CIINDET CIINDET2008 2008 Congreso Internacional en Innovación 6º 6º Congreso Internacional sobre InnovaciónyyDesarrollo DesarrolloTecnológico, Tecnológico, 88alal10 de octubre de 2008, Cuernavaca, 10 de octubre de 2008, Cuernavaca,Morelos., Morelos., México. México.
Enseñanza-aprendizaje del electromagnetismo: una propuesta constructivista innovadora con base en el uso de analogías A Lara-Barragán Gómez1, M.E. Rodríguez Pérez2, G. Cerpa Cortés y H. Núñez Trejo3
Resumen: Se presenta una propuesta de innovación curricular para el proceso de enseñanza-aprendizaje del electromagnetismo en el nivel superior. La propuesta se fundamenta en diversas teorías de aprendizaje, en resultados relacionados con la neurociencia y en el recurso pedagógico constructivista de la analogía. Con ello se rompen los esquemas tradicionales de enseñanza, en los que se presenta primero toda la parte de electricidad y en seguida la parte de magnetismo. Nuestra propuesta ha dado lugar al desarrollo de nuevos recursos didácticos. La propuesta se ha implementado de manera experimental en grupos de cuarto semestre del Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías (CUCEI) de la Universidad de Guadalajara (UdeG) con resultados satisfactorios en cuanto al aprovechamiento de los estudiantes. Se describen la metodología experimental empleada, los resultados de evaluación estadística y la prueba de diagnóstico empleada para evaluar el curso.
Introducción Una de las probables causas de la legendaria dificultad de la física dentro de los planes de estudio en todos los niveles de enseñanza –en el nivel superior en los cursos introductorios– radica en lo que llamaremos fragmentación conceptual. Esta consiste en la ausencia de factores didácticos que enfaticen la realidad conceptual de la ciencia física: una red interconectada de conceptos y estructuras algebraicas semejantes aun en diferentes contextos. Tal fragmentación se propicia por la forma de utilizar libros de texto que presentan, a lo largo de tres o cuatro decenas de capítulos, los temas que han de estudiarse. El problema didáctico es que tales temas se presentan sin encontrar la aplicación de los primeros en los subsiguientes y, como resultado, es frecuente que una vez “pasado” un tema o capítulo, éste se olvide completamente y se proceda a “estudiar” el siguiente con poca o ninguna referencia al anterior [1-2]. Esta es una manifestación de la fragmentación conceptual. Desde una óptica puramente pedagógica, una forma de contrarrestar la fragmentación conceptual es por medio del uso de la analogía [3]. Este recurso didáctico permite que los estudiantes construyan por si mismos conceptos físicos utilizando como base conceptos ya aprendidos que tengan la misma base conceptual y una estructura matemática semejante [4-5]. La hipótesis que se sugiere en este documento es que si se evitara la fragmentación conceptual, se lograrían más y mejores aprendizajes y se obtendría una visión de la física más acorde con su realidad epistemológica. En la sección siguiente se presentan brevemente los fundamentos teóricos del método de enseñanza basado en analogías y, posteriormente, se
Palabras clave: Enseñanza, electromagnetismo, constructivismo, analogías _______________________________________ 1
Antonio Lara Barragán Gómez, Escuela de Ingeniería Industrial, Universidad Panamericana campus Guadalajara, Guadalajara, Jal., México,
[email protected] 2 María Elena Rodríguez Pérez, Centro de Estudios e Investigaciones en Comportamiento de la Universidad de Guadalajara, Guadalajara, Jal., México,
[email protected] 3 Guillermo Cerpa Cortés y Héctor Núñez Trejo, Departamento de Física, Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías de la Universidad de Guadalajara, Guadalajara, Jal., México,
[email protected],
[email protected] .
