edad mental mínima en la cual el sujeto está preparado para acceder
a los instrumentos de conocimiento y operaciones intelectuales propias de esa etapa. Para el
caso de la etapa conceptual, en el sistema afectivo las operaciones intelectuales que se
deben potenciar son: valorar, optar y prospectar, los instrumentos son los valores; para el
sistema cognitivo las operaciones son supraordinar, isoordinar, excluir, infraordinar y
caracterizar, mientras que el instrumento es el concepto; para el sistema expresivo las
operaciones mentales son comprender, entender conferencias,, exponer temas, escribir
artículos y el instrumento de conocimiento es el lenguaje.
20
Tabla 1.1. Se describen las etapas de desarrollo intelectual en función de los sistemas
mentales, para los que se especifican las operaciones mentales y los instrumentos de
conocimiento.
Etapas
Grados.
Edades
AFECTIVO COGNITIVO EXPRESIVO
Operaciones Instrumentos Operaciones Instrumentos y
mentefactos
Operaciones Instrumentos
NO
CIO
NA
L
Pre
esco
lar
2-6
añ
os
Valorar
Optar Prospectar
Sentimientos
Introyectar
Proyectar
Nominar Decodificación
primaria
No
cion
es
No
cion
al
Comprender
oraciones.
Expresar preposiciones
.
Len
gu
aje
PR
OP
OS
ICI
ON
AL
Pri
mar
ia
7-1
0 a
ño
s
Valorar
Optar Prospectar
Actitudes
Proposicionalizar
Ejemplificar Decodificación
Secundaria.
Pro
po
sici
o-
nes
Pro
po
sici
onal
Comprender
oraciones complejas.
Expresar y
escribir pensamientos L
engu
aje
CO
NC
EP
TU
AL
Bac
hil
lera
to
11
-15 a
ño
s
Valorar
Optar
Prospectar
Valores
Supraordinar
Isoordinar
Excluir Infraordinar
Caracterizar C
on
cepto
s
Con
ceptu
al
Comprender
conferencias.
Exponer temas.
Escribir
artículos. Len
gu
aje
PR
EC
AT
EG
OR
IAL
10°
y 1
1°
16
-18 a
ño
s
Valorar
Optar Prospectar
Principios
Deducir
Inducir Derivar
Definir
Argumentar
Pre
cate
go
-
rías
Pre
cate
go
rial
Comprender
conferencias. Exponer
temas.
Escribir artículos. L
engu
aje
Tal y como lo menciona De Zubiría en su libro Mentefactos I, es un error común pensar
que cuando se pasa de una etapa a la otra ya no se siguen aprendiendo los instrumentos de
conocimiento de la etapa anterior. Esto significaría que después de los 6 años el individuo
no sigue aprendiendo nociones, o que después de los 15 años no aprende conceptos, al
contrario, se siguen aprendiendo desde esa edad mental promedio hasta el último instante
de la vida.Desde la perspectiva de la pedagogía conceptual, un concepto está formado por
un conjunto de proposiciones. En términos sencillos las proposiciones son frases que
afirman o niegan propiedades del sujeto. Después de elegir el concepto a definir se deben
ejecutar tres pasos fundamentales que son:
Responder las preguntas conceptuales básicas.
Elaborar el mentefacto.
Estructurar el texto conceptual.
Sistemas
21
Las preguntas conceptuales básicas son:
1. ¿Cuál es la clase superior más cercana al concepto?_ Supraordinada.
2. ¿Cuáles son las características del concepto? _Isoordinada.
3. ¿Qué otros conceptos pertenecen a la clase superior, pero son diferentes del
concepto? _Exclusión.
4. ¿Cuáles son las clases en que se divide el concepto?_ Infraordinada.
Cuando se logra llegar a cada respuesta nuestra mente ejecuta la operación
correspondiente:Supraordinar, excluir, isoordinar e infraordinar. A pesar de que estos
términos pueden parecer difíciles, se trata de operaciones que nuestra mente realiza a
diario.
Para encontrar las proposiciones que respondan estas preguntas conceptuales básicas se
debe recurrir a fuentes bibliográficas que tengan como intención definir, enunciar
características y hacer diferenciaciones. Estas fuentes son las enciclopedias, los
diccionarios, los libros escolares y las paginas “web” de procedencia confiable que
cumplan con este objetivo.
Las proposiciones así obtenidas se colocan en una lista o en una tabla. Luego de manera
sintética se ubican en el esquema que se muestra en la figura 2.4. De esta manera se obtiene
el mentefacto que es un ideograma jerárquico, que como ya se mencionó es una
herramienta muy valiosa que nos ayuda a organizar y preservar la información en la mente.
22
Figura 2.4. Se muestra el mentefacto que permite la modelación de conceptos desde la
perspectiva de la pedagogía conceptual para lo cual se debe responder a las preguntas:
¿Cuál es la clase superior más cercana al concepto? Supraordinada. ¿Cuáles son las
características del concepto? Isoordinadas. ¿Qué otros conceptos pertenecen a la clase
superior, pero son diferentes del concepto? Exclusiones. ¿Cuáles son las clases del
concepto? Infraordinadas.
A partir de las respuestas para las preguntas conceptuales y del mentefacto anterior, es
posible estructurar fácilmente un texto conceptual. Los conectores generales que se pueden
usar para unir las proposiciones son: …es una clase de…,…se diferencia de…por…,…se
caracteriza por…,…se clasifica en…. El procedimiento se muestra en el siguiente
fujograma, figura 2.5, que indica el orden que preferiblemente se debe seguir. Incluso cada
paso que se especifica puede corresponder a un párrafo del texto. Vale la pena aclarar que
esta no es una regla debido a que la cantidad de proposiciones puede variar según el
concepto.
Supraordinada
Concepto central
Criterio de
infraordinación
Exclusiones Isoordinadas
Infraordinadas Infraordinadas
23
Figura. 2.5. Flujograma para la estructuración de un texto conceptual.
Resulta de mucha utilidad presentar aquí un ejemplo que ilustre la manera como se debe
seguir el procedimiento.Para ello se abordará el concepto físico de peso. Es pertinente
aclarar que algunos conceptos poseen varias connotaciones. Es decir, que depende del
contexto en el que se estén considerando. Por ejemplo, en este caso “peso” también puede
ser la unidad monetaria de un país.
CONCEPTO: PESO
PREGUNTAS CONCEPTUALES BÁSICAS.
En primer lugar se elabora la lista con las preguntas conceptuales básicas, y a partir de la
información obtenida de las fuentes bibliográficas, se escriben las proposiciones que
responden estas peguntas. En este caso a manera de ilustración se explicitan también las
fuentes bibliográficas, ver tabla 2.2.
24
Tabla 2.2. Preguntas conceptuales básicas y proposiciones que las responden.
Adicionalmente se muestra la bibliografía consultada.
PREGUNTAS
CONCEPTUALES PROPOSICIONES QUE LAS RESPONDEN
Supraordinar
:
¿A qué clase
pertenece el PESO?
El PESO es una clase de FUERZA GRAVITACIONAL.
(HEWITT, P. (2009). Física Conceptual. Pearson Educación.
México.) (http://www.calasanz-
medellin.edu.co/laboratorios/web_laboratorios/lab_fisica/lecturas/fuerza/
concepto/masa_peso.htm)
Excluir:
¿Cuáles son algunas
de las otras fuerzas
que son diferentes al
peso pero son fuerzas
gravitacionales?
La FUERZA NORMAL es diferente del PESO, puesto que esta
es la fuerza de reacción con la que una superficie se opone a un
cuerpo que se le sitúa encima. (La fuerza normal también puede
llamarse fuerza de soporte).
La FUERZA NORMAL es directamente proporcional a la
MASA DEL CUERPO y a la CONSTANTE DE GRAVEDAD.
(Directamente proporcional significa que al aumentar una
variable aumenta la otra, o que al disminuir disminuye la otra).
La FUERZA NORMAL tiene una dirección opuesta a la
COMPONENTE DEL PESO perpendicular a la superficie.
(Bragado, I. (2003). Física General. Pág. 36
El EMPUJE es diferente del PESO, porque el EMPUJE es la
fuerza ascendente que ejerce un fluido cuando sumergimos un
cuerpo en él.
El EMPUJE es directamente proporcional a la CONSTANTE
DE GRAVEDAD.
El EMPUJE es directamente proporcional a la DENSIDAD DE
FLUIDO y al VOLUMEN DEL CUERPO.
El EMPUJE tiene dirección opuesta a la del PESO.
(http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/arquimedes/arquimedes.htm)
Isoordinadas del
concepto:
¿Cuáles son las
características
El PESO es la FUERZA local sobre un objeto debida a la
atracción gravitacional que ejerce la tierra, u otro objeto de
proporciones similares, sobre él.
El PESO es una magnitud de carácter VECTORIAL.
25
esenciales del PESO? Operacionalmente el PESO se obtiene multiplicando la masa por
la CONSTANTE DE GRAVEDAD LOCAL (�⃗� = 𝑚𝑔 ).
El PESO de un cuerpo es directamente proporcional a la
CONSTANTE DE GRAVEDAD del sitio en el cual se
encuentre.
En la Luna el PESO de un cuerpo es menor que en la Tierra
debido a que la CONSTANTE DE GRAVEDAD allá es seis
veces menor.
El PESO es directamente proporcional a la MASA cuando la
constante de gravedad permanece constante.
El PESO de un cuerpo es cero cuando este acelera hacia abajo
sin tener una FUERZA DE APOYO (ingravidez).
El PESO se puede medir usando un DINAMÓMETRO o
hallando la masa del cuerpo y multiplicándola por la gravedad
local.
El PESO se mide en NEWTON (N).
(HEWITT, P. (2009). Física Conceptual. Pearson Educación.
México.)
(http://newton.cnice.mec.es/conceptos.php?pulsado=6)
Clases
Infraordinadas:
¿Qué tipos de
definiciones existen?
Según su aplicación práctica algunas consideraciones para el
PESO son:
El PESO ESPECÍFICO ABSOLUTO de un cuerpo es la relación
entre su PESO y el volumen que ocupa.
El PESO ESPECÍFICO RELATIVO de un cuerpo es el PESO
específico de una sustancia respecto al del agua.
(http://www.utp.edu.co/~publio17/propiedades.htm)
(http://www.uclm.es/area/ing_rural/Trans_hidr/Tema1.PDF)
El PESO APARENTE de un cuerpo sumergido es su peso fuera
del FLUIDO menos la FUERZA DE FLOTABILIDAD
(EMPUJE).
(HEWITT, P. (2009). Fundamentos de Física conceptual.
Pearson Educación. México.)
26
ELABORACIÓN DEL MENTEFACTO
Al ubicar la información en el esquema, el mentefacto conceptual queda de la siguiente
manera, figura 2.6:
Figura 2.6. Mentefacto conceptual para peso.
ESTRUCTURACIÓN DEL TEXTO CONCEPTUAL
Según el flujograma que se muestra en la figura 5 el texto conceptual queda de la siguiente
manera:
CONCEPTO DE PESO
El peso es una fuerza gravitacional al igual que la fuerza normal y el empuje. La diferencia
entre el peso y la fuerza normal se halla en que ésta última es la fuerza de reacción con la
que una superficie se opone a un cuerpo que se sitúa encima, y su sentido vectorial es
opuesto. Por otro lado, el empuje es la fuerza de reacción ascendente que ejerce un fluido
sobre un cuerpo que se encuentra sumergido en él, también tiene sentido contrario al peso.
FUERZA GRAVITACIONAL
PESO
Según el área de aplicación
se pueden considerar
Fuerza normal
Empuje.
Fuerza debida a la gravedad del sitio.
Magnitud vectorial.
Operacionalmente se define como 𝑝 =𝑚𝑔 .
A mayor gravedad, mayor peso y
viceversa.
A mayor masa, mayor peso y viceversa.
El peso puede ser cero cuando el cuerpo
acelera hacia abajo.
Se mide en Newtons (N).
El peso
específico
El peso
aparente
El peso
relativo
27
El peso es la fuerza local sobre un objeto debida a la atracción gravitacional que ejerce la
tierra, u otro objeto de proporciones similares, sobre él. Por ejemplo, en la Luna el peso de
un cuerpo es menor que en la Tierra debido a que la gravedad allá es seis veces menor. El
peso es una magnitud física de carácter vectorial ( �⃗� ); operacionalmente se calcula
multiplicando la masa del cuerpo (m) por la aceleración de la gravedad (𝑔 ), de tal forma
que se puede describir el peso como: 𝑃⃗⃗ ⃗ = 𝑚𝑔 . Esto significa que el peso es directamente
proporcional a la constante de gravedad (g) medida en el sitio en el cual se encuentre el
cuerpo y también es directamente proporcional a su masa. La unidad de medida en el
sistema internacional es el Newton (N). Existe un caso interesante en el que el peso de un
cuerpo es cero; esto es cuando acelera hacia abajo sin tener una fuerza de apoyo. Esta
situación se presenta cuando una persona se encuentra ubicada dentro de un ascensor que
cae libremente debido a que se ha roto el cable que sostenía, o con los astronautas de un
laboratorio espacial que orbita alrededor de la tierra; este fenómeno se conoce como
“ingravidez”.
Según su aplicación práctica en algunas áreas como la física de materiales, la
hidráulica, y las aplicaciones tecnológicas en general, el peso de un cuerpo puede
considerarse como: específico absoluto cuando lo que se tiene en cuenta es la
relación entre el peso del cuerpo y el volumen que ocupa; específico relativo cuando
se compara con el peso específico de una sustancia respecto del agua. También se
considera el peso aparente de un cuerpo sumergido, como su peso fuera del fluido
menos el empuje o fuerza de flotabilidad.
De esta manera queda descrito y ejemplificado el procedimiento que deberán seguir los
estudiantes para construir el concepto de interacción gravitacional.
2.3. ALGUNOS TRABAJOS RELACIONADOS CON LA INTERACCIÓN
GRAVITACIONAL
A pesar de que la interacción gravitacional es un tema importante en el ámbito de la física,
las investigaciones relacionadas con su enseñanza son escasas. Por esa razón presentamos
en este apartado la descripción de algunos de los trabajos realizados.
28
Aunque la existencia de la atracción gravitacional fue descubierta por el hombre por
sentido común, fue el físico inglés Isaac Newton quien descubrió que se trataba de un
fenómeno universal. Entre 1666 y 1687, a partir de las leyes de Kepler, dedujo la relación
entre las variables que permiten cuantificarla. Después de las leyes del movimiento, esta es
su más grande contribución al desarrollo de la mecánica.
Según esta ley universal, la interacción gravitacional entre dos cuerpos, ya sean planetas o
partículas pequeñas, puede expresarse por una fuerza (𝐹 ) de atracción central proporcional
a las masas (𝑚1, 𝑚2) de los cuerpos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia
(r) que los separa. Por consiguiente la expresión para la fuerza gravitatoria es:
𝐹 = 𝐺𝑚1𝑚2
𝑟 2,
donde G es la constante de proporcionalidad y depende de las unidades utilizadas para las
otras cantidades; por esta razón debe determinarse experimentalmente (Alonso, Finn,
1970).
En términos de Lakatos (1989), el de Newton fue el primer programa de investigación
científica de la historia de la humanidad; él y sus discípulos establecieron los lineamientos
básicos de la metodología científica que dieron origen a la ciencia moderna. Y aunque
posteriormente la teoría de Einstein superó a la de Newton al explicar todo aquello que esta
no había podido, sentó un precedente invaluable para el desarrollo del conocimiento
científico.
