CONCEPCIÓN DIDÁCTICA DEL EMPLEO DE SOFTWARE …
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UNIVERSIDAD CENTRAL “MARTA ABREU” DE LAS VILLAS Centro de Estudios de Educación Superior “Gaspar Jorge García Galló” FACULTAD EDUCACIÓN MEDIA DEPARTAMENTO CIENCIAS EXACTAS CONCEPCIÓN DIDÁCTICA DEL EMPLEO DE SOFTWARE SIMULADORES EN LA SOLUCIÓN DE TAREAS DE FÍSICA EN LA FORMACIÓN INICIAL DE PROFESORES DE FÍSICA Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Pedagógicas M.Sc. Osmani Candelario Dorta. P.A. Santa Clara. 2020
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UNIVERSIDAD CENTRAL “MARTA ABREU” DE LAS VILLAS
Centro de Estudios de Educación Superior “Gaspar Jorge García Galló”
FACULTAD EDUCACIÓN MEDIA
DEPARTAMENTO CIENCIAS EXACTAS
CONCEPCIÓN DIDÁCTICA DEL EMPLEO DE SOFTWARE SIMULADORES
EN LA SOLUCIÓN DE TAREAS DE FÍSICA EN LA FORMACIÓN INICIAL DE
PROFESORES DE FÍSICA
Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias
Pedagógicas
M.Sc. Osmani Candelario Dorta. P.A.
Santa Clara. 2020
UNIVERSIDAD CENTRAL “MARTA ABREU” DE LAS VILLAS
Centro de Estudios de Educación Superior “Gaspar Jorge García Galló”
FACULTAD EDUCACIÓN MEDIA
DEPARTAMENTO CIENCIAS EXACTAS
CONCEPCIÓN DIDÁCTICA DEL EMPLEO DE SOFTWARE SIMULADORES
EN LA CONCEPCIÓN DE TAREAS DE FÍSICA EN LA FORMACIÓN INICIAL
DE PROFESORES DE FÍSICA
Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias
Pedagógicas
Autor
M.Sc. Osmani Candelario Dorta. P.A.
Tutores
Dr.C. Héctor Ramón Rivero Pérez. P.T.
Dr.C. Jorge Luis Contrera Vidal. P.T.
Santa Clara. 2020
Agradecimientos
Agradezco a Dios sobre todas las cosas, por su provisión y bendición, por sustentarme en cada momento
de mi vida.
A mi amada esposa por su apoyo incondicional.
A mis dos preciosas y amadas nietas por sacarme de quicio y darme tantas alegrías
A mis padres y hermanos, a toda mi familia y amigos, por motivarme a dar un paso más.
Agradezco a mis tutores y amigos, los doctores Héctor Rivero y Jorge Luis Contreras, por todo el esfuerzo
y el tiempo y por todo lo que aprendí gracias a su ayuda.
Especialmente quiero agradecer al doctor José Manuel Perdomo (nenito) por la exhaustividad en los
señalamientos y por sus consejos y orientación.
Agradezco a la doctora Rosalina Torres, compañera y amiga, por dedicarme su paciencia, tiempo y
sabiduría.
No puedo dejar de agradecer a la doctora Marilyn González Barreto, compañera y amiga, por sus
acertados señalamientos y por su orientación.
Agradezco a los que me dijeron que no, porque por ellos me esforcé para hacerlo yo mismo.
SÍNTESIS
En el presente trabajo investigativo se presenta una concepción didáctica del empleo de
software simuladores en la solución de tareas de Física, dirigida a la formación inicial de
profesores de esa asignatura. Se toma como punto de partida en esta investigación, por una
parte, las carencias que presentan los estudiantes en la solución de tareas de Física, lo que
resulta una contradicción entre las aspiraciones y la realidad de esa situación, y por otra parte
se toma en consideración la presencia de un currículo propio dirigido al empleo de software
en la solución de tareas de Física. La combinación de estos elementos permitió realizar una
sistematización teórica y práctica de las experiencias obtenidas con el empleo de software
simuladores en la solución de tareas de Física, en la formación inicial de profesores de esta
asignatura, resultado de lo cual emergió una concepción didáctica, producto de los cambios
manifestados en el comportamiento, dimensiones y relaciones, entre los componentes del
proceso de enseñanza-aprendizaje (PEA), lo que conllevó a replantearse el tratamiento
didáctico de la solución de tareas de Física en la formación inicial de profesores de esta
asignatura. Durante la investigación se utilizaron métodos de recopilación de información
(observación, triangulación de fuentes de datos, entrevista grupal, consulta a expertos) y de
procesamiento de la información recopilada (histórico-lógico, analítico-sintético, modelación,
inductivo-deductivo, sistematización) además de la estadística descriptiva, en la formación
inicial de profesores de esta asignatura, de la cual emerge la concepción didáctica propuesta.
La concepción didáctica como resultado de esta investigación fue evaluada por un grupo de
expertos que consideraron válida y pertinente su implementación en la práctica pedagógica.
1
Índice pág INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................. 1
CAPÍTULO 1: FUNDAMENTOS TEÓRICOS DEL EMPLEO DE SOFTWARE
SIMULADORES EN LA SOLUCIÓN DE TAREAS DE FÍSICA EN EL PROCESO DE
FORMACIÓN INICIAL DE PROFESORES DE FÍSICA ........................................................... 14
1.1 Los medios de enseñanza-aprendizaje: conceptos y clasificación.............................. 14
Clasificación de los medios de enseñanza-aprendizaje ................................................... 17
Concepto y clasificación de los software educativos ........................................................ 19
1.2. Los software simuladores en el contexto educativo ...................................................... 21
La simulación: conceptos ...................................................................................................... 25
1.3. El empleo de software simuladores en la solución de tareas de Física. ................... 28
El software simulador y la modelación en la solución de tareas de Física ................... 28
El software simulador y la perspectivación en la solución de tareas de Física. ........... 38
1.3. Los software simuladores en la solución de tareas experimentales de Física ......... 40
1.4. El software simulador en el control y valoración del proceso y del resultado ........... 46
CAPÍTULO 2. SISTEMATIZACIÓN DEL EMPLEO DE SOFTWARE SIMULADORES EN LA
SOLUCIÓN DE TAREAS DE FÍSICA EN LA FORMACIÓN INCIAL DE PROFESORES DE
FÍSICA. ............................................................................................................................................. 48
2.1. La sistematización de experiencias como método de investigación .......................... 48
2.1.1. Diseño de la sistematización de experiencias en el empleo de software
simuladores en la solución de tareas de Física en la formación inicial de profesores de
Física ........................................................................................................................................ 49
2.2. Etapas de la sistematización ............................................................................................ 50
Primera etapa: El software simulador Física Interactiva (IP) en la modelación de las
tareas de Física ...................................................................................................................... 51
Segunda etapa: Física Interactiva en la ejecución de la vía de solución de las tareas de
Física. ....................................................................................................................................... 60
CAPÍTULO 3. CONCEPCIÓN DIDÁCTICA DEL EMPLEO DE SOFTWARE SIMULADORES
EN LA SOLUCIÓN DE TAREAS DE FÍSICA, EN LA FORMACIÓN INICIAL DE
PROFESORES DE FÍSICA .......................................................................................................... 70
3.1 La concepción como resultado científico ......................................................................... 70
3.2. La concepción didáctica del empleo de software simuladores en la solución de tareas
de Física....................................................................................................................................... 72
Las categorías y conceptos de la concepción didáctica propuesta ................................... 83
Exigencias de la concepción didáctica propuesta ................................................................. 85
2
3.3. Estructura de la concepción didáctica: Las relaciones internas de sus componentes
....................................................................................................................................................... 87
3.5. La propuesta, expresada en tareas orientadas para ser solucionadas utilizando
software simuladores ................................................................................................................. 97
3.6 Evaluación por expertos, de la concepción didáctica propuesta ................................. 98
Conclusiones ............................................................................................................................... 105
Recomendaciones ..................................................................................................................... 106
Bibliografía
Anexos
1
INTRODUCCIÓN
El desarrollo científico tecnológico se ha constituido en uno de los factores más
influyentes de la sociedad contemporánea. Como muestra de este desarrollo, se
destacan las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC), que han
provocado profundos cambios en la sociedad, exigiendo así formar a los ciudadanos
en el conocimiento y la habilidad de explotar las tecnologías. Para ello es necesario
la inserción del individuo en un espacio social en el que se requieren nuevas
capacidades y destrezas para intervenir activamente haciendo uso de este tipo de
tecnología en función del desarrollo social, reflejado también en la formación y
consolidación de valores como pilares que sustentan la identidad humana en
armonía con la sociedad. (Importancia de los valores, 2018).
Los diferentes medios de cómputo como las computadoras, los teléfonos
inteligentes y las tabletas electrónicas, han sido, dentro de este desarrollo
tecnológico, de los elementos que más se ha acercado a la cotidianeidad, dadas
sus potencialidades. Han surgido componentes de software1 y hardware2 que
brindan muchas y nuevas posibilidades para el desarrollo social, trayendo consigo
la dependencia de la tecnología en numerosos y variados, sectores de la sociedad
moderna (Rodríguez, 2011).
Actualmente, en la segunda década del siglo XXI, en el mundo prima el empleo de
estos medios en integración armónica con los individuos y demás componentes de
la sociedad, para el desempeño de sus actividades domésticas y sociales, incluida,
así, la educación que juega un rol fundamental en su función social, al permitir la
preparación de los ciudadanos a través del proceso de socialización. Martí, Montero,
& Sánchez, (2018) consideran que los profesionales de la educación juegan un
papel fundamental en la referida función social, por ser los encargados
profesionalmente de desempeñar tal responsabilidad en sus contextos de actuación
profesional.
Pero para que en las instituciones educativas se puedan explotar los beneficios de
las TIC en el proceso de enseñanza-aprendizaje (PEA), es esencial que los
1 Conjunto de programas, instrucciones y reglas informáticas que permiten ejecutar tareas en un sistema informático
(RAE)
2 Parte física de un ordenador o sistema informático. (RAE)
2
profesionales de la educación sean capaces de utilizar estas herramientas de
manera que las conviertan en medios útiles y eficientes a través de los cuales se
beneficie el PEA para que el estudiante se apropie de manera activa de los
conocimientos, hábitos y habilidades, convirtiéndose en gestor de su aprendizaje.
Cuba realiza esfuerzos y destina recursos en esa dirección, en función del desarrollo
educativo y tecnológico, estableciendo las acciones fundamentales para la
construcción y consolidación de la sociedad de la información y del conocimiento
(Ministerio de Comunicaciones. Cuba. 2018). Denominada así porque en esta las
tecnologías que facilitan la creación, distribución y manipulación de la información,
juegan un destacado papel en la dinámica de las relaciones interpersonales y de los
procesos incorporados a los distintos ámbitos de la sociedad, donde el conocimiento
es un activo fundamental para el progreso y que centra sus esfuerzos en facilitar
que todas las personas puedan potenciarlo, difundirlo e intercambiarlo. ("Definición,"
2018).
Para el logro de estos objetivos Cuba desarrolló una política integral de
informatización de la sociedad. (Ministerio de Comunicaciones. Cuba. 2017).
Teniendo como base el establecimiento de esa Política se implementa el Programa:
Desarrollo de la Industria Cubana del Software, por medio del cual se elaboraron e
implementaron aplicaciones informáticas para propiciar de manera intensiva la
utilización de las TIC en el PEA, en todos los niveles de educación del país, incluida
la Educación Superior, la cual inicia una nueva etapa en el desarrollo en los planes
de Estudio. A partir del curso escolar 2016-2017 se implementa el plan de estudio
“E”, (MES, 2016).
Los objetivos generales del Modelo del Profesional, concebido en este Plan de
Estudio,, consideran el dominio de las tecnologías, formular y resolver problemas
relacionados con diferentes aspectos de la realidad económica, política y social,
donde se manifiesten las relaciones ciencia-tecnología-sociedad-ambiente,
utilizando contenidos de las ciencias, sobre la base de la aplicación de los procesos
del pensamiento, procedimientos y estrategias de trabajo y el aprovechamiento de
las TIC (MES, 2016).
Para ello, dentro de las Bases Conceptuales de este Plan de Estudio, se considera
lograr transformaciones cualitativas en el proceso de formación como consecuencia
3
de un amplio y generalizado empleo de las TIC, las cuales han de expresarse
fundamentalmente en la renovación de concepciones y prácticas pedagógicas que
implican reformular el papel del docente y desarrollar modelos de aprendizaje
distintos a los tradicionales. En este sentido se debe prestar especial atención al
uso de las tecnologías de la información y las comunicaciones. (MES, 2016)
Este Modelo del Profesional considera que la cultura tecnológica es parte de la
cultura general e integral para favorecer el PEA en cada una de las actividades y
debe estar utilizada en este proceso, atendiendo a las posibilidades que ofrezca la
lógica del mismo. El mismo incluye al proceso de formación inicial de profesores, el
que se desarrolla en las universidades del país, el cual se realiza sobre la base de
una concepción pedagógica.
En el proceso de formación inicial de profesores de Física, en este Plan de Estudio,
el empleo de las TIC ocupa un importante papel (MES, 2016); destacándose, en la
sede “Félix Varela Morales” de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas,
y en otras universidades del país (Anexo 1) su proyección para utilizar software
simuladores dentro del PEA de la Física, debido a las dificultades que presentan los
profesores en formación3para solucionar tareas de Física, y las posibilidades que
brinda este tipo de software como herramienta para mejorar la comprensión y el
aprendizaje de temas complejos en algunas materias, especialmente matemática,
física, estadística y ciencias naturales. (Amadeu, 2013)
Adquiere, así, carácter curricular, dentro del currículo propio de la carrera concebido
en ese Plan de Estudio, en su Base Conceptual 3 “Lograr una efectiva flexibilidad
curricular” que permita la actualización permanente del plan de estudio de la carrera
y su adaptación a las necesidades del país, del territorio, al desarrollo del claustro y
a los intereses de los estudiantes (MES, 2016), para lograr satisfacer las
necesidades existentes en las diferentes universidades del país relacionadas con el
empleo de las tecnologías en función de la solución de tareas de Física. Por esta
razón en varias las universidades del país se elaboran programas de estudio con
este propósito. (Anexo 1)
3En lo adelante se les nombrará estudiantes
4
Los software4 que más se han empleado en este sentido son los software
simuladores, o de simulación5, considerados, de acuerdo con el criterio de
Himmelblau, (1979), como aquellos programas informáticos diseñados para
representar fenómenos a través de modelos, que permita analizar sus
características con mayor facilidad sin tener que desarrollar el fenómeno, con lo que
se ahorra tiempo y recursos.
Varios autores del contexto internacional han tratado el tema relacionado con el
empleo de software simuladores en el PEA de la Física (Arana & Segarra, 2017;
Arrieta, 2006; Ávila, Saracho, & Nieva, 2014; Belmonte & Rodríguez, 2014;
Bombelli, 2018; Candelario, 2017, 2018; Castiblanco & Vizcaíno, 2005; Cortez,
2017; Cuesta & Benavete, 2016; Chag & Chen, 2008; Chen, 2010; DST, 2005; E.
Alzugaray, Carreri, & Marino, 2016; Kofman, 2017; Loor, Chiquito, & Rodríguez,
2017;López, Veit, & Solano, 2016; Marchisio, Plano, Ronco, & Von, 2006; Martínez
& Romero, 2014; Paz, 2014; Pérez-Reyes, 2018; Prado, 2008; Ré, Arena,
&Giubergia, 2011; Rilova, 2019; Rodríguez, Mena, & Rubio, 2009; Santos, Otero, &
Fanaro, 2010; Utges, Fernández , & Jardón 2017; Velasco & Buteler, 2017; Zabala
& Velarde, 2009; Antueno, 2010;Norrie S, 1996; Rodríguez, 2010). También autores
cubanos han dirigido sus investigaciones en esta dirección (Ayala & González,
2005; Fernández, 2015). Otros han sistematizado experiencias y han elaborado
propuestas didácticas teniendo como base las TIC en el PEA (González; 2014;
Fierro, 2016; Bilbao 2017; Martínez, 2018)
Las regularidades más importantes que se pueden extraer de las obras citadas, y
que están relacionadas con la esencia del estudio que se ha hecho, se pueden
resumir en que:
Conciben la construcción de conocimiento, las ventajas y desventajas
en el campo de la didáctica, del empleo de software de simulación en Física
y en educación en general.
Destacan la importancia en la integración de las TIC en las aulas y el
estado del desarrollo de simuladores en software libre en el aprendizaje de
4Se utilizará en singular, aunque indique pluralidad (RAE) 5En lo adelante se les nombrará software simuladores
5
la Física. Tratan temas específicos de física, mediante la utilización de estos
recursos en la resolución de tareas, aunque sin declarar cómo hacerlo.
Analizan el impacto de software simuladores en la enseñanza de la
Física, a nivel de bachillerato, sus ventajas y sus desventajas. Incorporan de
manera experimental software simuladores al estudio de las Leyes de
Newton; relatan la experiencia del desarrollo y posterior aplicación de
software de simulaciones de Física en el ámbito universitario, particularmente
aplicaciones de óptica, cinemática y movimiento de satélites.
Analizan el uso de un software libre diseñado para simular los
fenómenos relacionados con lentes delgadas. Proponen un guion didáctico
a partir de la selección de simulaciones para el desarrollo del tema Trabajo,
Energía, su conservación y transformación.
Utilizan Física Interactiva desde la perspectiva del profesor, y exponen
una reflexión acerca del uso de determinados tipos de programas
informáticos en la enseñanza de la Física en el nivel bachiller.
Las propuestas didácticas analizadas en la literatura consultada, están
dirigidas principalmente a la formación inicial de profesores de Matemática,
al trabajo con la educación a distancia, a través de las aulas virtuales, y a la
solución de tareas en el PEA de la programación
La solución de tareas de Física en el ámbito internacional se caracteriza por el
tratamiento de elementos relacionados con el empleo de tecnología de solución, ya
sea a nivel de lápiz y papel o a través del empleo de software. Estos últimos tienen
una aplicación parcial, entendiéndose esto como su uso con un fin específico, ya
sea para graficar, para calcular, para obtener ecuaciones. Dentro de estos software
se encuentra IDES, TRACKER, Geogebra, que tienen grandes potencialidades, no
obstante tienen limitaciones en cuanto al establecimiento de los modelos físicos a
seguir para la solución de la tarea. Por otra parte, en textos avanzados de Física
(Resnick, Halliday, & Kenneth, 1999), se proponen tareas para solucionarlas
utilizando Física Interactiva (Anexo 2), pero no se señala cómo utilizar este software
simulador con tal fin.
6
En las reuniones de la Comisión Nacional de la Carrera de Licenciatura en
Educación Matemática-Física, en marzo de 2017, y de la Comisión Nacional de la
Carrera de Licenciatura en Educación. Física, en abril de 2019, efectuadas en la
sede “Félix Varela Morales” de la Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas, a
través del intercambio de experiencias con los miembros participantes, incluidos el
metodólogo provincial de Física de Villa Clara, y el presidente de la subcomisión
nacional de Física, se constatan carencias a nivel de país en el empleo de software
simuladores en la solución de tareas de Física, utilizando estos de manera empírica
a partir del empleo de tutoriales, que indican al estudiante los pasos para operar con
el mismo, sin que medie una intención didáctica ni metodológica, al respecto.
La solución de tareas de Física ha sido tratada por diferentes autores:
Propuestas basadas en formas empírico-espontáneas (ateóricas, acríticas,
puntuales, toman en cuenta la experiencia de determinados docentes, no tiene
un representante típico, se crea en la práctica escolar).
Propuestas basadas en las orientaciones metodológicas (ateóricas, pero
intentan organizar cierta gestión didáctica, no tienen un representante típico).
Propuestas con carácter interdisciplinario: se centra en las ideas y trabajos
de Polya (1986) que se generalizan para otras asignaturas. Proponen que la
consideración de heurísticos potencia a los alumnos para realizar esfuerzos
cognitivos en la búsqueda de la solución de tareas
Propuestas de tratamiento específico y diferenciado de las tareas (se centran
en la idea de introducir una metodología de solución de las tareas con los propios
alumnos) (Lompscher, Markova, & Davidov, 1987; Labarrere, 1987)
Propuestas centradas en la investigación de situaciones problemáticas
abiertas: persigue llevar a la docencia el método de solución por hipótesis –
acercamiento al método científico- como garantía para que se aprenda a
solucionar problemas. (Gil, Dumas,& Martínez, 1988)
Propuestas centradas en el sistema de tareas: tienen elementos que
muestran el acercamiento a un tratamiento didáctico en su intento de carácter
generalizador, sin embargo, el momento en que fueron concebidas no permitió
la concepción sistémica e integradora que caracteriza un modelo de esta
naturaleza (Bugaev, 1989; Barrios, 1996)
7
En cuanto a investigaciones precedentes relacionadas con la solución de tareas de
Física en la formación inicial de profesores de Física, se analizaron los trabajos de
Leyva (2002) y Rivero (2003). Leyva (2002), propone la estructura del método que,
como invariante del contenido, contribuya a la asimilación de la habilidad de solución
de tareas experimentales de Física por los estudiantes a nivel productivo. Este autor
aporta, entre otros, la estructura del método de solución de tareas experimentales
de Física acotada para los estudiantes de primer año de la formación de profesores
de Física y Electrónica.
Rivero (2003) propone un modelo para el tratamiento didáctico integral de las tareas
de Física y su solución. Este modelo aporta el contenido específico a los
componentes personalizados del PEA en el contexto de la solución de las tareas
teóricas de Física, asumiendo consecuentemente las leyes de la didáctica en este
espacio, que permiten el accionar, el funcionamiento, y el movimiento coherente y
sistémico, de los mismos.
A partir del análisis anterior y teniendo en cuenta la experiencia del autor de la
presente investigación en la enseñanza de la Física y en la enseñanza del trabajo
con software en la solución de tareas, se identifican como problemáticas en esta
investigación:
Dificultades en la solución de tareas la Física por parte de los estudiantes
Carencias de propuestas didácticas relacionadas con el empleo de software
simuladores en la solución de tareas de Física.
Ausencia del tratamiento del empleo de software simuladores, en
investigaciones sobre de la solución de tareas de Física en la formación inicial
de profesores de Física.
Empirismo en el empleo de software simuladores para solucionar tareas de
Física en la formación inicial de profesores de Física, lo que provoca que los
estudiantes se apropian de los mecanismos procedimentales de forma
acumulativa sin que haya una intención teórica al respecto.
En el estudio realizado no se constató una propuesta teórica acabada en el entorno
educacional cubano e internacional, dirigida a la implementación de software
8
simuladores para solucionar tareas de Física, en el proceso de formación inicial de
profesores de esa asignatura.
Teniendo en cuenta estos elementos, se pretende, en esta investigación, dar
solución al siguiente problema científico:
¿Cómo concebir didácticamente el empleo de software simuladores en el proceso
de enseñanza-aprendizaje de la Física en la formación Inicial de profesores de esta
asignatura?
Constituyendo el objeto de estudio:
El proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física en la formación inicial de
profesores de esta asignatura.
Y el campo de acción:
El empleo de software simuladores para solucionar tareas de Física en la formación
inicial de profesores de esta asignatura.
Constituyendo así su objetivo general:
Proponer la concepción didáctica del empleo de software simuladores en la solución
de tareas de Física, en la formación inicial de profesores de esta asignatura.
Para dar cumplimiento a este objetivo, se plantean las siguientes interrogantes
científicas:
1. ¿Qué referentes teóricos y metodológicos sustentan el empleo de
software simuladores en la solución de tareas de Física en el proceso de
formación inicial de profesores de esta asignatura?
2. ¿Cuál es el estado actual del empleo de software simuladores en la
solución de tareas de Física, en la formación inicial de profesores de esta
asignatura?
3. ¿Qué inferencias teórico-prácticas se pueden obtener a través de la
sistematización del empleo de software simuladores en la solución de tareas
de Física, en la formación inicial de profesores de esta asignatura?
4. ¿Cómo operan y se relacionan los componentes del proceso de
enseñanza-aprendizaje en la concepción didáctica del empleo de software
simuladores para la solución de tareas de Física, en la formación inicial de
profesores de esta asignatura?
9
5. ¿Cuál es la valoración de los expertos acerca de la concepción
didáctica para la utilización de los simuladores en la solución de tareas de
Física, en la formación inicial de profesores de esta asignatura?
Para dar respuestas a estas interrogantes se realizaron las siguientes tareas
científicas:
1. Determinación de los referentes teóricos y metodológicos que
sustentan el empleo de software simuladores en la solución de tareas de
Física el este proceso de formación inicial de profesores de esta asignatura.
2. Constatación del estado actual del empleo de software simuladores
en la solución de tareas de Física, en la formación inicial de profesores de
esta asignatura.
3. Sistematización teórica y práctica de las experiencias obtenidas con
el empleo de software simuladores en la solución de tareas de Física, en la
formación inicial de profesores de esta asignatura.
4. Concreción de la concepción didáctica del empleo de software
simuladores en la solución de tareas de Física, para la formación inicial de
profesores de esta asignatura.
5. Valoración de los expertos sobre la concepción didáctica para la
utilización de los simuladores en la solución de tareas de Física, en la
formación inicial de profesores de esta asignatura.
Para dar solución a estas tareas se utilizaron varios métodos de investigación
(Bermúdez & Rodríguez, 2016)
De recopilación de información:
La observación: En la percepción intencional, registro planificado y sistemático del
comportamiento del empleo de software simuladores en la solución de tareas de
Física en la formación inicial de profesores.
La triangulación de fuentes de datos: como técnica de la investigación para el
análisis de resultados obtenidos al interpretar la información de las diferentes
consultadas, relacionadas con el estado de la solución de tareas de Física, así como
con el empleo de software simuladores para solucionarlas, logrando de esta manera
la máxima ventaja teórica en la investigación.
10
La entrevista grupal: Para la recopilación de información mediante el diálogo directo
con los estudiantes, los profesores, jefes de colectivos de carrera, así como los
miembros de la Comisión Nacional de la Carrera Licenciatura en Educación. Física.
Se utilizó para recopilar información acerca del estado del empleo de software
simuladores en la solución de tareas de Física en la formación inicial de profesores
de Física.
Consulta a Expertos: Para recoger los criterios valorativos de expertos, relativos la
propuesta de concepción didáctica como resultado de esta investigación.