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Fundamentos teóricos El fundamento central de nuestro modelo de enseñanza-aprendizaje se encuentra en diversos conceptos derivados de modelos constructivistas, tanto como de resultados experimentales en el área de la neurociencia. Sin embargo, han de reconocerse ciertos rasgos fundamentales tomados del conductismo que de ninguna manera son incompatibles con el constructivismo como se piensa con frecuencia [6-7]. En esta sección se presenta, en primer término, la concepción de aprendizaje que orienta el modelo didáctico y, en seguida, el método constructivista sobre el que se elabora el modelo para, posteriormente, mencionar los aspectos teóricos relacionados con el uso de las analogías en la enseñanza de la física. El Aprendizaje Definir el aprendizaje puede resultar una tarea digna de un Hércules moderno. Como muchos otros conceptos, pueden existir tantas formas de entenderse como teóricos e investigadores del tema. La propuesta parte de algunos hechos relacionados con hallazgos neurocientíficos realizados con todo rigor científico a partir de la década de los 90‟s del siglo pasado [8]. Nuestra concepción de aprendizaje parte de la premisa de que el cerebro es el órgano del aprendizaje, así como los ojos son los órganos de la vista y la piel el órgano del tacto. Esta premisa reduce en gran manera, la complejidad inherente a otro tipo de definición del aprendizaje. En este contexto el aprendizaje es un proceso que induce un cambio relativamente permanente de estructura bioquímicas especializadas en la membrana neuronal. En otras palabras, decimos que una persona ha aprendido algo, cuando se ha realizado un cambio estructural (anatómico y fisiológico) en estructuras especializadas a nivel de sinapsis. Tal definición es aparentemente simple en su redacción; sin embargo, como los conceptos avanzados en física, encierra una carga conceptual
enorme. En esencia, se habla de un cambio en la estructura de la membrana neuronal, lo que trae como consecuencia una modificación anatómica del cerebro. Cuando esto ocurre, tal cambio provoca, a su vez, un cambio observable en la conducta de la persona que aprende, por lo que el reto educativo se traduce en encontrar las maneras más eficientes para lograr la producción de tales cambios. Esto implica conocer, con cierto grado de profundidad, el funcionamiento del cerebro. Por ejemplo, un alumno de secundaria pudo haber aprendido, por experiencia cotidiana, que la unidad de medida del peso es el “kilo”, simbolizado por Kg. Su conducta observable con respecto a este conocimiento es que al verbalizar y escribir el peso de un objeto utiliza expresiones como: “este envase pesa dos kilos” y escribir su peso como 2 Kg. Sin embargo, al acceder a un nivel superior de estudios, puede aprender que el peso y la masa son conceptos diferentes, y que la unidad de masa es el kilogramo, cuyo símbolo es kg. Si aprendió realmente todo eso, su conducta cambiará para utilizar la expresión más precisa: “la masa de este envase es de dos kilogramos” y lo escribirá como 2 kg, aun después de un periodo de tiempo largo. En el caso de que persistiera la conducta inicial, se concluye que no se ha dado un aprendizaje en el sentido en que aquí se entiende. Uno de los aspectos fundamentales que se consideran en el modelo es que el proceso de aprendizaje está mediado por factores emocionales, cuyo control se encuentra en regiones especializadas del cerebro, y por la acción conjunta del cerebro actuando como un todo organizado [9-10]. Esto significa, por un lado, que el papel emocional es imprescindible y, por otro, que la visión del cerebro como un órgano en el que los hemisferios derecho e izquierdo controlan aspectos diferentes (uno es el del razonamiento matemático y el otro el de las expresiones artísticas, según creencias muy difundidas) es completamente errónea [11-12]. A veces se utiliza la metáfora del cerebro como un procesador en paralelo para entender su funcionamiento de forma más acorde con la realidad.