Uno de los conceptos físicos más importantes involucrados con la ley de interacción
gravitacional es el de fuerza, sobre él se han publicado numerosas investigaciones. Por
ejemplo Jimoyiannis y Komis (2003) corroboran en su artículo lo que ha sido demostrado
por la investigación educativa: que los estudiantes de secundaria y los universitarios
comparten la idea aristotélica de que los cuerpos requieren de la acción continua de una
fuerza para que se mantengan en movimiento. También profundizan en la investigación de
las ideas de los estudiantes de secundaria sobre las fuerzas que participan cuando un objeto
se mueve por influencia exclusiva de la gravedad. Según ellos esta idea específica ha sido
29
estudiada de manera independiente por autores como Enderstein y Spango, 1996; Gallili y
Bar, 1992; McCloskey, Caramazza, y Green, 1980; Watts y Zylberstajn, 1981 entre otros.
Jimoyiannis y Komis clasificaron los resultados de su estudio en tres grupos: El primero
corresponde a los estudiantes que creen que la fuerza original se ejerce de manera continua
sobre la pelota durante todo el movimiento. En el segundo se ubican los estudiantes que
consideran de manera correcta que la fuerza inicial actúa de manera instantánea y que
después la pelota se mueve únicamente por influencia de la fuerza de gravedad. Y el tercer
grupo que ignora la presencia de la fuerza de gravedad y/o cree que también se ejercen las
fuerzas de acción y reacción.
De lo anterior se desprende que las concepciones alternativas de los estudiantes son
contrarias a la teoría newtoniana y al conocimiento científico. Uno de sus problemas radica
en la imposibilidad de los estudiantes para interpretar el efecto de la fuerza de fricción
sobre los cuerpos en movimiento, incluso después de haber recibido lecciones sobre las
leyes de Newton. Otro factor importante es que muchos maestros continúan tratando los
temas de manera superficial, dándole importancia a lo cuantitativo y por lo tanto no hay
avances significativos en el fomento del cambio conceptual en los estudiantes. Según los
autores se requiere del diseño de actividades experimentales y de situaciones que produzcan
en ellos el conflicto cognitivo tal y como lo proponen shaffer y McDermont, 1992, Tao y
Gustone, 1999. Otra sugerencia importante para reforzar la enseñanza de este tema es la
simulación por ordenador, especialmente porque permite simular situaciones donde actúa la
fricción que son difíciles de modelar en el laboratorio de física.
En cuanto a la caída de los cuerpos, Acevedo (1989) en su trabajo de investigación
realizado en Huelva (España) con estudiantes de bachillerato de 1°, 2° y 3°, señala que la
adquisición comprensiva de la interpretación newtoniana es particularmente difícil debido
al carácter contra intuitivo de la teoría, tal y como lo sostienen Pozo, y Carretero entre
otros. A pesar de que el autor muestra que con una metodología constructivista adecuada se
pueden obtener resultados alentadores, no son aun los esperados. Un resultado importante
de este trabajo, es que los estudiantes con énfasis en letras, a pesar de haber recibido las
mismas orientaciones presentan resultados, en palabras del autor, decepcionantes; lo que
30
presupone que la actitud negativa de los alumnos hacia el estudio de las ciencias
desfavorece notablemente el cambio conceptual y por lo tanto el aprendizaje.
Otro aspecto interesante que involucra la ley de Gravitación de Newton, es el cálculo de la
constante gravitacional G. Existen muchas maneras para hacerlo como el método de
inclinación particular, el método de resonancia y el más utilizado que es el de oscilación en
el tiempo usando el péndulo de torsión, que aunque proporciona buenos resultados debido a
que puede eliminar eficazmente la perturbación de la atracción del ambiente y el ruido,
tiene el inconveniente de no ser repetible y de presentar una alta dispersión en la medida de
G. En este sentido Yong, Xiaoping, Weimin, Hubiao, Hua (2009) describen detalladamente
un método actual y reproducible para calcularla. Para superar las dificultades los autores
utilizaron un gravímetro absoluto FG5 con el que obtuvieron un valor muy preciso y
proporcionaron una buena capacidad de repetición, con resultados susceptibles de ser
mejorados con el aumento del número de experimentos y de la precisión y la resolución del
gravímetro. No obstante, cuando se trata de educación virtual es posible recurrir a
simulaciones como la que se muestra en la página del Ministerio de Educación de España
como proyecto Newton, en la que se recrea la forma como Cavendish la midió (San
Emeterio, 2004), y la ya muy reconocida página “Física con ordenador” del maestro Ángel
Franco García (Franco, 2010),en la que se describen dos experiencias en las que se mide la
constante G, una de ellas corresponde al método usado por Cavendish y la otra un poco más
compleja basada en el movimiento de un péndulo circular.
Otro concepto importante para el desarrollo de este trabajo es el de masa. Según
(Doménech, 1992, 1998), para definir la masa es necesario tener en cuenta el proceso de
crecimiento de la ciencia y la evolución del concepto desde el punto de vista de las
diferentes escuelas y autores. Como por ejemplo desde la inercia kepleriana, el concepto
newtoniano y el concepto de masa inercial en la relatividad especial de Einstein.
Newton en los Principia plantea respecto a la masa que: “la cantidad de materia es la
medida de la misma, surgida de su densidad y magnitud conjuntamente.” Lo que sugiere la
sinonimia entre masa y materia.También Newton expresa la masa como producto densidad
por volumen, cuyo carácter cíclico ha sido superado debido a que la densidad relativa
31
puede ser determinada sin necesidad de conocer la masa utilizando los densímetros. A pesar
de que la cosmología de Descartes fue notablemente relegada por la newtoniana subyacen
en ella conceptualizaciones cartesianas como la acción a distancia. Otra concepción
ontológica a tener en cuenta es la que tiene que ver con la relación masa-energía que se
deriva de la famosa ecuación de Einstein E = mc2, y que tiene que ver con la
transformación de materia en radiación
Una discusión que aún no termina es la relacionada con la definición de peso. Al iniciar un
curso de introducción a la física el estudiante se acostumbra a la idea de que el peso es una
fuerza causada por la atracción gravitacional del planeta, pero más adelante se encuentra
con el movimiento circular, la gravedad, el movimiento parabólico, el movimiento de los
satélites y más desestabilizador aún es pensar en los astronautas flotando en un
transbordador espacial. La confusión es reforzada por los medios de comunicación
científicos y no científicos cuando usan sin mucha explicación expresiones como
“ingravidez” o “gravedad cero”, lo que lleva a pensar que este fenómeno se debe a que se
encuentran fuera de la influencia gravedad de la tierra. Esta terminología también es usada
habitualmente en materiales publicados por la NASA y en los libros de texto usados a nivel
básico,pero lo más inquietante es la diversidad de definiciones que presentan estos textos
para el peso, una revisión más o menos detallada se encuentra en Morrison (1999), y al
retomar algunos de los textos citados se puede ver que estas definiciones han cambiado
poco o nada.
En el Reino Unido, por ejemplo, la mayoría de los físicos interesados en el tema han
aceptado que inicialmente se enseñe que el peso es una fuerza debida a la gravedad, y que
finalmente se explique como el peso puede variar con el movimiento asumiéndolo como
una fuerza de reacción (Brown, 1999). Esta forma de definirlo coincide con la presentada
por Paul Hewitt en su libro Física Conceptual (Hewitt, 2010), posición que ha sido asumida
para efectos de este trabajo. De tal manera que inicialmente es suficiente con expresar que
“el peso de un objeto es la fuerza debida a la gravedad sobre dicho objeto”, pero para
definirlo de manera más amplia se dice que “el peso de algo es la fuerza que ejerce contra
el piso sobre el que se encuentra o sobre una báscula”. De tal manera que si una persona se
encuentra en un elevador que acelera hacia abajo la fuerza de apoyo del piso es menor y por
32
lo tanto pesa menos,pero si el elevador estuviera en caída libre, su peso sería cero; sin
embargo, la fuerza gravitacional sigue actuando sobre la persona y es la que causa la
aceleración hacia abajo. La persona no siente la gravedad como peso porque no hay algo
que lo sostenga.
33
Capítulo 3 3. METODOLOGÍA
3.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN
La investigación presentada en este trabajo tiene un componente cuantitativo y otro
cualitativo. Desde el punto de vista cuantitativo esta investigación se define como
semiexperimental debido a que los grupos de estudiantes con los que se hizo el estudio se
encontraban previamente conformados(Hernández, Fernández, Baptista, 1997).
El componente cuantitativo de la investigación corresponde a la revisión y análisis de los
mentefactos elaborados por los estudiantes, y a la valoración de los textos producidos como
resultado de la aplicación de la estructura semántica conceptual explicada y orientada
durante el desarrollo de la secuencia didáctica.
3.2. DISEÑO EXPERIMENTAL
En la figura 3.1 se presenta el diagrama correspondiente a las etapas que se siguieron
durante la investigación (UDLAP, Recuperado 2011).
3.2.1 FORMULACIÓN DE LAS HIPÓTESIS ESTADÍSTICAS
Estas hipótesis se formularon en función de las ya mencionadas en el capítulo I.
Hipótesis nula (H0): El uso de la pedagogía conceptual en la preparatoria virtual no
interfiere en el aprendizaje de la Ley de Interacción Gravitacional.
Hipótesis Alternativa (HA): El uso de la pedagogía conceptual en la preparatoria virtual
favorece el aprendizaje de la Ley de Interacción Gravitacional.
34
INICIO
Definición de hipótesis
Identificación de variables
Diseño de la estrategia pedagógica y didáctica
Descripción de los grupos
Determinacióndel proceso
estadístico
Aplicación del experimento
Análisis de la media y
ganancia
FIN
Figura 3.1. Diagrama con las etapas del diseño experimental
Recolección de datos
Análisis de los mentefactos y
de los textos conceptuales
35
3.2.2. IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES
Variable independiente: Estrategias propuestas por la pedagogía conceptual
aplicadas en un ambiente virtual para la enseñanza aprendizaje de la interacción
gravitacional.
Variable dependiente: Desempeño de los estudiantes al resolver situaciones que
involucran la interacción gravitacional en un ambiente virtual.
Los indicadoresson los puntajes obtenidos por los estudiantes al responder el test. Por otro
lado también se consideran como evidencias los mentefactos y los textos conceptuales
elaborados por los estudiantes.
3.2.3. DISEÑO DE LA ESTRATEGIA PEDAGÓGICA Y DIDÁCTICA
La planeación de la sesión de estudio sobre la interacción gravitacional se hizo siguiendo el
procedimiento estipulado por el modelo del hexágono, que es propuesto por la pedagogía
conceptual y que fue descrito en el capítulo 2, ver anexo 1. La estrategia se concretó con el
diseño y la aplicación de las actividades de aprendizaje de acuerdo con las fases de la
secuencia didáctica señaladas por el modelo pedagógico para la enseñanza aprendizaje de
una competencia.
FASE AFECTIVA
En la fase inicial o afectiva se incluyó el “pretest” para determinar las ideas previas o
preconceptos que tenían los estudiantes acerca de la gravitación, tópico de la física
considerado dentro de la mecánica newtoniana (Mora, Herrera, 2009). Además se buscaba
desestabilizar al estudiante haciéndole notar lo que no sabe, o que lo que sabe es falso o
incompleto; de esta manera tendría una razón más para valorar la necesidad de estudiar el
tema.
36
Para llevar a cabo este propósito fue necesario revisar los cuestionarios existentes que
tuvieran alguna relación con el tema (McMillan, Schumacher, 2008). Finalmente se escogió
una versión revisada del cuestionario sobre el concepto de fuerza FCI (por sus siglas en
inglés Force Concept Inventory) diseñado y propuesto por Hestenes, Wells &Swackhamer
(1992). En 1995, Halloun, Hake y Mosca, publicaron en internet una versión revisada del
cuestionario, y posteriormente en el “Peer Instruction: A User´s Manual” (Manzur, 1997)
fue publicada una versión que se diferencia de la primera en que esta tiene una pregunta
más, para un total de 30, con cinco opciones cada una y sin excepción. La traducción al
español de esta adaptación fue la utilizada para los fines de este estudio. Las preguntas son
de selección múltiple, con una sola respuesta correcta, y es la que corresponde a la
concepción newtoniana del concepto cuestionado; las demás opciones son simplemente
respuestas incorrectas o alternativas que permiten detectar preconceptos.
Además de la determinación y clasificación de preconceptos sobre la mecánica newtoniana,
este cuestionario también permite establecer el nivel de conocimiento en un momento
concreto, entendiéndose que el porcentaje de respuestas correctas representa una medida
valida de ese nivel de conocimiento. Otro uso importante es la evaluación de la eficiencia
didáctica del proceso enseñanza aprendizaje de la Mecánica, para lo cual se debe evaluar la
relación entre el porcentaje de respuestas correctas antes y después del proceso formativo
(Covián, Matachana, 2008).
Según los autores en el FCI se descompone el concepto de fuerza mediante la identificación
de seis dimensiones que son (Hestenes, Wells, Swackhamer, 1992):
Cinemática.
Primera Ley de Newton.
Segunda Ley de Newton.
Tercera Ley de Newton.
Principio de superposición.
Tipos de fuerzas.
En la dimensión conceptual tipos de fuerza se especifican tres subclases que son: sólidos en
contacto, fluidos en contacto y gravitación. Para efectos de esta investigación fueron
37
consideradas las preguntas 13, 11, 3, 17 y 30 correspondientes a gravitación, dentro de este
aspecto las preguntas 1, 2, 18 y 29 con las que se indaga sobre la aceleración independiente
del peso, y las preguntas 12 y 14 sobre trayectoria parabólica; adicionalmente se incluyó la
pregunta 8 del FCI que es prerrequisito para responder la pregunta 11. Al cuestionario así
constituido se le adicionaron 6 preguntas relacionadas específicamente con la
conceptualización de la ley de interacción gravitacional acorde con la estrategia
desarrollada en este trabajo, de esta manera el test quedó conformado por 18 preguntas en
total, ver anexo 2.
En la etapa de motivación correspondiente a esta misma fase, se presentaron dos videos
relacionados con el origen de las mareas y los agujeros negros. Con ellos se pretende
despertar la curiosidad de los estudiantes por el aprendizaje a través de dos aspectos
interesantes e intrigantes que tienen que ver con la interacción gravitacional. Por otro lado,
algunas ideas contenidas en ellos se requerirán en etapas posteriores de la secuencia.
El encuadre es una técnica de organización grupal que se realiza al empezar una sesión en
la que se fijan reglas y compromisos. Se busca que el estudiante aprecie el aprendizaje y se
comprometa con su proceso de formación facilitando la creación de un ambiente adecuado
tanto para él como para sus compañeros y tutores.
FASE COGNITIVA
En esta fase se orientó al estudiante acerca del procedimiento que le permite acceder al
instrumento de conocimiento que en este caso es el concepto, y a las operaciones mentales
correspondientes que son supraordinar, excluir, isoordinar e infraordinar.
Para la etapa de enunciación se elaboró y presentó un video en el que se explica y
ejemplifica paso a paso el procedimiento que se debe seguir para definir un
concepto;simultáneamente se pretende que los estudiantes se familiaricen con los términos
técnicos, que en realidad corresponden a operaciones mentales que se hacen a diario. Para
la modelación se elaboró un documento en el que se muestra, a través de ejemplos, como se
38
aplica el procedimiento de conceptualización. Esta fase fue reforzada a través del foro de
discusión en el que los estudiantes plantearon y aclararon sus dudas.