De procesamiento de la información recopilada
Histórico-lógico: Para el análisis de los antecedentes y evolución de la enseñanza
de la Física, la solución de tareas de Física y la utilización de los software
simuladores, en el proceso de formación inicial del profesores de Física. A través
de este método se analizó la evolución del método experimental en física a partir de
los experimentos de Galileo Galilei. Además, el mismo constituyó un método
fundamental para la sistematización del empleo de software simuladores en la
solución de tareas de Física, que dio lugar a la concepción didáctica que constituye
objetivo general de esta investigación.
Analítico sintético: Durante el estudio de la problemática entorno al empleo de
software simuladores para solucionar tareas de Física en la formación inicial del
profesor de Física. Para la comprensión y profundización en aspectos relacionados
con ese fenómeno y que constituyen carencias y potencialidades al respecto, que
necesitan modificarse en aras de fundamentar teóricamente la concepción didáctica
que se propone. Este método se empleó, también, para la revisión y análisis de los
documentos: planes de estudio relacionados con la formación inicial del profesor de
Física, orientaciones metodológicas, libros de texto, modelo del profesional, actas
de las reuniones de carreras e informes de validación de las asignaturas, para
constatar cómo se proyectan en cuanto al tratamiento metodológico de la solución
de tareas de Física de forma general, y en particular al empleo de software
simuladores para solucionar estas tareas, así como para llegar a las conclusiones
generales de la tesis. Además, a través de ese método se elaboraron las
conclusiones de obtenidas durante el proceso investigativo, y las recomendaciones
finales.
11
La modelación: A través del mismo se logra el análisis de hechos, procesos y
fenómenos físicos, esencial en la solución de tareas de Física, que facilita el análisis
y la comprensión de la situación física planteada. Además, se modelan acciones y
operaciones para el estudio de los procedimientos necesarios para implementar el
uso de software simuladores en la solución de tareas de Física.
Inductivo-deductivo: posibilitó realizar inferencias y deducciones de los principales
sustentos teóricos que fundamentan la investigación, posibilitando la formulación de
nuevos elementos que enriquecen la teoría relacionada con el empleo de software
simuladores en la solución de tareas de Física. Permitió, además, la integración de
los componentes de la concepción didáctica propuesta, así como establecer
generalizaciones entre los elementos estudiados en la investigación y realizar
inferencias deductivas en el diseño investigativo, elaboración de la propuesta y
análisis de los resultados.
La sistematización: Como actividad de producción de conocimiento desde la teoría
y la práctica, para enriquecer, conformar y modificar el conocimiento teórico sobre
el empleo de los simuladores en la solución de tareas de Física, contribuyendo a
convertirlo en una herramienta útil para solucionar tareas de Física. A partir de esta
emergió la concepción didáctica como aporte teórico de esta investigación.
Método del nivel estadístico y/o procesamiento matemático: la estadística
descriptiva en el procesamiento y valoración de los resultados obtenidos del criterio
de los expertos al evaluar la concepción didáctica propuesta.
En esta investigación predomina el carácter cualitativo, con un enfoque holístico,
(Rodríguez Gómez, 1996), contextualizado al trabajo con software simuladores en
la solución de tareas de Física, que pretende la comprensión de la concepción
didáctica propuesta como solución al problema científico planteado. Estableciendo
así, desde el punto de vista epistemológico, los criterios a través de los cuales se
determina la validez del conocimiento que gira en torno al proceso investigativo
durante la sistematización de la experiencia del trabajo y del conocimiento asociado
a la propia concepción como resultado científico.
La concepción didáctica obtenida como resultado de esta investigación, se logró a
través del método inductivo de investigación; partiendo del empleo del software
simulador Física Interactiva como base ejemplificadora en esta investigación para
12
llegar a una proposición generalizadora, en este caso la concepción didáctica, del
empleo de otros software simuladores en la solución de tareas de Física, a partir de
la invariantes identificadas durante el proceso investigativo.
La contribución a la teoría en esta investigación lo constituye la concepción didáctica
propuesta, en correspondencia los criterios de Valle (2012), donde se concibe la
interrelación entre los componentes del proceso de enseñanza-aprendizaje, en
función del empleo de software simuladores para solucionar tareas de Física, en la
formación inicial de profesoresde Física.
Se aporta además:
Concepto de medio de enseñanza-aprendizaje
Concepto de software simulador
Concepto de simulación con sofware simulador
Redimensión del concepto de modelo en la solución de tareas de Física, a
partir del empleo de software simuladores
La novedad
Se propone una concepción didáctica en la que se establece y manifiesta el
redimensionamiento y la operacionalización e interrelación de los componentes del
PEA al emplear software simuladores en la solución de tareas de Física, dentro del
proceso de formación inicial del profesor de esa asignatura, enriqueciendo
investigaciones precedentes relacionadas con la solución de tareas teóricas y
experimentales, de esta asignatura, a partir de:
1. El logro de un mayor acercamiento a la realidad del fenómeno por medio de
la modelación obtenida a través de la simulación con software simulador,
que el que se obtiene cuando se realiza a lápiz y papel.
2. La obtención de resultados numéricos y gráficos, simultáneamente, lo que
permite ampliar los procedimientos de comprobación de los resultados.
3. El estudio de situaciones físicas de un mayor nivel de complejidad al variar
los parámetros de dificultad (perspectivación6 de la tarea) de acuerdo con
el enunciado de la tarea.
6Variar los parámetros de dificultad de la tarea de manera que no concluya el proceso de interacción con la misma, para agotar las posibilidades que ofrece la tarea (Rivero, 2003)
13
4. La facilitación de los procesos de autoaprendizaje y autoevaluación, por
parte del estudiante, convirtiéndolo en gestor, evaluador y regulador, de su
aprendizaje.
5. El diseño y ejecución de experimentos, sin límites de espacio y
equipamiento.
6. La variación de las características del campo en el cual ocurre el fenómeno,
hecho o proceso, y el análisis y solución de la tarea bajo esas nuevas
condiciones.
7. La repetición del experimento variando las condiciones del diseño
experimental, optimizando el tiempo y minimizando las incertidumbres
(aleatorias y sistemáticas), permitiendo establecer comparaciones entre los
resultados obtenidos, sin necesidad de volver a realizar cálculos u otro tipo
de operación.
8. La regulación y control del tiempo de ocurrencia de hechos, fenómenos y
procesos, permitiendo su análisis, que en tiempo real es muy dificultoso o
imposible.
9. La reutilización de las modelaciones elaboradas con software simulador,
para aplicarlas en la solución de nuevas tareas.
10. La posibilidad de realizar experimentos mentales7.
Como contribución a la práctica:
Las tareas propuestas, en las que se sugiere el empleo de software
simuladores, concebidas para la formación inicial del profesor, e incluidas, con
los ajustes necesarios, en el texto de Física para décimo grado, en
perfeccionamiento. (Barrios & Santana, 2020)
7 También experimentos pensados. El concepto tiene su origen en la clasificación que se le da a
los experimentos de Galileo Galilei. Este se corresponde a aquellos que no pudo realizar por
razones lógicas o por falta de equipo adecuado
14
CAPÍTULO 1: FUNDAMENTOS TEÓRICOS DEL EMPLEO DE SOFTWARE
SIMULADORES EN LA SOLUCIÓN DE TAREAS DE FÍSICA EN EL PROCESO DE
FORMACIÓN INICIAL DE PROFESORES DE FÍSICA
En este capítulo se presentan los principales elementos teóricos que fundamentan
el empleo de software simuladores en la solución de tareas de Física durante el
proceso de formación inicial de profesores de esa asignatura. Se analizan
investigaciones precedentes relacionadas con la solución de tareas teóricas y
experimentales de Física, así como un análisis de la evolución de los medios de
enseñanza-aprendizaje en ese contexto. Ese análisis revela las características que
tienen los software simuladores como medios de enseñanza-aprendizaje, y su papel
en la solución de tareas teóricas y experimentales de Física, de manera que
modifican y enriquecen teorías referentes al tema, que han antecedido a la presenta
investigación y constituyen base teórica de ese proceso.
1.1 Los medios de enseñanza-aprendizaje: conceptos y clasificación
Se realiza este análisis para fundamentar el papel que como medio juegan los
software simuladores en la solución de tareas de Física. Durante este proceso de
investigación el autor de la presente investigación constató que existen varias
definiciones de medios de enseñanza, al igual que de su terminología, porque han
constituido objeto de estudio de varios investigadores en el contexto educativo, los
cuales los han caracterizado, conceptualizado y definido, desde diferentes puntos
de vista y objetivos en sus investigaciones. Autores como González (1986), Álvarez
(1999), Klingberg (1972) y Gutiérrez (2002), los definen como medios de
enseñanza; Contreras (2006) se refiere a ellos como recursos didácticos
integradores. Por su parte Blázquez & Lucero (2009) los consideran medios o
recursos didácticos.
En cuanto al término, en la presente investigación se denominarán como medios de
enseñanza-aprendizaje, sustentado en el criterio de Addine (1998, 2004b), que
considera que los medios deben ser empleados tanto para la enseñanza como para
el aprendizaje, de acuerdo con la interrelación que se establece entre los
componentes personales y no personales del PEA.
Para su definición, el autor de la presente investigación, parte de la dada por
Blázquez& Lucero (2009) los que sostienen que son:
15
“(…) cualquier recurso que el profesor prevea emplear en el diseño o desarrollo
del currículum –por su parte o la de los alumnos– para aproximar o facilitar los
contenidos, mediar en las experiencias de aprendizaje, provocar encuentros o
situaciones, desarrollar habilidades cognitivas, apoyar sus estrategias
metodológicas o facilitar o enriquecer la evaluación”(p.201).
También se tiene en cuenta la definición de Álvarez (1999), que los considera el
componente operacional del proceso, que manifiesta el modo de expresarse el
método a través de distintos tipos de objetos materiales (p.59).
Estas definiciones, aunque con un profundo matiz didáctico, no tienen en cuenta
las funciones informativa, motivadora e instructiva (Díaz, 2003. p.239), de los
medios dentro del PEA. Por lo que el autor de la presente investigación considera
el medio de enseñanza-aprendizaje como el componente operacional del PEA,
que manifiesta el modo de expresarse el método y se emplea como mediador en
el referido proceso, brindando información novedosa, despertando el interés en
los estudiantes, favoreciendo el desarrollo de habilidades cognitivas y
metacognitivas, y enriqueciendo las experiencias en el aprendizaje, la evaluación
y autoevaluación, del mismo.
Esta definición tiene en cuenta el carácter operacional del medio y sus
potencialidades para lograr que el estudiante sea protagonista, evaluador y
regulador de su aprendizaje. Por otra parte, también considera el carácter mediador
de los medios de enseñanza-aprendizaje en el PEA. Esta última característica
reviste gran importancia dentro del proceso ya que, de acuerdo con Vygotsky
(1979), citado por Tonetto & Soares (2011), las funciones mentales superiores,
como el pensamiento, la atención voluntaria, la memoria lógica y la acción humana
general, están mediadas por herramientas y por signos. Desde esta perspectiva se
reconoce que los medios de enseñanza-aprendizaje son fuente motriz de
motivaciones y propician el aprendizaje en interacción social.
Retomando nuevamente las definiciones referidas anteriormente, en estas se
revelan regularidades con respecto a los medios de enseñanza-aprendizaje en
función de elevar la calidad del aprendizaje:
En su carácter material
En su carácter mediador
16
En su capacidad para el logro de un aprendizaje desarrollador
En las relaciones que establecen entre lo sensorial y lo racional al permitir
el contacto directo con la realidad objetiva o al reproducirla
En su capacidad de favorecer el desarrollo de los procesos cognitivos y
metacognitivos en el estudiante
En su capacidad de transmitir mayor cantidad de información en menor
tiempo
En su capacidad de proporcionar mayor objetividad a la enseñanza
En su capacidad motivadora desde el punto de vista psíquico y práctico
En su potencialidad para activar las funciones intelectuales para la
adquisición de los conocimientos
En la necesidad de la concreción de su objetivo
En la contribución al logro de mayor permanencia de los conocimientos en
la memoria de los estudiantes por parte de aquellos que tienen un carácter
audiovisual
En su capacidad de facilitador de la evaluación y autoevaluación, del
aprendizaje
Este análisis conlleva a examinar la interrelación dialéctica que se establece entre
los medios de enseñanza-aprendizaje con los demás componentes del PEA. Los
objetivos de la enseñanza están determinados por las necesidades y exigencias
sociales, de acuerdo al tipo de enseñanza, la asignatura y el grado (González,1986).
A partir del establecimiento de los objetivos se definen los contenidos en los que se
materializan los conceptos, leyes, principios y teorías que sirven de base a los
objetivos. Pero el cumplimiento de los objetivos solo se hace posible a través de los
métodos de enseñanza. Estos determinan el tipo de medio predominante que se
utilizará, el cual, de acuerdo con Álvarez (1999), manifiesta el modo de expresarse
el método. A su vez, la forma de organización en el PEA influye en la determinación
de los medios, de acuerdo con el tipo de clase, las condiciones en las que se
desarrolla el proceso, las exigencias del grado y el nivel escolar.
En cuanto a la evaluación, los medios influyen sobre los instrumentos que se
emplean para el control de los conocimientos, lo que, de acuerdo con González
17
(1986), le facilitarán al profesor evaluar el aprendizaje. En este aspecto es necesario
analizar la evaluación como un componente que no solo le compete al profesor, sino
que es importante considerar al estudiante como ente activo, capaz de
autoevaluarse, controlando el ritmo y la calidad de su aprendizaje, así mismo
evaluar y ser evaluado por el grupo.
Todo el proceso lo planifica, dirige y controla el profesor, para el logro de los
objetivos, a través de actividades dirigidas a que los estudiantes, como
protagonistas de su aprendizaje, aprendan a apropiarse de los conocimientos,
mediante la interacción con los recursos formativos que tienen a su alcance y los
que sean capaces de obtener a través de la búsqueda y procesamiento de la
información (en este aspecto la tecnología juega un papel fundamental al facilitar el
acceso a innumerables fuentes de información).De esta manera son capaces de
evaluar y controlar su propio ritmo de aprendizaje.
Se puede apreciar la importancia de los medios de enseñanza-aprendizaje y su
interrelación dialéctica con los demás componentes del PEA. Aspecto que se
considera muy significativo en la presente investigación donde constituye objeto de
estudio el empleo de software simuladores como medios de enseñanza-aprendizaje
en la solución de tareas de Física en la formación inicial de profesores de Física. En
este aspecto se profundizará al analizar la concepción didáctica propuesta como
resultado científico de esta investigación.
Clasificación de los medios de enseñanza-aprendizaje
De manera general se han definido y caracterizado los medios de enseñanza-
aprendizaje. Es necesario analizar clasificaciones que, sobre medios de enseñanza-
aprendizaje, se constatan en la literatura científica. Al igual que su definición,
también al respecto de la clasificación de los medios de enseñanza-aprendizaje no
se ha encontrado un criterio unificado, no obstante existen muchos aspectos
coincidentes en ellos. González (1986) y Gutiérrez, (2002), los clasifican en cinco
grupos: como medios de transmisión de información, de experimentación escolar,
de control del aprendizaje, de autoaprendizaje y programación y de entrenamiento.
En esta última clasificación incluyen a los simuladores y entrenadores, cuya función
es reproducir situaciones, esenciales en la formación de hábitos y habilidades.
18
Escudero (1983) y Area (1994) coinciden en clasificarlos también en cinco grupos,
incluyendo a los simuladores en el grupo que clasifican como informáticos. Bravo
(2004), por su parte, incluye a los simuladores en el grupo que denomina: de
sustitución o refuerzo de la acción del profesor, en el subgrupo de sistemas
multimedia.
El autor de la presente investigación se identifica con Blázquez & Lucero (2009)
porque estos autores clasifican a los medios de enseñanza-aprendizaje en tres
grandes grupos, a partir de un criterio exclusivamente didáctico, lo que es de interés
en la presente investigación, la cual está dirigida al análisis de los componentes
didácticos del PEA, a partir del empleo de software simuladores en la solución de
tareas de Física. Los grupos de clasificación dados por estos autores son: los
recursos o medios reales, los recursos o medios escolares y los recursos o medios
simbólicos. Estos los consideran como aquellos que pueden aproximar la realidad
al estudiante a través de símbolos o imágenes, planteando que dicha transmisión
se hace por medio del material impreso o por medio de las nuevas tecnologías,
incluyendo en esa clasificación a los que transmiten la realidad por medios
tecnológicos, considerando los recursos cuya denominación se otorga por el canal
que utilizan para presentar la realidad:
Icónicos
Sonoros
Audiovisuales
Interactivos: informática, robótica, multimedia. (p.201)
Analizando las clasificaciones referidas anteriormente se aprecia la presencia de los
medios informáticos como componente material que favorece la interactividad,
permitiendo un mayor despliegue de los recursos cognitivos de los estudiantes. Al
respecto varios autores clasifican, dentro de los medios de enseñanza-aprendizaje
interactivos, soportados sobre recursos informáticos, a los software educativos o
multimedia educativo (Area, 1994; Labañino, & Del Toro, 2001; Marqués, 2010;
Rodríguez, 2010; Morejón, 2011; Rodríguez, 2011; Fernández, 2012; Duro & Duro,
2013)
19
Concepto y clasificación de los software educativos
El concepto y clasificación de los software educativos, han evolucionado a través
del tiempo a la par del desarrollo de las TIC, a partir de haberse constituido tema de
investigación desde las Ciencias Pedagógicas de diversos autores como Marqués,
(1996); Gros, (1997); Lezcano & García, (1998); Rodríguez (2000) y Labañino & Del
Toro, (2001). Estos autores coinciden, de manera general, en el carácter
instrumental de los software en el PEA, su intencionalidad educativa, pero los
vinculan básicamente con el uso de la computadora como soporte material para su
ejecución, lo que se ha replanteado en la medida del desarrollo tecnológico
alcanzado. Por otra parte, no tienen en cuenta su criterio de selección ni el carácter
individual del aprendizaje.
Por esa razón, y tomando algunos elementos aportados por los autores antes
citados, el autor de la presente investigación considera al software educativo como
una aplicación informática interactiva, seleccionada a partir de objetivos y
diagnósticos bien definidos, elaborado con un objetivo didáctico, que permita
individualizar el aprendizaje, contribuyendo a la educación del estudiante.
De acuerdo con esa definición se puede plantear que las características más
relevantes de los software educativos son:
Utilizan un dispositivo digital: Se utilizan diferentes soportes digitales para su
ejecución, en el que los estudiantes realizarán las actividades propuestas por el
software.
Su selección depende de los objetivos que se persiguen y del diagnóstico de
los estudiantes, lo cual contribuye a garantizar su calidad y su carácter
educativo e instructivo.
Son interactivos: Es la clave técnica del software educativo, correspondiendo
las acciones de los estudiantes, permitiendo el diálogo y el intercambio de
información soporte digital-estudiante
Tienen carácter y uso didáctico: son programas elaborados con un objetivo
didáctico. Mientras más general es un programa informático, disminuyen sus
posibilidades para lograr su objetivo.
20
Individualizan el trabajo: Se adaptan al ritmo de trabajo de cada estudiante,
lo que les permite regular y evaluar su aprendizaje
Son fáciles de usar: Se necesitan conocimientos informáticos mínimos para
utilizarlos, aun cuando cada programa tiene reglas de funcionamiento que es
necesario conocer.
Cuando los software educativos se aplican al contexto escolar, realizan las
funciones básicas propias de los medios didácticos en general y además, de
acuerdo a la forma de uso que determine el profesor, pueden proporcionar funciones
específicas. (Marqués, 2010; Rivera, 2015; Romero, 2017)
Función investigadora. Los programas no directivos, especialmente las
bases de datos, simuladores e hiperentornos virtuales, ofrecen al estudiante,
entornos de aprendizaje donde investigar: buscar determinadas informaciones,
cambiar los valores de las variables de un sistema, etc.
Función evaluadora. La interactividad propia de estos software les permite
responder inmediatamente a las respuestas y acciones de los estudiantes. Le
es especialmente adecuado para evaluar el trabajo que se va realizando con
ellos, y así pueden regular el proceso de aprendizaje. Puede ser explícita o
implícita ya que pueden tener sistema de registros de usuarios, con el propósito
de rastrear las acciones y los logros de los estudiantes.
Función motivadora. Generalmente los estudiantes se sientan atraídos e
interesados por todo el software educativo, ya que los programas suelen incluir
elementos para captar su atención, mantener su interés y, cuando sea
necesario, focalizarlo hacia los aspectos más importantes de las actividades
Función instructiva. Todos los programas educativos orientan y regulan el
aprendizaje de los estudiantes que, explícita o implícitamente, promueven
determinadas actuaciones de los mismos encaminadas a facilitar el logro de
unos objetivos educativos específicos.
Función informativa. La mayoría de los programas a través de sus
actividades presentan unos contenidos que proporcionan una información
estructuradora de la realidad a los estudiantes.
21
Función lúdica. Conlleva actividades de formación en entornos lúdicos y de
recreación para los estudiantes.
Función expresiva. Los estudiantes se expresan y comunican con el
ordenador con los compañeros a través de las actividades de los programas.
Función metalingüística. Los estudiantes aprenden los lenguajes propios
de la informática.
Función innovadora: Aunque no siempre sus planteamientos pedagógicos
sean innovadores, los programas educativos pueden desempeñar esta función
ya que utilizan una tecnología actual y, en general, suelen permitir muy diversas
formas de uso.
El análisis de estas funciones es significativo en el contexto de la presente
investigación ya que en las mismas se revela la importancia que tienen los software
educativos al ser utilizados en el PEA. Se constatan a través de ellas las
posibilidades que le brindan estos medios al estudiante en el desarrollo de procesos
cognitivos y metacognitivos. De esta manera pueden comprobar si son efectivas las
estrategias de autoaprendizaje elegidas para utilizar software simuladores, en la
solución de tareas de Física. La importancia concedida a este análisis se debe a
que los software simuladores, que constituyen objeto de estudio fundamental en la
presente investigación, están clasificados como un tipo de software educativo
(Ucosweducativo, 2009; Marqués, 2010; Carrazana, 2015; Softwarepara.net, 2020),
considerado dentro de las aplicaciones que más aprovecha las especificaciones de
su soporte técnico como recurso de enseñanza-aprendizaje (Gallegos, 2019).
1.2. Los software simuladores en el contexto educativo
El estudio de los software simuladores en el contexto educativo parte del análisis de
su clasificación dentro de los software educativos, como se hizo referencia. Es
importante destacar que al software simulador en ese contexto también se le conoce
como software de simulación (González, 2014), software educativo de simulación
(Seijo, 2014; Figueroa, García, Quiroga, Reaño, & Sainz, 2011) o simuladores
educativos (Brusquetti, 2011). En el contexto de la presente investigación se le
denominará software simulador.
22
De acuerdo con González (2014), el software simulador permite la reproducción de
las sensaciones físicas de un sistema, o del comportamiento de un equipo o
máquina que se pretende simular; sirviendo de punto intermedio entre los conceptos
y la realidad. Este concepto solamente considera el aspecto técnico e instructivo de
la simulación, sin tener en cuenta los elementos educativos potenciales resultados
de la interacción del estudiante con el software.
Seijo (2014), por otra parte, caracteriza al software simulador como el representante
de un modelo o entorno dinámico (generalmente a través de gráficos o animaciones
interactivas), que facilita a los estudiantes su exploración y modificación. De acuerdo
con ese autor, a través de ese tipo de software se pueden desarrollar aprendizajes
inductivos o deductivos mediante la observación y la manipulación de la estructura
subyacente. Estimulan la capacidad de interpretación y reacción ante un medio
concreto, posibilitando descubrir los elementos del modelo, sus interrelaciones, y
así poder tomar decisiones y adquirir experiencia directa delante de unas
situaciones que frecuentemente resultarían difícilmente accesibles a la realidad. Así
mismo, un software simulador presenta al estudiante escenarios en los que es
necesario tomar decisiones, actuar y observar el comportamiento del sistema. Esta
característica los convierte en una herramienta de aprendizaje y construcción del
conocimiento, más que en una fuente de conocimiento.
El autor de la presente investigación considera que la caracterización realizada por
Seijo (2014) abarca los aspectos necesarios relacionados con el software simulador
en el contexto educativo. No obstante su concepto precisa de síntesis y de una
marcada intencionalidad educativa. Por esa razón el autor de la presente
investigación considera al software simulador, en el contexto educativo, como un
software educativo de simulación que facilite el autoaprendizaje de los estudiantes
mediante la observación y la manipulación de la estructura del software, a través de
la modelación, estimulando su capacidad de interpretación y reacción, de manera
que pueda generalizar su aprendizaje a situaciones novedosas.
Esta definición tiene en cuenta un aspecto muy importante relacionado con el
software simulador, vinculado con sus características que permiten considerarlo
como un laboratorio virtual, es decir: un sistema informático que pretende simular el
ambiente de un laboratorio real, donde predomina el aprendizaje experimental y por
23
descubrimiento, que aporta grandes ventajas en los entornos de enseñanza-
aprendizaje (Lorandi, Hermida, Hernández, & Ladrón de Guevara, 2011; Cabrera &
Sánchez, 2016).
A partir de las definiciones y conceptos analizados, y del criterio de otros autores
como Rosa (2007), Marquez (2009), Brusquetti (2011), GiMo (2011), Buritica (2015)
y Madrigal (2015), se pueden reconocer varias ventajas que ofrece utilizar software
simuladores en el PEA, como se relacionan a continuación.
Suministran un entorno de aprendizaje abierto basado en modelos reales.
El estudiante es un ente activo, convirtiéndose en el constructor de su
aprendizaje a partir de su propia experiencia.
Apoyan el aprendizaje de tipo experimental y conjetural.
Permiten la autoevaluación del aprendizaje
Permite la ejercitación del aprendizaje.
Permiten un alto nivel de interactividad
Tienen por objeto enseñar un determinado contenido.
Facilitan que el estudiante analice y comprenda las características de los
fenómenos, cómo controlarlos o qué hacer ante diferentes circunstancias.
Promueve un aprendizaje por reforzamiento positivo con la interactividad
que muestra el programa
Disminuye la brecha entre la teoría académica y la práctica laboral ya que
acerca al estudiante a su futura realidad como trabajador, preparando para
competencias laborales.
El estudiante descubre y desarrolla sus habilidades permitiendo aumentar
su capacidad de respuesta a las demandas tecnológicas del medio.