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Finalmente, el proceso de aprendizaje requiere de dos elementos: uno de transmisión de conocimientos y otro de construcción de conocimientos. El papel de la memorización ha sido vilipendiado e incluso satanizado por corrientes “innovadoras” del proceso enseñanzaaprendizaje. Un paradigma que ejemplifica esta situación es la llamada Didáctica Crítica. En nuestro contexto, transmisión del conocimiento se refiere al tipo de práctica catalogada como “tradicional”; esto es, lo que se realiza en el aula cuando el profesor toma el rol de conferencista y solamente transmite información a sus alumnos y alumnas. Generalmente se espera que la información de este tipo se memorice. En el proceso de aprendizaje, la transmisión del conocimiento representa una estrategia didáctica ya que sin una base mínima de conocimientos almacenados en la memoria, la comprensión, como proceso intelectual genérico, no es posible. Esto es, el razonamiento no puede darse en el vacío intelectual. Ha de reconocerse, por tanto, que no puede darse verdadero aprendizaje si no existe una componente de transmisión del conocimiento en ese sentido. Porque, ¿cómo lograr un tipo de aprendizaje histórico –por ejemplo, el descubrimiento del electrón– si no es a través de transmisión? Un conocimiento así no puede construirse porque el nombre de J.J. Thomson debe conocerse de antemano por transmisión. Además, la transmisión no solamente se refiere a la historia del pensamiento científico. Existen conceptos siempre nuevos, para los cuales los estudiantes no traen ideas previas, como por ejemplo, la noción de campo, o una gran cantidad de conceptos de física cuántica. Por consiguiente, como la transmisión del conocimiento es un elemento constitutivo del paradigma conductista, el proceso de enseñanza-aprendizaje no puede ignorar, en ningún momento, al conductismo. Por su parte, el elemento de construcción del conocimiento es la otra cara de la moneda que representa al aprendizaje. La participación activa del estudiante en su proceso de aprender es definitiva, lo cual se discute en la siguiente subsección. En particular ha de considerarse que
la teoría del desarrollo intelectual de Piaget como precursora y fundamento del método constructivista, es la única –no relacionada directamente con el conductismo- que cuenta con el respaldo de evidencias neurocientíficas. Ambos elementos, conductismo y constructivismo, conforman una mancuerna indisoluble, esencial para el proceso de aprendizaje, con lo que el reto educativo consiste en desarrollar las maneras más eficientes de inducir los cambios en la estructura cerebral del aprendiz. El Método Constructivista El método constructivista se obtiene de la reflexión sobre cómo es que la persona aprende o, en otras palabras, cómo es que construye el conocimiento, particularmente el conocimiento científico, y cómo pasa de un estado inicial de conocimiento a otro estado final de conocimiento. En este proceso, el papel desempeñado por el estudiante es fundamental, dado que es él quien aprende por construcción del conocimiento. Es importante reiterar que el conocimiento es construido por el estudiante, por lo que no puede considerarse como una copia de su entorno. De aquí surge el llamado paradigma constructivista para el que se infieren las siguientes características [13-14]: 1. Se centra en el alumno, esto es, en el sujeto que aprende. 2. El conocimiento no es una copia de los objetos con los que interacciona, sino una construcción propia. 3. El punto de partida para la construcción del conocimiento son los conocimientos previos (el estado inicial del conocimiento). 4. En un primer acercamiento, el aprendizaje se logra cuando se produce un conflicto entre lo que el estudiante sabe con lo que debería saber; esto es, entre sus conocimientos previos y los hechos actuales que concuerdan con una realidad conceptual. El paradigma constructivista sostiene que el aprendizaje no es simplemente el resultado de la