FASE EXPRESIVA
La primera etapa de esta fase es la simulación, con ella se busca que el estudiante aplique el
procedimiento con la asesoría del maestro o tutor; y que de esta manera se haga consciente
de sus aciertos y sepa como corregir sus errores. Para logarlo se propuso un ejercicio en el
que dado el texto conceptual debían extraer las respuestas para las preguntas conceptuales
básicas y luego elaborar el mentefacto. El acompañamiento se hizo a través del foro, donde
además de la asesoría del tutor contaron con las orientaciones de sus compañeros. Como
ejercitación se propuso la construcción del concepto de interacción gravitacional siguiendo
las instrucciones dadas en el documento elaborado para ese fin, y en el que se debía aplicar
el procedimiento completo con poca supervisión.
El cierre se compone de dos actividades que son la demostración y la síntesis y conclusión.
La meta es que los estudiantes apliquen la estrategia de manera acertada y se apropien del
concepto en cuestión. La verificación de este logro se hizo aplicando de nuevo el test y
valorando los mentefactos y los textos elaborados por los estudiantes a través de una lista
de cotejo (Luna, 2007); que es un inventario condensado de los aspectos que se deben
explicitar en el mentefacto y en el texto conceptual, que permite evaluar si los contiene o
no. Finalmente en la actividad de síntesis y conclusión se le pidió al estudiante que evaluara
cualitativamente la actividad realizada, respondiendo un cuestionario diseñado para ello en
el que también se les pidió que formularan sus conclusiones y recomendaciones con el
objetivo de mejorar la actividad para aplicaciones posteriores.
3.2.4. DEFINICIÓN DE LOS GRUPOS
El estudio se llevó a cabo en dos etapas: en la primera se propuso la secuencia a estudiantes
de la especialidad Técnico en Desarrollo de Software del Bachillerato Tecnológico
Bivalente a Distancia (BTBD) ofrecido por la Unidad Politécnica para la Educación Virtual
39
del IPN (UPEV), a través del Centro de Estudios Científicos y Tecnológicos No. 9 “Juan de
Dios Bátiz Paredes” en adelante CECyT 9, ubicado en México D.F. La secuencia se
implementó y se aplicó como una actividad complementaria del curso de Física I, paralela a
las actividades de recuperación académica y al periodo de reinscripción,entre el 7 y el 11 de
septiembre de 2011. Esta situación influyó negativamente en la experiencia debido a que
por tratarse de una actividad adicional que no estaba considerada como parte del curso, solo
fue resuelta de manera completa por cinco estudiantes.
La muestra quedó conformada por una mujer y cuatro hombres cuyas edades
respectivamente son 17, 35, 41, 35 y 19 años. La heterogeneidad en las edades de los
participantes se debe a que a esta modalidad se vinculan estudiantes que por diversas
razones no han podido acceder al sistema presencial.
En la segunda etapa se hizo una aplicación de la secuencia en la Institución Educativa La
Inmaculada (I.E. La Inmaculada), femenina y presencial ubicada en la ciudad de Pereira,
Departamento de Risaralda, Colombia. En este caso la experiencia se aplicó como un
complemento de las actividades académicas presenciales, para ser desarrollada de manera
autónoma por las estudiantes en horario extra clase.
Para ello se escogieron estudiantes al azar de los tres grupos de grado décimo,
correspondiente a primero de preparatoria del sistema escolar mexicano. Después de hacer
una depuración exhaustiva de la muestra constatando que cada estudiante hubiera cumplido
con la presentación del pre test, el pos test y la elaboración del mentefacto y el texto
conceptual sobre la interacción gravitacional, la muestra quedó conformada por 7
estudiantes con edades entre 14 y 17 años; todas pertenecientes a la educación media
técnica en Administración de empresas de Economía Solidaria. Al igual que en el caso
anterior el trabajo en clase sobre el tema de interacción gravitacional había sido casi nulo.
3.2.5. PASOS DEL PROCESO ESTADÍSTICO
Los parámetros de evaluación utilizados fueron:
40
1. La media del porcentaje de respuestas correctas del test que representa el nivel de
conocimiento del concepto de interacción gravitacional.
2. El incremento relativo de respuestas correctas entre el pre test y el pos test
representa la influencia del proceso de enseñanza-aprendizaje.
Para los resultados del FCI, este incremento se denomina ganancia relativa de
aprendizaje conceptual o factor de Hake (g), establecido por Richard R. Hake en
1998. De tal manera que si 𝑆𝑖 es el puntaje porcentual del pre test, y 𝑆𝑓 es el puntaje
porcentual del pos test, la ganancia está dada por:
𝑔 =𝑆𝑓 − 𝑆𝑖
100 − 𝑆𝑖
Según Hake, estos resultados se pueden categorizar por zonas: de baja ganancia si
𝑔 ≤ 0.3; de ganancia media si 0.3 ≤ 𝑔 ≤ 0.7; y de ganancia alta si 𝑔 ≥ 0.7. No
sobra aclarar que esta eficiencia didáctica ha sido formulada en función de
experiencias realizadas en un ambiente presencial, y además en instituciones de
prestigio de los Estados Unidos, y que por lo tanto no son parámetros estrictos para
los resultados de la investigación presentada en este texto.
Al igual que el FCI, la prueba aplicada en este trabajo mide el entendimiento
conceptual de los estudiantes, no las habilidades matemáticas o las habilidades para
solucionar problemas físicos. Por esta razón el uso de la ganancia relativa de
aprendizaje conceptual, que en términos estadísticos corresponde a la ganancia
normalizada (Doran, 1980), resulta completamente acertado puesto que evita el
problema de comparar el desempeño entre estudiantes que empiezan el curso mejor
preparados que otros. Y para determinar si un método de enseñanza es eficiente lo
relevante es la ganancia respecto del conocimiento inicial y no la calificación
precisa de los estudiantes.
41
3.2.6 RECOLECCIÓN DE DATOS
Para la experiencia en el BTBD la recolección se hizo a través de la aplicación delpre test y
delpos test puestos en la plataforma como parte de la secuencia didáctica, en las fases de
inicio y de cierre. La disponibilidad del cuestionario tuvo limitación en el tiempo, de tal
manera que una vez que el estudiante lo empezara a responder, disponía de
aproximadamente dos minutos por pregunta. Para la valoración del aspecto cualitativo de la
investigación se pidió a los estudiantes que como actividad de aprendizaje se devolviera el
documento “Concepto de interacción gravitacional” con elmentefacto y el texto
debidamente elaborados.
Para el caso de la aplicación en la I.E. La Inmaculada, tanto el pre test, como el pos test
fueron aplicados por el maestro que orienta el curso de física. En cuanto al documento que
contenía la solución para el mentefacto y el texto conceptual, algunos fueron enviados
directamente por las estudiantes y los demás fueron recopilados por el maestro y enviados
vía correo electrónico.
42
Capítulo 4
4. RESULTADOS
En esta parte del trabajo se presentan los resultados de la aplicación en el ambiente virtual y
en el ambiente presencialde una estrategia elaborada según la propuesta de la pedagogía
conceptual para el desarrollo de la competencia para definir el concepto físico de
interacción gravitacional. En primera instancia se mencionan a continuación los trabajos
que antecedieron a esta aplicación.
4.1. TRABAJOS PREVIOS
4.1.1. APLICACIÓN DE LAS SUBTEORÍAS COGNITIVAS DE LA PEDAGOGÍA
CONCEPTUAL A LA ENSEÑANZA DEL CONCEPTO DE DILATACIÓN
TÉRMICA EN SECUNDARIA
En este trabajo se implementó una estrategia para acercar a los estudiantes del grado
noveno de educación Básica Secundaria al concepto de dilatación térmica, por ser este un
tema propuesto implícitamente dentro del plan de estudios (MEN; 2004) y además porque
ofrece la oportunidad para motivar (Rodríguez, Huertas, 2000)a los estudiantes hacia el
estudio de la física a través de las conexiones del tema con situaciones de fácil comprensión
que están presentes en la vida cotidiana. Con este fin se adoptaron como estrategias
principales las subteorías cognitivas de la pedagogía conceptual y la lectura de textos con
contenido científico.
Las subteorías cognitivas de la PC son los mentefactos, las operaciones intelectuales y los
instrumentos de conocimiento. En la tabla 1 del capítulo 2 se describen las etapas de
desarrollo intelectual en función de los sistemas mentales, para los cuales se especifican las
operaciones mentales y los instrumentos de conocimiento. Es importante señalar aquí que
las edades de los estudiantes que fueron motivo de este estudio oscilaron entre los 13 y los
15 años, y que por lo tanto de acuerdo con esta pedagogía se encuentran en la etapa
conceptual.
43
Además de la pedagogía conceptual se acudió a la lectura de texto con contenido científico
debido a que en la mayoría de los casos los temas de divulgación científica despiertan
interés en los estudiantes.Esta actividad los acerca al proceso de preguntar, pensar e
investigar. Para Isabel Solé el acto de lectura es “…un proceso de interacción entre el lector
y el texto, proceso mediante el cual el primero intenta satisfacer (obtener una información
pertinente para) los objetivos que guían su lectura. Esta afirmación tiene varias
consecuencias, en primer lugar implica la presencia de un lector activo que procesa y
examina el texto. En segundo lugar, siempre debe existir un objetivo que guíe la lectura…”.
En este trabajo, el objetivo principal al enfrentar a los estudiantes al texto fue buscar que se
acercaran al concepto de dilatación térmica auscultando exhaustivamente las proposiciones
que vendrían a conformar el concepto representado a través del mentefacto conceptual.
El estudio de la dilatación térmica con discentes de nivel Básica Secundaria trae consigo
dificultades para ellos y para los maestros debido a que su comprensión implica tener cierta
claridad acerca de los conceptos de calor, temperatura y composición de la materia; por esta
razón el estudio del tema se desarrolló en el tercero de los cuatro periodos académicos,
cuidando de que los estudiantes ya hubieran tenido la oportunidad de clarificar las
diferencias entre calor y temperatura. Otro aspecto que puede considerarse como causa para
que algunos estudiantes no logren la claridad en el concepto tiene que ver con dificultades
de tipo disciplinario como consecuencia de la falta de interés no solo por el estudio de la
física, sino en general por todas las áreas del conocimiento.
4.1.1.1. METODOLOGÍAUTILIZADA
A. Descripción de la estrategia
Para la socialización de la lectura se utilizó la técnica de trabajo grupal conocida como la
rejilla (Guzmán, 2007) debido a que con ella se pueden trabajar temas extensos permitiendo
que cada participante interactué con todos los contenidos propuestos. Se conformaron seis
equipos entre los que se rotaron las seis lecturas con control sobre los tiempos asignados
para cada movimiento. Al final los equipos quedaron informados de la totalidad del tema
abordado. El tiempo que requirió esta actividad fue de dos periodos de clase de 45 minutos
cada uno, los cuales debido a la distribución en el horario de clases no pudieron ser
44
consecutivos. El texto escogido fue el que presenta la Dra. Diana LinethParga (2004)en su
libro de texto Vida 9, por contemplar todos los elementos requeridos en la etapa conceptual.
Finalizada la actividad de lectura se procedió a realizar la plenaria dirigida por el maestro
como facilitador, puesto que fue necesario explicar y elaborar el esquema del mentefacto en
el que se debía centralizar toda la información recopilada por los estudiantes. Llama
particularmente la atención que cuando se les preguntó a los estudiantes de los tres grupos
9A, 9B y 9C respecto a lo que ellos entendían por dilatación térmica, antes de iniciar la
lectura del texto, se pudo determinar que sus ideas eran muy incipientes, al punto de ser
relacionada solo la palabra dilatación con el estado que presenta la mujer en el momento
del parto.
Después de desarrollada la plenaria, que duró un periodo de clase, los estudiantes
procedieron a solucionar un taller con la constante asesoría del profesor, en la que además
tuvieron la oportunidad de interactuar con el anillo de S`Gravesande (Delgado, López,
2004)y luego se procedió a aplicar un ejercicio de evaluación individual.
B. Muestreo del estudio
El estudio se hizo con estudiantes entre los 13 y los 15 años de edad del grado noveno de
Educación Básica Secundaria de la Institución Educativa Los Fundadores del municipio de
Montenegro, Departamento del Quindío, Colombia. Los 124 estudiantes fueron divididos
en 2 grupos experimentales de 40 y 43 estudiantes correspondientes a los cursos 9A y 9B, y
el grupo de control 9C con 40 estudiantes. De acuerdo a su género los estudiantes estaban
distribuidos de tal manera que el grado 9A fue conformado por mujeres, 9B por hombres y
9C por hombres y mujeres; esto ocurrió en el momento de su ingreso al grado noveno.
Con los grupos experimentales se desarrolló la estrategia tal y como ha sido descrita hasta
el momento; mientras que con el grupo de control se hizo la explicación magistral por parte
del profesor acerca del tema, de la elaboración del mentefacto y de las aplicaciones de la
dilatación térmica que se mencionaban en la lectura.Finalmente se aplicó el mismo taller y
test de evaluación individual a los dos tipos de grupo.
45
C. Recolección de datos
Después de desarrollar el taller de aplicación y la evaluación individual, el profesor
procedió a emitir el juicio valorativo en función del logro propuesto previamente:
Explica el concepto de dilatación térmica y analiza situaciones relacionadas con
éste.
El nivel en el alcance del logro se definió como Excelente (E), Sobresaliente (S), Aceptable
(A), Insuficiente (I) o Deficiente (D), pero en este trabajo solo tendremos en cuenta si el
resultado fue aprobatorio o no, considerándose aprobado a partir del nivel aceptable (MEN,
2002).
4.1.1.2 RESULTADOS
Como resultado de la plenaria se obtuvo el mentefacto conceptual para la dilatación térmica
que se muestra en la figura 4.1.
Figura 4.1. Mentefacto obtenido como resultado de la plenaria y que define el concepto de
dilatación térmica.
46
Después de ejecutadas todas las actividades de aprendizaje el docente procedió a asignar
los juicios valorativos para cada estudiante según el desempeño en las actividades
programadas. Estos se resumen como se muestra en la tabla 4.1 sin especificar el nivel de
alcance del logro; de tal manera que los estudiantes que obtuvieron como valoraciones E, S
ó A, se consideraron con el logro aprobado, mientras que los estudiantes que obtuvieron
como valoración I o D, se consideraron con el logro no aprobado.
Tabla 4.1. Número de estudiantes según el estado del logro aprobado o no aprobado.
Estado del Logro
Grupos
Experimental de Control
9A 9B 9C
Aprobado 35 29 9
No Aprobado 5 14 31
De tal manera que el 77% de los estudiantes del grupo experimental obtuvieron concepto
aprobatorio, contra el 24 % del grupo de control. Aunque este resultado es importante desde
el punto de vista de la estrategia, deja entrever que además de los factores académicos han
podido incidir otros factores como la diversidad de género, los niveles de rendimiento
académico del grupo, factores de carácter disciplinario, etc., que pueden ser considerados
como variables para futuras investigaciones puesto que se salen del objetivo propuesto
para el presente estudio. Estos resultados hacen pensar en primera instancia, que la
utilización de la estrategia de acercamiento de los estudiantes al concepto de dilatación
térmica tiene un gran potencial, y que bien vale la pena continuar con el proceso
cualificación de la aplicación.