El estudiante puede diferenciar y crear su propio aprendizaje a través de
una experiencia directa.
El estudiante descubre y desarrolla sus habilidades permitiendo aumentar
su capacidad de respuesta a las demandas tecnológicas del medio.
El estudiante puede diferenciar y crear su propio aprendizaje a través de
una experiencia directa
24
El estudiante pone en práctica la utilización del método científico, al efectuar
actividades de investigación tratando de comprobar la hipótesis sobre algún
tema en específico.
Muchos de estos software están elaborados en versiones desktop,
anulando la necesidad de conectividad a internet.
La utilización de software simuladores en los procesos de enseñanza –aprendizaje
promueve la utilización y la creación de entornos de aprendizaje para la
transferencia de conocimientos y la solución de tareas, lo que permite al estudiante
recrear situaciones reales en un ambiente virtual de aprendizaje controlado, abierto
e interactivo, basado en modelos reales, en correspondencia con los objetivos
propuestos. En este sentido, Valverde (2010) indica que una simulación educativa
puede ser definida como el aprendizaje a través de la interacción de un modelo
basado en algún fenómeno o actividad. Un elemento fundamental a destacar es que
una simulación no solo reproduce un fenómeno, sino que lo simplifica y lo cambia,
o incorpora características en función de las necesidades específicas de la actividad
que se esté desarrollando con el mismo.
Para el empleo de software simuladores en la solución de tareas de Física se tuvo
en cuenta la carga cognitiva de la interfaz de este tipo de software y su entorno, con
el fin de facilitar el trabajo del estudiante como protagonista, que construye su propio
conocimiento por medio de la participación activa y creativa durante el proceso de
solución de la tarea, de acuerdo a la etapa de solución que esté ejecutando. En este
aspecto Malbrán& Pérez (2004), Brusquetti, (2011), Figueroa, García, Quiroga,
Reaño & Sainz (2011), Cabero-Almenara & Costas (2016) y Rilova, (2019),
sostienen que los software simuladores atienden a diferentes aspectos
pedagógicos, técnicos y de diseño, los cuales se asumen en la presente
investigación como elementos que favorecen el empleo de software simuladores en
la solución de tareas de Física. Se refieren a:
o Adecuación a los estudiantes y a su ritmo de trabajo, estimulando su
participación activa.
o Adquisición de un rol activo en la construcción de sus propios conocimientos.
25
o Fomento de la iniciativa y el autoaprendizaje, poniendo en juego la intuición
y la imaginación, y no solo el pensamiento analítico.
o Desarrollo del esfuerzo cognitivo, facilitando aprendizajes significativos que
puedan trasladarse a otras situaciones similares.
o Facilidad de uso presentando interfaces intuitivas y fáciles de usar.
o Navegación e interacción para facilitar el PEA.
o Originalidad, creatividad, calidad de los contenidos, producción de material
audiovisual y uso de las tecnologías de la información y comunicación (TIC),
evitando distractores innecesarios.
o Versatilidad, motivación y retroalimentación.
o Aprendizaje de manera práctica, a través del descubrimiento y la
construcción de situaciones hipotéticas.
o Desarrollo de la destreza mental o física a través de su uso y ponerlo en
contacto con situaciones que pueden ser utilizadas de manera práctica.
o Estimulación del trabajo en equipo al estimular la discusión del tema.
o Experimentación de situaciones prospectivas
o Acceso de manera virtual y a escala, al modelo de un sistema real, así como
llevar a término experimentos con el mismo, con la finalidad de comprender
su comportamiento o evaluar nuevas estrategias.
o Estimulación de la participación activa del estudiante
o Práctica en la toma de decisiones
o Retroalimentación inmediata
o Transferencia del aprendizaje a situaciones concretas del mundo real.
A partir de ese análisis, por la importancia que reviste para la presente investigación,
se analizará el concepto de simulación de manera general, enfatizando en su
aplicación en el contexto de la enseñanza-aprendizaje de la Física.
La simulación: conceptos
Previo a analizar definiciones y conceptos acerca de lo que es una simulación, se
considera necesario por este autor destacar que, como sostiene Márquez (2010), el
objetivo de la simulación no consiste en reemplazar la experiencia humana ni
sustituir la realidad, sino permitir la formulación, exploración y aprendizaje de un
gran número de hipótesis y de nuevos modelos mentales, emocionales y
26
experienciales (p. 6). A criterio de ese autor lo importante de las simulaciones es
que permiten afrontar situaciones de la vida real desde una perspectiva particular,
generando nuevas formas de experiencia y aprendizaje. Por su parte Pierre Lévy
destaca que la simulación ocupa un lugar central entre los nuevos modos de
conocimiento generados por la cibercultura, y la presenta como una tecnología
intelectual que favorece nuevos estilos de razonamiento y de conocimiento: “Las
técnicas de simulación, en particular las que ponen en juego imágenes interactivas,
no reemplazan los razonamientos humanos, sino que prolongan y transforman las
capacidades de imaginación y de pensamiento” (Lévy, 2007, p. 138).
Varios autores en el pasado siglo, como Shannon & Johannes (1975), Himmelblau
& Bischoff (1992) y Naylor (1966), han investigado y escrito sobre la simulación,
considerando la simulación, desde una óptica generalizadora, como técnicas o
procesos a través de los cuales se modelan fenómenos, sistemas o procesos, con
el fin de analizar y comprender sus carácterísticas y así conocer con anterioridad su
comportamiento antes de ser analizados en la práctica, disminuyendo, además,
costos y riesgos. Villamizar (2005), ya en el siglo XXI, considera la simulación como
la representación de un fenómeno a través de un modelo, lo que posibilita analizar
tanto las características del fenómeno como sus posibles resultados economizando
el tiempo y los recursos.
Otros autores como Ruiz, Martínez, & Monroy (2010), establecen una diferencia
entre la simulación de manera general, como la experimentación a través de un
modelo, y la simulación digital como aquella en que es posible “introducir” el modelo
en una computadora digital, utilizando algún lenguaje apropiado para ello (p.83). En
estas definiciones no hay una referencia explícita al empleo de la simulación en el
contexto educativo, sino que se le confiere un carácter más técnico a la misma.
Por su parte Pérez-Reyes (2013) define la simulación como la representación de un
fenómeno o proceso a través de un modelo, que da la posibilidad de analizar las
características del fenómeno y sus posibles resultados, ahorrando tiempo y
recursos. De acuerdo con ese autor, la simulación se puede lograr utilizando
técnicas matemáticas y la computación, como herramientas para lograr los objetivos
propuestos. Esto favorece el aprendizaje y el desarrollo del conocimiento debido a
la experiencia que se logra a través de la comprensión del comportamiento del
27
sistema y evaluación de nuevas estrategias. Ese autor analiza la simulación dentro
de los contextos de enseñanza-aprendizaje, destacando la importancia de la
independencia cognitiva, lo que favorece el desarrollo de procesos metacognitivos
en los estudiantes a través procedimientos necesarios para lograr una simulación.
Ese análisis refuerza la teoría de que el tipo de conocimiento más relacionado con
la metacognición es el conocimiento procedimental, ya que a través de este se
adquieren reglas, patrones, destrezas, en fin, habilidades metacognitivas. (Allueva,
2002)
Gargiulo & Gómez (2016) en sus análisis se refieren a la simulación educativa
computarizada, y la definen como la representación digital de un sistema real que,
mediante una serie de algoritmos preestablecidos en un programa informático,
responde a las características naturales de una parte de la realidad a ser
enseñada.(p.2). Sadowski y Grabau (2010), citados por Orozco (2013), consideran
que la simulación es un modelo de un sistema real o inventado, con el propósito de
evaluar el comportamiento del sistema bajo varias condiciones. Para Nossa &
Méndez (2017) la simulación es la representación de la operación de algún proceso
o sistema del mundo real a través del tiempo. Estos investigadores sostienen que
los modelos logrados a través de la simulación pueden ser utilizados como una
herramienta de análisis para predecir los efectos de cambios en sistemas
existentes, o como una herramienta de diseño para predecir el comportamiento de
sistemas nuevos.
El autor de la presente investigación, a partir del análisis de las definiciones
anteriores y considerando su contexto investigativo sostiene que la simulación con
sofware simulador en el contexto educativo es una técnica de simulación digital a
través de la cual se elabora modelo representativo de un fenómeno, hecho o
proceso, que facilita el análisis de sus características, favoreciendo el
autoaprendizaje a través de la experiencia que se logra al comprender el
comportamiento del sistema, propiciando la evaluación de nuevas estrategias de
enseñanza-aprendizaje.
Basados en las definiciones analizadas anteriormente, se puede confirmar la
importancia del empleo de las simulaciones en el contexto educativo, a través de
las cuales, de acuerdo con Cataldi, Lage & Dominighini (2013), el estudiante es
28
partícipe de una vivencia que es fundamental para el desarrollo de hábitos,
destrezas y esquemas mentales, que pueden influir en su conducta.
Por tanto se considera por el autor de esta investigacion que la simulación, de
manera general, es un proceso para construir representaciones de la realidad a
través de modelos, y experimentar en ellos. Esto contribuye a formar conceptos,
construir conocimientos y resolver tareas, con el fin de aplicarlos a nuevos espacios
a los que el estudiante no puede acceder desde el contexto educativo donde se
desarrolla su aprendizaje. Estas posibilidades de la simulación pueden ser
empleadas para contribuir al perfeccionamiento del PEA de la Física en el proceso
de formación inicial del profesor de esa asignatura, y en la solución de tareas como
un componente fundamental en ese proceso.
1.3. El empleo de software simuladores en la solución de tareas de Física.
En este epígrafe se hace un análisis de los aportes más significativos que tiene el
empleo de software simuladores en la solución de tareas de Física. Para ello se
consideran investigaciones precedentes que han sido empleadas en distintos
momentos, contextos, tipos y niveles educativos, del PEA de la Física. El análisis
abarca la solución de tareas teóricas y tareas experimentales, de Física.
El software simulador y la modelación en la solución de tareas de Física
El análisis de este aspecto requiere examinar los estudios realizados por varios
especialistas, para así poder comprender la importancia de la modelación en la
solución de tareas de Física y cómo ha evolucionado el tratamiento de esta,
analizado por diferentes autores, en diferentes épocas y con diferentes enfoques.
Campistrous & Rizo (1996) realizaron importantes investigaciones relacionadas con
el proceso de solución de problemas de matemática. La metodología que esos
autores proponen es planteada en forma de acciones para el estudiante,
pretendiendo que este deje de ser objeto de enseñanza y se convierta en sujeto de
aprendizaje. En esta metodología, además de las acciones que debe ejecutar el
estudiante, quedan bien definidas las técnicas que este utiliza, tales como lectura
global, lectura analítica, modelación, reformulación, determinación de problemas
auxiliares, tanteo inteligente, uso de analogías y las técnicas de comprobación.
Aunque su trabajo está dirigido a la solución de problemas de matemática, ha sido
referente de varios autores que han investigado y escrito acerca de temas
29
relacionados con la solución de tareas de Física (Rivero & Barrios, 2012; Rivero,
Mesa, & Torres, 2012; Rodríguez, Ramos, & Ilizastigui, 2012).
Rodríguez, Ramos, & Ilizastigui (2012) proponen en su metodología para la solución
de problemas en el PEA de las ciencias en la escuela: describir verbalmente o con
ayuda de gráficos, esquemas o figuras auxiliares la situación presentada y utilizar
la tecnología moderna en el trabajo experimental y para el procesamiento de datos
(electrónica, computadoras, software, etcétera).
A su vez Rivero, Mesa, & Torres (2012) le prestan especial atención a la modelación
como procedimiento de análisis por su repercusión en la Física como asignatura, lo
que les permitió la inferencia de aportaciones de gran importancia para esta
asignatura y para otras ciencias. Para estos autores la modelación permite, no solo
la elección de los métodos adecuados de solución de la tarea, sino que revela
rasgos de la Física como asignatura, tales como: el concepto de sistema de
referencia, características el movimiento mecánico, rasgos de un cuerpo virtual de
referencia entre otros aspectos.
Rivero, & Barrios (2012) proponen la utilización de los llamados procedimientos de
análisis del texto de la tarea, entre los que se señalan: la lectura analítica o el
análisis semántico de la tarea, la modelación de la tarea, la reformulación de la
tarea, esquema conceptual del problema, empleo de subproblemas auxiliares. Para
estos autores modela la tarea es representar de modo esquemático los
planteamientos que en el lenguaje escrito se proponen en la misma y que de hecho
relacionan las condiciones o datos y las exigencias, interrogantes y órdenes. Tal
construcción del modelo debe responder en primera instancia a las características,
rasgos y peculiaridades del modelo físico implicado en la tarea (p.195), criterios
estos que comparte el autor.
En el análisis de las investigaciones estudiadas se pudo comprobar que son estos
autores Rivero & Barrios (2012, p.196), quienes proponen los rasgos, características
o exigencias que debe tener la realización o elaboración del modelo de una tarea
de Física. Estas exigencias se asumen en la presente investigación ya que
responden directamente a la solución de tareas de Física, y se adaptan al
tratamiento de las tareas teóricas y a las tareas experimentales de esa asignatura.
Es necesario aclarar que la modelación de la tarea de Física puede ser sígnica
30
(cuando de modela a través del cuadro de datos) o icónica (cuando se realiza u
esquema con lápiz y papel), de acuerdo con Rivero (2003).
Ese criterio es compartido por el autor de la presente investigación, señalando que
el mismo se redimensiona, pues el software simulador se suma a las formas de
elaborar la modelación de tipo icónica. Por esa razón se realiza un análisis de cómo
el empleo de software simuladores suple esas exigencias y las enriquece,
demostrado así las ventajas que traen su utilización para la modelación de hechos,
fenómenos y procesos8 en la solución de tareas de Física. Es necesario aclarar que
tanto ese autor como los referidos anteriormente, concibieron la modelación para
ser realizada con lápiz y papel (Gil & Valdés,1996), constituyendo una modelación
estática9 o episódica10, de la situación planteada. Durante el mismo el estudiante
“dibuja” el proceso, de acuerdo con la interpretación que haya hecho del enunciado
en la tarea.
Exigencias que debe tener la realización o elaboración del modelo de una tarea de
Física. (Rivero & Barrios, 2012, p.196)
1. Representar la situación que se propone en la tarea lo más cercano
posible a la realidad, mediante un esquema, ilustración o gráfico.
2. Debe tener la cantidad de atributos (rasgos físico-matemáticos de la
tarea, representación de objetos, hechos y fenómenos) suficientes y
necesarios que revelen o muestren la posible vía de solución.
La modelación a través de software simuladores permite un mayor acercamiento a
la realidad objetiva de la situación descrita en el enunciado de la tarea, que lo que
permite la modelación con lápiz y papel. Los atributos de la modelación constituyen
los objetos o entidades que componen la galería y las operaciones que se pueden
realizar con estos, a partir de las posibilidades que brinda el software simulador. A
través de ellos el estudiante recrea la situación planteada en el enunciado de la
tarea hasta lograr la representación de un ambiente virtual que simula la realidad
inherente al proceso o fenómeno descrito. Este aspecto es muy importante pues los
8en lo adelante se les denominará “situaciones” 9si responde a una situación concreta para un tiempo dado 10se tiene en cuenta el transcurso del fenómeno o hecho en el tiempo, siempre debe representarse, además de los estados inicial y final, uno intermedio
31
estudiantes pueden realizar modelaciones que le permitan analizar las tareas desde
un nivel fenomenológico hasta uno hipotético-deductivo.
3. Ajustarse con el mayor rigor posible al modelo físico adoptado (si se aborda
la cinemática del punto material, acercar lo más posible la representación del
cuerpo en movimiento al punto).
Los software simuladores permiten personalizar los objetos o entidades que forman
parte de la modelación hasta ser llevados a una escala adecuada de su
representación en correspondencia con el modelo físico adoptado. Esto se traduce
en poder variar sus dimensiones de manera que respondan al modelo físico,
manteniendo inalterables los valores de otras magnitudes escalares o vectoriales
que también son objeto de análisis en la solución de la tarea. El estudiante puede
controlar estas operaciones y realizar las variaciones que le sean necesarias
durante la modelación, sin que esto represente pérdida de tiempo ni de recursos,
logrando el mayor acercamiento posible al modelo.
4. Se puede realizar con equipos, maquetas, pizarra magnética, ordenador,
pero su forma definitiva debe estar en la libreta de los alumnos, mediante el
empleo de lápices y de reglas u otros instrumentos si fuera necesario.
En las condiciones actuales de desarrollo de los software simuladores y de las TIC
de manera general, modifican esta exigencia. La existencia de soportes de
almacenamiento de información digital permite almacenar en repositorios las
modelaciones elaboradas con software simuladores y utilizarlas en diferentes
contextos de dentro del PEA. Además, realizar las modelaciones con software
simulador permite y facilita la modificación de sus parámetros, de manera que
puedan ser reutilizadas en la solución de otras tareas, lo que resultaría dificultoso
cuando se elaboran a lápiz y papel.
5. Atendiendo a las características del contenido físico y de la forma específica
y peculiar en que se relacionan condiciones y exigencias, la modelación podrá
ser:
Episódica
Estática
32
Con desarrollo vertical u horizontal (si el fenómeno, hecho o proceso se
visualiza mejor especialmente en una dirección o en la otra).
Desarrollada en el plano o el espacio (en función de las condiciones se
adoptará una u otra, pero teniendo mucho cuidado con no mezclar ambas).
Particularmente la modelación episódica puede resultar compleja y su realización
puede dilatarse en el tiempo cuando se realiza a lápiz y papel. Esta se obtiene
dibujando un esquema de la secuencia del comportamiento del sistema en el
espacio y el tiempo, de acuerdo con el enunciado de la tarea. Debe tomarse en
consideración que la misma puede complejizarse a partir de factores como: el tipo
de movimiento que se analice, la cantidad de objetos que componen el sistema y
su comportamiento durante el proceso, el tema de Física del que trate la tarea, entre
otros. Esto exige el empleo de tiempo que puede ser aprovechado en la clase,
además de que la modelación lograda no siempre brinda la información necesaria
para que el estudiante tenga una representación de la situación lo más cerca posible
de la realidad.
La modelación con software simulador permite que el estudiante pueda observar el
comportamiento de los cuerpos representados que constituyen objeto de análisis,
así como de las magnitudes físicas asociadas el mismo, en cualquier momento de
su trayectoria, de acuerdo con los objetivos de la tarea. Esta visualización puede
ser regulada a través de controles de pausa preestablecidos o mediante el
establecimiento de muestras de trayectoria cuadro a cuadro, determinando el
espaciado temporal entre estos. La siguiente figura ilustra el resultado obtenido al
utilizar software simulador:
33
Las características técnicas del software simulador determinan la obtención del
modelo en el plano o en el espacio. Por esa razón, al momento de seleccionar el
software simulador a utilizar, se debe tener cuenta esta característica de acuerdo a
las exigencias de la tarea.
6. Se utilizará la vista adecuada del fenómeno, hecho o proceso
(superior, lateral o con una perspectiva espacial).
El software simulador permite visualizar el fenómeno, hecho o proceso, desde
distintas posiciones que asuma el observador, mostrando en la pantalla el
comportamiento en cada caso. Esto resulta complejo lograrlo con lápiz y papel, pues
implicaría que el estudiante realice tantos esquemas como posiciones adopte el
observador, además de las abstracciones que tendría que realizar para concebir la
ocurrencia de la situación física desde diferentes perspectivas. Con el software
simulador esto se logra variando la posición del observador en el área de trabajo,
como se observa en las siguientes figuras.
34
Figura 1. El observador externo al sistema
Figura 2. El observador en un cuerpo del sistema. (observe el cambio de posición
del hombrecito azul con respecto al reloj)
35
7. Amplificar si es necesario (es posible que una parte del modelo se
necesite con mayor tamaño para analizar ciertas particularidades, en tal caso
se aumentará esa parte al tamaño deseado).
Para lograr ese efecto el estudiante debe dibujar exactamente una nueva vista con
el “detalle” que se desea amplificar, lo que técnicamente implica elaborar un nuevo
esquema, que traduce en pérdida de tiempo e imprecisiones en el esquema final.
Las características técnicas del software simulador posibilitan al estudiante obtener
representaciones visuales sobredimensionadas de la situación física modelada, o
detalles de la misma, reajustando la escala gráfica de la interfaz o redimensionando
el tamaño original de los cuerpos representados a través de las opciones del menú
principal, tal como se representa en la siguiente figura.
8. Especial cuidado se tendrá en la elaboración de aquellos modelos que
establecen relaciones entre la realidad y la abstracción (por ejemplo, no es
lo mismo representar una placa de calentamiento mediante un circuito que
dibujarla).
Esta exigencia la suple la disponibilidad de software simuladores, algunos
denominados laboratorios virtuales, para diferentes contenidos de Física, lo que
facilita la modelación de fenómenos, hechos y procesos, específicos del tema en
cuestión. Existen software simuladores para circuitos eléctricos, otros para tipos
específicos de movimientos mecánicos, también para el tratamiento de la física
molecular, entre una gran variedad de estos (9 herramientas para aprender física,
2017; Física, 2019; GNUFísicaLab, 2019; Instruments, 2020; Ospina, 2017;
36
Quiñones, 2012;).Mientras más específico es el propósito del software simulador,
mejores resultados se obtendrán en su utilización. La siguiente figura pertenece a
la modelación de un circuito eléctrico elaborado con Electronics Workbench.
9. Es importante cuidar las proporciones entre los elementos o atributos
que conforman el modelo (tal consideración ayuda a establecer relaciones
geométricas, etcétera).
El tratamiento de las propiedades, la apariencia y las características geométricas de
los objetos gráficos de la interfaz de los software simuladores, posibilita que el
estudiante personalice estos objetos logrando que tengan las proporciones
adecuadas, de manera que no distorsionen la información que trasmiten,
obteniendo así un mayor acercamiento a la realidad representada.
37
10. Todo modelo insiste en determinados rasgos o características del
contenido físico. (se refiere a tener en cuenta elementos como el sistema de
coordenadas, los relojes que miden el tiempo, los cuales consolidan el
concepto de sistema de referencia, las características temporales-espaciales
del fenómeno, la inseparabilidad de la materia, el movimiento, el tiempo y el
espacio)
Dentro de los objetos o entidades que componen la interfaz de los software
simuladores se encuentran los ejes de coordenadas, reglas o cintas métricas,
relojes, y otros elementos que permiten suplir esa exigencia. Estos objetos suelen
ser susceptibles a modificaciones en cuanto al sistema de unidades a emplear, así
como en su escala y en su apreciación, lo que permite al estudiante adecuarlos a
los objetivos de la tarea a solucionar, cuestión esta que no es posible cuando la
modelación se realiza a lápiz y papel, en la que el estudiante debe dibujar estos
objetos adecuándolos a cada tarea específica. En síntesis, este análisis demuestra
las ventajas que ofrece el empleo de software simuladores para la modelación de
hechos, fenómenos y procesos, en la solución de tareas de Física.
Se revela del análisis anterior la evolución que experimenta el concepto de modelo
al utilizar software simulador en la solución de tareas de Física. Este deja de ser
una representación de modo esquemático del planteamiento de la tarea,
38
constituyendo únicamente lo que es de interés para la solución de la tarea para la
que fue creado, según sostienen Rivero & Barrios, (2012, p.196).
Partiendo del concepto de experimento docente de física como la actividad de
reproducir en forma controlada, un hecho, un fenómeno o un proceso de naturaleza
física, que se realiza principalmente en el marco de la escuela o que resulta como
continuación del PEA, se considera en la presente investigación que la modelación
obtenida con software simulador constituye un experimento docente virtual, a través
del cual el estudiante soluciona la tarea u obtiene información para su solución y
constituye, además, la dirección en que se proyectan todas las acciones, lo cual se
corresponde con la definición de tarea experimental que aporta Leyva, (2002. p.98).
Se fusionan así, en una única actividad investigativa, la solución de tareas teóricas
y el desarrollo del trabajo experimental, “rompiendo de este modo con la rígida
distinción que comúnmente se establece entre estas dos actividades” (Gil & Valdés,
1996.p.38). De esta manera se estrecha notablemente la distinción entre la tarea
teórica y la tarea experimental, de Física, lo que sugiere reconocerlas únicamente
como tareas de Física, poniendo de manifiesto la consideración de los software
simuladores como un medio didáctico capaz de revolucionar el PEA (Gil & Valdés,
1996b.p.5). Si bien el texto original donde se expone esta idea de Gil & Valdés tiene
en cuenta solamente la computadora como soporte para ese tipo de medio, criterio
que se justifica plenamente al analizar su ubicación en el tiempo, en su esencia
encierra también los modernos medios digitales de procesamiento de información.
El software simulador y la perspectivación en la solución de tareas de Física.
Como parte del proceso de solución de tareas de Física se considera necesario
perspectivarlas. Lo cual consiste en establecer diferentes vías que eviten que
después de haber cumplido con las exigencias y órdenes propuestas en el
enunciado de la tarea concluya el proceso de interacción con la misma y se pase a
otra, sin agotar las posibilidades que esta ofrece. Rivero (2003) propone las
siguientes vías para perspectivar la tarea:
1. Cambiar los parámetros de dificultad y/o de complejidad.
2. Introducir y potenciar saberes que de forma explícita no están dados en las
tareas.
39
3. Hacer cambios en la figura auxiliar.
4. Proponer tareas que incluyan los impactos CTS.
5. Transferir las tareas de enunciado cerrado a tareas de enunciado abierto
La perspectivación de la tarea se puede traducir como elaborar una nueva tarea,
pues materializar alguna de las vías referidas anteriormente implica que el
estudiante se encuentre ante una tarea diferente. Ello demanda, en primer lugar, la
reelaboración del enunciado, es decir, redactar nuevamente la tarea y trae consigo
el tránsito por todas las etapas de la solución de la tarea, incluida la modelación de
la nueva situación física. Esto atenta, entre otras cosas, contra el aprovechamiento
del tiempo, que se pudiera emplear para solucionar las nuevas tareas.
El software simulador anula esa dificultad, pues provee las vías para que esto sea
alcanzable sin la necesidad de reelaborar simulación ni el enunciado de la tarea.