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enseñanza, sino de lo que el alumno hace con la información que se le presenta. Esto es, los estudiantes son aprendices activos que construyen su propio aprendizaje y no son –como esponjas– receptores pasivos de información. De esta manera, el constructivismo es un enfoque de la enseñanza y del aprendizaje basado en la premisa de que el aprendizaje es resultado de una construcción mental; en otras palabras, los estudiantes aprenden adaptando información nueva a información ya existente. El constructivismo asegura, también, que el aprendizaje se ve afectado por el contexto en el que se enseñan las ideas, así como por las creencias y actitudes de los estudiantes. Cuando nuestros estudiantes llegan a las aulas, en su estado inicial de conocimiento, lo hacen con una gran cantidad de ideas con las que generan sus propias explicaciones de sus experiencias con el mundo que los rodea –estas ideas previas o preexistentes se denominan preconceptos–. Los preconceptos son, generalmente, obtenidos de tres fuentes: la información que se les proporciona en los ciclos escolares anteriores, la recolectada por su interacción con amigos, familiares, medios de comunicación, etc., y las interpretaciones propias de cada uno de ellos. El problema para el profesor es que, con frecuencia, muchas de estas explicaciones están en franca oposición con las explicaciones reales, fundamentadas en la correcta interpretación de las leyes de la naturaleza, aceptadas por la comunidad internacional. Llamaremos es ese tipo de explicaciones errores conceptuales (EC). Los EC son un problema porque determinan, en gran medida –si no es que son el factor principal–, si los estudiantes aprenderán o no la información que se les presente. De acuerdo con el constructivismo, los preconceptos son los cimientos sobre los que se construyen los nuevos conocimientos, de manera que las nuevas concepciones se aprenderán y se retendrán sólo si se ajustan (o acomodan) a los preconceptos. Si éstos son EC, la nueva información no se ajustará y por consiguiente, no
se fusionará con la ya existente, lo que indica que no se dará un aprendizaje real. Cuando los estudiantes se enfrentan a una situación de aprendizaje, en la que se les presenta nueva información que difiere de su conocimiento o entendimiento previo, pueden reaccionar de cuatro maneras: borrando los preconceptos, modificando los preconceptos de manera que se adapten a la nueva información, modificando la nueva información de manera que se adapte a sus preconceptos o rechazando la nueva información. Veamos más de cerca cada una de estas situaciones. Borrar los preconceptos suena fácil, casi como apretar la tecla BORRAR de nuestra computadora, pero en la realidad es la opción más difícil de las cuatro. Lo que sabemos es parte de lo que somos; no podemos simplemente desaprender lo aprendido, y mientras mayores somos, tal proceso presenta mayor dificultad. Los adolescentes que llegan a las clases de ciencias por vez primera, están muy cómodos con sus preconceptos y simplemente decirles que éstos son erróneos o que la nueva información viene en el examen, no es motivo suficiente como para que se olviden de ellos. En muchas ocasiones parecería que algunos borran sus preconceptos para sustituirlos por la información nueva; pero lo que sucede en realidad es que ésta se encuentra reposando allí junto a, o encima de, los preconceptos y después del examen, simplemente se desvanece y se olvida. No se ajusta a lo que se sabe, por lo que no puede asimilarse. Lo anterior explica porque muchos estudiantes pasan los exámenes sin que haya ocurrido un aprendizaje real basado en el entendimiento. Durante años de práctica, han desarrollado estrategias para pasar los exámenes: son capaces de predecir las definiciones que se les preguntarán, han memorizado algoritmos en matemáticas y química, y pueden repetir al pie de la letra, cosas que el profesor ha dicho. Sin embargo, si se les formulan las preguntas adecuadas para descubrir la profundidad de la
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comprensión de los conceptos se podrá constatar lo poco que han entendido. En cualquiera de las disciplinas científicas no pude pedirse a los estudiantes que borren una imagen mental que para ellos tiene significado y que la han usado durante años, para sustituirla por otra que no es tan intuitivamente aceptable. Puede comprobarse que esta es una tarea prácticamente imposible, ya que para realizarla necesitarían deshacer una estructura mental de conocimiento que han utilizado para entender el mundo que les rodea. De las cuatro opciones mencionadas, ésta es la que el constructivismo rechaza de manera categórica. La segunda opción, modificar