Después de aplicar la estrategia de acercamiento al concepto de dilatación térmica a los
estudiantes de la población escogida, se observó claramente la favorabilidad hacia el uso de
la estrategia, aunque resultaría muy interesante considerar en posteriores investigaciones
situaciones como la diferenciación según el género, tal y como sucedió con los grupos
considerados para la instrucción, puesto que como se mencionó el grupo 9A estaba
conformado por estudiantes de sexo femenino, 9B estaba conformado por estudiantes de
47
sexo masculino, mientras que el grupo 9C considerado como de control era un grupo mixto;
situación que de alguna manera puede incidir en los resultados académicos de los
estudiantes.
Además de la favorabilidad de la estrategia es importante resaltar el valor de la experiencia
a nivel motivacional, puesto que de la observación de la actitud de los estudiantes,
principalmente frente a los nuevos saberes, se puede concluir que para la mayoría de ellos
fue ampliamente satisfactorio haber accedido no sólo al concepto principal, sino también el
haberse familiarizado con fenómenos de la importancia de las “fuerzas intermoleculares” o
del “movimiento browniano”, por mencionar dos de ellos. Respecto de las aplicaciones
tecnológicas y cotidianas, las que más llamaron su atención fueron las relacionadas con la
construcción de puentes, la combadura de las cuerdas de transmisión de la energía eléctrica
y la excepción que se produce con el agua para las temperaturas entre 0° y 4°; en la que en
lugar de disminuir, su volumen aumenta, aclarando que esto sucede con todos los
materiales solamente que para los demás no es visible a temperaturas fácilmente accesibles.
4.1.2. EXPLORACIÓN DE LA ESTRUCTURA SEMÁNTICA CONCEPTUAL Y
SU USO EN LA ENSEÑANZA DE LA FÍSICA
En este trabajo se usó la estructura semántica conceptual que predomina en los textos que
tienen como propósito fundamental definir y relacionar conceptos, tal y como se explicó en
el capítulo 2 del presente trabajo.Para abordar el estudio de la estructura semántica
conceptual en el aula, es posible orientar a los estudiantes para que realicen ejercicios en los
cuales a partir de un texto conceptual obtengan el mentefacto del concepto, o también que a
partir del mentefacto los estudiantes estructuren el texto conceptual, tal y como se muestra
en los flujogramas de la figura 3.
Con el ánimo de observar la actitud de los estudiantes frente a este tipo de actividades y
detectar posibles fallas que pudieran ser corregidas en posteriores aplicaciones, se
propusieron dos actividades exploratorias realizadas con estudiantes de los grados noveno y
octavo respectivamente, sobre dilatación térmica y sonido.
48
La Teoría de las Seis Lecturas (T6L) es una subteoría integrada de la pedagogía conceptual
que describe la forma en que se combinan en el proceso lector los sistemas cognitivos,
afectivos y expresivos. En la figura 4.2 se muestra el mentefacto que la describe.
Se basa en un modelo neuropsicolingüístico que describe la intervención de las
regiones de la corteza cerebral en el proceso lector.
Describe los procesos psicolingüísticos asociados con la “comprehensión” y
procesamiento eficiente de pensamientos de un texto.
Plantea propósitos pedagógicos asociados con el proceso lector (propuesta
pedagógica).
Figura 4.2. Mentefacto conceptual que define la teoría de las seis lecturas.
De acuerdo con la T6L durante el proceso lector se dan dos momentos con menor o mayor
intensidad que dan origen a dos tipos de lectura: la afectiva y la cognitiva.
Lectura Afectiva: durante esta etapa se inicia la lectura de un texto con ciertas
motivaciones y termina con la identificación de oraciones seleccionadas que se
asume dan respuesta a la motivación que generó la lectura.
Lectura Cognitiva: durante esta etapa predominan los procesos cognitivos y
metacognitivos. Se buscan pensamientos precisos así como las estructuras que
formarían dichos pensamientos. Es decir, la estructura semántica (FIPCAM, 2007).
49
4.1.2.1METODOLOGÍA UTILIZADA
En este trabajo se describen los resultados de dos experiencias: En la primera, a un grupo
de estudiantes del grado noveno se le propuso como actividad complementaria para superar
las dificultades presentadas frente al logro propuesto para la dilatación térmica, que de
manera individual y a partir del mentefacto elaborado en clase sobre dicho concepto
(Campuzano, Sánchez, Gordillo, 2009), construyeran un nuevo texto siguiendo el proceso
que se describe en el diagrama de flujo de la figura 4.3.b).
a) b)
Figura 4.3. a) En este diagrama de flujo se muestra el procedimiento para elaborar el
mentefacto de un concepto a partir del texto conceptual, b) este diagrama de flujo muestra
el procedimiento para estructurar un texto conceptual a partir del mentefacto.
La segunda experiencia consistió en desarrollar con los estudiantes del grado octavo, un
ejercicio en el que a partir de un texto previamente elaborado por el docente, extrajeran el
50
mentefacto del concepto de sonido, para lo cual contaron con la constante asesoría del
profesor, puesto que se trataba de una experiencia nueva para ellos. El mentefacto se
muestra en la figura 4.4.
Figura4.4.Mentefacto conceptual para sonido obtenido por estudiantes de grado octavo.
A pesar de tratarse de dos experiencias relacionadas con la misma estructura conceptual, la
actitud y el desempeño de los estudiantes fue diferente.Obtener el texto a partir del
mentefacto conceptual exigió mayor esfuerzo y conocimiento por parte de los estudiantes; y
sus principales dificultades fueron:
No todas las proposiciones obtenidas tenían sentido completo.
La mayoría de los estudiantes se limitaron a listar estas proposiciones sin lograr
construir con ellas un texto coherente.
Respecto a la segunda experiencia, se observó que los estudiantes asumieron con mayor
agrado el ejercicio de obtener el mentefacto a partir del texto diseñado para tal fin, y en
general llegaron mucho más rápido a la solución, lo que les aportó mayor confianza en sus
capacidades y claridad sobre el concepto.
De este trabajo se pudo concluir lo siguiente: La Teoría de las Seis Lecturas es una
propuesta viable que mejora la eficiencia de esta actividad.
Antes de enfrentar la estructura semántica conceptual los estudiantes requieren
orientación respecto a la construcción de los mentefactos proposicionales.
51
Para el desarrollo de la capacidad para estructurar textos conceptuales, es
conveniente iniciar con ejercicios en los que se deba elaborar del mentefacto a partir
del texto para generar confianza en los estudiantes.
El desarrollo de la habilidad para estructurar textos conceptuales requiere del diseño
de ejercicios creados para este propósito antes de enfrentar al estudiante a textos
más generales.
4.2.PROPUESTA DE SECUENCIA DIDÁCTICA PARA LA ENSEÑANZA DEL
CONCEPTO FÍSICO DE LA INTERACCIÓN GRAVITACIONAL EN
EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR CON BASE EN LA PEDAGOGÍA
CONCEPTUAL
A continuación se presenta una descripción detallada de los documentos diseñados a partir
de la propuesta metodológica de la pedagogía conceptual y de la experiencia obtenida a
partir de la presentación de los trabajos previos que se describieron en el inciso anterior
para la enseñanza del concepto de interacción gravitacional. Al final de esta sección se
muestran los resultados obtenidosa partir de su aplicación en el BTBDy en la I. E. La
Inmaculada.
4.2.1. DISEÑO DE LA SECUENCIA DIDÁCTICA
Se implementó un documento “maestro”que guiara el trabajo de los estudiantes y los
remitiera a través de vínculos interactivos a los demás documentos que correspondan según
la fase de la secuencia didáctica, figura 4.5.
52
Figura 4.5. Vista de la primera página del documento “Secuencia didáctica adaptada”.
4.2.1.1 EXPLORACIÓN DE IDEAS PREVIAS
Esta etapa corresponde a la aplicación del pretest, que ha sido descrito anteriormente y que
contiene 18 preguntas de las cuales 12 fueron tomadas del FCI. Estas llevan implícitas en
sus 5 opciones de respuestas, además de la correcta, alternativas basadas en las
concepciones erróneas que pueden tener los estudiantes acerca del concepto cuestionado
(Covián, Matachana, 2008). Además de este propósito, el pretest busca información acerca
del nivel de conocimiento previo que tienen los estudiantes acerca de los conceptos
relacionados con la interacción gravitacional contenidos en el FCI y los propuestos en este
trabajo, figura 4.6.El cuestionario fue puesto a disposición de los estudiantes de manera
temporal en la plataforma para controlar el tiempo de respuesta.
Figura 4.6. Segunda página del documento “Secuencia didáctica adaptada” que dirige al
estudiante al pretest.
La pedagogía conceptual no contempla explícitamente dentro de las fases de la secuencia
didáctica la determinación de las ideas previas de los estudiantes, pero es innegable la
importancia que esto tiene para la promoción del cambio conceptual de tal manera que el
aprendizaje sea significativo (Moreira, M. Greca, I. 2003), (Rodríguez, M. 2004), (Flores,
F. 2004), (Castiblanco, U. Erazo, X. Cárdenas, F. 2005), (Moreira, M. 2011), por esta razón
se incluye en la actividad.
53
4.2.1.2 MAREAS Y AGUJEROS NEGROS
De acuerdo con la pedagogía conceptual la fase de inicio se compone de dos etapas que
son: la motivación y el encuadre. Para la motivación se seleccionaron dos videos que
además de despertar el interés de los estudiantes, contienen ideas que se requieren para la
solución de las actividades que se proponen más adelante. El primer video es un fragmento
de una interesante explicación del Dr. Carl Sagan sobre la gravedad; y en el segundo se
explica el origen de las mareas de forma didáctica, figura 4.7.
Figura 4.7. Tercera página del documento “Secuencia didáctica adaptada” que dirige al
estudiante a los videos seleccionados como motivación.
La siguiente página del documento corresponde al encuadre, figura 4.8. Lo ideal en esta
etapa es que los estudiantes hagan sus aportes para enriquecerlo, y por otro lado para que se
sientan más comprometidos con las reglas que ellos mismos ayudaron a construir. Para una
próxima aplicación sería conveniente buscar esta participación.
54
Figura 4.8. Cuarta página del documento “Secuencia didáctica adaptada” en la que se
explicitan las reglas que deben cumplir tanto estudiantes como maestros.
4.2.1.3 FUNDAMENTACIÓN
La primera etapa de la fase cognitiva es la enunciación. El documento remite a un video
que se elaboró con el fin de facilitar la comprensión del procedimiento que se sigue para
aplicar la estrategia de conceptualización. En él se pretende que el estudiante se familiarice
con los términos técnicos, y que a través de un ejemplo de fácil comprensión adquiera esta
competencia, figuras 4.9 y 4.10.
Figura 4.9. Quinta página del documento “Secuencia didáctica adaptada” en la que se
remite al estudiante al video explicativo del procedimiento que nos permite definir un
concepto.
55
Figura 4.10. Vista del video que explica el procedimiento propuesto por la pedagogía
conceptual para definir un concepto.
4.2.1.4 EJEMPLOS
La modelación es la última etapa de la fase cognitiva. Todavía se requiere que el maestro o
tutor guíe el proceso mediante el cual se visualiza la manera como se aplica el
procedimiento. A través de este vínculo el estudiante accede a un documento en el que se
aplica sistemáticamente el procedimiento de conceptualización. En primer lugar para el
concepto “amistad” por considerarse de fácil comprensión (De Zubiría, 1998). Enseguida
se desarrolla paso a paso el proceso de conceptualización para el concepto físico del peso,
figura 4.11. En esta misma página se alienta a los estudiantes para que planteen sus
inquietudes a través del foro de discusión, esto con ánimo de acompañarlos en este proceso
de modelación.
56
Figura 4.11. Vista de la página del documento “Secuencia didáctica adaptada” que orienta
el proceso de modelación.
4.2.1.5 PROCEDIMIENTO
Este vínculo corresponde a la primera etapa de la fase expresiva denominada simulación,
figura 4.12. En esta etapa, más que en las anteriores, es importante que el estudiante recurra
al foro para aclarar sus dudas, puesto que se trata de una etapa que debe llevarse a cabo con
el acompañamiento del docente o tutor, de manera análoga al entrenamiento que hace un
deportista acompañado de su entrenador. En el ejemplo escogido el estudiante debe
elaborar el mentefacto a partir de un texto elaborado para tal fin (Campuzano, Sánchez,
Gordillo, 2009), esto con ánimo que el estudiante adquiera confianza en sí mismo al
momento de aplicar la estrategia.
Figura 4.12. Vista de la página del documento “Secuencia didáctica adaptada” que orienta
el proceso de simulación.
57
4.2.1.6 EJERCICIO
Figura 4.13. Vista de la página del documento “Secuencia didáctica adaptada” que orienta
el proceso de ejercitación construyendo el concepto de interacción gravitacional.
La ejercitación se propuso definiendo el concepto de interacción gravitacional. Para ello el
vínculo conduce a un documento que tiene la estructura apropiada para hacerlo, figura 4.13.
Esta etapa debe ser asumida por el estudiante con la mayor autonomía posible, por eso es
importante que haya ejecutado las fases anteriores de manera eficiente. Esta etapa es
definitiva para los objetivos de este trabajo debido a que el mentefacto y el texto conceptual
así elaborados son resultados importantes para este estudio. Esta etapa y pertenece a la fase
expresiva.
4.2.1.7 REVISIÓN DE AVANCES
Figura 4.14. Vista de la página del documento “Secuencia didáctica adaptada” que orienta
el proceso de ejercitación construyendo el concepto de interacción gravitacional.
58
Para la fase de demostración el estudiante debe responder el pos test propuesto, que será
tenido en cuenta para la determinación de la ganancia relativa. Las condiciones son las
mismas que se establecieron para responder el pre test, figura 4.14. También se consideran
como parte de la demostración el mentefacto y el texto elaborados por los estudiantes en la
fase de ejercitación.
4.2.1.8 SÍNTESIS Y CONCLUSIÓN
La síntesis y conclusión y la demostración son las dos últimas etapas de la fase expresiva.
Con la síntesis y conclusión se buscó evaluar cualitativamente el avance logrado por los
estudiantes, y para ello se propuso un cuestionario en el que ellos podían expresar su
opinión respecto a la actividad de aprendizaje desarrollada, figura 4.15. De estos
comentarios se derivaron algunas recomendaciones para mejorar el proceso en aplicaciones
futuras.
Figura 4.15. Vista de la página del documento “Secuencia didáctica adaptada” que orienta
el proceso de síntesis y conclusión
4.2.2 APLICACIÓN DE LA PROPUESTA PEDAGÓGICA EN EL
BACHILLERATO TECNOLÓGICO BIVALENTE DELA
UNIDADPOLITÉCNICA PARA LA EDUCACIÓN VIRTUAL
El BTBD es una de las opciones educativas que ofrece el IPN para el Nivel Medio
Superior; se caracteriza por ser un esquema mixto entre la educación presencial y la
59
educación a distancia. Se llama bachillerato bivalente porque les da la oportunidad a los
estudiantes de obtener la formación adecuada para continuar sus estudios a nivel superior, y
además un título de Técnico con registro ante la Dirección General de Profesiones de la
Secretaría de Educación Pública (SEP) y la preparación necesaria para ingresar de manera
competitiva en la vida laboral.
Como ya se mencionó en el capítulo 2 la UPEV del IPN ofrece el BTBDa través de la
plataforma educativa moodle. La secuencia didáctica se incorporó al curso de Física I como
la actividad complementaria 050911 FI17, conservando dentro de lo posible el ambiente al
que los estudiantes están acostumbrados, figura 4.16. Aunque lo ideal hubiera sido
incorporar la actividad de acuerdo con los lineamientos del SCORM o paquete de objetos
de aprendizaje normalizado para que los estudiantes la asuman como parte de sus cursos
regulares.