Partiendo de la simulación original el estudiante puede controlar el comportamiento
de la misma a través de los botones de control genéricos a los cuales se les asigna
la entrada de datos correspondientes a los valores de las magnitudes físicas propias
de la situación analizadas, que se constituyen en atributos (propiedades) de las
entidades (objetos) que participan en la simulación. Las figuras que se muestran a
continuación ilustran lo planteado anteriormente. Se pueden observar los botones
de control genéricos correspondientes a la masa y velocidad de los carritos A y B,
representados con colores correspondientes con los colores de los carritos. Se
destacan también botones de control (en color verde) para variar la rigidez de la
superficie y su coeficiente de rozamiento. Además, se han colocado botones de
menú (en color naranja) para variar las condiciones de resistencia del aire y las
condiciones del campo gravitatorio donde ocurre la situación representada. En las
figuras 1 y 2, se observa el menú correspondiente a la variación de las condiciones
gravitacionales, en el primero, y en el segundo se puede apreciar el menú
correspondiente a las variaciones de la resistencia del aire, ambos encerrados en
círculo rojo.
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Figura 1
Figura 2
El uso de esos botones de control permite variar los parámetros de dificultad, a la
vez que potencian saberes que no están explicitados en la tarea. Así, de forma
expedita se pueda lograr un mayor aprovechamiento de la misma tarea en función
del aprendizaje por parte de los estudiantes. Es importante destacar que esta
simulación es reutilizable, lo que significa que una vez almacenada se puede utilizar
en nuevas tareas, adaptándola a las nuevas condiciones.
1.3. Los software simuladores en la solución de tareas experimentales de Física
Analizados los elementos que a consideración del autor de esta investigación son
los más importantes relacionados con el empleo de software simuladores en la
solución de tareas teóricas de Física, se procede a hacer un análisis relacionado
41
con el uso de esos medios de enseñanza-aprendizaje en la solución de tareas
experimentales de Física.
Después de un análisis de investigaciones relacionadas con la solución de tareas
experimentales de Física (Leyva, 2002; Miranda & Feo, 2012; Valdés & Valdés,
1993) el autor de la presente investigación se afilia al trabajo de Leyva (2002) por
ser este autor quien realiza un análisis didáctico profundo de la solución de este tipo
de tareas y proyecta su investigación a la formación inicial de profesores de Física,
proceso al cual está dirigida también la presente investigación. Ese autor en su
tesis parte de la estructura del método de solución de tareas teóricas de Física,
adicionando dos nuevas etapas: el diseño del experimento, que tiene carácter
prospectivo, por lo que corresponde a la función de organización; y otra: ejecución
del experimento y procesamiento de los datos, en la que predomina la función
ejecutiva (p. 84), lo que no significa que es una tarea teórica a la que se le ha
adicionado una parte experimental (p. 96). Esta afirmación queda recogida en la
definición que da ese autor de tarea experimental, la cual en sí misma la importancia
que tiene el experimento para la solución de este tipo de tarea.
Tarea experimental es la que encuentra su solución mediante la transformación
teórica del modelo del fenómeno físico y la realización de un experimento, que es
medio para obtener información decisiva para la solución y constituye, además, la
dirección en que se proyectan todas las acciones (Leyva, 2002. p.98).
Leyva (2002) define los distintos tipos de tareas experimentales de Física, desde el
punto de vista de que la lógica con que se ejecuta el método de solución queda
determinada por el tipo de exigencia de la tarea, ellas son:
1. Determinación de constantes físicas o características físicas de sustancias,
cuerpos o procesos.
2. Comprobación de leyes o regularidades físicas.
3. Determinación de la dependencia funcional entre dos magnitudes físicas que
se relacionan en un fenómeno o proceso.
Para ese investigador la forma más compleja en que el estudiante se interrelaciona
con el experimento físico lo constituye la solución de tareas de Física por vía
experimental (p.21), por lo que el diseño, montaje y ejecución, del experimento, son
parte esencial en ese proceso. Al analizar el trabajo de Leyva (2002) se comprobó
42
que el mismo concibe su propuesta sobre la base de desarrollar el experimento de
manera real, aunque reconoce que las simulaciones pueden ser una forma de
plantear y resolver tareas experimentales porque su interactividad ofrece al
estudiante la posibilidad de variar y conocer las condiciones en que el fenómeno
simulado tiene lugar, a pesar de sus limitaciones (p.63). Aquí la función pedagógica
de la simulación tiene mucho en común con el rol de la experimentación. Esta
función consiste en ayudar en el desarrollo del modelo mental sobre el fenómeno,
dada la trascendente importancia que tiene este aspecto del aprendizaje (Kofman,
2017, pp. 7,8). La utilización del software simulador, en este caso, puede jugar un
doble papel:
En primer lugar, si se cuentan con los recursos necesarios para desarrollar el
experimento de forma real, el software simulador se convierte en un medio auxiliar
que aporta elementos valiosos en el diseño del experimento.
El estudiante puede realizar un diseño virtual del experimento para después
materializarlo en el laboratorio real.
Se favorece la repetitividad y reproducibilidad de los experimentos hasta
lograr el resultado esperado y, de esa manera, obtener un montaje eficiente del
experimento real.
Los estudiantes se forman en metodologías de trabajo, con lo cual crean el
hábito de modelación previa, disminuyendo así la tendencia a la ejecución.
No hay gastos innecesarios de recursos consumibles (reactivos, energía),
que después son necesarios para la realización de las prácticas reales.
Lograr un diseño eficiente contribuye al cuidado de los medios disponibles,
toda vez que se seleccionen adecuadamente evitando su uso incorrecto. Esto es
muy importante sobre todo para el cuidado de los instrumentos de medición, así
como de los componentes en los circuitos eléctricos y de otros medios
susceptibles a roturas por un manejo incorrecto.
En segundo lugar, si no se cuenta con los medios para desarrollar el experimento
real, el software simulador puede sustituirlo, siempre que los modelos que se
obtengan sean realistas y representen detalles importantes del fenómeno, hecho o
proceso a analizar, además de que los objetos, las gráficas y las animaciones
43
logradas, se complementen para hacer posible ver y comprender mejor el
comportamiento del sistema. En este caso el software simulador aporta ventajas
que, de acuerdo con (Velasco, Arellano, Martínez, & Velasco, 2013) resultan en:
Optimización del tiempo al realizar las prácticas,
Optimización de los materiales a utilizar.
Disminución significativa del uso incorrecto de los medios que componen las
prácticas de laboratorio, incluyendo equipos de medición, componentes
electrónicos, y otros susceptibles a roturas por mal manejo, potenciando así su
cuidado.
Disminución de los niveles de riesgo al operar con equipos y componentes,
potencialmente peligrosos.
Realización de varios experimentos simultáneamente.
Transmisión del aprendizaje constructivista, fomentando la capacidad de análisis
y el pensamiento crítico.
Control del tiempo de ejecución del fenómeno, hecho o proceso, acelerándolo o
retrasándolo, según sea necesario.
Diseño previo del experimento, de manera que al realizar su montaje y ejecución
este cumpla con las exigencias necesarias para lograr el objetivo que se
pretende.
Realización en un periodo corto de tiempo de experimentos que tardarían días,
semanas o meses en un laboratorio real.
Anulación de condiciones espacio-temporales específicas para su realización.
Variación ilimitada de las propiedades de los objetos a utilizar, lo que no es
posible en condiciones reales de laboratorio.
Realización de experimentos que, por sus características o condiciones
especiales para su realización, sólo pudieran realizarse de manera teórica, los
denominados experimentos ideales (o pensados) (condiciones de ingravidez o
vacío total; superficies de contacto perfectamente lisas)
Disminución de las fuentes de incertidumbre del experimento real. Las
incertidumbres aleatorias no se pueden controlar en el experimento real, pero sí
en el virtual y contrastar con la realidad.
44
Los software simuladores también contribuyen a facilitar el procesamiento de datos
obtenidos durante la actividad experimental, ya que estos programas están
provistos de herramientas que permiten convertir los datos en información
significativa y mostrar sus resultados de forma numérica y gráfica. La siguiente
figura muestra la simulación del montaje de un circuito eléctrico, en el que se
representan varios componentes e instrumentos de medición, así como los ajustes
que se pueden hacer, en este caso, a un multímetro. Al modelar el circuito utilizando
el software simulador, en este caso Electronics Workbench, se ponen de manifiesto
las ventajas enumeradas anteriormente.
Es necesario destacar que los experimentos no siempre son factibles de realizar de
manera real, ya sea por falta de equipamiento o porque la condiciones en las que
se deben realizar solamente existen de manera ideal: superficies absolutamente
lisas, superficies absolutamente esféricas, cuerpos perfectamente rígidos,
absolutamente elásticos, vacío absoluto. Tampoco es posible lograr mediciones
absolutamente exactas, lo que genera una diferencia entre el dato empírico y el
objeto teórico, y allí es donde interviene el pensamiento, salvando esta separación.
(Álvarez & Marquina, 1992. p.2). Este tipo de experimento en el contexto de la Física
recibe el nombre de experimento ideal (pensado o de pensamiento), concepción
introducida por Galileo Galilei, aporte que ha sido fundamental no solo porque el
experimento real debe ser concebido primero mentalmente, sino por la forma de
reducir a condiciones hipotéticas y modeladas, imposibles de obtener en un
laboratorio, los problemas investigados, los fenómenos naturales. (Pérez, 2012.
45
p.48) De acuerdo con varios autores (Álvarez & Marquina 1992; Álvarez & Posadas,
2003; "Planetario Galileo Galilei," 2018; Contreras, Valle, González, Benvenuto, &
Pedraza, 2020), se clasifican los experimentos de Galileo en tres tipos: reales,
pensados e imaginarios.
Reales son los que realizó.
Pensados son los que no pudo realizar por razones lógicas o por falta de
equipo adecuado.
Imaginarios son los que pudo haber realizado, pero no los hizo, tal vez
convencido de lo que iba a ocurrir.
Con el empleo de software simuladores se pueden diseñar y ejecutar, de manera
virtual, esos experimentos que no se pueden realizar, excepto como experimentos
ideales. A través de la simulación se pueden establecer esas condiciones que
constituyen limitantes para desarrollar el experimento de manera real.
El ejemplo que se muestra a continuación, corresponde a la modelación con
software simulador (Física Interactiva) de las oscilaciones de un péndulo. El
software simulador permite modelar el fenómeno y establecer condiciones de vacío
absoluto o con valores determinados valores de resistencia del aire y variar la acción
del campo gravitatorio hasta establecer condiciones de ingravidez, lo cual no es
posible en condiciones de laboratorio real. Además, se puede variar la longitud del
péndulo y su masa, y obtener los valores de amplitud de la oscilación, posición y
velocidad del péndulo, gráfica y numéricamente. A través de este experimento
46
virtual se puede determinar de qué factores depende la amplitud de las oscilaciones
del péndulo.
Se puede plantear a modo de conclusión, en este epígrafe, que en la solución de
tareas experimentales de Física los experimentos de laboratorio pueden
automatizarse por computadora u otros medios informáticos. Los modelos
digitalizados logrados a través de software simuladores pueden ser utilizados en
forma combinada con los experimentos reales, o pueden reemplazarlos, de acuerdo
con las condiciones con que se cuenten para realizarlos, incluyendo aquellos que
por sus características son posibles solamente como experimentos ideales.
1.4. El software simulador en el control y valoración del proceso y del resultado
Durante el proceso de solución se activan mecanismos personales de control y
valoración que le permiten al estudiante orientar su sistema de acciones en una
dirección u otra, en función de aciertos y fracasos. Al utilizar el software simulador
esos mecanismos de control y evaluación se activan desde el instante en que el
estudiante selecciona el software simulador que va a utilizar. La ventaja que reporta
esta técnica radica en que ese es un proceso de autoevaluación continuo y
progresivo, el cual no requiere que se concluya el proceso de diseño y ejecución de
la simulación, sino que el estudiante autoevalúa sus aciertos y errores relacionados
con la funcionalidad de la modelación en la misma medida en que la diseña. De esta
manera puede reorientar su accionar hasta obtener el resultado esperado para el
cumplimiento del objetivo de la tarea.
En cuanto a la evaluación del resultado de la tarea, este se analiza desde dos
perspectivas: se evalúa la calidad de la modelación simulada, lo cual se traduce en
su capacidad para obtener los resultados acordes con el enunciado, órdenes y
exigencias de la tarea; y también se evalúa los resultados propios de la tarea en sí
misma en correspondencia con el contenido físico, los cuales, en dependencia del
objetivo, se muestran de forma gráfica y/o numérica.
En el epígrafe correspondiente a “La evaluación en la concepción didáctica
propuesta”, en el Capítulo 3 de la presente investigación, se realiza un profundo
análisis de este tema, donde se evidencia cuánto aporta el empleo de software
simuladores a la evaluación en la solución de tareas de Física.
47
Conclusiones del capítulo
La utilización de software simuladores modifica y enriquece investigaciones
precedentes que sobre la solución de tareas de Física se han realizado y han
demostrado su efectividad en la práctica pedagógica. La modelación adquiere una
nueva dimensión con independencia del tipo de tarea que se esté solucionando
(teórica o experimental). De esta manera el modelo creado resulta entorno virtual
de aprendizaje, contextualizado en la enseñanza-aprendizaje de la Física como en
un experimento docente virtual, con el que el estudiante interactúa, desarrollando
procesos metacognitivos que contribuyen a la autorregulación de su aprendizaje en
un contexto en el que la evaluación del aprendizaje está concebida desde una
perspectiva formadora, donde el estudiante juega el rol protagónico. Así mismo se
reduce la brecha entre la tarea teórica y la tarea experimental, de Física,
considerándose solamente como tarea de Física.
48
CAPÍTULO 2. SISTEMATIZACIÓN DEL EMPLEO DE SOFTWARE SIMULADORES
EN LA SOLUCIÓN DE TAREAS DE FÍSICA EN LA FORMACIÓN INCIAL DE
PROFESORES DE FÍSICA.
En este capítulo se ordena y reconstruye la experiencia del empleo de software
simuladores en la solución de tareas de Física en la formación inicial de profesores
de esta asignatura. La experiencia se llevó a cabo en la sede “Félix Varela Morales”
de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Se describen las etapas del
diseño de la sistematización teórica y práctica de las experiencias, describiendo las
potencialidades y carencias en cada una de las etapas de la sistematización y se
declara el problema a resolver en la etapa consecutiva. También se examinan las
transformaciones logradas en la práctica, al concluir la sistematización.
2.1. La sistematización de experiencias como método de investigación
Varios autores (Martinic, 1984; Barnechea, Jaramillo, 1994; Francke y Morgan,
1995; González &Morgan, 1998; Antillón, 2002; Jara, 2003, Van de Velde, 2008)
han tratado la sistematización en diferentes modalidades: de datos o información,
de contenidos, de procesos y de experiencias. Por considerar esta sistematización
como una sistematización de experiencias, en la cual se combina la sistematización
de contenidos11 con la sistematización de procesos12, el autor de la presente
investigación se afilia a Van de Velde (2008) que la define como:
“(…) la extracción de aprendizajes (lecciones) basada en una interpretación
crítica de la lógica integral (holística) de experiencias, reconstruyendo sus
procesos y/o contenidos. Busca descubrir las articulaciones estructurales e
históricas en juego en las dinámicas de desarrollo local, así como el tejido de
significados resultando de las interacciones entre actores. (p.42)
A través de la sistematización realizada como parte de esta investigación, se
describen las experiencias obtenidas en la utilización de software simuladores para
solucionar tareas de Física, en la formación inicial de profesores de Física durante
un período de seis años, comprendidos desde el curso escolar 2013-2014 hasta el
11Este tipo de sistematización ha de aplicarse a una situación de interacción que se considera concluida o, por extensión, a
un proyecto de desarrollo acabado pues sólo así se puede tener una idea completa del mismo (Van de Velde, 2008, p.35)
12Se refiere a marcar un alto en el camino, entre dos etapas de una experiencia desarrollándose, para analizar los factores
metodológicos que nos están ayudando u obstaculizando a conseguir las metas planteadas (Van de Velde, 2008p.35)
49
2018-2019, en el departamento de Ciencias Exactas de la sede “Félix Varela
Morales” perteneciente a la Universidad Central “Martha Abreu” de las Villas,
2.1.1. Diseño de la sistematización de experiencias en el empleo de software
simuladores en la solución de tareas de Física en la formación inicial de profesores
de Física
Para lograr definir un hilo conductor que oriente la reconstrucción y la interpretación
de la práctica vivida con la utilización de software simuladores en la solución de
tareas de Física en la formación inicial de profesores de Física, se parte del criterio
de Jara, (2003, p. 24), retomado por Van de Velde, (2008, p.42), el cual establece
la espiral del proceso de sistematización (p.102), que comprende varios elementos:
El objetivo del proceso de sistematización: reconstruir y organizar las experiencias
del autor en la utilización de software simuladores para la solución de tareas de
Física, en la formación inicial de profesores de Física.
La temática (objeto) a sistematizar: las experiencias obtenidas del trabajo
desarrollado durante seis años, con el empleo de software simuladores en la
solución de tareas de Física, en la formación inicial del profesor de Física.
El eje de la sistematización: la apropiación, por parte de los estudiantes, de los
mecanismos procedimentales para el trabajo con los software simuladores en la
solución de tareas de Física.
Una vez establecidos estos hilos conductores se identifican los actores clave:
Los estudiantes de las carreras Licenciatura en Educación,
Matemática- Física, (Plan de Estudios “D”) y Licenciatura en Educación.
Física (Plan de Estudios “E”)13, a partir del curso escolar 2013-2014 hasta el
curso escolar 2018-2019. En los diagnósticos realizados a estos estudiantes
se pudieron constatar carencias y potencialidades, relacionadas con el
empleo de software simuladores para solucionar tareas de Física. Sobre
estos se influye paulatinamente para determinar, por medio de la evaluación,
los cambios en el aprendizaje en cada una de las etapas de la investigación.
Los profesores miembros de los colectivos de disciplinas de Disciplina
Didáctica de la Física, Fundamentos de la Física Escolar y Física General
13Esta investigación se realiza durante la transición del Plan de Estudios “D” al Plan de Estudios “E”
50
(Plan de Estudios “D”) y las disciplinas Formación Laboral Investigativa en la
Enseñanza de la Física, Física Básica y Física General (Plan de Estudios
“E”)14,del departamento de Ciencias Exactas de la Universidad Central “Marta
Abreu” de Las Villas; profesores y directivos del área de Física, de los niveles
de Enseñanza Media y Media Superior, de Villa Clara; y expertos
consultados, los cuales contribuyeron al tratamiento de aspectos teóricos y
prácticos, necesarios en el proceso de investigación.
A partir de aquí se elaboró el plan de sistematización:
Establecer etapas de la sistematización, de acuerdo al nivel de
conocimientos del autor y de los estudiantes.
Determinar para cada etapa avances y carencias, en el aprendizaje; y
proyectar las acciones para la siguiente etapa a partir de estos
presupuestos,
Arribar a conclusiones en cada etapa.
La recuperación histórica e interpretación crítica de las experiencias y la
elaboración de conclusiones,
2.2. Etapas de la sistematización
Para el ordenamiento o reconstrucción cronológica de la recuperación histórica, se
delimitaron las etapas de la sistematización:
Primera etapa. El software simulador Física Interactiva (IP) en la
modelación de las tareas de Física. En esta etapa se trabajó con los
elementos básicos para operar con el software Física Interactiva, a partir de
la información que brindan sus manuales y tutoriales. Se vincula
directamente con El objetivo de esta primera etapa consiste en que los
estudiantes utilicen IP para modelar, a través de la simulación, tareas de
Física, de acuerdo con su enunciado.
Segunda etapa: Física Interactiva en la solución de tareas de Física
en la formación inicial de profesores de Física. En esta etapa se vincula el
empleo del software simulador Física Interactiva con las teorías precedentes
acerca de la solución de tareas de Física. El objetivo de esta etapa es que
14Esta investigación se realiza durante la transición del Plan de Estudios “D” al Plan de Estudios “E”
51
los estudiantes solucionen tareas de Física utilizando IP, a partir del
conocimiento y de sus habilidades en la solución de tareas de Física, a la vez
se apropian de los mecanismos procedimentales para utilizar el software
simulador en ese proceso.
Primera etapa: El software simulador Física Interactiva (IP) en la modelación de las
tareas de Física
Objetivo: Utilizar Física Interactiva en la modelación de las situaciones físicas
descritas en el enunciado de las tareas.
Esta etapa inició rectorada por el programa de la asignatura Trabajo con los
software profesionales en las tareas docentes de Matemática y de Física (II)
(Candelario, 2013). Este programa relaciona la solución de tareas de Física con las
de Matemática, lo que resultó positivo, considerando que se constataron invariantes
entre uno y otro software a emplear: Física Interactiva para solucionar tareas de
Física, y Geogebra para solucionar tareas de Matemática (González, J. 2014), lo
que permitió llegar a generalizaciones en cuanto a las características técnicas, de
diseño y de funcionalidad de estos software.
El grupo de cuarto año de la carrera de Licenciatura en Educación especialidad
Matemática – Física, con el cual se comenzó a trabajar, habían recibido clases de
metodología de solución de tareas de Física durante la carrera, de ahí que el avance
estuvo mediatizado por el nivel de desarrollo de habilidades en la solución de tareas
de Física. Además, tenía conocimientos y habilidades, necesarios para apropiarse
de los nuevos contenidos relacionados con los mecanismos procedimentales del
trabajo con software simuladores.
El grupo tenía experiencia en trabajo con las computadoras y otros medios de
manejo y transmisión de información. Poseía habilidades con el trabajo con los
elementos de hardware disponibles; también estaba familiarizado con los elementos
componentes de la interfaz gráfica para usuario, propia de los sistemas operativos
dirigidos para usuario común, y tenían desarrolladas las habilidades para la
realización de las operaciones elementales con este tipo de sistema. Un elemento
muy importante a destacar lo constituye el hecho de que dominaban el concepto
52
objeto15 desde el punto de vista de la informática, y poseían habilidades en la
administración de sus propiedades, lo que fue ventajoso ya que es este elemento
una parte esencial de la base técnica de la simulación con el software simulador
Física Interactiva, y una invariante para el trabajo con otros software simuladores
para Física.
Es importante destacar que esta primera experiencia en el trabajo con software
simuladores en la solución de tareas de Física se ha continuado implementando con
los demás grupos de estudiantes en todos los cursos escolares posteriores, en la
misma medida en que reciben las asignaturas correspondientes al currículo propio
de la Carrera. Los estudiantes que conforman estos grupos tienen, de acuerdo al
diagnóstico, características similares a aquellos con los que se inició el trabajo, lo
que se convierte en una generalidad, elemento este favorable para desarrollar el
trabajo.
Esta primera etapa tiene como punto de partida el análisis de teorías de solución de
tareas de Física, precedentes, relacionadas con la formación inicial de profesores
de Física, considerando las teorías acerca de las tareas experimentales de acuerdo
con Leyva (2002), y las tareas teóricas a partir de los estudios realizados por Rivero,
(2003). Al analizar las mismas, se constató que en ambas se propone la realización
de la modelación del fenómeno objeto de estudio, durante la etapa de comprensión
de la tarea, como un procedimiento de análisis que contribuya a la comprensión de
la tarea y conlleve a que el estudiante organice su posible estrategia de solución.
Este procedimiento de análisis se realiza manualmente a lápiz y papel,
constituyendo una modelación estática o episódica, de la situación planteada.
Durante el mismo el estudiante “dibuja” la situación física descrita en el enunciado
de la tarea, de acuerdo con la interpretación que haya hecho del enunciado en la
tarea.
Antes de comenzar a utilizar el software simulador Física Interactiva en el
procedimiento de modelación en la solución de tareas de Física, se emplearon
simulaciones disponibles en diferentes repositorios online (eduMedia, 2015; Phet,
15En informática: es una entidad descrita por un conjunto de atributos o propiedades (Glosarioit, 2020). Son considerados aquellos elementos que componen la interfaz gráfica de trabajo de una aplicación, con los que puede interactuar el usuario y llegar, incluso, a modificar propiedades.
53
2016; Vascak, 2016). Estas, a la vez que contribuyeron al aprendizaje de la Física
en los estudiantes, los motivaron por la utilización de estos medios dentro de su
propio proceso de formación como profesionales de la enseñanza de la Física, para
su desarrollo en el componente laboral y su posterior desempeño profesional.
Como punto de partida de esa experiencia surgieron inquietudes por parte de los
estudiantes acerca de cómo realizar simulaciones que se adaptaran a situaciones
específicas de la solución de tareas. Lo que se traduce en elaborar sus propias
simulaciones, de acuerdo con las especificidades de las asignaturas que recibían
como parte de su formación.
En correspondencia con esos resultados se comienza a utilizar, de manera intuitiva
y experimental, el software simulador Física Interactiva (IP), con el fin de contribuir
a que los estudiantes se familiaricen con elementos básicos de la interfaz de este
software, así como las operaciones básicas potenciales con los objetos que la
conforman. En este primer momento se pretendió que los estudiantes solamente
llegaran a modelar la situación descrita en el enunciado de la tarea a solucionar.
La selección del software simulador Física Interactiva como base ejemplificadora
para el trabajo con otros software simuladores en la solución de tareas de Física
responde a las invariantes que el autor constató en este software al estudiar las
características técnicas y de funcionalidad del mismo y compararlo con otros de
igual propósito como Modellus (Modellus 2.5, 2014); Physion ("Physion," 2015)
Step. ("Step (simulador físico)," 2013). Física Interactiva se clasifica de los
simuladores denominados programa-laboratorio de alta interactividad. Permite
simular situaciones fundamentales de la Mecánica Newtoniana, que pueden
diseñarse de modo sencillo, dibujando objetos con el mouse en la pantalla, tales
como si se estuvieran creando desde un programa de dibujo. (Santos, Otero, &
Fanaro, 2010)
Estas invariantes son:
Posee Interfaz gráfica de usuario 16
16 Programa que media entre el usuario y la máquina, para que los usuarios puedan interactuar con mayor facilidad y sin necesidad de disponer de profundos conocimientos informáticos (NeoAttak. 2014).
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Permite establecer campos físicos específicos para la ocurrencia de la
situación física a simular
Realiza simulaciones en dos dimensiones
Basa su funcionamiento en el manejo de objetos y sus propiedades, las que
permite variar para adaptarlas al enunciado de la tarea
Permite el tratamiento de la teoría de errores
Permite establecer cifras significativas para los cálculos numéricos
Permite la conversión de unidades
Permite extrapolar datos a otras aplicaciones informáticas para realizar
análisis gráficos y de datos.