los preconceptos de manera que se ajusten a la nueva información es un poco menos difícil porque no requiere renunciar a los preconceptos. Es mejor que aceptar que estamos en un error, que es lo que realmente significa tener que borrar, por lo que esta opción salva el orgullo y la dignidad. Sin embargo, tampoco es una opción totalmente confiable, debido a que el esfuerzo mental que ha de realizarse para alterar los preconceptos es altamente demandante. La realidad es que una persona solo cambiará sus creencias cuando éstas ya no satisfagan sus necesidades y los estudiantes no ven relevancia ni aplicación del conocimiento científico para la vida diaria. Su única necesidad es pasar el examen y, como se discutió antes, eso sólo requiere un pequeño esfuerzo temporal. La tercera opción, modificar la nueva información para que se ajuste a los preconceptos, es lo que sucede con cierta frecuencia en el aula. Para que la nueva información se ajuste a los EC ya existentes, la información nueva se altera o se distorsiona a tal grado, que se convierte en otro EC. Sin embargo, este proceso también requiere de esfuerzo mental por lo que no es una de las opciones preferidas por los estudiantes. Por consiguiente, se dirigen a la siguiente opción, la más fácil de todas: rechazar la nueva información. Esta cuarta opción es la favorita. No requiere de esfuerzo mental ni reconstrucción del
conocimiento preexistente, de manera que los estudiantes salen de sus cursos más o menos complacidos con lo que siempre han sabido. Si se preocupan por sus calificaciones, les basta –es la experiencia común, aun vivida por muchos de nosotros mismos– atiborrarse de definiciones y fórmulas la noche anterior al examen y en ocasiones pueden obtener la calificación máxima, sin haber logrado aprendizaje real alguno. Lo que en constructivismo se quiere decir, es que la cantidad y la calidad del aprendizaje que se pueda lograr en el aula están determinadas, en gran medida, por los preconceptos de los estudiantes. A veces, el profesor se siente frustrado y enojado porque a pesar de todo el esfuerzo empeñado por explicar un concepto de muchas maneras, a veces utilizando analogías reales y el lenguaje más elemental, los estudiantes no aprenden lo que se les ha tratado de enseñar. El hecho real es que, en gran medida, los preconceptos han actuado como barreras para el aprendizaje. ¿Qué se puede hacer, entonces, para lograr aprendizajes? Es menester comenzar siempre un tema, unidad o ciclo, por la identificación de preconceptos. Pero no basta con sólo conocerlos y hacer una lista exhaustiva de ellos para después olvidarlos y continuar con una clase de exposición en la que se compara la nueva información –la “correcta”– con sus EC. La clase constructivista es una clase activa en la que el estudiante es el principal actor y el profesor cambia su rol por el de facilitador del aprendizaje. Significa que el profesor o la profesora debe cambiar su manera de actuar, sus actitudes y sus métodos. En seguida el conflicto es necesario. Se requiere presentar información que, por sí misma cause conflicto con los EC o, por la manera y ejemplos a utilizar, se provoque el conflicto. La idea es forzar a los estudiantes a comparar sus preconceptos con la nueva información, para empujarlos a que reconstruyan su conocimiento o rechacen la nueva información, debido a que sólo construirán conocimientos nuevos cuando sus
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preconceptos dejen de funcionar como explicaciones fehacientes del mundo que los rodea. Para lograrlo, la nueva información ha de presentarse de manera que sea relevante o significativa, ya que de otra manera no la necesitan. La confrontación con información nueva de manera activa, esto es, por medio de una actividad, demostración o experimento de cátedra, a veces es un recurso efectivo; además de ello, discusiones en grupos pequeños en los que la presencia del profesor como facilitador, es muy importante. La clase toma, en estas condiciones, la forma de foro en el que los estudiantes discuten y confrontan sus preconceptos. Por supuesto que esta metodología no es de utilizarse cada clase; la frecuencia dependerá de cada circunstancia particular. El constructivismo no es una receta infalible que ha de seguirse estricta y rigurosamente, sino una serie de sugerencias y algunas reglas para aplicarse