Figura 4.16. Incorporación de la secuencia didáctica en el curso de Física I como la
actividad complementaria 050911 FI17.
Finalmente la actividad 050911 FI17 quedó conformada de la siguiente manera:
60
PRESENTACIÓN
Para la presentación de la actividad se redactó un texto explicativo-descriptivo en el que
además se les comentó a los estudiantes acerca de la importancia de este proceso de
conceptualización para la cualificación de su desempeño académico.
Figura 4.17. Presentación a través de un texto explicativo-descriptivo de la actividad
050911 FI17.
A continuación se incluyó como vínculo el documento maestro “Secuencia didáctica” y los
demás vínculos mencionados en él en versiones de alta compatibilidad.
CUESTIONARIOS
Los cuestionarios se etiquetaron como “Exploración de ideas previas” y “Evaluación de la
actividad”. El primero se puso a disposición de los estudiantes al inicio y sólo contaban con
40 minutos para resolverlo Los demás ingresos por parte del mismo estudiante se muestran
como nuevos intentos que no fueron tenidos en cuenta para efectos de este estudio. El
moodle tiene la cualidad de que el mismo sistema califica de manera instantánea.
FOROS
La interacción con los estudiantes se llevó a cabo a través del “Foro de interacción”, del
“Foro de preguntas y respuestas” y con el respaldo adicional del correo electrónico a través
61
del cual se pudieron solucionar algunos inconvenientes de incompatibilidad que se les
presentaron a algunos estudiantes, figura 18.
Figura 4.18. Foro de interacción sobre actividad 050911 FI17.
TAREAS
Figura 4.19. Tareas para ser resueltas por los estudiantes.
62
Como tareas que debieron ser devueltas por los estudiantes se propusieron: la elaboración
del mentefacto y el texto conceptual en el documento “Concepto de interacción
gravitacional” y la valoración cualitativa de la actividad correspondiente al documento
“Síntesis y conclusión”, figura 4.19.
ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DE LA APLICACIÓN DEL PRETEST Y DEL
POSTEST
DETERMINACIÓN DE IDEAS PREVIAS A PARTIR DEL PRE TEST
Como ya se mencionó el test utilizado consta de 18 preguntas de las cuales las primeras12
fueron extraídas del FCI. Cada una de estas 12 preguntas cuestiona sobre conceptos de la
mecánica newtoniana y se proponen cinco alternativas de respuesta, de las cuales solo una
es correcta, las demás son incorrectas y algunas de ellas corresponden a conceptos erróneos
que reflejan las ideas previas o preconceptos que tienen los estudiantes, ver anexo 2. En la
tabla 4.2 se relaciona el número que corresponde a cada pregunta con el ítem,el
preconcepto y el porcentaje de estudiantes que escogió la opción y que por lo tanto tienen
dicho preconcepto. Esta equivalencia se dedujo a partir del análisis que en este sentido
presentan Covian y Matachana (2008)con base en el documento original de Hestenes.
Tabla 4.2. Relación de preconceptos detectados a partir de las 11 preguntas extraídas del
FCI y aplicadas a los estudiantes del BTBD.
DESCRIPCIÓN DEL PRECONCEPTO Opciones del test
aplicado que lo
reflejan.
Porcentaje de
estudiantes que la
eligieron
Los objetos más pesados caen más rápido 1A, 2B, 2D 0, 14.3, 14.3
La gravedad se incrementa a medida que los cuerpos
caen.
3B, 7B 57.1, 42.8
La gravedad es una característica intrínseca de los
cuerpos.
3D, 7E, 5E 0, 0, 0
La presión del aire contribuye a la acción de la
gravedad.
3E, 9D, 11D 0, 28.5, 0
La gravedad empieza a actuar cuando la inercia se
agota.
3B, 6E, 7B 57.1, 42.8,
42.8
La aceleración depende del peso 10D 0
Solo los cuerpos activos ejercen fuerzas. 12A 0
Pérdida o recuperación de la inercia. 4C, 4E 14.3, 14.3
Incremento gradual o diferido de la inercia. 4D 0
63
Del análisis de la tabla se deduce que a diferencia de lo que podría suponerse el porcentaje
de estudiantes que considera que los objetos más pesados caen más rápido es bajo si se
considera que solo el 14.3% de los estudiantes escogieron las opciones 2B y 2D. Por el
contrario los estudiantes que piensan que la gravedad se incrementa a medida que los
cuerpos caen corresponden al 57.1% y el 42.8% para los incisos 3B y 7B respectivamente.
En cuanto a las opciones de respuesta 3D, 7E y 5Ecorrespondientes al preconcepto de que
la gravedad es una propiedad inherente a los cuerpos, no fueron elegidas por ninguno de los
estudiantes. Afortunadamente también es bajo el porcentaje de estudiantes que la acción del
aire tiene efectos sobre la gravedad, con un 28,5% de preferencia para la opción 9D.
Otro de los preconceptos importantes que afectan el desempeño de los estudiantes durante
el estudio de la mecánica es la idea de que la gravedad empieza a actuar cuando la inercia
se agota, evidenciada en el cuestionario por las opciones de respuesta 3B, 6E y 7B con los
porcentajes respectivos de 57.1%, 42.8%, 42.8%. Sobre los demás conceptos que se
mencionan en la tabla 4.4, se puede afirmar que no afectan de manera preocupante a los
estudiantes que fueron motivo del estudio.
DETERMINACIÓN DE MEDIAS Y DE LA GANANCIA NORMALIZADA
A partir de los resultados obtenidos por los estudiantes se calculó el factor de Hake (g) o
ganancia relativa de aprendizaje conceptual como se muestra en la tabla 4.3. De acuerdo
con estos resultados la ganancia promedio del aprendizaje conceptual se ubica en la zona de
ganancia media. Es decir, que su valor se encuentra en el rango 0.3 ≤ g ≤ 0.7. Si se tienen
en cuenta las circunstancias desfavorables en las que fue aplicada esta experiencia
exploratoria, se puede considerar como un resultado interesante que motiva la realización
de nuevas aplicaciones.
Tabla 4.3. Resultados de ganancia relativa de aprendizaje conceptual obtenida por los
estudiantes del BTBD.
Pre test Pos test Ganancia (g)
45.5 81.1 0.65
64
ANÁLISIS DE LOS MENTEFACTOS Y DE LOS TEXTOS CONCEPTUALES
En vista de que la estrategia pedagógica no propone un parámetro para valorar la calidad de
los mentefactos y de los textos conceptuales, se propone en este trabajo unaparametrización
a partir del diseño de un instrumento conocido en el ambiente de la enseñanza como
rúbrica, lista de cotejo o matriz de valoración. El objetivo de este instrumento es
estandarizar la evaluación de acuerdo a criterios relacionados con los objetivos de
aprendizaje. También se busca transparencia a través de una evaluación justa y acertada.Las
rúbricas usualmente se representan a través de una tabla de doble entrada que contiene una
o varias dimensiones, los criterios que permiten dar significado a cada dimensión, y una
escala para evaluarlas (Jordi, 2004).
En el anexo 4 (a) y 4(b) se presentan las rúbricas para la valoración del mentefacto para la
valoración de la calidad del texto conceptual, y en los anexos 5 y 6 se muestra el
mentefacto que se considera como correcto al igual que el texto conceptual. En los dos
casos las dimensiones corresponden a los componentes que debe tener un concepto según la
pedagogía conceptual.La escala de valoración se propone en función del dominio
conceptual, de tal manera que según se cumpla con los criterios establecidos en la
rúbrica.Los resultados puedenevidenciar un dominio alto (DA), un dominio medio (DM) o
un dominio bajo (DB).
VALORACIÓN DE LOS MENTEFACTOS CONCEPTUALES
De la aplicación de la anterior estrategia de evaluación se obtuvieron las valoraciones que
se muestran en la tabla 4.3. En este caso se evaluaron los cinco trabajos de los estudiantes
que desarrollaron la secuencia completa y dos trabajos más enviados por otros estudiantes
que no cumplieron con este requisito. En la tabla se representan como E1, E2,...E7. De la
observación de estos resultados se desprende que todos los estudiantes tuvieron claro que la
“Interacción gravitacional” corresponde al concepto central, pero ninguno pudo identificar
correctamente la supraordinada, dimensión en la que uno solo de los estudiantes mostró
DM; se puede suponer que esta dificultad se deriva en la escasa comprensión respecto a la
consideración de los cuerpos macroscópicos como partículas para su estudio.
65
Tabla 4.4. Evaluación de la calidad de los mentefactos según los criterios establecidos en la
rúbrica diseñada para ese fin.
DIMENSIÓN MENTEFACTO CONCEPTUALBTBD
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 DA DM DB
Concepto
central
DA DA DA DA DA DA DA 100 0 0
Supraordinada DB DB DB DB DB DB DM 0 14.2 85.7
Isoordinada DA DB DB DA DB DA DA 57 0 42.8
Exclusiones DA DA DB DA DA DA DA 85.7 0 14.2
Infraordinada DA DA DB DA DB DA DA 71.4 0 28.5
Esquema DA DM DA DA DA DA DA 85.7 14.2 0
TOTAL
ESTIMADO
DA DM DB DA DM DA DA 57.1 28.5 14.2
En cuanto a las isoordinadas la principal dificultad se presentó al momento de acomodar las
palabras claves en el esquema, puesto que en su mayoría los trabajos contienen todas las
respuestas para las preguntas que se les propusieron como guía para orientar el proceso de
revisión bibliográfica; es así como el 57% de los estudiantes incluyeron más de 6 de las
características principales del concepto mostrando DA, mientras que el 42.8% sólo
incluyeron entre 1 y 3 de estas características lo que evidencia un DB. Después de revisar la
tabla diseñada para que los estudiantes escribieran la lista de proposiciones que responden
cada pregunta, se advierte una gran dificultad por parte de los estudiantes para extraer las
proposiciones y en su mayoría se limitan a transcribir la respuesta de la fuente bibliográfica
consultada.
En cuanto a la identificación de las exclusiones, el 85.7% de los estudiantes logró
determinar las tres exclusiones exitosamente mostrando DA en esta dimensión, mientras
que sólo el 14.2% no logró hacerlo. Este buen desempeño de los estudiantes puede
atribuirse al conocimiento general que hay con respecto al tema, impulsado quizás por los
medios de comunicación y por el mismo interés que despierta en la mayoría de la personas.
66
A pesar de que las infraordinadas se mencionaron de manera específica en el documento de
trabajo, debido a que existe plena consciencia de lo especializado de esta respuesta, no fue
captado de esta manera por los estudiantes; es así como el 71.4% de ellos logró fijar
acertadamente en el esquema el criterio de infraordinación y las infraordinadas
correspondientes evidenciando un DA, mientras que el 28.2% no logró hacerlo,
demostrando un DB en esta dimensión conceptual. En cuanto al esquema, mencionado
como dimensión debido a que responde a las normas lógicas y gráficas, inherentes a la
teoría de los mentefactos, el 85.7% de los estudiantes lo entendió de esta manera, mientras
que sólo el 14.2% desconoció el poder de esta herramienta y optó por cambiar su
configuración de manera poco acertada.
En la última fila de la tabla denominada “Total estimado” se presenta una valoración del
dominio conceptual por estudiante (de manera vertical) derivada de los resultados
obtenidos en cada una de las dimensiones. De esta estimación se deduce que el 57% de los
estudiantes evidencian DA en la adquisición del concepto de interacción gravitacional y en
la destreza para conceptualizar; el 28.2% evidencian DM; mientras que el 14.2% muestran
DB. En general podemos afirmar que los mentefactos elaborados por los estudiantes
acreditan un dominio medio del concepto de interacción gravitacional y de la estrategia de
conceptualización utilizada.
VALORACIÓN DE TEXTOS CONCEPTUALES
A partir de las respuestas para las preguntas conceptuales básicas y del mentefacto los
estudiantes elaboraron un texto conceptual. En este sentido los resultados se presentan en la
tabla 4.4,aclarando que en este caso no fue posible hacer la valoración del trabajo E4
debido a que la solución presentada para esta parte no tiene las características propias de un
texto sino las de un esquema.Esta tabla fue diseñada a partir de la rúbrica que se presenta en
el anexo 4(b) y que contiene 8 dimensiones debidamente respaldadas por los criterios de
valoración respectivos.
67
Tabla 4.5. Evaluación de la calidad de los textos sobre el concepto de interacción
gravitacional según los criterios establecidos en la rúbrica diseñada para ese fin.
DIMENSIÓN TEXTO CONCEPTUALBTBD
E1 E2 E3 E5 E6 E7 DA DM DB
Concepto
central
DA DA DA DM DA DA 83.3 16.6 0
Supraordinada DM DB DB DB DM DM 0 50 50
Exclusiones DA DM DB DB DA DM 33.3 33.3 33.3
Isoordinada DA DB DA DB DA DM 50 16.6 33.3
Infraordinada DA DB DB DB DA DA 50 0 50
Conectores
conceptuales
DM DB DB DB DA DM 16.6 33.3 50
Redacción DM DB DM DB DM DA 16.6 50 33.3
Organización DM DB DM DB DA DA 33.3 33.3 33.3
TOTAL
ESTIMADO
DM DB DM DB DA DM 16.6 50 33.3
Se observa que el concepto central fue incluido correctamente en el primer párrafo del texto
por el 83.3% de los estudiantes, y sólo el 16.6% de ellos no lo hizo. En cuanto a la
supraordinadael 50% de los estudiantes mencionan solo sus características, lo que evidencia
un DM; mientras que el otro 50% menciona clases que no corresponden a la
inmediatamente superior del concepto central y por lo tanto no puede existir una relación
acertada entre éste y dicha clase, o simplemente no lo mencionan.En el caso de las
exclusiones, y a diferencia de lo sucedido con los mentefactos, el 33.3% mencionó en el
texto las tres exclusiones; el 33.3% incluyó sólo dos o mencionó las características y el
33.3% simplemente no las menciona.En cuanto al criterio de infraordinación y las
infraordinadas el 50% los expresa adecuadamente dentro del texto; mientras que el 50%
definitivamente no lo hace o menciona aspectos que no corresponden.
Para que el texto producido tenga todas las características de un texto conceptual debe
incluir los conectores generales que se usan para unir las proposiciones que responden las
preguntas conceptuales básicas, como se mencionó en el capítulo 2 en la sección
2.2.3.1.Estos conectores son: …es una clase de…, se diferencia de…por…,…se caracteriza
por…,…se clasifica en…. En los textos presentados se observa que sólo el 16.6% usa
68
correctamente los conectores conceptuales a lo largo del texto; el 33.3% usa sólo algunos y
el 50% los usa muy poco. Este aspecto se relaciona estrechamente con la calidad de la
redacción del texto. En este sentido, sólo el 16.6% de los textos no presenta errores de
gramática, ortografía y puntuación; el 50% presenta estos errores en menor medida y el
33.3% incurre en muchos de estos errores. En lo que tiene que ver con la organización del
texto el 33.3% presenta la información debidamente organizada con párrafos bien
definidos; el 33.3% organiza los párrafos, pero internamente no están muy bien definidos;
el otro 33.3% nopresenta la información debidamente organizada.