Posee funciones gráficas disponibles para analizar resultados
Posibilita que los valores instantáneos de los vectores puedan visualizarse
durante el movimiento de los cuerpos
Permite visualizar trayectorias de los objetos para analizar el
comportamiento del movimiento en distintas etapas.
Facilita la percepción del movimiento y colisión
Permite el empleo controles genéricos contextualizables
Permite el empleo de fórmulas personalizadas
Permite la extrapolación de datos a otras aplicaciones para su análisis y
comparación
El conocimiento del autor sobre el trabajo con Física Interactiva (IP) en la solución
de tareas de Física se basaba, en esta primera etapa, en el empleo tutoriales y
manuales (Fajardo, 2015) que sobre este software simulador están disponibles en
la red y en otros soportes digitales, así como su experiencia en la enseñanza de la
Física y de la Informática Educativa, por más de 16 años en la formación inicial de
profesores, en las especialidades de Física y de Informática.
Sobre la base de estos presupuestos se trabajó con el software simulador Física
Interactiva para dar cumplimiento al objetivo de esa primera etapa. Para ello se
elaboraron “Orientaciones” (Candelario, Rivero, & Contreras, 2015) para utilizar
Física Interactiva en la modelación de los fenómenos físicos de acuerdo con el
55
enunciado de las tareas de Física, las cuales se implementaron como parte del PEA
en esta primera etapa.
En estas orientaciones se consideraron dos fases:
Fase de diseño
1. Ejecutar la aplicación. Esta puede ser ejecutada a partir del acceso directo
que se crea al instalar el software. Por tanto, esto puede ser a través de: menú
principal, icono de acceso directo en el Escritorio, icono de acceso directo en la
barra de inicio rápido, etc.
2. Personalizar el espacio o área de trabajo (Workspace). Durante esta etapa
el estudiante, a través de la opción View/Workspace, en el menú principal de la
aplicación, establece los elementos que conformarán el área de trabajo. Podrá
seleccionar si esta área mostrará: las coordenadas (coordinates) en las que se
ubicarán los cuerpos que representarán el fenómeno físico, las reglas graduadas
(rules), las cuadrículas (Grid lines), los ejes coordenados (X,Y axes), la barra de
control de ejecución (Tape player controls), las barras de desplazamiento horizontal
y vertical (Scroll bars), la barra de estado (state bar), así como las diferentes barras
de herramientas que componen el software. Es muy importante tener en cuenta que
el estudiante también puede seleccionar el sistema de unidades con los que va a
trabajar, haciendo uso de la opción View/Numbers and Units…
Desde el punto de vista de la solución de la tarea se declara el sistema de referencia,
el sistema físico, y se ajustan los datos de la tarea.
3. Ubicar sobre el área de trabajo los objetos físicos que participarán. En esta
etapa el estudiante seleccionará con un clic, en las barras de herramienta, el tipo de
objeto que va a utilizar. Luego, arrastrándolo hacia el área de trabajo, sin soltar el
56
botón primario del ratón, el estudiante “dibujará” el objeto en cuestión
dimensionándolo sobre esta área y dándole la forma que necesite en caso de
tratarse de una figura irregular. Cada uno de los elementos que participan son
objetos, esto es importante tenerlo en cuenta considerando la filosofía de las
interfaces gráficas en las que se sostiene que cada objeto tiene propiedades y
muchas de estas pueden ser modificadas por el estudiante de acuerdo con sus
intereses y necesidades. Independientemente de las propiedades del objeto en
cuestión, estas pueden ser modificadas por el estudiante a través de la ventana
“properties”, que aparece automáticamente al hacer doble clic sobre el objeto. Estas
propiedades se modificarán a partir de las exigencias de la tarea que se resolverá,
por ejemplo: el material del que está constituido un cuerpo, su masa, sus
dimensiones, densidad de masa, carga eléctrica, velocidad.
4. Asignar a cada objeto el “rol” que jugará en la fase de ejecución. En esta
etapa el estudiante atribuye a cada objeto un papel o rol dentro de la tarea. El rol
puede ser activo o pasivo. “Activo” cuando el objeto constituye objeto de análisis en
el contexto de la tarea; “pasivo” cuando este no será objeto de análisis. Un mismo
tipo de objeto puede jugar indistintamente cualquiera de estos papeles. Se les
asignan a los objetos los valores de las magnitudes físicas que interesan, de
acuerdo con el enunciado de la tarea. Esto se logran haciendo un doble clik sobre
el objeto en cuestión, a través de la opción Windows/properties o presionando Ctrl+I,
una vez seleccionado el objeto
Es importante destacar que el estudiante pude ejecutar la aplicación durante el
diseño, lo que le permite evaluar gradualmente su desempeño en el logro de la
57
actividad, potenciando así la autoevaluación. De esta manera no es necesario que
concluya la fase de diseño para evaluar parcialmente sus logros y e insuficiencias.
Fase de ejecución
En esta fase se ejecuta la simulación cuando se haya concluido su diseño. Para ello
se recomienda, primero, utilizar la opción Edit/Player Mode, para que el área de
trabajo se presente en modo de ejecución. Luego se presionará el botón Run, de la
barra de herramientas, o mediante las opciones World/Run o Ctrl+R, para ejecutar
la simulación. Es necesario tener en cuenta que la ejecución o corrida de la
simulación se puede realizar a la vez que se realiza el diseño, lo que permite realizar
las correcciones pertinentes para obtener la máxima eficiencia del producto final.
Potencialidades constatadas en esta primera etapa
La evaluación frecuente, la observación del trabajo de los estudiantes y los criterios
de estudiantes y profesores, recogidos durante el desarrollo de las actividades
docentes permitieron constatar que hubo avances dentro del PEA. Se observó un
aumento del interés por parte de los estudiantes por el empleo del software
simulador Física Interactiva, propiciando el aprendizaje de la Física y de los recursos
procedimentales para modelar, a través de la simulación con IP, las situaciones
descritas en el enunciado de las tareas. Dentro de los mayores logros se destacan:
Disminución de la tendencia a la ejecución, propensión negativa que se
manifiesta de forma generalizada en la solución de tareas.
Enriquecimiento del procedimiento de modelación como parte del proceso de
comprensión de la tarea.
Reutilización de las modelaciones en otras tareas, lo que contribuye al
aprovechamiento del tiempo para la solución de las tareas.
Análisis de fenómenos que suceden a velocidades que no permiten ser
visualizados en condiciones reales de desarrollo o necesitan ser analizados con
un nivel de detalles mayor al que se logra en condiciones reales de ejecución.
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Análisis episódico de las diferentes etapas del proceso permitiendo analizar
el fenómeno objeto de estudio como un proceso continuo y no a saltos, como
se logra con la modelación a lápiz y papel. Disminuye así el riesgo de que se
pierdan detalles de la situación física a analizar, y facilita la comprensión del
enunciado de la tarea. IP brinda la posibilidad de mostrar el fenómeno en forma
episódica (Figura 1), permitiendo dejar la huella o pista de la trayectoria del
movimiento, facilitando de esta manera que el estudiante aprecie la simulación
del fenómeno con una aproximación a la realidad, a través de modelo
establecido, en menos tiempo y con mucho mayor alcance. (Figura 1)
Figura 1
Propuesta y comprobación de hipótesis acerca de la situación objeto de
estudio.
Comprobación de la factibilidad de la tarea
A través del uso de los procedimientos para utilizar software simuladores en la
solución de tareas de Física los estudiantes desarrollaron procesos metacognitivos
como: reflexionar sobre si una tarea va a resultar complicada, o no; seleccionar una
estrategia de aprendizaje y reconocer si resulta efectiva; controlar el uso de
estrategias de aprendizaje en cada situación; valorar sus potencialidades y
carencias, a partir de su conocimiento previos; ser conscientes de los procesos
mentales que utilizaron en cada situación (Puigbó, 2019). Esto incluyó armonizar
59
los conocimientos de Física con el conocimiento de los mecanismos
procedimentales del trabajo con el software simulador, redimensionando así los
procesos cognitivos básicos (atención, memoria y percepción) y superiores
(pensamiento, lenguaje e inteligencia), durante el trabajo. Se planificaron
estrategias para las diferentes situaciones de aprendizaje, de acuerdo con sus
propias potencialidades, con el enunciado de las tareas, y con las posibilidades que
les brindaba el software simulador. Controlaron la ocurrencia de las simulaciones a
través de los elementos de la interfaz del software simulador, evaluaron el proceso
de diseño y ejecución de la simulación para detectar posibles fallos, transfiriendo
sus experiencias hacia otras tareas que tenían que resolver. Así interiorizaron
mecanismos intelectuales y autorregularon procesos mentales básicos con el fin de
apropiarse de los contenidos necesarios para lograr el objetivo de cada actividad.
La evaluación se realizó de forma frecuente, se tuvo en cuenta la autoevaluación,
la heteroevaluación y la coevaluación. En la evaluación se hizo énfasis, además,
en que los estudiantes expusieran sus procederes y cómo los utilizarían en su
componente laboral. Para ello se les orientaban tareas propias del nivel medio y
medio superior
La autoevaluación y la coevaluación, resultaron formas permanentes de
evaluación. Así los estudiantes evaluaron sus logros y sus carencias, individuales
(autoevaluación), tomando conciencia de cuál era su progreso individual en el PEA,
respecto a su desempeño al diseñar, ejecutar y modificar la modelación del
fenómeno, a través del software simulador, así también evaluaron sus
conocimientos de Física. Además, emitieron sus criterios sobre el desempeño de
sus compañeros, lo que contribuyó, también, a orientarlo en el rol del profesor,
contribuyendo a su formación profesional.
La heteroevaluación se desarrolló por parte del profesor, a través de evaluaciones
sistemáticas dirigidas a comprobar las habilidades alcanzadas en el trabajo con los
componentes de la interfaz del software simulador IP para diseñar y ejecutar las
simulaciones, así como de los niveles de apropiación de los conocimientos de
Física. Es significativo que también profesores de Física, de la Carrera, utilizaron el
software simulador en sus clases, aprovechado sus potencialidades para modelar
los fenómenos objeto de estudio.
60
De esta manera los estudiantes se motivaron por el aprendizaje del contenido de la
Física y de los mecanismos procedimentales para utilizar el software simulador IP,
convirtiéndose en agentes activos en el desarrollo de sus conocimientos,
habilidades y actitudes profesionales mediante la experiencia, la toma dedecisiones,
la evaluación de las consecuencias de las mismas y obteniendo una
retroalimentación constante de sus acciones.
Problema a resolver.
Emplear el software simulador en las etapas de ejecución de la vía de
solución y evaluación de los resultados.
Preparación a los profesores en el empleo de software simuladores en la
solución de tareas de Física.
Segunda etapa: Física Interactiva en la ejecución de la vía de solución de las tareas
de Física.
En esta segunda etapa de trabajo con IP para ejecutar la vía de solución de tareas
de Física, se continuó considerando la solución de tareas experimentales y tareas
teóricas. Con este fin, y de acuerdo al currículo propio de las Carreras de
Licenciatura en Educación especialidad Matemática – Física, y de Licenciatura en
Educación. Física; se elaboraron Programas de Estudio de acuerdo a las demandas
del currículo propio de la Carrera, por años y tipos de curso. (Anexo 1)
Para resolver tareas experimentales de Física con Física Interactiva, se tuvo en
cuenta que, de acuerdo con Santos, Otero, & Fanaro (2010) este software simulador
puede clasificarse dentro de los simuladores denominados programa-laboratorio, o
laboratorio virtual, de alta interactividad. Por otra parte, se considera que “un
laboratorio virtual se representa a modo de espacio virtual en el cual se utiliza la
tecnología con el objetivo de proporcionar un alto nivel de interacción entre los
estudiantes, los temarios y los recursos pedagógicos dispuestos en cada centro”
(VIU, 2018. p1). Aunque hay que tener en cuenta que existen prácticas que solo
pueden realizarse en un laboratorio convencional ya que el laboratorio virtual no
puede sustituir del todo la experiencia práctica y enriquecedora que se puede
alcanzar en un laboratorio de ese tipo, un laboratorio virtual puede ser una
herramienta complementaria valiosa en experiencias educativas.
61
Solución de tareas experimentales con Física Interactiva.
Durante el desarrollo del trabajo con este software simulador en la ejecución del
método de solución de tareas experimentales de Física se resolvieron y se
orientaron varias tareas de este tipo (Anexo 3), como las que se muestran a
continuación:
1. Determinar el valor de la aceleración de la gravedad de un cuerpo en caída
libre.
La siguiente figura representa el montaje experimental virtual para solucionar la
tarea.
Obtener la modelación de la situación física descrita, con software simulador,
permite establecer condiciones de vacío absoluto que exige la solución de esta
tarea, lo que no se puede lograr en un laboratorio real, excepto en condiciones
especiales, las cuales, por lo general, no están alcance de las instituciones
escolares.
A partir del diseño elaborado se pueden variar los parámetros de dificultad de la
tarea, lo que permite aprovechar sus potencialidades sin necesidad de proceder a
otra. Esto permite dar respuesta a nuevas interrogantes como:
a) ¿Qué valor tendrá la aceleración si se aumenta la masa del cuerpo?
62
b) Si el cuerpo cae con una velocidad inicial determinada, ¿variará el valor de la
aceleración del mismo?
Dar respuestas a estas interrogantes en condiciones reales de laboratorio exige la
reformulación de la tarea, variar las condiciones del experimento, realizar una
nueva modelación de la situación física y realizar nuevos cálculos.
c) Si el experimento se realiza en la Luna, ¿qué sucederá con el valor de la
aceleración obtenida?
La respuesta a esta interrogante implica la realización de un experimento ideal,
debido a las condiciones de ingravidez que exige, por lo que su respuesta se
puede obtener solo matemáticamente, sin posibilidades de apreciar la ocurrencia
del fenómeno por la inexistencia de condiciones ideales que no están disponibles
en los centros educacionales. El empleo del software simulador permite realizarlo
de manera virtual, de esta forma se logra un mayor acercamiento al fenómeno.
Estas interrogantes generan hipótesis que pueden ser corroboradas a través de la
ejecución de la simulación.
El uso de software simuladores posibilitó una mejor comprensión de algunos
fenómenos físicos, ya que se pudieron incluir elementos gráficos y animaciones en
el mismo entorno.
En esta etapa se tuvo en cuenta el mecanismo procedimental generalizado para la
solución de tareas de Rivero, (2003). Este especialista propone dentro de los pasos
que conforman su teoría la ejecución de la vía de solución de la tarea, en el cual
se ponen en práctica los siguientes métodos de solución:
Métodos físicos: dinámico, conservativo, y estadístico.
Métodos lógicos: analógico, algorítmico, analítico-sintético y la
combinación de éstos.
Métodos matemáticos: variable común, función-gráfico o de ayudas
matemáticas específicas.
Método de solución por investigación.
Métodos personales. (p. 37)
El software simulador Física Interactiva brinda la posibilidad de resolver la tarea,
convirtiéndose en un efectivo mecanismo de comprobación. Las posibilidades de
63
acercar el modelo físico utilizado, a la realidad, le imprimen potencialidades
relevantes. IP permite obtener y analizar los resultados de manera gráfica o
numérica. (Figura 2)
Figura 2
Es importante que después de haber cumplido con las exigencias y órdenes
propuestas en la tarea no concluya el proceso de interacción con la misma y se
pase a otra, es necesario agotar las posibilidades que ofrece cada tarea. Esto
constituye la perspectivación de la tarea, que es otro elemento importante dentro de
la solución de la tarea, en la que se hace necesario reelaborar el enunciado, de
manera que se lleve a más allá de las condiciones iniciales de la misma, alcanzado,
incluso el análisis extremal, para ello se proponen diferentes vías que de modo
puntual se citan a continuación:
1. Cambiar los parámetros de dificultad.
2. Introducir y potenciar saberes que de forma explícita no están dados
en las tareas.
3. Hacer cambios en la figura auxiliar.
4. Transferir las tareas de enunciado cerrado a tareas de enunciado
abierto. (Rivero, 2003)
El software IP provee las vías para que esto sea alcanzable sin la necesidad de
reelaborar el diseño de la modelación ni el enunciado de la tarea. Para ello se
utilizan los botones de control genéricos. A través de estos se pueden variar los
valores de las magnitudes físicas analizadas durante la solución de tareas, así como
las propiedades de los cuerpos como elasticidad, masa, velocidad, modificando el
campo físico donde ocurre el fenómeno (gravitacional, electrostático, magnético)
(Figura 4)
64
Figura 3
Todo este proceso se concretó a través de las clases prácticas y del desarrollo del
estudio independiente.
Utilización del lenguaje de fórmulas
En esta segunda etapa del trabajo con software simuladores en la ejecución de la
vía de solución de tares de Física también se incluyó un elemento muy necesario
relacionado con el empleo de fórmulas necesarias para solucionar la tarea, pero
que no forman parte de la estructura interna del software. Física Interactiva, como
medio con grandes potencialidades para simular situaciones físicas, tiene cierta
complejidad que responde a su alcance. Pero si no se dispone de orientaciones
para su empleo en la solución de tareas de Física, no se podrá solucionar un gran
número estas. Las fórmulas en IP siguen las mismas reglas que son usadas en la
Matemática y se parecen a las ecuaciones que se usan en hojas de cálculo y
lenguajes de programación. Las fórmulas son construidas para identificar los
objetos, entidades, operadores y funciones.
Para construir una fórmula se utilizaron botones de control, genéricos, que
proporciona el software IP, a los cuales se le asignaron los valores de las
magnitudes físicas. Además de utilizaron las sintaxis de los nombres (name) que
asigna el software simulador a las entidades que forman parte de la modelación.
Por ejemplo: un círculo tiene asignado el nameBody[n], (n es un número entero,
mayor que cero, asignado por el sistema) su posición en el eje x sería Body[n].p.x,su
velocidad en ese eje Body[n].v.x, y su aceleración Body[n].a.x. Si se asigna la
entrada del valor de la masa de ese cuerpo a través de un botón de control genérico,
esta se expresaría como Input[z](input en español se traduce como entrada, en
65
programación se asocia con la entrada de datos a través del teclado; z es un número
entero, mayor que cero, asignado por el sistema), lo que significa que el valor de la
masa “entrará” a través de ese botón de control. Conociendo esto el estudiante
puede transformar una ecuación física en una fórmula que con la que el software
puede operar, por ejemplo, la expresión F=m∙a, se traduciría como
F=Input[z]*Body[n].a.x (Anexo 4)
Otro ejemplo de lo que se ha planteado se ejemplificará con la ecuación que permite
calcular el trabajo que realiza la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos en los que
uno se desliza sobre la superficie del otro. La ecuación de trabajo es W=F·s·cosα,
(F es la fuerza de rozamiento entre el cuerpo y el plano, s es el valor del
desplazamiento del cuerpo en movimiento, cosα es el coseno del ángulo que forma
la fuerza con el sentido del movimiento del cuerpo).Pero es necesario traducirla al
lenguaje de fórmulas, de manera que el software reconozca las variables que
conforman la ecuación y realice los cálculos pertinentes, por lo que se traduce:
Donde:
frictionforce(3,1).x es la fuerza de fricción entre los cuerpos, 3 y 1 (que son los que
se analizan) a lo largo del eje x. Esta expresión la tiene implícita IP
Body[3].p.x es el desplazamiento del cuerpo en el eje x
cos representa la función coseno
Input[7] es el ángulo con el que se aplica la fuerza sobre el cuerpo 1, y que se
asigna a través de un botón de control genérico.
* operador (multiplicación)
Para desarrollar habilidades en la elaboración de fórmulas necesarias para resolver
tareas de Física se dedicaron varias clases prácticas en las que se resolvieron
tareas como la que se muestran en el siguiente ejemplo, el cual corresponde a una
tarea donde se ha utilizado el lenguaje de fórmulas para determinar el número de
vueltas que da una polea que está conectada con otra.
66
Texto de la tarea: Dos poleas de 12.0 cm y 18.0 cm de radio, respectivamente, se
hallan conectadas por una banda. Si la polea de mayor radio da siete vueltas en 5.0
s, determine la cantidad de vueltas que da la polea más pequeña en ese mismo
tiempo.
Ecuación
de trabajo: Body[2].p.r/(2*pi()): posición de rotación/ 2·¶
Body[2].p.r: posición de rotación del cuerpo (implícito en el software)
pi: constante ¶ (3.14)
*: operador de multiplicación
/: operador de división
También el siguiente ejemplo demuestra la importancia de la utilización de este
recurso (lenguaje de fórmulas), para determinar, en la solución de una tarea
experimental, la amplitud de las oscilaciones de un péndulo simple.
67
Ecuación de trabajo: A= Body[1].p.x/sin(Input[12]*t+ Input[13])
A: amplitud de las oscilaciones
Body[1].p.x: posición del péndulo
sin: función seno
Input[12]: frecuencia angular
t: tiempo
Input[13]: fase inicial
En esencia, construir una fórmula significa estructurar un código que el sistema
procesa, devolviendo un resultado. Utilizar el lenguaje de fórmulas ayuda al
estudiante a pensar de forma analítica y fomenta la solución de tareas; contribuye
a la toma de decisiones estructuradas, fomenta la creatividad y desarrolla el ingenio
de los estudiantes. Durante el desarrollo del PEA se solucionaron otras tareas que
demandaban el empleo del lenguaje de fórmulas para su solución. (Anexo 4)
Potencialidades
Apropiación de los mecanismos procedimentales para utilizar software
simuladores en la ejecución de la vía de solución de las tareas de Física.
Carencias
Solucionar tareas de Física que precisan de empleo de ecuaciones que no están
declaradas implícitamente en el software.
Problema a resolver.
Solucionar tareas de Física que demanden el empleo de ecuaciones que no
están declaradas implícitamente en el software
Preparación de los profesores
La preparación de los profesores.
A la par que se desarrollaron las etapas descritas en la sistematización de
experiencias se llevó a cabo la preparación a profesores vinculados a la formación
inicial de profesores de Física, a profesores de los diferentes niveles de la
Educación Media y Media superior, a metodólogos municipales y provinciales, de
Física. Para este fin se impartieron cursos, clases metodológicas, y se realizaron
intervenciones planificadas en colectivos de disciplina y de carrera
68
Los cursos que se impartieron:
En el curso escolar 2014-2015
• El empleo de los software en la solución de tareas de Física. (Para los
metodólogos municipales y provinciales de Física, de Villa Clara). Total de
horas: 96.
• Trabajo con los software en las tareas docentes de Física. (Para los
profesores de Física de la UCP “Félix Varela” de Villa Clara). Total de horas:
60.
En el curso escolar 2015-2016
• El empleo de los software en la solución de tareas de Física. (Para los
metodólogos municipales y provinciales de Física, de Villa Clara). Total de
horas: 80.
En el curso escolar 2018-2019
• El empleo de genéricos en la solución de tareas de Física, utilizando Física
Interactiva. (Para la Comisión Nacional de Carrera de Licenciatura en
Educación. Física) Total de horas:18.
Además de estos cursos impartidos, también se impartieron clases metodológicas
en el departamento de Ciencias Exactas:
• Clase metodológica instructiva: Una nueva mirada al empleo de los medios
informáticos en el PEA de la disciplina Física. febrero 2017
• Clase metodológica demostrativa: El empleo de Física Interactiva y la
concepción de la evaluación del autoaprendizaje mediante el uso de las TIC en
los programas del Dpto. de Ciencias Exactas. diciembre 2018
Carencias
Una propuesta didáctica del empleo de software simuladores para solucionar
tareas de Física en la formación inicial del profesor de Física
El trabajo con software simuladores ha continuado desarrollándose en la misma
medida en que los cursos académicos así lo exigen. Además, se ha trascendido a
las asignaturas de Física. También en la educación media y media superior. Se
puede extender a otros contextos donde se forman a alumnos en Física, no
solamente donde se forman profesores de Física.
Conclusiones del capítulo
69
A partir de la sistematización del trabajo con Física Interactiva como base
ejemplificadora del empleo de software simuladores en la solución de tareas de
Física, se obtuvieron resultados satisfactorios en cuanto al aprendizaje de los
contenidos de Física y al de los mecanismos procedimentales para utilizar software
simuladores en la solución de tareas de Física.
Este trabajo permitió realizar un profundo análisis del comportamiento de los
componentes personales y no personales del PEA al intervenir este medio de
enseñanza-aprendizaje en ese proceso. De ese análisis emergió una concepción
didáctica que establece cómo se redimensionan e interactúan estos componentes,
modificando la didáctica de la solución de tareas de Física en la formación inicial de
profesores de esa asignatura, aplicable a otros contextos y niveles educativos
donde se desarrolle el PEA de la Física.
70
CAPÍTULO 3. CONCEPCIÓN DIDÁCTICA DEL EMPLEO DE SOFTWARE
SIMULADORES EN LA SOLUCIÓN DE TAREAS DE FÍSICA, EN LA FORMACIÓN
INICIAL DE PROFESORES DE FÍSICA
En este capítulo se presenta la concepción didáctica de la utilización de software
simuladores en la solución de tareas de Física, en la formación inicial de profesores
de Física, como resultado científico que emergió del proceso de sistematización de
las experiencias obtenidas tras varios años de trabajo. Se fundamenta y se
estructura científicamente, declarando las relaciones dialécticas entre los
componentes del PEA, y las nuevas dimensiones que alcanzan estos componentes
al utilizarse software simuladores en la solución de tareas de Física, en el proceso
de formación inicial de profesores de Física.
Se asume la concepción didáctica como resultado científico debido a que al utilizar
software simuladores en la solución de tareas de Física se manifestaron cambios
en el comportamiento, dimensiones y relaciones, entre los componentes del PEA,
lo que conllevó a replantearse el tratamiento didáctico de la solución de tareas de
Física en la formación inicial de profesores de esta asignatura, desde la concepción
señalada.
3.1 La concepción como resultado científico
La concepción como resultado científico en el área de las ciencias pedagógicas,
expresa, de manera general un, “sistema de ideas, conceptos y representaciones
sobre un aspecto de la realidad o toda ella, abarcando desde las filosófico
generales hasta las científico naturales” (Colectivo de autores (2002), citado por
Valle (2010). Otros autores como Moreno (2004), Bernabéu (2005), Rodríguez
(2010) y Valle (2010), en sus investigaciones trataron este tipo de resultado y
emitieron valoraciones al respecto.