en los momentos que dicte cada situación particular. La sensibilidad y experiencia de cada formador o formadora juegan un papel esencial. El papel de facilitador requiere el uso continuo del diálogo socrático, uno de los aspectos esenciales del quehacer científico [15]. Los científicos, al discutir (a veces consigo mismos) sobre las explicaciones de algún fenómeno lo realizan cotidianamente. A través de su aplicación, buscan las posibles consecuencias de sus explicaciones con el fin de construir lo que tiene sentido (significado) lógico y se ajuste a los datos y evidencias disponibles. Esta forma de proceder ha de cultivarse en los estudiantes. Facilitar el aprendizaje para superar EC es, indudablemente, una tarea que requiere mayor esfuerzo que simplemente exponer, definir, dar una fórmula, resolver una serie de problemas y repetir este ciclo indefinidamente a lo largo de todo el curso. Puede pensarse que facilitar el aprendizaje es una labor que consume demasiado tiempo y distrae de otras actividades, lo que impide cubrir todo el contenido del programa. Sin embargo, la reflexión final es que si las clases no se encaminan a la construcción de conceptos y su correcta comprensión, entonces es muy probable
que las otras actividades “más importantes” de la enseñanza sean una total pérdida de tiempo. Una Didáctica de Unificación La práctica de la ciencia consiste, en buena medida, en la construcción de modelos, los cuales se entienden como la representación mental de una idea, un objeto, un evento, un proceso o un sistema [16]; por ejemplo, un modelo histórico bien conocido es el modelo planetario de átomo de hidrógeno de Bohr-Rutherford. Este rol fundamental de los modelos en la ciencia es justificación suficiente para su utilización en la enseñanza de las ciencias. Por su parte, la analogía, puede definirse de varias maneras. Por su etimología (ana reiteración ó comparación- y logos razón) es una comparación de dos o más entes, a través de la razón, en la que se señalan sus características generales y particulares, y establecer sus relaciones con base en semejanzas y diferencias. Ogborn y colaboradores [17] han definido una analogía como una manera de retrabajar el conocimiento, y también argumentan que las analogías se encuentran ocultas de manera que hasta se han convertido en parte del sujeto mismo, como es el caso de la luz y el sonido como fenómenos ondulatorios. Por su parte, Heywood [18] sugiere que el uso de analogías en el proceso enseñanza-aprendizaje ayuda a que los estudiantes adquieran una mejor comprensión de conceptos abstractos al utilizarse casos más concretos. Además, Heywood argumenta que el beneficio real del uso de las analogías es que el estudiante puede engancharse y comprometerse con su propio proceso de aprendizaje, debido a que el desarrollo de explicaciones significativas puede considerarse como la meta fundamental tanto del trabajo científico, como del proceso de aprendizaje de la ciencia. En otro orden, la analogía se entiende como un “dispositivo didáctico” para facilitar el aprendizaje de conceptos abstractos, los cuales utilizan conceptos y situaciones “con un claro referente en la estructura cognitiva de los alumnos” [19]. En cualquier caso, la analogía es básicamente una comparación que se hace entre
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ideas o cosas diferentes, de manera que puede considerarse como una categoría de modelo, ya que tal comparación se hace entre dos cosas que presentan semejanzas [20]. Los científicos usan las analogías para explicar conceptos abstractos, tanto como para desarrollar sus propios modelos mentales. Para utilizar la analogía como recurso didáctico en la elaboración de un esquema de unificación conceptual, ha de partirse del hecho de que el alumno tiene conocimientos del tema que se va a utilizar como estructura análoga básica (tema fuente), pero poco o muy poco sobre el tema que va a introducirse (tema objeto). La construcción del concepto objeto se logra, entonces, por un proceso de relacionar los rasgos característicos del concepto objeto que se ajustan a los del concepto fuente. El método consta de cuatro pasos: 1. Presentación del concepto objeto, 2. Establecimiento de los rasgos característicos del concepto fuente, 3. Discernimiento de los rasgos característicos del concepto objeto, y 4. Construcción del concepto objeto.