Para tener una visión general de la calidad de los textos y del desarrollo de la habilidad en
los estudiantes para generarlos, centramos nuestra atención en la última fila de la tabla 4.4
correspondiente al total estimado.De este análisis se deduce que el 16.6% presenta un DA,
el 50% evidencia DM y el 33.3% presenta DB. Estos resultados muestran que existe la
necesidad de potenciar el desarrollo de la habilidad para producir textos conceptuales
incluyendo ejercicios de este tipo en la etapa de simulación. Otro aspecto que incidió
negativamente en los resultados mostrados por los estudiantes fue su falta de participación
en los foros, puesto que sus preguntas se orientaron básicamente a inconvenientes
tecnológicos pero no se plantearon inquietudes de tipo académico.
4.2.3 APLICACIÓN DE LA PROPUESTA PEDAGÓGICA EN LA INSTITUCIÓN
EDUCATIVA LA INMACULADA.
La segunda aplicación se llevó a caboen la Institución Educativa La Inmaculada utilizando
básicamente el correo electrónico para hacer llegar a las estudiantes el material de trabajo
descrito en la sección 4.2, previa motivación hecha por los maestros de física, quienes la
consideraron como una actividad importante para ser desarrollada por las estudiantes, y
además le asignaron un peso dentro de la evaluación del cuarto periodo académico
correspondiente al año lectivo 2011.
69
DETERMINACIÓN DE IDEAS PREVIAS A PARTIR DEL PRE TEST
La relación de ideas previas de las estudiantes de la I. E. La Inmaculada se presentan en la
tabla 4.6. Llama la atención el alto porcentaje de estudiantes que considera que los objetos
más pesados caen más rápido (57.1%); se trata de una idea persistente puesto que en este
momento del año escolar ya han estudiado lo relacionado con la caída libre. Otro índice
importante es el que se refiere a la idea de que la inercia incrementa de manera gradual o
diferida, con un 85.7% de estudiantes que la eligieron. En este sentido más que la influencia
del preconcepto, pesa la redacción de la pregunta y los datos suministrados para ser
analizados, ya que se presta para confusión en las estudiantes debido a su poca
comprensión lectora.
Tabla 4.6. Relación de preconceptos detectados a partir de las 11 preguntas extraídas del
FCI y aplicadas a las estudiantes de la I. E. La Inmaculada.
DESCRIPCIÓN DEL PRECONCEPTO Opciones del test
aplicado que lo
reflejan.
Porcentaje de
estudiantes que la
eligieron
Los objetos más pesados caen más rápido 1A, 2B, 2D 0, 14.3, 57.1
La gravedad se incrementa a medida que los cuerpos
caen.
3B, 7B 28.5, 28.5
La gravedad es una característica intrínseca de los
cuerpos.
3D, 7E, 5E 14.3, 28.5,
14.3
La presión del aire contribuye a la acción de la
gravedad.
3E, 9D, 11D 28.5, 28.5, 0
La gravedad empieza a actuar cuando la inercia se
agota.
3B, 6E, 7B 28.5, 28.5,
28.5
La aceleración depende del peso 10D 28.5
Solo los cuerpos activos ejercen fuerzas. 12A 14.3
Pérdida o recuperación de la inercia. 4C, 4E 14.3
Incremento gradual o diferido de la inercia. 4D 85.7
DETERMINACIÓN DE LAS MEDIAS Y DE LA GANANCIA NORMALIZADA
A partir de los resultados obtenidos por los estudiantes se calculó la ganancia relativa (g) de
aprendizaje conceptual y se obtuvieron los resultados que se muestran en la tabla 4.5. La
ganancia obtenida fue de 0.09 que se considera como una ganancia baja puesto que según la
equivalencia de Hake se ubica en el rango g ≤ 0.3. Las posibles causas de esta situación
pueden estar relacionadas con la poca familiaridad de las estudiantes con actividadesque
deben solucionar de manera autónoma, ya que según la opinión expresada por una de ellas
70
en el documento de análisis y síntesis, las lecturas le parecieron muy extensas. Por otro lado
se pudo advertir que la actividad se aplicó entre el 13 y el 21 de septiembre, lapso en el que
hubo fechas coincidentes con algunas conmemoraciones de tipo cultural llevadas a cabo en
la Institución Educativa. Esto además de haberles restado tiempo para dedicarle a la
solución de la actividad fue causa para distraer su atención haciendo un ambiente poco
favorable para el desarrollo independiente de una actividad de carácter científico como la
propuesta en este trabajo.
.
Tabla 4.7. Resultados de ganancia relativa de aprendizaje conceptual obtenida por los
estudiantes de la I: E. La Inmaculada.
Pre test Pos test Ganancia (g)
19.0 26.6 0.09
VALORACIÓN DE LOS MENTEFACTOS CONCEPTUALES
Los resultados de la aplicación de la rúbrica diseñada para evaluar los mentefactos se
presentan en la tabla 4.8. Resulta interesante mencionar que de las estudiantes
seleccionadas en la muestra sólo el 42.8%escogió correctamente el concepto central y que
el 57.1% restante no haya hecho coincidir el concepto central en el mentefacto con el
propuesto en el ejercicio, lo que evidencia muy poca comprensión de la estrategia. De igual
manera sucede con la supraordinada que no corresponde a la clase superior del concepto en
el 85.7% de los casos; sólo el 14.3% demuestra dominio medio, mientras que ninguno de
los mentefactos evaluados contiene la supraordinada de manera correcta. En cuanto a las
exclusiones ninguno de los mentefactos considerados dentro de la muestra contiene la tres
exclusiones que existen, mientras que el 85% incluye al menos dos y el 14.3% incluye una
sola u otras clases que no corresponden.
71
Tabla 4.8. Evaluación de la calidad de los mentefactos según los criterios establecidos en la
rúbrica diseñada para ese fin.
DIMENSIÓN MENTEFACTO CONCEPTUAL I.E. LA INMACULADA
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 DA DM DB
Concepto
central DA DB DB DA DA DB DB
42.8 0 57.1
Supraordinada DB DB DB DB DM DB DB 0 14.3 85.7
Isoordinada DA DB DB DA DA DB DB 42.8 0 57.1
Exclusiones DB DM DM DM DM DM DM 0 85.7 14.3
Infraordinada DB DB DB DA DA DB DB 28.5 0 71.4
Esquema DM DM DM DA DA DM DM 28.5 71.4 0
TOTAL
ESTIMADO DM DB DB DA DA DB DB
28.5 14.2 57.1
Respecto a las isoordinadas el 42.8% presenta dominio alto, mientras que 57.1% incluye
entre tres y una de las características principales; de la revisión de los mentefactos
elaborados por las estudiantes se puede colegir cierta dificultad para acomodar las
proposiciones correspondientes a las características debido a que los espacios propuestos
para ese fin en el documento de trabajo no resultan muy cómodos de utilizar. Desde ese
punto de vista se hace necesario poner a disposición de los estudiantes un esquema más
amplio que les facilite este proceso.
En lo que tiene que ver con las infraordinadas, y como ya se mencionó en la descripción de
los mentefactos elaborados por los estudiantes del BTBD, al considerarse un paso que
implica mucha dificultad, se les explicitaron en el documento de trabajo, pero tampoco en
este caso fue entendido así por parte de las estudiantes de la I. E. La Inmaculada como
puede verse en la tabla que nos ocupa. En cuanto a la conservación del esquema como parte
de la propuesta pedagógica, sólo el 28,5% lo hicieron correctamente mientras que el
restante 71.4 % conservó el esquema medianamente preciso.
Si consideramos lo anteriormente descrito y los resultados del estimado total, nos podemos
dar cuenta que el 28.5% de los estudiantes demuestra DA, el 14.2% DM, mientras que el
porcentaje predominante es del 57.1% y corresponde al DB. Se concluye que las
72
estudiantes no se apropiaron adecuadamente de la estrategia propuesta para conceptualizar,
ni del concepto de interacción gravitacional, lo que concuerda con los resultados mostrados
en la tabla 4.2 sobre la ganancia conceptual producto del análisis de los resultados del pre
test y del pos test.
VALORACIÓN DEL TEXTO CONCEPTUAL
En la tabla 4.8 se presentan los resultados obtenidos al aplicar los instrumentos diseñados
en un intento por parametrizar la evaluación de los textos conceptuales, producto del
seguimiento de la estrategia pedagógica propuesta en este trabajo. De su análisis se
desprende que de manera contradictoria con lo hallado en la valoración de los mentefactos,
el 100% de las estudiantes mencionó el concepto central en el primer párrafo del texto;
mientras que la supraordinada fue relacionada correctamente por el 28.5% de las
estudiantes; el 14.3% menciona sólo sus características mientras que el 57.1%
definitivamente no reconoce la clase supraordinada del concepto central, predominando así
el DB para esta dimensión.
En cuanto a las características del concepto o isoordinadas sólo el 14.3% relaciona de
manera correcta entre seis y ocho, el 28.5% menciona entre cuatro y seis y el 57.1%
evidencia DB puesto que menciona con poca coherencia entre una y tres de las
características principales del concepto. Para las infraordinadas o clases en que se divide el
concepto, sólo el 28.5% manifiesta DA mientras que el 71.4% no las menciona
correctamente a pesar de estar explícitas en el documento de trabajo.
En lo referente al uso de los conectores conceptuales el 28.5% evidencia DA, el 14.3%
dominio medio y el 57.1% usa muy pocos o simplemente no los utiliza. En cuanto a la
redacción y sus aspectos relacionados, ninguno de los trabajos evidencia DA, el 42.8%
demuestra DM y el 57.1% evidencia DB. En cuanto a la organización del texto modelado a
través del flujogramamostrado en la figura 2.5, el 28.4% presenta la información bien
organizada, con párrafos definidos, el 14.3% presenta la información pero no define con
claridad los párrafos, y el 57.1% no presenta la información debidamente organizada.
73
Tabla 4.8. Evaluación de la calidad de los mentefactos elaborados por las estudiantes de la
I. E. La Inmaculada según los criterios establecidos en la rúbrica diseñada para ese fin.
DIMENSIÓN
TEXTO CONCEPTUAL I.E. LA INMACULADA
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 DA DM DB
Concepto
central DA DA DA DA DA DA DA
100 0 0
Supraordinada DA DB DB DA DM DB DB 28.5 14.3 57.1
Exclusiones DA DB DB DA DA DB DB 42.8 0 57.1
Isoordinada DA DB DB DM DM DB DB 14.3 28.5 57.1
Infraordinada DB DB DB DA DA DB DB 28.5 0 71.4
Conectores
conceptuales DM DB DB DA DA DB DB
28.5 14.3 57.1
Redacción DM DB DB DM DM DB DB 0 42.8 57.1
Organización DM DB DB DA DA DB DB 28.5 14.3 57.1
TOTAL
ESTIMADO DM DB DB DM DM DB DB
0 42.8 57.1
Del análisis que se genera a partir del total estimado se puede ver que ninguna de las
estudiantes tiene DA en la estructuración del texto conceptual sobre interacción
gravitacional, y que sólo el 42.8% tiene un DM, mientras que el 57.1% demuestra DB. De
nuevo es necesario afirmar que la producción de textos conceptuales requiere mayor
esfuerzo por parte de las estudiantes y que por lo tanto se debe reforzar la actividad para
lograr mejoría en este aspecto.
4.2.4. SÍNTESIS Y CONCLUSIÓN
Con la intensión de conocer la opinión de los estudiantes que participaron de la experiencia,
respecto del trabajo realizado para conceptualizar el fenómeno físico conocido como
interacción gravitacional, y en general sobre el proceso de conceptualización, se sometió a
su consideración el formato que se presenta como el documento anexo 7 y cuyos resultados
se presentan en la tabla 4.9. Haciéndoles caer en la cuenta de la importancia que tiene para
este trabajo su opinión sincera, puesto que ayudará a mejorar su calidad.
74
Tabla 4.9. Resultados de la valoración cualitativa de la actividad por parte de los
estudiantes del BTBD y la I.E. La Inmaculada que participaron de la experiencia.
COMENTARIO
Excelente
/Muy Útil
Muy
Bueno(a)/
Útil
Bueno(a)/
Suficiente
Regular/
Poco
útil
Malo(a
)/Nada
útil
% % % % %
El material presentado en esta actividad me
pareció…
75 8.3 16.6
La actividad realizada fue… 58.3 41.6
El conocimiento adquirido fue… 50 41.6 8.3
La estrategia de conceptualización me
pareció…
58.3 33.3 8.3
La comprensión del vocabulario técnico fue… 41.6 33.3 16.6 8.3
La secuencia de presentación de las actividades
fue…
58.3 16.6 16.6 8.3
Recomendaría este curso a otros estudiantes
por considerarlo…
66.6 25 8.3
El uso de esta estrategia para la enseñanza de
los conceptos físicos es…
66.6 25 8.3
En la tabla se presenta el resumen porcentual de resultados para los dos grupos de
estudiantes de las dos instituciones que desarrollaron la actividad completa. En general se
puede observar que la opinión de la mayoría se encuentra entre Excelente/Muy útil y Muy
bueno/Útil para casi todos los ítems, muy pocas valoraciones porcentuales para las
opciones Bueno(a)/Suficiente y Regular/Poco útil, entre las que llama la atención se
encuentra el comentario acerca de la comprensión del vocabulario técnico, debido a que
genera cierta inestabilidad en el estudiante.La valoración de la actividad como
Excelente/Muy útil fue escogida con más frecuencia por los estudiantes, lo que permite
deducir cierto grado de satisfacción en referencia a la actividad.
En la parte inferior del formulario los estudiantes contaron con un espacio para expresar
comentarios adicionales. Uno de los aspectos positivos fue el agrado mostrado por algunos
estudiantes hacia el tema de interacción gravitacional, y también por tener la oportunidad
de estudiarlo de una manera diferente. Algunos estudiantes consideraron como negativo el
uso de los términos técnicos, y varios lamentaron no haber dispuesto de más tiempo para
desarrollar la actividad de mejor manera, y en especial para hacer todas las lecturas
75
necesarias. Estos aspectos deben ser tenidos en cuenta y corregidos en el caso de una nueva
aplicación.
76
Capítulo 5
5. CONCLUSIONES
En este capítulo se presentan las conclusiones derivadas de la aplicación de la secuencia
didáctica propuesta por la pedagogía conceptual adaptada para la enseñanza del concepto
de interacción gravitacional en un ambiente virtual a nivel de Educación Media superior.
Comparando los resultados presentados en el capítulo 4 con las preguntas de investigación
planteadas en el capítulo 1 de este trabajo, se puede concluir que:
1. El proceso de conceptualización que propone la pedagogía conceptual exige tiempo
de estudio y dedicación por parte del estudiante. A nivel virtual es necesario
programar trabajo colaborativo a través de alguna actividad que motive la
participación de los estudiantes en los foros, o del medio que se haya propuesto para
ese fin. De esta manera se podrán solucionar muchos cuestionamientos de los
estudiantes, cuyas respuestas sin duda enriquecerían el proceso de
conceptualización.
En cuanto a la ganancia normalizada promedio después de la aplicación de la
estrategia de conceptualización que se obtiene comparando los resultados promedio
de pre test y pos test, para el grupo de estudiantes del BTBD, se obtuvo un factor g
de 0.65, que según las categorías propuestas por Hake, los ubica en la zona de
ganancia media puesto que 0.3 ≤ 𝑔 ≤ 0.7.
Para el caso de la aplicación en la I. E. La Inmaculada la experiencia fue menos
exitosa puesto que la ganancia fue de 0.09 que cae en la zona de ganancia baja 𝑔 ≤
0.3. Comparando los resultados de los dos grupos se deduce que la solución de este tipo de
actividades en ambiente virtual requiere cierta preparación para sumir la responsabilidad
que implican. Característica inherente a los estudiantes del BTBD puesto que además de
haber recibido capacitación para asumir su condición de estudiantes en línea, sus edades
que oscilan entre los 17 y los 41 años implican más compromiso con sus actividades
académicas y en general con su formación académica.