Según Moreno (2004), el carácter sistémico de las concepciones teóricas hace que
se combine en ellas lo conceptual con las características de los objetos o fenómenos
que se representan, poniendo en un primer lugar el estudio de las interacciones
entre las partes y entre estas y el entorno. Las relaciones sistémicas se representan
tanto en su contenido, expresado en los conocimientos científicos, como en su
forma de estructuración.
Para Bernabeu (2003), la concepción didáctica constituye:
71
“…los puntos de vista que se tienen acerca de las relaciones que se establecen entre
las categorías del proceso de enseñanza-aprendizaje, en un contenido de enseñanza
determinado, teniendo en cuenta una teoría de aprendizaje. Como las categorías del
proceso de enseñanza forman una unidad dialéctica, la concepción didáctica
comprende el diseño de las relaciones que se establecen entre las categorías del
proceso de enseñanza-aprendizaje (objetivos, contenidos, métodos, medios de
enseñanza, formas de organización de la enseñanza y evaluación)” (p.11)
Rodríguez (2010) concibe la concepción didáctica como un sistema integrado por
un grupo de fundamentos teóricos, conceptos y categorías esenciales, factores
críticos, consideraciones metodológicas generales y principios que sustentan la
mediación didáctica en el PEA. (p.87)
Valle (2010) define la concepción didáctica como:
El conjunto de objetivos, conceptos esenciales o categorías de partida, principios que la
sustentan, así como una caracterización del objeto de investigación, haciendo énfasis y
explicitando aquellos aspectos trascendentes que sufren cambios, al asumir un punto de
vista para analizar el objeto o fenómeno en estudio. (p. 155).
En correspondencia con lo expresado, Valle (2010) establece los componentes de
la concepción: puntos de vista, objetivos, categorías, principios y caracterización; a
los que se afilia esta investigación. Porque la concepción didáctica que se propone,
organiza y fundamenta de modo sistémico los componentes referidos y sus
relaciones, desde el punto de vista teórico. Y a partir de trasformaciones que
experimentan los componentes personales y no personales en el PEA, se modifican
y enriquecen conceptualmente teorías precedentes relacionadas con la solución de
tareas de Física y con el empleo de software simuladores en ese proceso, al
emplear software simuladores en la solución de tareas de Física, en la formación
inicial de profesores en esa especialidad.
En relación con las vías para elaborar una concepción como resultado científico,
Valle (2010) propone los siguientes pasos:
Elaborar de los fundamentos teóricos de la concepción, los que deben llevar
a sustentar el nuevo punto de vista que se asume
Fundamentar y definir las nuevas categorías que deben dar sustento a la
concepción
72
Fundamentar y plantear los principios que pueden orientar el proceder
metodológico.
Explicitar una caracterización sobre aquellos puntos que al interior de la
teoría deben ser cambiados (p.158)
Esto lo resume en dos momentos esenciales: primero, el análisis teórico del
fenómeno objeto de investigación; y segundo, asumir lo que constituye novedad y
modifica la teoría precedente.
Al asumir la vía propuesta por Valle (2010), la concepción didáctica propuesta, se
elabora atendiendo a:
La conformación del cuerpo teórico.
La determinación de un objetivo general, principios, categorías,
características y exigencias para orientar el proceder metodológico.
La relación de cada uno de los componentes del PEA con el empleo de
software simuladores en la solución de tareas de Física.
3.2. La concepción didáctica del empleo de software simuladores en la solución de
tareas de Física
En este epígrafe se presenta la concepción didáctica propuesta como solución al
problema científico planteado, siguiendo como estructura los componentes
mencionados en el epígrafe anterior.
La concepción propuesta, es el resultado de una periódica interacción entre la
propia práctica del autor, la reflexión y la sistematización de sus experiencias en
estos años (Candelario, 2013, 2018), así como de la construcción y reconstrucción
de su contenido, sobre la base de modificaciones y del enriquecimiento de teorías
precedentes relacionadas con la solución de tareas de Física en la formación inicial
de profesores de Física, y a otros trabajos relacionados con el empleo de software
simuladores en la enseñanza de la Física, inducidos por la profundización teórica y
la experiencia.
Objetivo general de la concepción didáctica
Diseñar, desde los fundamentos de la didáctica, el empleo de software simuladores
en la solución de tareas de Física en la formación inicial de profesores de esta
73
asignatura, revelando las relaciones que, de manera específica, se establecen entre
los componentes del PEA en este contexto.
Fundamentos teóricos de la concepción didáctica para el empleo de software
simuladores en la solución de tareas de Física
Desde el punto de vista filosófico, la concepción didáctica propuesta tiene una base
centrada en el marxismo–leninismo, de manera que su metodología asume como
método universal el dialéctico–materialista. Gnoseológicamente tiene su base
filosófica en la teoría del conocimiento desarrollada por V. I. Lenin, centrada en la
idea esencial “de la contemplación viva al pensamiento abstracto, y de éste a la
práctica”. En correspondencia con estas ideas esenciales en la concepción
didáctica propuesta se asume que la realidad es objetiva, cognoscible y existe fuera
e independientemente del hombre, por lo que la fuente del conocimiento reside en
la realidad de la que él forma parte.
Por su contenido la concepción didáctica propuesta tiene un carácter integrador,
reflejado en las actividades que de manera ordenada propone como núcleo
estructurador para mediar la relación sujeto–objeto en el contexto de la enseñanza
aprendizaje de la Física en la formación inicial de profesores a partir del empleo de
software simuladores en la solución de tareas de Física como mediador entre la
contradicción que se produce entre el conocimiento que debe tener el estudiante de
los contenidos de Física y su didáctica, y los conocimientos de partida con que
cuenta, no solo para su dominio personal, sino por la implicaciones posteriores que
lo vincularán a la práctica educativa, cada vez más impregnada de la TIC .
Desde el punto de vista psicológico se asume la Teoría Histórico Cultural elaborada
por Vigotsky (1968) y sus seguidores. L. S. Vigotsky declaró la relación estrecha
entre la actividad cognitiva y afectiva de la personalidad. Al respecto precisó la
relación existente entre desarrollo y aprendizaje, destacando cómo el aprendizaje
antecede al desarrollo. Para este lo que las personas pueden hacer con la ayuda
de otros puede, en cierto sentido, ser indicativo de su desarrollo mental, por tanto,
resulta imprescindible revelar como mínimo dos niveles evolutivos: el de las
capacidades reales, el desarrollo actual y el de sus posibilidades, el desarrollo
pretendido para aprender con ayuda.
74
La concepción didáctica del empleo de software simuladores en la solución de
tareas de Física, bajo un referente teórico centrado en el enfoque histórico-cultural
presupone:
La unidad indisoluble de lo afectivo con lo cognitivo a través del
contenido físico de las tareas a solucionar, a través de los métodos de
solución y de los mecanismos procedimentales para utilizar software
simuladores en la solución de las tareas.
La unidad estrecha entre actividad y comunicación, centrando la
atención en el hecho de utilizar software simuladores en la solución de tareas
sólo puede ocurrir cuando, además de realizar acciones propias del proceso,
se establecen procesos comunicativos que permiten intercambiar
información, sentimientos, vivencias afectivas y valoraciones.
El empleo de software simuladores en la solución de tareas de Física
es una actividad consciente en la que se debe implicar el estudiante como
elemento activo.
El empleo de software simuladores en la solución de tareas de Física
como actividad docente, es social y, por consiguiente, los resultados
esperados se alcanzan si se establecen formas de organización que
impliquen relaciones estrechas profesor-estudiante estudiante-estudiante,
introduciéndose los niveles de ayuda pertinentes.
El estudiante en este proceso de empleo de software simuladores en
la solución de tareas de Física debe ser sujeto activo, orientado hacia un
objetivo, en interacción con otros sujetos.
Las tareas se deben resolver con aumento paulatino y/u oscilante de
los parámetros de dificultad, de tal manera que el estudiante trabaje en la
Zona Potencial de Desarrollo.
El empleo de software simuladores en la solución de tareas de Física
debe considerar las dimensiones de la enseñanza, educativa y
desarrolladora.
El empleo de software simuladores en la solución de tareas es
actividad, entonces los referentes teóricos concernientes a la teoría de la
75
actividad deben declararse de forma explícita al hacer referencia a la
actividad de la personalidad de forma específica, tanto en el análisis de sus
componentes estructurales como en el de sus componentes funcionales.
Con relación a la motivación y a la solución de problemas (en esta tesis se utiliza
un término más general: tarea), Labarrere (1987) precisa que cuando durante la
enseñanza se forma en los estudiantes una relación activa y favorablemente
motivada hacia los problemas y su solución, se observa que ellos manifiestan: una
valoración positiva de los problemas; una actitud selectiva favorable a los problemas
y su solución, búsqueda de aquellas situaciones docentes que impliquen problemas,
tendencia a realizar, de forma voluntaria, esfuerzos mentales durante la solución de
problemas, disposición para asimilar, aplicar y profundizar en los conocimientos
relativos a los problemas y su solución (p. 121). Estos elementos se convierten en
indicadores para determinar cuándo existe en el estudiante una relación activa y
favorablemente motivada hacia el empleo de software simuladores en la solución
de tareas, además de ser una guía para la formación en la enseñanza de esta
relación.
En la concepción didáctica propuesta se tuvieron en cuenta las actividades que
realizarán el profesor y los estudiantes. Los primeros enseñan a utilizar software
simuladores en la solución de tareas, haciendo partícipes a los segundos de manera
que aprendan, primero en colectivo (interpsicológico) y después de manera
individual (intrapsicológico). Todo esto ocurre a través de un proceso de
comunicación en el que lo afectivo y lo cognitivo se combinan de manera coherente.
La concepción didáctica propuesta exige, en su aplicación, estados comunicativos
intencionales, es decir, el estudiante al utilizar software simulador para solucionar
tareas de Física debe saber para qué lo hace, por qué lo hace, y qué le reportará.
Esos estados comunicativos los debe alcanzar a través de estilos de comunicación
abiertos, con posibilidades de expresar dudas y valoraciones, facilitando así el
entendimiento de la necesidad de alcanzar el objetivo: aprender y enseñar a utilizar
software simuladores para solucionar tareas de Física.
En la presente investigación se le concede un espacio a la mediación como lo
propusiera Vygotsky (1979). La cual considera que las funciones mentales
76
superiores, como el pensamiento, la atención voluntaria, la memoria lógica y la
acción humana general están mediadas por herramientas y por signos. Desde una
perspectiva vygotskyana, en el proceso de enseñanza- aprendizaje actúan como
mediadores desde el profesor, su conocimiento, sus acciones, su discurso y los
medios que emplea en la enseñanza, hasta el contexto social, la escuela, las
instituciones, los medios de difusión masiva, la familia. Y en especial los software
simuladores constituyen mediadores contemporáneos que, “contribuyen a cambiar
la manera de ser y expresarse del hombre.” Lima, (2005:6)
En la concepción didáctica propuesta se consideran tres mediadores. En primer
lugar está el profesor que, al organizar y dirigir el proceso, selecciona
adecuadamente los procesos básicos del aprendizaje y subordina la mediación a
su desarrollo a través del uso de estrategias de enseñanza y aprendizaje. En
segundo lugar media la propia tarea que se va a solucionar, la cual, por su estructura
y concepción facilita que el estudiante se apropie de los recursos adecuados para
utilizar los software simuladores en un proceso de generalización al incorporar a
sus conocimientos invariantes funcionales para el empleo de otros que, incluso, no
haya utilizado. A través de la tarea el estudiante se introduce en el proceso de
búsqueda y solución de la misma, gracias a lo cual aprende a adquirir de forma
independiente los conocimientos y a aplicarlos en la solución de nuevas tareas. Por
otra parte, media el software simulador cuyo valor pedagógico está en su
potencialidad mediadora, la cual se hace efectiva cuando este medio es utilizado
para solucionar tareas por sus potencialidades internas, no solo para obtener
conocimientos físicos, sino para insertarse en un ambiente cada vez más urgido del
empleo de medios digitales.
Desde el punto de vista sociológico en esta investigación se tiene en cuenta la obra
educativa concebida por la Revolución Cubana en su práctica social. Esta concibe
al hombre como ente fundamental en las transformaciones sociales, colectiviza los
conocimientos, pone en práctica las experiencias almacenadas y da solución a
problemas de interés relacionados en la interacción naturaleza – sociedad. Al
respecto en la concepción didáctica propuesta, a través de la actividad docente, el
autor de la presente investigación toma como punto de partida su experiencia como
77
profesor en la enseñanza de la Física y de la Informática Educativa, para vincular
estas; colectiviza sus experiencias y las pone en función de vincular estas
asignaturas de modo que se pueda hacer un correcto empleo de los simuladores en
la solución de tareas de Física. La vía mediante la cual se fortalece esta dimensión
sociológica es el empleo de software simuladores en la solución de tareas de Física,
que se basa en la relación lógica de enseñar y aprender a partir de la relación
didáctica de los métodos de solución de tareas y los procedimientos de enseñanza
para el logro de los objetivos propuestos.
Desde el punto de vista didáctico se asume la didáctica como ciencia social que
aborda su objeto de estudio, el PEA, a través de su sistema categorial, sus leyes y
su metodología, lo que le permite investigar y obtener resultados avanzados,
deviniendo en modo teórico generalizado para aplicar en la didáctica de las ciencias
específicas, en este caso la didáctica de la Física, para fundamentar del empleo de
software simuladores en la solución de tareas de Física.
La didáctica en tanto ciencia tiene su objeto de estudio, el PEA, sus componentes
o categorías y sus leyes. Esta ciencia es social y humanística y sus leyes tienen una
naturaleza dialéctica. “En resumen se hace la caracterización analítica, esencial del
objeto de la didáctica: el proceso docente-educativo, determinando el conjunto de
los componentes que constituyen la estructura de dicho objeto” (Álvarez, 1999). La
didáctica cuenta con sus categorías o componentes personalizados y con las leyes
que le dan el referente para precisar la metodología inherente al PEA. En la
presente investigación se asume que la didáctica es una ciencia y que constituye
un modelo teórico generalizador que sirve de referente esencial para realizar o
proponer cambios o aportaciones en el PEA a partir del empleo de software
simuladores en la solución de tareas de Física.
Varios especialistas dedicados al estudio de la didáctica coinciden en que, al dar
contenido a las categorías o componentes a partir del fin y los objetivos de la
educación en contextos y condiciones concretas, se está contribuyendo al
enriquecimiento de la didáctica como ciencia que está en construcción. Silvestre &
Zilberstein (2002), refieren que estas categorías del PEA deben ser sistematizadas
por la práctica y la teoría pedagógica, a la vez que se enriquecen con las
78
investigaciones realizadas por los propios docentes a la vez que conforman una
didáctica que asuma principios generales que orienten al profesor, teniendo en
cuenta el contexto sociohistórico concreto de cada país, sin desconocer las
peculiaridades de cada región, centro docente en particular y de los propios
estudiantes.
En fin, la didáctica, en tanto ciencia, dispone de un objeto de estudio (PEA), un
sistema categorial (objetivo, contenido, métodos, medios, forma, evaluación, lógica
del proceso), un sistema legal (las leyes de la didáctica) y una metodología. En este
sentido la metodología consiste en dar contenido específico a las categorías y las
leyes en contexto del PEA en el que se trabaje. De esta manera, en la concepción
didáctica propuesta, deben obtener contenido específico los componentes del PEA,
regulados por las leyes de la didáctica. Así estas leyes, de acuerdo con Álvarez
(1999), precisan la relación obligada de los componentes con la vida, y la relación
dialéctica de los componentes entre sí.
La concepción didáctica de la utilización de software simuladores en la solución de
tareas de Física se precisa a partir del problema social que habrá de enfrentar el
estudiante en el ejercicio de su labor futura como profesional de la enseñanza de la
Física. De ahí se determina el objetivo de su formación, en particular al atender al
objeto fundamental de su labor como profesor. Por otra parte, con el empleo de
software simuladores en la solución de tareas, el estudiante desarrolla habilidades
informáticas, las que en su oportunidad pueden ser empleadas para solucionar
tareas cotidianas, en el ámbito laboral y social, lo que responde a la primera ley de
la didáctica.
Trabajar con el software simulador en la solución de tareas de Física contribuye a
que el trabajo en el aula sea dinámico y colaborativo, permitiendo al estudiante
aplicar sus conocimientos, su capacidad de pensamiento abstracto, curiosidad,
creatividad y actitud crítica. Proporciona también experiencias que influyen
positivamente en el PEA, pues en el desarrollo de este trabajo, los estudiantes
emprenden una tarea creativa, participativa y de indagación, en la que demuestran
mecanismos propios de la gestión científica.
79
Cuando se contextualizó esta primera ley de la didáctica en el marco específico del
empleo de software simuladores en la solución de tareas de Física, la contradicción
objetivo-problema se concretó en la Asignatura propia: Trabajo con los software en
las tareas docentes de Física, donde se promueve la enseñanza de la Física
mediante una concepción didáctica centrada en el empleo eficiente de los software
simuladores en la solución de tareas de Física.
Esta ley fue recreada en el marco de la asignatura anteriormente señalada y alcanza
cada unidad estructural del proceso PEA. Sin embargo, la relación dialéctica que
establece la tríada objetivo-problema-objeto, a pesar de sus potencialidades que se
concretan en el vínculo de la solución de las tareas de Física con la propia vida, no
basta para dar una estructura de interrelación a los componentes personalizados
del proceso PEA. Es la segunda ley de la didáctica la que enuncia que en el proceso
no solo se instruye, sino a la vez se educa, estableciendo así las relaciones
esenciales entre los componentes que garantizan que el estudiante alcance el
objetivo que se manifiesta en la elevación de sus destrezas para dirigir el PEA de la
Física con rigor y de esta manera introducir el trabajo con software simuladores en
la solución de tareas de Física.
En la concepción didáctica propuesta la relación dialéctica entre los componentes
del PEA se constituye trascendente y suigéneris, dado que, como bien se conoce,
el componente rector es el objetivo. Este regula la estructura y contenido de los
demás componentes. Pero en la concepción didáctica propuesta el medio alcanza
tal relevancia que, sin sustituir al objetivo como ente esencial, establece relaciones
con los demás componentes para contribuir el cumplimiento riguroso del objetivo.
Así establece relaciones con el contenido físico pues facilita su apropiación y
determina formas colaborativas de organización del PEA, relacionadas con la lógica
de este proceso (lógica interna de la asignatura más lógica del PEA). Con la
evaluación tiene relación estrecha en la medida en que esta regula los resultados
que se van obteniendo con el uso del software simuladores, así como con los
procedimientos y algoritmos de su empleo.
También tiene en cuenta las funciones de cada componente: instructiva, educativa
y desarrolladora. Instructiva debido a que el empleo del software simulador instruye,
es decir, logra que los estudiantes se apropien del contenido físico, así como de los
80
mecanismos procedimentales para su empleo y la transferencia de habilidades para
su empleo con otros. Educativa dado por la interacción social que se establece entre
estudiantes y entre estudiantes y profesor, lo que contribuye al desarrollo de
cualidades positivas de la personalidad: independencia cognoscitiva, honestidad,
entre otras. La función desarrolladora, esencial por su estrecha relación con el
desarrollo del pensamiento, se puede lograr a través del empleo de software
simuladores, dado que se pueden cambiar los parámetros de dificultad de las tareas
hasta el punto que el estudiante con la memoria no puede solucionar y sí pensar de
manera creativa para obtener la solución. Esta es una gran posibilidad que ofrece
el software simulador en la medida en que los parámetros de dificultad pueden
llevarse a valores tales que solamente pueda lograrse la respuesta de manera
mediática y generalizada, es decir, pensando.
La relación profesor - estudiante establece un aspecto esencial de la concepción;
por una parte, el profesor es quien dirige, orienta y controla la actividad en función
del logro de esta, favorece la participación activa, reflexiva y comprometida del
estudiante con la actividad. El estudiante se apropia de conocimientos, hábitos,
habilidades y cualidades de la personalidad, para ponerlas en práctica, de esta
forma va adquiriendo un papel protagónico en su aprendizaje. El proceso tiene un
importante componente educativo: las cualidades de la personalidad que se
desarrollan mediante la instrucción, estableciendo la relación de lo instructivo con lo
educativo. Utilizar software simuladores en la solución de tareas de Física tiene un
gran valor instructivo, por cuanto permite la interiorización de saberes actualizados,
tanto de física como del desarrollo y aplicación de las TIC, pero también es
importante su impacto educativo, relacionado con la formación de la concepción
científica del mundo y con la interiorización de cualidades positivas de la
personalidad: intelectuales, volitivas y axiológicas, incidiendo de forma efectiva en
el desarrollo de una cultura general integral.
De estas leyes se deriva un sistema de principios didácticos generales que
fundamentan el empleo de software simuladores en la solución de tareas de Física,
los cuales precisan, en este entorno, al carácter científico de la enseñanza, su
carácter educativo, la sistematización, la unidad de la teoría con la práctica, la
81
unidad de lo concreto y lo abstracto, el trabajo creciente y creador del estudiante
bajo la dirección del docente, la asequibilidad y la accesibilidad.
El autor de la presente investigación asume el sistema de principios de la enseñanza
enunciados por Labarrere & Valdivia (1988) porque en estos se establece una
jerarquización de los mismos, considerando el carácter científico de la enseñanza
como principio rector y revela las relaciones entre todos los principios que
constituyen el sistema.
• Principio del carácter educativo de la enseñanza: Este primer principio parte
de la premisa de que el proceso de formación de la conducta de los estudiantes se
realiza sobre la base de los conocimientos. Para dar cumplimiento al mismo, se
utilizaron las potencialidades de los software simuladores en la solución de tareas
de Física, para contribuir a la educación de los estudiantes. Se manifiesta este
principio a través del trabajo individual demostrando independencia en el trabajo, y
del trabajo colaborativo con sus compañeros. Por medio del contenido de las tareas
a solucionar se contribuyó a vincular el objetivo instructivo con la realidad política y
social, afianzando en los estudiantes la convicción de que los conocimientos
adquiridos pueden ayudar de manera concreta al desarrollo social. Se manifiesta a
través del desarrollo de la actitud de los estudiantes en función de los intereses
sociales a los que responde el profesional de la enseñanza en una sociedad
socialista, expresado en compromiso, independencia, flexibilidad, exigencia, actitud
crítica y autocrítica, honestidad científica y colaboración.
• Principio del carácter científico de la enseñanza: se partió de los
presupuestos científicos aportados por la física, las ciencias que la complementan,
y la informática, teniendo en cuenta que la selección de contenidos tuviera una
validez científica incuestionable. A partir de estos presupuestos se orientan distintos
procedimientos que contribuyen a utilizar software simuladores en la solución de
tareas de Física.
• Principio de la asequibilidad: las acciones que se desarrollan parten del
diagnóstico y las posibilidades reales de cada uno de los estudiantes para alcanzar
los objetivos propuestos al utilizar software simuladores en la solución de tareas de
Física. El profesor organizó y dirigió el proceso proponiendo contenidos con
dificultades que los estudiantes pudieran vencer a través del proceso de
82
aprendizaje. El empleo de software simulador facilita la posibilidad de adquirir los
conocimientos a un ritmo individual, brindándole al estudiante la posibilidad de ser
evaluado y corregido por el mismo. Además, se pudo prever la organización de los
contenidos en niveles de dificultad.
• Principio de la sistematización de la enseñanza: se siguió una secuencia
lógica en la introducción de los nuevos contenidos relacionados con el empleo de
software simuladores en la solución de tareas de Física, logrado a partir de
garantizar un orden correcto de los contenidos a impartir y una estructura adecuada,
en correspondencia con las características del software simulador, de manera que
el estudiante navegara solo a través de la interfaz del software, recibiendo
información y orientaciones previamente planificadas. De esta manera el trabajo con
software simuladores en la solución de tareas de Física pasa por las etapas que en
primera aproximación establecen las funciones didácticas, es decir, tratamiento del
nuevo contenido, aplicación y profundización, y generalización y sistematización.
• Principio de la relación entre la teoría y la práctica en el PEA: se establecieron
los nexos entre el contenido de la Física y los mecanismos procedimentales para el
trabajo con software simuladores en la solución de tareas de Física, utilizando en
los ejemplos de tareas resueltas y en las tareas a resolver, situaciones que
respondan a la realidad social, de modo que se evidencie la vinculación del
conocimiento teórico con la práctica social.
• Principio del carácter consciente y activo de los estudiantes bajo la guía del
profesor: se propició la participación de los alumnos en la clase y el trabajo
independiente como máximo exponente de la actividad cognoscitiva en el proceso
de enseñanza. La planificación del trabajo en el aula y del estudio independiente,
para utilizar software simuladores en la solución de tareas de Física, parte de la
estrategia trazada por el profesor. Los software simuladores están diseñados para
que cada estudiante lo utilice con un alto grado de independencia, y al ser
programas interactivos cada estudiante soluciona las tareas y regula su propio ritmo
de aprendizaje, lo que implica una participación total en todas las actividades
planificadas. Una vez orientadas las tareas, los estudiantes deben solucionarlas de
forma consciente y activa, a la vez que evalúan su propio desempeño. El profesor
83
supervisa y controla el proceso y determina el grado de cumplimiento de los
objetivos trazados.
• Principio de la solidez en la asimilación de los conocimientos, habilidades y
hábitos: el profesor dirige el PEA de manera que perduren los conocimientos en la
mente del estudiante. Para el logro de este principio se relacionaron los nuevos
conocimientos acerca del trabajo de determinados software simuladores en la
solución de tareas de Física, con el trabajo realizado con otros softwares
simuladores, mediante la formulación de preguntas, estableciendo comparaciones,
destacando las ideas esenciales y distribuyendo el contenido de manera que tuviera
una extensión asimilable.
• Principio de la atención a las diferencias individuales dentro del carácter
colectivo del PEA: se involucran a todos los estudiantes para la realización del
trabajo orientado a la utilización de software simuladores en la solución de tareas
de Física. A través del colectivo se establece la comunicación, la cooperación y se
desarrollan habilidades y normas del trabajo en equipo. Sin embargo, es el profesor
quien distribuye el contenido en distintos niveles según el grado de dificultad, para
que el estudiante pueda seguir su propio ritmo de aprendizaje, y adecua el trabajo
independiente a las potencialidades y necesidades de cada uno de los integrantes
del grupo. A partir de ahí analiza y evalúa, el resultado individual de cada estudiante,
así como en su interacción con el grupo. Así conoce el nivel que alcanza el
estudiante en cuanto a la solidez de los conocimientos, hábitos y habilidades,
además de cualidades de la personalidad que van desarrollando en la actividad.