Un Resultado de la Aplicación del Método El método propuesto se evaluó en el curso de electromagnetismo que se imparte en el Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías de la Universidad de Guadalajara. A continuación, se describe la metodología de tipo cuantitativa que se empleó y un análisis cualitativo basado en la observación. Metodología cuantitativa Se consideraron seis grupos de electromagnetismo, tres grupos experimentales y tres grupos controles (ver tabla 1). En un grupo control, se utilizó una programación didáctica lineal que revisara conceptos de electricidad y luego temas de magnetismo sin utilización de la analogía (programa tradicional). Es decir, la manera en que se enseña tradicionalmente el curso de electromagnetismo está compuesta por tres partes. En la primera, se presentan los temas relacionados con electricidad, comenzando por la
ley de Coulomb y terminando en diferencia de potencial y capacitancia. En la segunda, se comienza con una postulación del campo magnético, la ley de Biot-Savart y se termina con el tema de ley de Faraday e inductancia. El tema de circuitos (leyes de Kirchhoff) generalmente se ve en la primera parte o en una forma alternativa, como la tercera componente del curso. Esta estructura general, es la misma que tienen los libros de texto tradicionales. En un grupo experimental, se utilizó una programación didáctica con una secuencia temática que favoreciera el uso de analogías entre electricidad y magnetismo. Así, la propuesta consiste en presentar los mismos temas de un curso tradicional, pero de tal manera que se alterne un tema de electricidad con uno de magnetismo. La secuencia utilizada fue: 1. Interacción eléctrica: carga, ley de Coulomb y campo eléctrico; procesos de electrización 2. Interacción magnética: conductores, corriente y fuerza entre alambres portadores de corriente; campo magnético. 3. Ley de Gauss; distribuciones continuas de carga 4. Ley de Ampére; densidad de corriente 5. La ley de Ohm; capacitancia 6. La ley de Faraday; inductancia 7. Circuitos. Reglas de Kirchhoff; circuitos LC y RLC Los programas de los grupos experimentales y controles fueron equivalentes con respecto a los temas tratados. Dado que los grupos experimentales y controles se eligieron de acuerdo a la disposición del profesor, la presente investigación es del tipo quasi-experimental. El impacto del modelo innovador se evaluó por medio de la aplicación de una prueba de conocimiento conceptual de electricidad y magnetismo al inicio y final del curso. Este instrumento fue desarrollado y validado por Maloney, O´Kuma, Hieggelke y Van Heuvelen [21]. Los resultados de estas pruebas no se tomaron en cuenta en las calificaciones del curso.
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CIINDET 2008 2008 CIINDET 6º 6º Congreso Internacional sobre InnovaciónyyDesarrollo DesarrolloTecnológico, Tecnológico, Congreso Internacional en Innovación 8 al 10 de octubre de 2008, Cuernavaca, Morelos., México. 8 al 10 de octubre de 2008, Cuernavaca, Morelos., México.
Figura 1. Porcentaje de estudiantes que acertaron en... 100 90 80 70 postprueba
Resultados cuantitativos Los resultados se han organizado de dos maneras diferentes. En una se toman en cuenta los aciertos totales de los estudiantes durante la prueba conceptual y en otra se analizan el porcentaje de estudiantes que contestaron correctamente a cada reactivo de la prueba. La figura 1 muestra el porcentaje de alumnos que acertaron en cada una de las preguntas de la prueba de conocimiento conceptual de electricidad y magnetismo. En el eje horizontal está el dato para la preprueba y en eje horizontal se ha graficado el porcentaje de estudiantes que acertaron en dicho reactivo durante la posprueba. Se incluyen las líneas de tendencia para cada grupo, control y experimental. Como se puede observar de las inclinaciones de dichas líneas, hubo una ligera mejoría en el desempeño de los estudiantes de los grupos experimentales en comparación con los del grupo control. Dado que la prueba conceptual evalúa de manera equilibrada tanto la comprensión de las ideas del electromagnetismo como ciertas habilidades numéricas asociadas a ella [21]. Esta mejoría sugiere que el rediseño del programa de la asignatura sí promueve el establecimiento de analogías entre electricidad y magnetismo. Los datos también fueron organizados considerando el porcentaje de aciertos de cada estudiante en la prueba conceptual. Los promedios y desviaciones estándar se muestran en la figura 2. Para el grupo control, el promedio prácticamente no incrementó mientras que el grupo experimental aumentó de 20% de aciertos a 32%. Se realizaron pruebas t-student para determinar si estas diferencias entre los grupos son significativas. Al comparar los aciertos en la preprueba de ambos grupos, no se encontraron diferencias lo cual sugiere que el conocimiento inicial de los alumnos fue similar. Sin embargo, sí se encontraron diferencias significativas para el desempeño durante la postprueba (t=5.0, p