77
2. El diseño de las actividades de enseñanza aprendizaje para ser aplicada en un
ambiente virtual se hicieron siguiendo las orientaciones dadas por la pedagogía
conceptual. Se presentaron algunas dificultades durante el proceso de diseño, como
por ejemplo el manejo de los términos técnicos ya que puede resultar un lenguaje
muy complicado para los estudiantes.
Otro aspecto que complica el proceso de diseño es la dificultad para elaborar los
mentefactos para los conceptos físicos que son demasiado básicos como por
ejemplo, la masa, el volumen y la distancia. Lo que lleva a afirmar que el diseño de
las actividades bajo esta perspectiva requiere de más tiempo y estudio por parte del
maestro o tutor, lo que puede representar un inconveniente difícil de resolver. Y en
el caso de los estudiantes requerirán de más asesoría.
Un aspecto que no se tuvo en cuenta en este trabajo fue el cambio de ambiente al
que se vieron enfrentados los estudiantes del BTBD, debido a que la actividad no
fue puesta en la plataforma siguiendo los lineamientos del SCORM o paquete de
objetos de aprendizaje normalizado. Este proceso requiere un alargamiento
considerable en la etapa de diseño, que sería conveniente tener en cuenta para
nuevas aplicaciones.
En cuanto al diseño para la aplicación de la estrategia con jóvenes entre 14 y 17
años, el formato debe ser menos rígido y más llamativo a fin de atraer su atención.
Por otro lado, el documento en el que se debe hacer el trabajo conceptual debe
disponer de mucho espacio para que esto no se convierta en una limitante y por lo
tanto en una baja de la calidad del mentefacto.
3. En lo que tiene que ver con el desarrollo de la capacidad para usar las herramientas
de conceptualización, como son el mentefacto y el texto con estructura semántica
conceptual, nos hemos percatado de que no se trata de una estrategia de fácil
aplicación, pero que una vez el estudiante se apropia de este conocimiento, se
convierte en una herramienta poderosa que puede ser usada no sólo en física sino en
cualquier área del conocimiento en que lo requiera. En el caso específico de la
elaboración del texto conceptual, es donde se presenta el mayor número de
dificultades, por esa razón se propone incluir un ejercicio orientado hacia la
78
producción de texto conceptual para ser desarrollado en la fase de simulación con la
orientación del maestro o tutor.
4. Otra situación que se debe tener en cuenta es que al momento de responder las
preguntas conceptuales básicas fue muy notorio que tantos los estudiantes del
BTBD como las estudiantes de la I:E. La Inmaculada no estaban preparados
respecto a la construcción de las proposiciones. Esta situación puede ser resuelta
preparando previamente a los estudiantes respecto a las proposiciones como
instrumentos de conocimiento, ver tabla 2.1, lo que implicaría programar varias
sesiones adicionales.
5. El desarrollo de la habilidad para estructurar textos conceptuales requiere
inicialmente del diseño de ejercicios creados para este propósito. Para ello se
pueden usar ejemplos propuestos por los creadores de la pedagogía, hacer una
revisión exhaustiva de materiales hasta encontrar uno o varios que contengan las
respuestas para las peguntas conceptuales básicas del concepto en cuestión, o
elaborar previamente el ejercicio y enfrentar al estudiante ya sea al mentefacto para
que construya el texto, o al texto para que de él derive el mentefacto. De esta
manera el estudiante se irá preparando para enfrenarse de manera autónoma al
proceso de conceptualización.
79
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86
Productos ________________________________________________________________________
ARTÍCULOS PUBLICADOS
CAMPUZANO, M. SANCHEZ, D.GORDILLO, F. (2010). Aplicación de las
subteorías cognitivas de la Pedagogía Conceptual para la enseñanza del concepto de
dilatación térmica en secundaria. Lat. Am. J. Phys: Educ. Vol. 4, Suppl. 1, Nov.
2010.
PRESENTACIONES EN EVENTOS
CAMPUZANO, M. SANCHEZ, D. GORDILLO, F. (2009). Aplicación de las
subteorías cognitivas de la pedagogía conceptual para la enseñanza del concepto de
dilatación térmica en secundaria. Presentado en la Reunión Anual 2009 de la
Asociación Americana de Profesores de Física capítulo México (AAPT-MX)
realizada en México D.F.
CAMPUZANO, M. SANCHEZ, D. GORDILLO, F. (2010). Exploración de la
estructura semántica conceptual y su uso en la enseñanza de la física. Presentado en
el XVIII Taller Internacional “Nuevas Tendencias en la Enseñanza de la Física”,
realizado en Puebla en Mayo de 2010.
CAMPUZANO, M. SANCHEZ, D. GORDILLO, F. (2010). “Formulación de
preguntas de lectura desde el enfoque de la pedagogía conceptual y su aplicación en
la enseñanza de la física”, presentado en la Reunión Anual 2010 de la Asociación
Americana de Profesores de Física capítulo México (AAPT-MX) realizada en la
ciudad de Guanajuato. De esta presentación surgió la idea de reducir la estrategia de
conceptualización a los tres pasos fundamentales que son: responder las preguntas
87
conceptuales básicas, elaborar el mentefacto y estructurar el texto conceptual. Por
otro lado se hicieron ajustes al menefacto propuesto para el concepto de interacción
gravitacional.
CAMPUZANO, M. SANCHEZ, D. GORDILLO, F. (2010).Pedagogía Conceptual
aplicada a la enseñanza de la Ley de Interacción Gravitacional de Newton en
educación media superior a distancia, presentado en el VI Congreso Internacional
“La Educación Continua en la Era del Conocimiento”, organizado por la Asociación
Mexicana de Educación Continua y a Distancia AMECYD, realizado en la ciudad
de Guadalajara. La evaluación hecha por los jurados del evento, mostró la necesidad
apremiante de ampliar la explicación acerca de la relación del proyecto con la
educación continua y a distancia, que posteriormente fue incluida en el marco
teórico.
CAMPUZANO, M. SANCHEZ, D. GORDILLO, F. (2011).Strategy of conceptual
pedagogytheoryappliedtostructuring of thegravitationalinteraction concept in
anenvironment of virtual education, este trabajo se presentó en la International
ConferenceonPhysicsEducation (ICPE) realizado en México D.F. Los aportes
recibidos en este evento permitieron enriquecer la actividad aplicada a los
estudiantes y esclarecer aspectos relacionados con el procedimiento estadístico.
88
Anexo 1. Planeación del acto educativo a través del postulado metodológico del
hexágono.
MODELO DEL HEXÁGONO
1. PROPÓSITOS
1.1. AFECTIVOS
Comprometer a los alumnos con el estudio de la interacción gravitacional
usando la estrategia de la pedagogía conceptual.
Motivar a los estudiantes para que asuman el estudio de la interacción
gravitacional como parte importante de su formación en física.
1.2. COGNITIVOS
Lograr que los estudiantes comprendan el procedimiento propuesto por la
pedagogía conceptual para definir un concepto.
Conseguir que los estudiantes construyan correctamente el concepto de
interacción gravitacional.
1.3. EXPRESIVOS
Lograr que los estudiantes participen adecuadamente en los foros
exponiendo sus inquietudes y puntos de vista de manera clara y respetuosa.
Conseguir que los estudiantes demuestren que han aprendido el concepto de
interacción gravitacional a través de la elaboración correcta del mentefacto y
de la estructuración del texto.
2. EVALUACIÓN:
2.1. Ideas previas: Se aplicará una evaluación inicial o pre test a fin de
identificar las ideas previas de los estudiantes respecto a la interacción
gravitacional.
89
2.2. Conocimientos básicos: terminada la fase de modelación los estudiantes
deben solucionar un ejercicio sencillo como simulación. Esto servirá para
determinar posibles errores que pueden ser corregidos antes de iniciar la
etapa de ejercitación.
2.3. Avanzada: Al final de la actividad los estudiantes deberán enfrentarse de
nuevo al test, además deberán presentar el mentefacto y el texto conceptual
sobre la interacción gravitacional. Finalizada la solución del test deberán
hacer una evaluación cualitativa de la actividad realizada, al diligenciar un
formato diseñado para ese fin.
2.4. Logros propuestos:
Asume una actitud favorable hacia el aprendizaje de la física que se hace
evidente en la participación activa en todas las actividades programadas.
Muestra interés en la profundización del estudio de la interacción
gravitacional para explicar fenómenos relacionados que sean de su interés.
Reconoce la interacción gravitacional como una clase de interacción entre
partículas.
Diferencia la interacción gravitacional de las demás interacciones conocidas
en el universo.
Reconoce las principales características de la interacción gravitacional.
Elabora correctamente el mentefacto sobre la interacción gravitacional.
Construye correctamente el texto conceptual sobre la interacción
gravitacional.
Obtiene resultados favorables al responder el pos-test.
3. ENSEÑANZAS:
3.1. Definición de un concepto desde la perspectiva de la pedagogía conceptual.
3.1.1. Respuesta a las preguntas conceptuales básicas.
3.1.2. Elaboración del mentefacto.
3.1.3. Estructuración del texto conceptual.
90
3.2. Estudio de ejemplos en los que se aplica el procedimiento, entre ellos el
concepto de peso.
3.3. Construcción del concepto de interacción gravitacional usando la pedagogía
conceptual.
4. SECUENCIA DIDÁCTICA:
H FASE ACCIONES CLAVES
I
N
I
C
I
O
MOTIVACIÓN Aplicación de pre test.
Ver de videos:
http://www.youtube.com/watch?v=VKhOhHWP6Lc&feature=r
elated
http://www.youtube.com/watch?v=6rDOJIIW7fY
ENCUADRE Recomendaciones para el trabajo autónomo o en un ambiente
virtual.
D
E
S
A
R
R
O
L
L
O
COMPRENSIÓN Video: Cómo definir un concepto desde la perspectiva de la
pedagogía conceptual.http://www.youtube.com/watch?v=i-
Ux9wMQczw
Estudio del documento “Cómo definir un concepto”.
Asesoría a través del foro o del email.
APREHENCIÓN Solución de ejercicio sencillo en el que se aplica el
procedimiento.
Construcción de concepto de interacción gravitacional y
estructuración de texto conceptual.
Asesoría a través del foro o del email.
C
I
E
R
R
E
CIERRE Aplicación de pos test.
Valoración cualitativa de la actividad realizada a través de
un cuestionario elaborado para ese fin.
91
5. METODOLOGÍA DIDÁCTICA: La actividad está estructurada para ir de lo general
a lo particular, puesto que en primer lugar se explica la manera como se conceptualiza
para luego centrar la atención en el concepto físico de interacción gravitacional. Todas
las explicaciones van acompañadas de ejemplos para facilitar la comprensión de los
contenidos. El foro se propone como un espacio de socialización para resolver dudas, y
en caso de no contar con esta opción también se propone el correo electrónico.
6. RECURSOS DIDÁCTICOS:
6.1. Documentos elaborados para ser puestos en la plataforma moodle o enviados
por correo electrónico.
6.2. Videos.
6.3. Bibliografía recomendada.
6.4. Páginas web con simulaciones que pueden ser realizadas por los estudiantes.
92
Anexo 2. Cuestionario aplicado
CUESTIONARIO
Señala únicamente la respuesta que consideres correcta sin dejar ninguna pregunta sin
contestar. Calcula terminar el cuestionario en 20 minutos.
MUJER HOMBRE
EDAD: ____________
1. Dos bolas de metal tienen el mismo tamaño, pero una pesa el doble que la otra. Se
dejan caer estas bolas desde el techo de un edificio de un solo piso en el mismo
instante de tiempo. El tiempo que tardan las bolas en llegar al suelo es:
(A) aproximadamente la mitad para la bola más pesada que para la bola más
liviana.
(B) aproximadamente la mitad para la bola más liviana que para la bola más
pesada.
(C) aproximadamente el mismo para ambas bolas.
(D) considerablemente menor para la bola más pesada, pero no necesariamente la
mitad.
(E) considerablemente menor para la bola más liviana, pero no necesariamente la
mitad.
2. Las dos bolas de metal del problema anterior ruedan sobre una mesa horizontal con
la misma velocidad y caen al suelo al llegar al borde de la mesa. En esta situación:
(A) ambas bolas golpean el suelo aproximadamente a la misma distancia horizontal
de la base de la mesa.
(B) la bola más pesada golpea el suelo aproximadamente a la mitad de la distancia
horizontal de la base de la mesa que la bola más liviana.
(C) la bola más liviana golpea el suelo aproximadamente a la mitad de la distancia
horizontal de la base de la mesa que la bola más pesada.
(D) la bola más pesada golpea el suelo considerablemente más cerca de la base de la
mesa que la bola más liviana, pero no necesariamente a la mitad de la distancia
horizontal.
93
(E) la bola más liviana golpea el suelo considerablemente más cerca de la base de la
mesa que la bola más pesada, pero no necesariamente a la mitad de la distancia
horizontal.
3. Una piedra que se deja caer desde el techo de un edificio de un solo piso hasta la
superficie de la tierra:
(A) alcanza un máximo de velocidad muy pronto después de ser soltada y desde
entonces cae con una velocidad constante.
(B) aumenta su velocidad mientras cae porque la atracción gravitatoria se hace
considerablemente mayor cuanto más se acerca la piedra a la tierra.
(C) aumenta su velocidad porque una fuerza de gravedad casi constante actúa sobre
ella.
(D) cae debido a la tendencia natural de todos los objetos a descansar sobre la
superficie de la tierra.
(E) cae debido a los efectos combinados de la fuerza de la gravedad, empujándola
hacia abajo, y la fuerza del aire, también empujándola hacia abajo.
USE LA DESCRIPCIÓN Y LA FIGURA ADJUNTAS PARA CONTESTAR LAS
CUATRO PREGUNTAS SIGUIENTES (4 y 5).
La figura muestra un disco de hockey desplazándose con velocidad constante vo en línea
recta desde el punto "a" al punto "b" sobre una superficie horizontal sin fricción. Las
fuerzas ejercidas por el aire son despreciables. Usted está mirando el disco desde arriba.
Cuando el disco llega al punto "b", recibe un repentino golpe horizontal en la dirección de
la flecha gruesa. Si el disco hubiera estado en reposo en el punto "b", el golpe habría puesto
el disco en movimiento horizontal con una velocidad vk en la dirección del golpe.
4. ¿Cuál de los caminos siguientes seguirá de forma más aproximada el disco después de
recibir el golpe?
94
(A) (B) (C) (D) (E)
5. A lo largo del camino sin fricción que usted ha elegido en la pregunta 4, la(s)
principal(es) fuerza(s) que actúa(n) sobre el disco después de recibir el golpe es (son):
(A) una fuerza hacia abajo debida a la gravedad.
(B) una fuerza hacia abajo debida a la gravedad y una fuerza horizontal en la dirección
del movimiento.
(C) una fuerza hacia abajo debida a la gravedad, una fuerza hacia arriba ejercida por la
superficie y una fuerza horizontal en la dirección del movimiento.
(D) una fuerza hacia abajo debida a la gravedad y una fuerza hacia arriba ejercida por la
superficie.
(E) ninguna. (No actúa ninguna fuerza sobre el disco).
6. Con un cañón se dispara una bola desde el filo de un barranco como se muestra en la
figura adjunta. ¿Cuál de los caminos seguirá de forma más aproximada dicha bola?