• Principio del carácter audiovisual de la enseñanza. La unión de lo concreto y
lo abstracto: el empleo de software simuladores, como medio tecnológico, en la
solución de tareas de Física asegura utilizar prácticamente todos los elementos
necesarios para la comprensión del contenido mediante la representación dinámica
de todos los objetos, esquemas, figuras, gráficos y tablas, así como del sonido. para
propiciar la relación de lo concreto con lo abstracto, al simular situaciones reales a
través de un entorno virtual de aprendizaje.
Las categorías y conceptos de la concepción didáctica propuesta
En la concepción didáctica propuesta se tienen en cuenta las categorías: la
educación y la instrucción, la enseñanza y el aprendizaje; el desarrollo y la
84
formación, vistas todas ellas tanto en su propia dimensión como en sus
interdependencias (Silvestre & Zilberstein, 2002, p1)
La educación, por constituir un sistema de influencias conscientemente organizado,
dirigido y sistematizado. Se desarrolla con punto de partida en la estrategia trazada
por el profesor para lograr el óptimo desarrollo del PEA considerando el fomento y
desarrollo del trabajo en equipos; en el cuidado y mantenimiento de los recursos
disponibles para desarrollar el PEA; así como el desarrollo de una conciencia
profesional proyectada hacia el objeto social del profesional de la educación. La
instrucción, por conformarse como un sistema de información de conocimientos y
procedimientos; la cual se desarrolla a partir de la apropiación por parte de los
estudiantes de los mecanismos procedimentales para utilizar software simuladores
en la solución de tareas de Física.
La enseñanza, porque implica dirección, organización, orientación y control del
aprendizaje. El aprendizaje, en tanto el estudiante desarrolla capacidades, hábitos
y habilidades, que le permiten apropiarse de los conocimientos y de los medios para
conocerla y enriquecerla, formando también los sentimientos, intereses y valores.
El desarrollo, implica el nivel de logros alcanzado en los procesos lógicos del
pensamiento. La formación, como proceso y resultado de preparar al hombre en
todos los aspectos de su personalidad (Álvarez,1999), provocando en el estudiante
cambios cualitativos y cuantitativos en esta.
Entre las características que tipifican la concepción didáctica propuesta, se
encuentran:
Su carácter sistémico: está declarado en la relación de interdependencia y
subordinación que se revela entre los componentes del PEA.
Su carácter referencial: dado en su capacidad para servir de base para la
comparación, medición y evaluación del desempeño del estudiante al utilizar
software simuladores en la solución de tareas de Física.
Su carácter proyectivo: revelado en su alcance en cuanto al objeto social del
profesor de Física, además de su posible aplicación en otros contextos educativos
donde la Física sea parte del currículo escolar.
Su carácter flexible: expuesto en su capacidad para ser susceptible a variaciones
según las circunstancias o necesidades de un contexto de formación específico.
85
Pueden seleccionarse distintos software simuladores en la solución de una misma
tarea; de la misma manera varias tareas pueden solucionarse con un mismo
software simulador.
Su carácter holístico: permite la integralidad de las acciones que se realizan para
dirigir el PEA de la Física.
Su carácter desarrollador: porque estimula la actividad de reflexión y regulación
metacognitiva del profesor y el estudiante, y se propician espacios para combinar
este proceso que se va produciendo a nivel de individuo mediante el empleo
software simuladores en la solución de tareas de Física, con actividades
cooperativas en grupos dirigidas por el profesor.
Luego de analizar todos estos presupuestos, se puede plantear que los
fundamentos filosóficos, sociológicos, lógicos, psicológicos y pedagógicos, así
como las distintas categorías, conceptos y principios analizados, sustentan la
elaboración de la concepción didáctica que responda a la utilización de software
simuladores en la solución de tareas de Física como parte de la formación inicial de
profesores de Física. De manera que se evidencien las novedades que esto aporta
a las relaciones entre los componentes del PEA, enriqueciendo las experiencias
precedentes al respecto.
Exigencias de la concepción didáctica propuesta
Como exigencias de la concepción didáctica propuesta se establecen premisas que
deben tenerse en cuenta para hacer las transformaciones curriculares, de dirección
del proceso y por ende para la evaluación de los resultados de las transformaciones
que en teoría se han elaborado, relacionadas con el empleo de software
simuladores en la solución de tareas de Física, en la formación inicial de profesores
de Física. Es fundamental la actividad previa del profesor como parte de su
preparación individual y colectiva, para planificar e impartir sus clases con calidad y
teniendo en cuenta su carácter de sistema, en las que están incluidos ahora los
simuladores como medio. Para ello se debe tener en cuenta:
1. El análisis de los programas de asignaturas correspondientes a las disciplinas
del currículo base de la Carrera, el papel de la asignatura como herramienta
conceptual para otras ciencias, los simuladores a utilizar en cada contenido o
tarea a solucionar y la valoración de la forma en que se ha procedido en otras
86
ocasiones. Este análisis permite, además, gestionar previamente aquellos
software simuladores cuyas características y propósitos se ajusten a los
contenidos que se van a desarrollar.
2. La derivación de los objetivos formativos del tema, de los objetivos formativos
generales y de los objetivos de la asignatura en el año académico
correspondiente, identificando la intención de estos en los documentos rectores
y su posible contextualización. A partir de ahí determinar con qué software
simulador se pueden lograr estos objetivos, valorar las condiciones previas para
su uso, así como las variantes para la actualización del diagnóstico grupal e
individual.
3. La determinación de los contenidos esenciales del tema de Física que se trata,
los niveles de asimilación, los niveles de profundidad, los modos de actuación
profesional y la intencionalidad educativa que debe lograr en la etapa para
seleccionar las tareas y el simulador, a utilizar.
4. El establecimiento, a partir del objetivo, de la lógica del contenido, métodos,
medios, forma de organización y evaluación, seleccionar el software simulador
a utilizar en cada clase o tarea que se proponga.
5. La valoración y definición de la evaluación partiendo de los objetivos y de la
actualización personalizada del diagnóstico.
6. El análisis de los medios de enseñanza-aprendizaje, y la bibliografía,
relacionados con el tema, de acuerdo con la disponibilidad de recursos con que
se cuenta, actualización y disponibilidad de software y hardware, conectividad,
y bibliografía digital o en copia dura, para la búsqueda y procesamiento de la
información.
7. La búsqueda de información acerca del software simulador que se va a utilizar
en la solución de las tareas, y de otros software simuladores que potencialmente
pueden ser utilizados con ese fin.
8. Es necesaria la correcta selección del software simulador a utilizar, para lo cual
se debe respetar la lógica de la ciencia que origina la asignatura, así como
considerar las carencias y potencialidades de cada estudiante, a partir del
diagnóstico. Importantes son también la intencionalidad educativa, las
potencialidades del contexto y las relaciones interdisciplinarias e
87
intradisciplinarias, relacionadas con la solución de tareas de Física, como
componente esencial del proceso de formación inicial del profesor de Física. El
contenido y objetivo de la clase, también son determinantes para la selección
del software simulador adecuado.
En la planificación de las formas de organización del proceso para utilizar el software
simulador en la solución de las tareas de Física se deben considerar el trabajo
individual y la formación en pequeños grupos ya que estos facilitan el aprendizaje
colaborativo. Además, son importantes las reflexiones metacognitivas para que los
estudiantes aprendan sobre las potencialidades y carencias que tienen al utilizar
software simuladores en la solución de las tareas.
Los software simuladores en la solución de tareas de Física no solo se utilizan como
medio de enseñanza-aprendizaje. También constituyen objeto de estudio y
elemento dinamizador, estimulante, motivador y generador de nuevas
preocupaciones que pueden motivar investigaciones por parte de los estudiantes.
3.3. Estructura de la concepción didáctica: Las relaciones internas de sus
componentes
La concepción didáctica que se propone parte de la interrelación dialéctica que se
establece entre los componentes del PEA, los que se redimensionan al utilizar
software simuladores en la solución de tareas de Física. En estas relaciones se
revela la unidad existente entre las dos leyes de la didáctica que sustentan
teóricamente la concepción didáctica que se propone: la primera basada en las
relaciones del PEA con el contexto social; y la segunda en las relaciones internas
entre los componentes del proceso de enseñanza-aprendizaje.
El objetivo en la concepción didáctica
El objetivo, de acuerdo con Álvarez (1999), es el modelo pedagógico del encargo
social, es el componente de estado que revela lo que se quiere lograr en el
estudiante, por lo que hay que redactarlo en términos de aprendizaje, es decir que,
tanto para el profesor, como para el estudiante, el objetivo es el mismo y está en
función de este último (p.75). El objetivo es el componente rector del PEA, por tanto,
tiene ese mismo carácter en la concepción didáctica propuesta, ya que refleja el
88
encargo social de la educación (Silvestre & Zilberstein, 2002). Como categoría,
expresa las aspiraciones a lograr en la formación del profesional.
En la concepción didáctica propuesta el objetivo se deriva gradualmente de la
interrelación que se pone de manifiesto entre los objetivos del Modelo del
profesional de las carreras Licenciatura en Educación Matemática-Física
correspondiente al Plan de Estudio “D” y Licenciatura en Educación. Física,
correspondiente al Plan de Estudio “E”; los objetivos del programa de Didáctica de
la Física, así como los objetivos de los programas de las asignaturas del currículo
propio de la carrera, dirigidos al empleo de software en la solución de tareas de
Física.
El objetivo se deriva gradualmente para las diferentes unidades estructurales del
proceso, pero además permite seleccionar contenido, estructurarlo, establecer un
orden, precisamente esta relación entre objetivo, contenido y las unidades
estructurales del proceso está justificada por el hecho de que la tarea es un
elemento estructural PEA y en ella se recrean todos sus componentes.
El objetivo está relacionado con la preparación de los estudiantes para emplear los
software simuladores en la solución de las tareas de Física. Este alcanza una nueva
dimensión en este contexto por varias razones:
la necesidad que tienen los estudiantes de utilizar software
simuladores para solucionar tareas de Física como método avanzado de
solución y como elemento necesario en la sociedad contemporánea, así
como para enseñar su manejo a los alumnos que tendrá en su componente
laboral y en su desempeño profesional.
la repercusión que tiene en los restantes componentes del PEA para
que tales propósitos se lleven a cabo con rigor y con la eficiencia esperada,
porque se ha derivado gradualmente de los objetivos del país en relación
con el uso de las TIC, precisada por el presidente de la República.
El objetivo insiste en las invariantes funcionales, es decir, tomando como punto de
partida la utilización de un software simulador específico, el estudiante sea capaz
de transferir las habilidades adquiridas, al empleo de otros software similares. Para
ello la concepción didáctica lo dota de los procedimientos suficientes y necesarios
para obtener la solución de las tareas de Física utilizando software simuladores.
89
De esta forma el objetivo quedaría redactado como “solucionar tareas de Física
utilizando software simuladores, a través de mecanismos procedimentales
generalizados (procedimientos)”, de lo cual no ha encontrado registro en la
bibliografía analizada.
El contenido en la concepción didáctica propuesta
El contenido es el componente del PEA que expresa la configuración que este
adopta al precisar, dentro del objeto, aquellos aspectos necesarios e
imprescindibles para cumplimentar el objetivo y que se manifiesta en la selección
de los elementos de la cultura y su estructura de los que debe apropiarse el
estudiante para alcanzar los objetivos.
Al utilizar software simuladores en la solución de tareas de Física, este componente
se redimensiona estableciéndose una interrelación dual. Dicha interrelación se
establece entre el contenido de la Física y el de los mecanismos procedimentales
propios del empleo de software simuladores en la solución de las tareas.
El contenido implica: sistema de conocimientos, habilidades y valores, relacionados
con la Física y con los del software simulador, toda vez que este se constituye objeto
de estudio. Esto enriquece investigaciones precedentes relacionadas con la
solución de tareas de Física, en las que se consideran mecanismos
procedimentales para solucionar tareas teóricas y experimentales, respectivamente,
ya que en la concepción didáctica propuesta, sin obviar el sistema de pasos
establecidos en esas investigaciones, basados en los componentes funcionales de
la teoría de la actividad (orientación, ejecución y control), introduce un método
novedoso para solucionar tareas de Física, ya sean teóricas o experimentales,
dadas las posibilidades que brindan los software simuladores.
El método en la concepción didáctica propuesta
Los cambios en los objetivos del aprendizaje suponen modificar las estrategias de
enseñanza, dando lugar a una participación más activa del estudiante. Los cambios
en las estrategias de enseñanza exigen que el profesor, además de dominar el
contenido curricular, tenga conocimiento de los procesos implicados en el
aprendizaje; y requieren el concurso de métodos flexibles adaptados a las
necesidades individuales y basadas en el diálogo, para ofrecer la realimentación
90
necesaria durante el PEA. Es aquí, precisamente, donde los software simuladores
juegan un rol importante por su interactividad y diversidad.
Acerca del método de manera general varios autores han escrito, lo han definido, lo
han caracterizado. El autor de la presente investigación se identifica con la definición
de Álvarez (1999) que lo considera como el componente del proceso que expresa
su configuración interna y a través del cual se alcanza el objetivo en la medida en
que transforma el contenido. El método se manifiesta a través de la vía que escoge
el estudiante para desarrollar el proceso optimizando el tiempo y los recursos
humanos y materiales.
En la concepción didáctica propuesta no se proponen métodos que no sean
conocidos. Se trabajó, fundamentalmente, la clasificación propuesta por Klingberg,
(1972):
método expositivo, precisado por los siguientes procedimientos:
ejemplificación, ilustración, demostración y exposición.
trabajo independiente, caracterizado por el grado de independencia que
deben alcanzar los estudiantes
elaboración conjunta
En todos los casos se utiliza un procedimiento auxiliar básico relacionado con la
problematización, en el sentido de que siempre se trabajará a través de tareas que
el estudiante debe solucionar. Estas van desde las que implican acciones tales
como: qué son los software simuladores, cuáles son sus características, cómo es la
interfaz de este simulador (describir), qué pasos tener en cuenta para utilizarlos,
resolvamos de manera conjunta esta tarea de Física para mostrar cómo utilizar el
software. Dada la siguiente tarea de Física, soluciónela desde el punto de vista
teórico; ahora soluciónela utilizando el software simulador. Señale el sistema de
pasos a tener en cuenta para solucionar una tarea utilizando el software simulador.
Resuelva de manera independiente la siguiente tarea. Obsérvese que en esta
muestra ejemplificadora se transita desde la exposición (con la participación de los
estudiantes), pasando por la elaboración conjunta hasta el trabajo independiente.
En este sentido la problematización se refiere a conducir el proceso mediante
tareas, cuya solución continúa por parte de los estudiantes, desde la muestra de
91
modos de acción por parte del profesor, hasta el trabajo independiente de los
estudiantes.
El medio en la concepción didáctica propuesta
Como se planteó en el Capítulo 1, en la presente investigación se redefine el
concepto de medio de enseñanza-aprendizaje el componente operacional del
PEA, que manifiesta el modo de expresarse el método y se emplea como
mediador en el referido proceso, brindando información novedosa, despertando el
interés en los estudiantes, favoreciendo el desarrollo de habilidades cognitivas y
metacognitivas, y enriqueciendo las experiencias en el aprendizaje, la evaluación
y autoevaluación, del mismo.
A partir de ese concepto se analizó el comportamiento de este componente del PEA
en la solución de tareas teóricas y de tareas experimentales, de Física. En las
primeras el medio lo constituye la propia tarea para enseñar sobre ellas y a
solucionarlas e incluye, además: los rasgos de las tareas de Física, tipos de tarea,
niveles de ayuda, preguntas u órdenes con intencionalidad didáctica, impacto
educativo (por el contenido), tipos de enunciado, parámetros de dificultad,
solucionarlo detallado (memoria de solución) y los requisitos de las tareas muestra,
entre otros aspectos. En las tareas experimentales, por su parte convergen la tarea
con todos sus atributos y el laboratorio real.
Una de las pretensiones de las tendencias modernas en la enseñanza de la Física
es que la solución de tareas concluya en el laboratorio real. Esto ha tenido
inconvenientes de carácter material y de información. Sin embargo, en la
concepción didáctica que se presenta, este objetivo tiene su cumplimiento, llevando
las tareas teóricas a su verificación a través del experimento virtual. También,
teniendo en cuenta características de la actividad investigadora contemporánea, se
parte de situaciones dadas en la realidad virtual, hasta llevarlas a análisis teóricos
de profundización, y a plantear nuevas tareas teóricas, tal y como ocurre en los
procesos de investigación.
La forma en la concepción didáctica propuesta
La forma, como componente operacional del PEA, expresa la configuración externa
del mismo como consecuencia de la relación entre el proceso como un todo y su
92
ubicación espacio-temporal durante su ejecución, a partir de los recursos humanos
y materiales que se posea. Esta se modifica en la misma medida en que lo hace la
organización externa del proceso para hacer más eficiente al mismo, de ahí su
carácter operacional. En la Educación Superior estas se clasifican, según sus
funciones, en: conferencias, clases prácticas y seminarios.
La conferencia en la concepción didáctica propuesta
La conferencia es el tipo de clase que tiene como objetivo principal transmitir a los
estudiantes los fundamentos científico-técnicos más actualizados de una rama del
saber con un enfoque dialéctico-materialista, utilizando adecuadamente métodos
científicos y pedagógicos, permitiendo así, la integración de los conocimientos
adquiridos y en el desarrollo de las habilidades y valores que deberán aplicar en su
vida profesional. Aunque existen lineamientos generales, no se puede hablar de un
esquema rígido para la impartición de una conferencia, considerando para ello la
flexibilidad que exige el proceso pedagógico y de la experiencia y estrategia utilizada
por el docente.
La conferencia desempeña una función actualizadora, orientadora, metodológica y
educativa, de ahí que las relacionadas con la utilización de software simuladores en
la solución de tareas de Física suponen replantearse los procedimientos para
desarrollarlas. Esto conlleva a adaptar los métodos a las condiciones de desarrollo
de esta forma de organización de la docencia, en este caso se propone utilizar la
problematización como proceso cognitivo.
La conferencia en la concepción didáctica propuesta debe dar lugar al diálogo, a las
preguntas y respuestas, generando así situaciones de conflictos que estimulen en
los estudiantes el interés por solucionar tareas de Física utilizando software
simuladores e identifiquen y se enfrenten a sus propias necesidades y
potencialidades. De esta manera se redefine el papel correspondiente al estudiante
y al profesor en un proceso de enseñanza- aprendizaje dialógico, inquisitivo y
retador en el que ambos son protagonistas, a diferencia de la enseñanza
tradicionalista en la que el estudiante se limita mayormente a recepcionar
conocimientos llevados al aula por el profesor. Al utilizar este método de enseñanza
en la conferencia el profesor debe concebir las situaciones problémicas tomando
como base ejemplificadora un software simulador, de manera que el estudiante se
93
apropie de las invariantes procedimentales del trabajo con software simuladores y
así pueda enfrentar el trabajo con otros software de similar categoría.
Es importante que el estudiante deje un registro de los modos de acción y de los
procedimientos resultados de la conferencia. De esta manera podrá retomarlos para
aplicarlos en las clases prácticas. Debe quedar orientado, a través del estudio
independiente, para que solucione tareas que respondan a la lógica del PEA,
respondiendo a la lógica de la asignatura y a la lógica de los procesos de
asimilación.
La clase práctica en la concepción didáctica propuesta
La clase práctica es el tipo de clase que tiene como objetivos fundamentales que
los estudiantes ejecuten, amplíen, profundicen, integren y generalicen métodos de
trabajo característicos de las asignaturas y disciplinas que les permitan desarrollar
habilidades para utilizar y aplicar, de modo independiente, los conocimientos.
En la concepción didáctica propuesta este tipo de forma de organización de la
docencia tiene la particularidad de que a través de ella el estudiante desarrollará
habilidades en tres direcciones: habilidades informáticas a través del manejo del
software simulador, habilidades con los mecanismos procedimentales para utilizar
el software simulador en la solución de tareas de Física y habilidades en los
métodos de solución de tareas de Física, teniendo en cuenta la estructura interna
de estos métodos.
Desde el punto de vista estructural la clase práctica de solución de tareas de Física
con software simulador mantiene la estructura conocida, con la particularidad de
que el ambiente de desarrollo de la misma exige la disponibilidad de medios
digitales, de acuerdo al tipo de software simulador a emplear. Por otra parte,
respetando la lógica del PEA, esta forma de docencia no se ajusta a la estructura
tradicional de la clase de solución de tareas de Física (con lápiz y papel) en las
cuales el empleo de algún medio de enseñanza-aprendizaje se constituye un
elemento auxiliar. En este caso el medio, es decir el software simulador, tiene un
papel protagónico durante el desarrollo de la clase, en cualquiera de las etapas de
solución de la tarea, lo que constituye una exigencia de la concepción didáctica
propuesta.
94
El seminario en la concepción didáctica propuesta
El seminario es el tipo de clase que tiene como objetivos fundamentales que los
estudiantes consoliden, amplíen, profundicen, discutan, integren y generalicen los
contenidos orientados; aborden la solución de tareas mediante la utilización de los
métodos propios de la rama del saber y de la investigación científica; desarrollen su
expresión oral, el ordenamiento lógico de los contenidos y las habilidades en la
utilización de las diferentes fuentes del conocimiento.
En la concepción didáctica propuesta, el seminario mantiene sus formas de
organización y su carácter integrador. Lo que constituye novedad en este caso es
el objeto de investigación en el cual se integran los contenidos de Física y el de los
mecanismos procedimentales para utilizar software simuladores en la solución de
tareas de Física. Se conciben a partir de las potencialidades que tienen los software
simuladores para generalizar los procedimientos que se pueden realizar a través de
estos. Su orientación está dirigida a:
Investigar acerca de otros software simuladores a través de los cuales se
pueda dar solución a tareas ya resueltas con otros software simulador, para
comparar resultados y establecer invariantes funcionales.
Establecer generalizaciones entre distintos software simuladores.
Perspectivar tareas ya resueltas, reelaborando nuevas tareas tomando ese
punto de partida.
Reutilizar modelaciones logradas con software simuladores, en nuevas
tareas
La evaluación en la concepción didáctica propuesta
En la concepción didáctica propuesta, la planificación de la evaluación como
componente de estado (Álvarez, 1999) combina los procedimientos internos de
autoevaluación, coevaluación y heteroevaluación, utilizándolos de manera que a
través de esta compruebe la calidad del cumplimiento de los objetivos propuestos,
a partir de lo cual se realizan precisiones y correcciones que permiten acercar los
resultados a las exigencias de esos objetivos. (ICCP, 2012).
95
La evaluación en la concepción didáctica propuesta adquiere nuevas dimensiones.
En primer lugar, se redimensionan los contenidos a evaluar (qué se evalúa). No
sólo se evalúan los conocimientos de Física, sino, además:
Las habilidades en el trabajo con los componentes de la interfaz del software
simulador para diseñar y ejecutar las simulaciones.
El conocimiento de los mecanismos procedimentales para el trabajo con
software simuladores en la solución de tareas de Física, siendo específicos
en cuanto a la etapa de solución que se esté ejecutando.
La evaluación se realiza desde una concepción formadora en la que es el profesor
el que organiza, dirige y controla, el proceso, pero el estudiante tiene el papel
protagónico en esta, logrando que la regulación de los aprendizajes vaya
convirtiéndose de manera progresiva en su responsabilidad, superando la
evaluación formativa, en la que dicha función es esencialmente responsabilidad del
profesor (Sanmarti y Jorba, 2001, citados por Colmenares, 2012). Este tipo de
evaluación formadora logra una mayor autonomía en el aprendizaje, facilita que el
estudiante avance a su propio ritmo y disminuye progresivamente su dependencia
del profesor para que este identifique las debilidades y aciertos en su aprendizaje;
lo que contribuye a lograr en el estudiante el aprendizaje por descubrimiento.
En la concepción didáctica propuesta, la evaluación se manifiesta continuamente
en cada etapa de trabajo con software simulador en la solución de tareas de Física.
Durante el proceso de diseño y ejecución de la simulación, desde que el estudiante
comienza a interactuar con los componentes de la interfaz gráfica del software
simulador, se desarrollan procesos de autoobservación, autoevaluación y
autocorrección, por parte de este, lo que contribuye a su desarrollo metacognitivo,
conduciéndolo a lograr un aprendizaje autorregulado. De esta manera evalúa
gradualmente si tiene las habilidades necesarias para interactuar con la interfaz del
software simulador, comprueba si los objetos que selecciona cumplen con los
requisitos planteados en el enunciado de la tarea, logrando esto al acceder a las
propiedades de los mismos, compararlas con lo planteado en la tarea y modificar
esas propiedades para adaptarlas al enunciado.
A partir de las posibilidades que brindan los software simuladores, se establecen
mecanismos se comprobación de los resultados obtenidos al solucionar la tarea. A
96
través de estos mecanismos el estudiante evalúa si son eficientes los métodos y
procedimientos utilizados durante la solución de la tarea. De esta manera puede
retomarlos para aplicarlos en la solución de otra tarea.
Al emplear software simuladores en la solución de tareas el estudiante puede
ejecutar su modelo y evaluarlo, modificándolo a partir de dificultades que detecte, lo
que le permite realizar nuevas predicciones y volver a rodar el modelo simulado
hasta que este le resulte satisfactorio, constituyendo este proceder una ejecución
recursiva, como propiedad esencial de los modelos mentales, asociada al requisito
de funcionalidad de este tipo de modelo (Santos, Otero, & Fanaro, 2010). El
software simulador facilita así los procesos cognitivos del estudiante. Esta tarea de
contrastación y revisión recursiva del modelo, en la medida que muestra la situación
y alivia la carga de la memoria, facilita chequear las previsiones del modelo y
sostener simultáneamente más de un modelo.
Por otra parte, si los modelos tienen un origen perceptivo, la visualización de la
situación contribuye a la evolución de los mismos. Esta visualización se realiza a lo
que es observable directamente y a la variedad de gráficos que posibilitan analizar
el comportamiento de las variables y su evolución temporal. Por ejemplo, puede
comprobar con inmediatez si el tipo de movimiento asignado a un cuerpo, y las
magnitudes físicas asociadas a este, se corresponden con el enunciado de la tarea.