7. Un chico lanza hacia arriba una bola de acero. Considere el movimiento de la bola
durante el intervalo comprendido entre el momento en que ésta deja de estar en contacto
con la mano del chico hasta un instante anterior al impacto con el suelo. Suponga que las
fuerzas ejercidas por el aire son despreciables. En estas condiciones, la(s) fuerza(s) que
actúa(n) sobre la bola es (son):
95
(A) una fuerza hacia abajo debida a la gravedad junto con una fuerza hacia arriba que
disminuye continuamente.
(B) una fuerza hacia arriba que disminuye continuamente desde el momento en que la
bola abandona la mano del chico hasta que alcanza su punto más alto; en el camino
de descenso hay una fuerza hacia abajo debida a la gravedad que aumenta
continuamente a medida que el objeto se acerca progresivamente a la tierra.
(C) una fuerza hacia abajo prácticamente constante debida a la gravedad junto con una
fuerza hacia arriba que disminuye continuamente hasta que la bola alcanza su punto
más alto; en el camino de descenso sólo hay una fuerza constante hacia abajo debida
a la gravedad.
(D) sólo una fuerza hacia abajo, prácticamente constante, debida a la gravedad.
(E) ninguna de las anteriores. La bola cae al suelo por su tendencia natural a descansar
sobre la superficie de la tierra.
9. Un ascensor sube por su hueco a velocidad constante por medio de un cable de acero tal
como se muestra en la figura adjunta. Todos los efectos debidos a la fricción son
despreciables. En esta situación, las fuerzas que actúan sobre el ascensor son tales que:
Ascensor a velocidad constante
8. Una bola se escapa accidentalmente de la bodega de
carga de un avión que vuela en una dirección
horizontal.
Tal como lo observaría una persona de pie sobre el
suelo que ve el avión como se muestra en la figura de
la derecha, ¿qué camino seguiría de forma más
aproximada dicha bola tras caer del avión?
96
(A) la fuerza hacia arriba ejercida por el cable es mayor que la fuerza hacia abajo debida
a la gravedad.
(B) la fuerza hacia arriba ejercida por el cable es igual a la fuerza hacia abajo debida a
la gravedad.
(C) la fuerza hacia arriba ejercida por el cable es menor que la fuerza hacia abajo debida
a la gravedad.
(D) la fuerza hacia arriba ejercida por el cable es mayor que la suma de la fuerza hacia
abajo debida a la gravedad y una fuerza hacia abajo debida al aire.
(E) ninguna de las anteriores. (El ascensor sube porque el cable se está acortando, no
porque el cable ejerza una fuerza hacia arriba sobre el ascensor).
10. La figura adjunta muestra a un chico columpiándose en una cuerda, comenzando en un
punto más alto que A. Considérense las siguientes fuerzas:
1. Una fuerza hacia abajo debida a la gravedad.
2. Una fuerza ejercida por la cuerda dirigida de A hacia O.
3. Una fuerza en la dirección del movimiento del chico.
4. Una fuerza en la dirección de O hacia A.
¿Cuál(es) de dichas fuerzas actúa(n) sobre el chico en la posición A?
(A) sólo la 1.
(B) 1 y 2.
(C) 1 y 3.
(D) 1, 2 y 3.
(E) 1, 3 y 4.
11. Una silla de oficina vacía está en reposo sobre el suelo. Considérense las siguientes
fuerzas:
1. Una fuerza hacia abajo debida a la gravedad.
2. Una fuerza hacia arriba ejercida por el suelo.
3. Una fuerza neta hacia abajo ejercida por el aire.
¿Cuál(es) de estas fuerzas actúa(n) sobre la silla de oficina?
(A) sólo la 1.
(B) 1 y 2.
(C) 2 y 3.
(D) 1, 2 y 3.
97
(E) ninguna de las fuerzas. (Puesto que la silla está en reposo no hay ninguna fuerza
actuando sobre ella).
12. A pesar de que hace un viento muy fuerte, una tenista consigue golpear una pelota de
tenis con su raqueta de modo que la pelota pasa por encima de la red y cae sobre el campo
de su oponente. Considérense las siguientes fuerzas:
1. Una fuerza hacia abajo debida a la gravedad.
2. Una fuerza por el "golpe".
3. Una fuerza ejercida por el aire.
¿Cuál(es) de estas fuerzas actúa(n) sobre la pelota después de que ésta deja de estar en
contacto con la raqueta y antes de que toque el suelo?
(A) sólo la 1.
(B) 1 y 2.
(C) 1 y 3.
(D) 2 y 3.
(E) 1, 2 y 3.
13. Actualmente se reconocen cuatro formas fundamentales de interacción que son:
interacciones gravitatorias, interacciones electromagnéticas, interacciones nucleares fuertes
e interacciones nucleares débiles; cualquier otra se puede explicar en función de las
anteriores. Respecto de la interacción gravitacional podemos decir que:
A. Se da entre partículas cargadas.
B. Es solo atractiva y las demás son repulsivas.
C. Es solo atractiva y las demás son atractivas y repulsivas.
D. Sólo se da a escala atómica y molecular.
E. No hay diferencia.
14. Cuando el físico inglés Henry Cavendish midió el valor de G por primera vez, en el
siglo XVIII, los periódicos de la época anunciaron el experimento como el que logró medir
la masa del planeta Tierra, cuando gran parte de la superficie de la tierra era aún
desconocida.
A. La noticia es exagerada puesto que aun conociendo el valor de G los datos son
insuficientes para calcular el peso de los cuerpos celestes.
98
B. Con la ecuación de la ley universal de la gravedad y conociendo el valor de G
no era posible determinar el peso de la tierra en aquella época porque aún no se
conocían todos los lugares.
C. Los periódicos emitieron la noticia de manera sensacionalista.
D. Con la ecuación 𝐹 = 𝐺𝑚1𝑚2
𝑑2 , y considerando m1 como la masa de un cuerpo de
1kg, 9.8N la fuerza que ejerce la Tierra sobre ella cuando se encuentra sobre su
superficie y el radio de la Tierra es posible calcular su masa.
E. No es posible medir la masa de la tierra porque a pesar del avance tecnológico
no existen instrumentos adecuados.
15. Según la ecuación de la fuerza gravitacional, ¿qué sucede con la fuerza entre dos
cuerpos, si se duplica la masa de uno de ellos? ¿Y si se duplican ambas masas?
A. Se duplica también la fuerza, pero al duplicar ambas masas la fuerza se
mantiene igual.
B. La fuerza se reduce a la mitad y duplicar ambas masas la fuerza se reduce a la
cuarta parte.
C. La fuerza aumenta al doble, y si las dos masas aumentan al doble, la fuerza entre
ellas será cuatro veces mayor.
D. No sucede nada porque la fuerza gravitacional es igual para todos los cuerpos.
E. Ninguna de las opciones anteriores es válida.
16. Sabemos que la interacción gravitacional se da entre todos los cuerpos en proporción
con sus masas. Entonces, ¿por qué un martillo no cae más rápido que una moneda?
A. La aceleración para el cuerpo pesado es de 9.8 m/s2 por eso cae más rápido.
B. Porque al aumentar la masa también aumenta la fuerza con la que es atraído, de
tal manera que la aceleración siempre es la misma.
C. Un cuerpo pesado siempre cae más rápido que uno ligero.
D. Los cuerpos ligeros caen más rápido que los cuerpos pesados.
E. Ninguna de las explicaciones anteriores es correcta.
99
17. ¿Cómo varía la fuerza de gravedad entre dos cuerpos, cuando la distancia entre ellos
aumenta el doble?
A. La fuerza de gravedad se reduce a la cuarta parte.
B. La fuerza de gravedad se mantiene igual.
C. La fuerza de gravedad aumenta pero no es posible determinar en qué magnitud.
D. La fuerza de gravedad aumenta también al doble.
E. En este caso no es posible determinar la fuerza de gravedad.
18. A pesar de que tanto la Luna como el Sol producen las mareas terrestres, es la Luna la
que ejerce mayor influencia. Esto se debe a:
A. Que la Luna tira de los océanos terrestres con mayor fuerza gravitacional que el
Sol.
B. Que la distancia entre la Tierra y la Luna es menor que la distancia entre la
Tierra y el Sol.
C. Que el Sol atrae a la Luna y esta a su vez atrae los océanos terrestres.
D. Que la Luna es más pequeña que el Sol.
E. No es cierto que la Luna ejerza mayor influencia.
Respuestas del Cuestionario:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
C A C B D B D D B B B C C D C B A B
100
Anexo 3. (a) Rúbricas para evaluar el mentefacto y el texto conceptual.
LISTA DE COTEJO PARA VALORAR EL MENTEFACTO SOBRE
INTERACCIÓN GRAVITACIONAL.
DIMENSIÓN DA DM DB
CONCEPTO
CENTRAL
Escogió
correctamente el
concepto central.
El concepto central se
acerca al correcto
pero con una o varias
palabras de más.
El concepto central no
concuerda con el
propuesto en el
ejercicio.
SUPRAORDINADA
La supraordinada es
la clase superior del
concepto central.
La supraordinada es
una clase superior del
concepto central, pero
no la inmediatamente
superior.
La supraordinada no es
una clase superior del
concepto central.
ISOORDINADAS
Incluye más de 6 de
las características
principales del
concepto.
Incluye 4 o 6
características
principales del
concepto.
Incluye entre 1 y 3
características
principales del
concepto.
EXCLUSIONES Incluye tres
exclusiones.
Incluye dos
exclusiones.
Incluye una sola
exclusión u otras que
no corresponden.
INFRAORDINADAS
Determina
acertadamente el
criterio de
infraordinación y las
infraordinadas.
Menciona de manera
incompleta el criterio
de infraordinación y
las infraordinadas.
Menciona el criterio de
infraordinación o
algunas de las
infraordinadas o
viceversa.
ESQUEMA El esquema es
ordenado y preciso.
El esquema es
medianamente
ordenado y preciso.
El esquema no es
ordenado ni preciso.
101
(b) RÚBRICA PARA VALORAR EL TEXTO CONCEPTUAL
DIMENSIÓN DA DM DB
CONCEPTO
CENTRAL
Menciona el concepto
central en el primer
párrafo.
El concepto central se
menciona pero no en el
primer párrafo.
No menciona el concepto
central en el primer
párrafo.
SUPRAORDINADA
Relaciona correctamente
la supraordinada con el
concepto central.
La supraordinada es una
clase superior del
concepto central, pero no
la inmediatamente
superior.
La supraordinada no es la
clase inmediatamente
superior del concepto
central y por lo tanto no se
relaciona correctamente
con el concepto central.
ISOORDINADAS
Relaciona de manera
coherente entre 6 y 8 de
las características
principales del concepto.
Relaciona de manera
coherente entre 4 y 6 de
las características
principales del concepto.
Menciona con poca
coherencia entre 1 y 3 de
las características
principales del concepto.
EXCLUSIONES
Menciona correctamente
en el texto tres
exclusiones.
Menciona correctamente
en el texto dos
exclusiones
Menciona en el texto sólo
una exclusión.
INFRAORDINADAS
Expresa acertadamente el
criterio de
infraordinación y las
infraordinadas.
Menciona de manera
incompleta el criterio de
infraordinación y las
infraordinadas.
Menciona en el texto sólo
el criterio de
infraordinación o algunas
de las infraordinadas o
viceversa.
CONECTORES
CONCEPTUALES
Usa correctamente los
conectores conceptuales a
lo largo del texto.
Usa algunos de los
conectores conceptuales
a lo largo del texto.
Usa muy pocos
conectores conceptuales a
lo largo del texto.
REDACCIÓN
No hay errores de
gramática, ortografía o
puntuación.
Casi no hay errores de
gramática, ortografía o
puntuación.
Hay muchos errores de
gramática, ortografía o
puntuación.
ORGANIZACIÓN
La información está muy
bien organizada con
párrafos bien redactados.
La información está
organizada, pero los
párrafos no están bien
redactados.
La información
proporcionada no está
organizada.
102
Anexo 5. Mentefacto conceptual para definir el concepto de interacción gravitacional.
103
Anexo 6. Texto conceptual para la interacción gravitacional
INTERACCIÓN GRAVITACIONAL
La interacción gravitacional es una acción recíproca entre dos cuerpos que tienen masa y
que pueden ser considerados como partículas. Por lo tanto es una interacción entre
partículas. Se diferencia de la interacción electromagnética en que ésta se ejerce entre
cargas eléctricas y también entre imanes, puede ser atractiva o repulsiva y es 1036 veces
más intensa que la gravitatoria; de la interacción nuclear fuerte se diferencia en que esta
es la responsable de mantener unidos a los protones y neutrones en el núcleo del átomo.
La interacción nuclear débil en cambio es la responsable de la desintegración de los
núcleos atómicos.
La interacción gravitacional fue explicada satisfactoriamente por Isaac Newton. De
acuerdo con su ley de interacción gravitacional, cualquier cuerpo que tenga masa atrae a
otro cuerpo con una fuerza a lo largo de la línea que los une, matemáticamente se
expresa como 𝐹 = 𝐺𝑚1𝑚2
𝑑2, donde F es la fuerza gravitacional, 𝑚1 𝑦 𝑚2 son las masas de
los cuerpos, d es la distancia que las separa y G es la constante gravitacional de
proporcionalidad (G =6.67x10-11 Nm2/kg2). Esto significa que La fuerza es directamente
proporcional al producto de las masas e inversamente proporcional al cuadrado de la
distancia que las separa. La fuerza gravitacional es solo atractiva y es la responsable de
fenómenos como la redondez de la tierra, las mareas y las trayectorias de loscuerpos
celestes, entre otros.
La interacción gravitacional es un campo vectorial para la mecánica
newtoniana;entendido este como la fuerza por unidad de masa que experimentará una
partícula situada ante la presencia de una distribución de masa.Mientras que para la
física relativista es una manifestación de la curvatura del espacio-tiempo. De acuerdo con
esta visión se mueve por una geodésica con aceleración.En otras palabras el espacio le
dice al cuerpo como moverse y el cuerpo le dice al espacio como curvarse.
104
Anexo 7. Formulario de síntesis y conclusiones.
SÍNTESIS Y CONCLUSIÓN
Es importante conocer tu opinión respecto del trabajo realizado para conceptualizar el
fenómeno físico conocido como interacción gravitacional, y en general sobre el proceso de
conceptualización. Tu opinión sincera nos permitirá mejorar la calidad de la actividad.
Marca con una X la casilla que corresponda a la valoración que le asignes a cada
comentario.
Comentario
Excelente/
Muy Útil
Muy
Bueno(a)/Útil
Bueno(a)/
Suficiente
Regular/
Poco
útil
Malo(a)/
Nada útil
5 4 3 2 1
El material presentado en esta actividad me
pareció…
La actividad realizada fue…
El conocimiento adquirido fue…
La estrategia de conceptualización me
pareció…
La comprensión del vocabulario técnico
fue…
La secuencia de presentación de las
actividades fue…
Recomendaría este curso a otros estudiantes
por considerarlo…
El uso de esta estrategia para la enseñanza
de los conceptos físico es…
OBSERVACIONES
GENERALES:_______________________________________________________________
_________________________________________________________________________
![[PPT]Diapositiva 1 · Web viewsignificativo problémica axiológico Enseñanza Pedagogía comprensión conceptual Cognitivas Cognitivo-afectivas Saberes e instrumentos mentales Competencias](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/5ba1a29409d3f26b6b8cbd5e/pptdiapositiva-1-web-viewsignificativo-problemica-axiologico-ensenanza.jpg)