Si se trata de un instrumento de medición, puede comprobar si este está
correctamente conectado con los otros componentes del sistema. Comprueba si las
ecuaciones que utiliza se ajustan al contenido y objetivos de la tarea, así como en
las mediciones y en las gráficas que utiliza para comprobar los resultados, además
realiza ajustes en los valores de magnitudes asociadas a los campos físicos en los
que ocurre el fenómeno. Así el estudiante evalúa sus aciertos y limitaciones a través
de procesos de autoevaluación y autocorrección.
Una cuestión muy importante lo constituye que el software simulador permite
reproducir la experiencia un elevado número de veces con el mismo control de
variables. El estudiante puede evaluar si una simulación precedente se puede
utilizar en el análisis y solución de otra tarea, variando solamente aquellos
parámetros que exige la nueva tarea, lo que le permite solucionar un mayor número
de tareas en aras del aprovechamiento del tiempo.
97
Es pertinente aclarar que en todos los componentes se han tenido en cuenta sus
funciones instructiva, educativa y desarrolladora. Por ejemplo, no sólo se evalúa
para controlar o medir, se evalúa también para que los estudiantes se apropien de
los procedimientos necesarios para utilizar el software simulador en la solución de
tareas. También es preciso destacar de manera resumida el aporte de cada
componente a la solución de tareas de Física utilizando software simulador como
parte esencial del modelo que se sustenta. En este sentido en el Anexo 5 se
muestran de manera esquemática tales aportes.
3.5. La propuesta, expresada en tareas orientadas para ser solucionadas utilizando
software simuladores
La propuesta de concepción didáctica para el uso de los simuladores en la solución
de tareas de Física en la formación inicial de profesores de Física, se materializa
también en la selección y/o elaboración de una serie de tareas de Física, que
persiguen como objetivo general el desarrollo de habilidades en el empleo de
software simuladores para su solución (Anexo 4). Están elaboradas o seleccionadas
de manera que el estudiante, además de apropiarse de los contenidos físicos
también lo haga de los mecanismos procedimentales del empleo de software
simuladores para su solución.
El objetivo de la solución de tareas de Física, que se materializa, en la Asignatura
propia: Trabajo con los software en las tareas docentes de Física, redactado en
términos de aprendizaje del estudiante es el siguiente: adquirir una cultura sobre las
la utilización de software simuladores en la solución de tareas de Física, como forma
de contribuir al aprendizaje del contenido físico y de los mecanismos
procedimentales para utilizar software simuladores en su solución, que permita
actualizar el PEA de la Física en las condiciones contemporáneas, a un nivel
productivo que precisa la contextualización de los componentes personalizados del
proceso en este entorno. De esta manera los estudiantes pueden ejercer una
gestión directiva en la enseñanza-aprendizaje de la Física tomando en
consideración los elementos más avanzados de una teoría didáctica
contemporánea.
98
3.6 Evaluación por expertos, de la concepción didáctica propuesta
La evaluación de la concepción didáctica para la utilización de los simuladores en
la solución de tareas de Física, en la formación inicial de profesores de Física, se
realizó a partir de las valoraciones de expertos, teniendo en cuenta los criterios de
Crespo (2013).
Resultados de las valoraciones prospectivas de los expertos:
La concepción didáctica propuesta se sometió a la consideración de 25 expertos,
los cuales se seleccionaron a partir de su experiencia en la formación inicial de
profesores, conocimientos de Didáctica de la Física, experiencia en la utilización
software simuladores en el PEA de la Física, conocimientos obtenidos en la
actividad docente y/o investigativa, estudio de literatura especializada y
publicaciones nacionales y extranjeras, relacionadas con el empleo de software
simuladores, u otro tipo de tecnología, en el PEA de la Física, de manera que las
fuentes de argumentación permitieron confiar en su valoración.
A los expertos se les entregó un documento que contiene la concepción didáctica
propuesta y una encuesta (Anexo 6), por medio de la cual evaluaron cada uno de
los elementos que se han considerado necesarios y de interés. Aportaron criterios
objetivos que permitieron rediseñar la concepción didáctica propuesta a partir de
presupuestos teóricos contemporáneos.
Los indicadores establecidos aparecen en dicha tabla
Las valoraciones de los expertos son procesadas mediante el software
PROCESA_CE (Crespo, 2013).
El nivel de concordancia de los expertos con la correspondiente prueba de hipótesis
se muestra a continuación:
COEFICIENTE DE
CONCORDANCIA
VALOR
ALFA N-1 GL
S2/CHI
(TABLAS)
S2/CHI
(CALCULADO)
0,255402823 0,05 21 0,999999999 134,0864822
0,01 21 32,67057334
Se rechaza la hipótesis nula (H0) de que no existe comunidad de preferencia
entre los expertos para un nivel de significación de 0,01
99
Se rechaza la hipótesis nula (H0) de que no existe comunidad de preferencia entre
los expertos, lo que establece un nivel de significación de 0,01. Así se comprueba
que no existe comunidad de preferencia entre los expertos, lo que garantiza que
con un 99,0% de confiabilidad es posible hacer valoraciones a partir del consenso
de estos expertos.
Un análisis de frecuencias mostrado en el siguiente gráfico evidencia una
prevalencia de las valoraciones de MU (MUY ÚTIL) con mayor predominio en los
indicadores 1,4 y 6, e I (Imprescindible) en los indicadores 2 y 3.
El consenso de los expertos se procesa con el algoritmo de Lógica Difusa diseñado
por Crespo (2013). Los resultados del procesamiento, por indicadores, se muestran
en la siguiente tabla.
100
Con lo que se corrobora la existencia de un consenso de Muy útil en 10 de los
indicadores, e Imprescindible en los 12 restantes.
La gráfica de índices por indicadores es más esclarecedora y en ella se evidencia
que:
Los índices de los indicadores varían entre 0,80 y 0,94, los que se corresponde con
las valoraciones de muy útil e Imprescindible, lo que indica que ningún indicador
obtuvo la máxima valoración por todos los expertos.
Los indicadores de más baja valoración son los números 15 y 16 relacionado con la
relación que debe establecerse entre las formas colectivas y las individuales de
trabajo metodológico, el enfoque sistémico y la concatenación entre contenidos de
trabajo metodológico, sus tipos y formas de realización.
Los indicadores de más alto valor relativo son los números 2 y 3 sobre la Didáctica
de la Física como el sustento metodológico para la conducción del PEA con la
introducción de software simuladores y el rol mediador del profesor. De esta manera
se caracteriza el papel del profesor y el de los estudiantes, con la intención de
contribuir a la formación profesional, así como la interrelación que se establece entre
los objetivos a alcanzar, los software simuladores a emplear, y con los
procedimientos de evaluación utilizados al introducir estos software dentro del PEA.
También resulta el comportamiento de los expertos como se ilustra en el siguiente
gráfico:
101
Los índices correspondientes a las valoraciones de los expertos toman valores entre
0,8 y 0,92; ningún experto dio la máxima valoración a todos los indicadores. El
experto 24 alcanza los más bajos índices.
Los índices de los restantes expertos se encuentran por encima de 0,93, lo que
puede considerarse de satisfactorio y en correspondencia con el consenso.
Las valoraciones de los expertos respecto a la concepción didáctica propuesta
permiten al autor arribar a las siguientes conclusiones:
La concepción didáctica presenta sus mayores fortalezas en:
El redimensionamiento de los componentes del PEA
La didáctica como el sustento metodológico del empleo de software
simuladores en la solución de tareas de Física, y el papel del profesor para
dirigir el proceso y lograr un mayor protagonismo e independencia de los
estudiantes, con la intención de contribuir a la formación profesional
Competitividad de los expertos
Se adopta el criterio de competitividad de expertos que se expresa en la siguiente
tabla procesada por (PROCESA_CE, 2013)
Fuentes de argumentación. Valor
F1-Años de experiencia en la formación inicial de profesores o en educación.
F2-Conocimiento de Didáctica de la Física.
F3-Experiencia en la utilización de los software simuladores en el PEA de la Física.
102
F4-Cocimientos obtenidos en la actividad docente y/o investigativa y producción
científica.
F5-Cocimientos obtenidos en el trabajo metodológico.
Bajo estas condiciones de fuentes de argumentación y a partir de la autoevaluación de los
posibles expertos en la escala de 1 a 5, donde 1 es el valor mínimo, se determinó cuál es
el nivel de influencia que tienen cada una de las fuentes que se le presentan a continuación
en la adquisición de sus conocimientos sobre la enseñanza de la Física se obtienen los
siguientes resultados:
Una tabla resumen de la competitividad es la siguiente:
CATEGORÍAS CANTIDADES PORCIENTOS
ALTA 25 100%
MEDIA 0 0,00%
BAJA 0 0,00%
NULA 0 0,00%
TOTAL 25
103
Este resultado se corresponde con lo que aparece en el Anexo 5 relacionado con la
valoración de los componentes de la concepción a partir de:
Validez: condición que permite el logro del objetivo para el cual se concibe.
Pertinencia: importancia, valor social y nivel de respuesta que da a las necesidades
de la práctica social.
Factibilidad: posibilidad real de su utilización y de los recursos que requiere.
Aplicabilidad: claridad en su presentación que implica la posibilidad de
implementación por otras personas en contextos diferentes.
Por lo que la encuesta a expertos arroja que la propuesta tiene validez en un 97,6
%, pertinencia en un 96,0 %, factibilidad en un 94,4 % y aplicabilidad en un 100 %
y, aunque todos los factores no se encuentran a un 100 % y sí por encima del 94,0
%, se puede concluir que es válida, pertinente, factible y aplicable.
Conclusiones del capítulo
a) La concepción didáctica que se presenta se caracteriza por la interrelación
entre lo didáctico y lo tecnológico.
104
b) Existe integración sistémica entre los elementos que la componen.
c) Se puede concluir que la propuesta de concepción didáctica para el empleo
de software simuladores en la solución de tareas de Física tiene fundamentos
desde el punto de vista filosófico, sociológico, psicológico y pedagógico, que le
dan solidez y connotación científica.
d) El criterio de expertos arrojó que la concepción didáctica propuesta es válida,
pertinente, factible y aplicable. Sus señalamientos críticos sirvieron para realizar
precisiones a la concepción que se presenta.
105
Conclusiones
1. El empleo de software simuladores en la solución de tareas de Física, en la
formación inicial de profesores de esta asignatura, tiene su sustento en las
categorías y principios didácticos, en los componentes del proceso de enseñanza
aprendizaje y la interrelación entre estos. Se fundamenta en el desarrollo histórico
del proceso de formación de profesores de Física en el Sistema de Educación
Cubano, la introducción de las TIC y su importancia en el contexto educativo, en la
solución de tareas de Física en la formación inicial de profesores de Física.
2. El estado actual de la solución de tareas de Física en la formación inicial del
profesor de esa asignatura, se caracteriza por el empleo de métodos que no
consideran el empleo del software simuladores en la solución de tareas de Física y,
aunque se han hecho esfuerzos por introducir estos medios en el proceso, aún no
arrojan resultados satisfactorios
3. La sistematización de las experiencias en el trabajo con software simuladores
para solucionar tareas de Física en la formación inicial de profesores de esa
asignatura, sobre la base de precedentes teóricos relacionados con la solución de
tareas de Física, dio lugar a una concepción didáctica dirigida a propiciar el
desarrollo de habilidades, así como la futura utilización de estos software en la
enseñanza de la Física en el desempeño profesional de los estudiantes.
4. La concepción didáctica propuesta se caracteriza por la interrelación y la
integración sistémica entre sus componentes. Se fundamenta en los postulados de
la teoría histórico cultural, la filosofía dialéctico materialista y las concepciones
didácticas el PEA. Presenta: un marco conceptual, exigencias didácticas a la
evaluación, la contextualización de las funciones de la evaluación de la solución de
tareas de Física y un proceder metodológico.
5. Los expertos consideran que la concepción didáctica propuesta está
adecuadamente fundamentada y en la misma se manifiesta el redimensionamiento
de los componentes del PEA y la relación entre estos, los que resultan muy útiles
para el empleo de software simuladores en la solución de tareas de Física en la
formación inicial de profesores de esa asignatura, que además es válida, pertinente
y aplicable.
106
Recomendaciones
Incorporar los resultados obtenidos en esta investigación a la superación de los
profesores y al trabajo metodológico en la Universidad Central “Martha Abreu” de
las Villas, como parte de las acciones de preparación del claustro en el PEA de la
Física.
Continuar y ampliar la búsqueda de nuevas alternativas para al empleo de software
simuladores y otros tipos de software, para la solución de tareas de Física, en la
formación inicial de profesores de Física y en otros niveles y tipos de enseñanza,
donde se preparen estudiantes en Física.
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Anexos Anexo 1
Programas de las asignaturas del currículo propio de Universidades del país, sobre
el empleo de software en la solución de tareas de Física.
Nota: El análisis de estos programas se realiza a partir del curso escolar 2013-2014, cuando
el autor comienza a impartir estos programas.
Sede “Félix Varela” de la Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas
Educación de pregrado (formación inicial de profesores de Matemática y de Física)
Curso 2013-2014
1. Trabajo con los software profesionales en las tareas docentes de Matemática
y de Física (II). Cuarto año. Curso Diurno, Segundo Semestre. Total de
horas: 16
Curso 2014-2015
1. Asignatura Propia 2. Trabajo con los software en las tareas docentes de
Matemática y de Física I. Primer año Curso Diurno. Segundo Semestre.
Total de horas: 38
2. Trabajo con los software en las tareas docentes de Matemática y de Física
Segundo año. Curso Diurno. Primer Semestre. Total de horas: 34
3. Trabajo con los software en las tareas docentes de Matemática y de Física
Tercer año. Curso Diurno. Primer Semestre. Total de horas: 34
4. Trabajo con los software educativos en las tareas docentes de Matemática y
de Física (I). Cuarto año. Curso Diurno. Primer Semestre. Total de horas: 16
5. Trabajo con los software profesionales en las tareas docentes de Matemática
y de Física (I) Quinto año. Curso Diurno. Primer Semestre. Total de horas:
18
6. Trabajo con los software en las tareas docentes de Matemática y de
Física.Tercer año. Curso por Encuentros. Primer Semestre. Total de horas:
16
7. Trabajo con los software en las tareas docentes de Matemática y de Física.
Cuarto año Curso por Encuentro. Primer Semestre. Total de horas: 30
8. Asignatura Propia 2. Trabajo con los software en las tareas docentes de
Matemática y de Física I. Primer año Curso Diurno. Segundo Semestre.
Total de horas: 38
9. Asignatura propia. Trabajo con los software educativos en las tareas
docentes de Matemática y de Física (II). Cuarto año. Curso Diurno. Segundo
Semestre. Total de horas: 16
10. Asignatura propia. Trabajo con los software profesionales en las tareas
docentes de Matemática y de Física (II). Quinto año. Curso Diurno. Segundo
Semestre. Total de horas: 68
Curso 2015-2016
1. Asignatura propia. Trabajo con los software profesionales en las tareas
docentes de Matemática y de Física (I). Quinto año Curso Diurno. Primer
Semestre.Total de horas: 18
2. Asignatura propia 8. Trabajo con los software educativos en las tareas
docentes de Matemática y de Física (II). 4to año Curso Diurno. Segundo
Semestre: Total de horas: 32
3. Asignatura propia. Trabajo con los software profesionales en las tareas
docentes de Matemática y de Física (II). Quinto año Curso Diurno. Segundo
Semestre. Total de horas: 68
4. Asignatura propia. Trabajo con los software profesionales en las tareas
docentes de Matemática y de Física. 1er Año Curso por Encuentro. Segundo
Semestre. Total de horas: 32
5. Trabajo con los software profesionales en las tareas docentes de Matemática
y de Física (II). Total de horas: 68
Curso 2016-2017
1. Trabajo con los software en las tareas docentes de Matemática y de Física
(III). Total de horas: 34
2. Trabajo con los software en las tareas docentes de Matemática y de Física.
Total de horas: 30
3. Trabajo con los software en las tareas docentes de Matemática y de Física
(II). Total de horas: 30
4. Trabajo con los software en las tareas docentes de Matemática y de Física
(II). Total de horas: 32
Curso 2017-2018
1. Asignatura propia 9. Trabajo con los software profesionales en las tareas docentes
de Matemática y de Física (III). Total de horas: 34
Curso 2018-2019
1. Asignatura propia 9: Trabajo con los software en las tareas docentes de
Física (III). Total de horas: 34
Curso 2019-2020
1. Asignatura Propia II: Trabajo con los software en las tareas docentes de Física.
Total de horas: 18
Educación de postgrado
En la educación de postgrado se han impartido los programas:
Curso 2014-2015
1. El empleo de los software en la solución de tareas de Física. Para los
metodólogos municipales y provinciales de Física, de Villa Clara. Total de
horas: 96
2. Trabajo con los software en las tareas docentes de Física. Para los
profesores de Física de la UCP “Félix Varela” de Villa Clara. Total de horas:
60.
Curso 2015-2016
1. El empleo de los software en la solución de tareas de Física. Para los
metodólogos municipales y provinciales de Física, de Villa Clara. Total de
horas: 80
2. Trabajo con los software profesionales en las tareas docentes de
Matemática y de Física. Total de horas: 32
3. Trabajo con los software en las tareas docentes de Matemática y de Física
I. Total de horas: 42
4. Trabajo con los software educativos en las tareas docentes de Matemática
y de Física (II). Total de horas: 32
Curso 2016-2017
1. Trabajo con los software profesionales en las tareas docentes de Matemática y de
Física (I). Total de horas: 34.
2. Trabajo con los software educativos en las tareas docentes de Matemática y de
Física (I). Total de horas: 16
Universidad de Artemisa
1. Asignatura Propia II: Trabajo con los Software Físicos y Matemáticos en el
PEA de la Física (52 h) CD
2. Asignatura Propia II: Trabajo con los Software Físicos y Matemáticos en el
PEA de la Física (14 h) CPE 4 años
3. Asignatura Propia II: Trabajo con los Software Físicos y Matemáticos en las
tareas docentes de Física (18 h) CPE 5 años
Universidad de Camagüey
1. Asignatura propia III: Software Físicos y Matemáticos (90 h) CD
2. Asignatura propia II: Software Físicos y Matemáticos (20 h) CPE 4 años
3. Asignatura propia III: Software Físicos y Matemáticos (28 h) CPE 5 años
Universidad de Ciego de Ávila
1. Trabajo con los Software Físicos y Matemáticos en las tareas docentes de
Física (78 h) CD
2. Trabajo con los Software Físicos y Matemáticos en las tareas docentes de
Física (20 h) CPE 4 años
3. Trabajo con los Software Físicos y Matemáticos en las tareas docentes de
Física (22 h) CPE 5 años
Universidad de Granma
1. Software para la enseñanza aprendizaje de la Física I (60 h) CD
2. Software para la enseñanza aprendizaje de la Física II (60 h) CD
3. Software para la enseñanza aprendizaje de la Física I (24 h) CPE 4 años
4. Software para la enseñanza aprendizaje de la Física II (24 h) CPE 4 años
5. Software para la enseñanza aprendizaje de la Física I (30 h) CPE 5 años
6. Software para la enseñanza aprendizaje de la Física II (30 h) CPE 5 años
Universidad de Guantánamo
1. Asignatura Propia II: Software Físicos y Matemáticos (78 h) CD
2. Asignatura Propia II: Software Físicos y Matemáticos (20 h) CPE 4 años
3. Asignatura Propia II: Trabajo con los Software Físicos y Matemáticos en las
tareas docentes de Física (18 h) CPE 5 años
UCP “Enrique José Varona”
1. TIC y resolución de problemas de Física. (85 h) CD 4 años
2. TIC y resolución de problemas de Física. (15 h) CPE 4 años
3. TIC y resolución de problemas de Física (24 h) CPE 5 años
Anexo 2
Ejemplos de tareas propuestas en el libro Física. Vol.1 (Resnick, Halliday, &
Kenneth, 1999), para ser resueltas con el software simulador Física Interactiva
Anexo 3
Tareas orientadas para ser resueltas utilizando Física Interactiva
1. Modele la situación representada, considere que el hilo es inextensible y de masa
despreciable. Suponga que el rozamiento puede despreciarse.
2. Un cuerpo de masa 4,0 kg se encuentra en un punto A sobre la superficie (S) y
desciende por el plano inclinado (P), hasta comprimir un resorte (R) de constante
elástica (K), tal y como se observa en la figura. Haga las acotaciones pertinentes, y
modele la situación descrita.
3 Un cuerpo de 2,00 kg de masa se encuentra en reposo sobre una superficie dura y lisa.
Sobre este cuerpo se aplica una fuerza de 5,00 N, durante 2,00 s.
a) Elabore, en su libreta, un esquema en el que se muestre la situación descrita.
b) Modele la situación planteada, utilizando Física Interactiva.
Nota: en este caso no se la da al alumno el esquema, pero se le dan los valores de las
magnitudes físicas. Esto permite desarrollar la creatividad del alumno, pues no se le brinda
información visual.
1m
2m F
m
H R
P
S M
4 Desde una torre situada a 2.0 m sobre el suelo se lanza verticalmente hacia arriba
una piedra con una velocidad de 5.0 m/s, la cual cae al suelo después de un tiempo
determinado.
a) Modele en su libreta la situación descrita.
b) Luego modele la situación descrita, utilizando Física Interactiva.
c) ¿Cae el cuerpo al suelo? Analice esta situación y diga por qué ocurre el fenómeno
observado.
5 Un proyectil de masa 3.00 kg es lanzado horizontalmente desde una altura de de
2.00 m, con una velocidad de 5.00 m/s; al transcurrir un tiempo determinado cae al
suelo.
a) ¿Existe variación en la velocidad del proyectil?
b) ¿Existe variación en la aceleración del proyectil?
c) Realice en su libreta la modelación episódica del fenómeno descrito, representando
los vectores velocidad y aceleración en los puntos inicial, medio y final de la
trayectoria. Analice el comportamiento de estos vectores.
d) Realice nuevamente la modelación episódica del fenómeno empleando Física
Interactiva, marcando la posición del proyectil cada cuatro cuadros y definiendo los
vectores velocidad y aceleración. Analice el comportamiento estos vectores y
compare con los resultados obtenidos en el inciso a).
Nota: en este caso no se le da información visual al alumno. Este debe recrear la situación
planteada. Además, comprobará sus hipótesis relacionadas con los incisos a) y b).
6 Un cuerpo A de 7.0 kg de masa se mueve con una velocidad de 5.0 m/s sobre una
superficie horizontal, lisa y dura. A una distancia de 2.0 m se encuentra en reposo
otro cuerpo B de 25.0 kg. Diga qué les sucederá a estos cuerpos después del
choque:
a) Los dos cuerpos se mueven juntos en el mismo sentido de movimiento del
cuerpo A.
b) El cuerpo A invierte su sentido de movimiento.
c) Los dos cuerpos se mueven juntos en el mismo sentido.
d) Los dos cuerpos se mueven separados en el mismo sentido.
e) El cuerpo A se detiene.
f) Utilizando Física Interactiva modele la situación planteada y compruebe su
respuesta.
g) Defina un nuevo botón de menú y aumente el doble la masa del cuerpo A.
Describa el fenómeno.
Nota: esta tarea integra varios elementos que permitirán al alumno comprobar su
respuesta y perspectivar la tarea para analizar nuevas situaciones.
7 Un obrero tira de una carretilla, con una fuerza de 50,0 N, la cual forma un ángulo
de 30o con el sentido del movimiento de la carretilla, y la hace desplazarse 50,0 m.
Calcule el valor del trabajo realizado por el obrero.
8 Un automóvil de 5 000 kg que se movía a 15 m/s resbala sobre una superficie
horizontal mojada, hasta que impacta a otro automóvil de masa 3000 kg, que se
encontraba en reposo sobre esa misma superficie. Después del impacto ambos
continúan unidos.
a) Modele la situación descrita.
b) Calcule el valor de la velocidad del sistema después de la colisión.
9 Un cuerpo de masa 30.0 kg se encontraba en reposo a una altura de 3.0 m sobre
un plano inclinado, liso, como indica la figura. Comienza a descender hasta que
llega a la base del plano y continúa en movimiento.
a) Modele la situación descrita.
b) Calcule la velocidad del cuerpo al llegar a la base del plano
10 Sobre un cuerpo de masa 5,0 kg, que se encontraba en reposo sobre una superficie
horizontal, lisa y dura, se aplica una fuerza de 20,0 N durante 4,0 s.
a) Calcule el valor de la aceleración que adquiere el mismo bajo la acción de la
fuerza aplicada.
b) Calcule el valor de la que distancia recorre el cuerpo bajo esas condiciones
c) Calcule el valor la velocidad que alcanza el cuerpo en esas condiciones
d) Determine qué le sucederá al valor de la aceleración del cuerpo si el valor de la
fuerza aumenta en dos con respecto a su valor inicial
11 El sistema de la figura consiste en dos bloques A y B, sujetados por una cuerda
inextensible, de masa despreciable. Se considera que no hay fricción entre el plano
horizontal y el bloque A.
a) Si mA = 8 kg y mB = 12 kg y el sistema parte del reposo. Determinar la
aceleración de cada bloque y la tensión de la cuerda.
12 En la figura 1.4. Si el bloque es de 30 kg y el coeficiente cinético es 0,2.
a) Determinar la aceleración del bloque.
13 Sobre un plano inclinado que forma un ángulo de 30° con la horizontal, se encuentra
un bloque, A, de 5 kg que está unido a otro bloque, B, de 3 kg. Este cuelga de un
hilo que pasa por una polea situada en la parte superior del plano. Calcula la
aceleración del sistema y la tensión del hilo, si el coeficiente de rozamiento entre el
bloque y el plano es de 0,1.
a) Modele la situación descrita.
b) Calcula la aceleración del sistema y la tensión del hilo, si el coeficiente de
rozamiento entre el bloque y el plano es de 0,1.
14 Sobre una caja de masa 8.0 kg que se encuentra sobre una superficie horizontal, se
aplica una fuerza de 80.0 N, que forma un ángulo de 30o con la superficie El
coeficiente cinético entre las superficies en contacto es 0.20. Determine la
aceleración con la que se mueve el objeto en esas condiciones.
15 Dos patinadores, A y B, de masas 60 kg y 80 kg, respectivamente, se encuentran
sobre una superficie horizontal. El patinador A empuja al B con una fuerza horizontal
de 100 N. Utilizando Física Interactiva:
a) Modele la situación descrita utilizando.
b) Determine el valor de la aceleración que adquiere cada patinador
c) Determine la distancia que recorre cada patinador al cabo de 12 s
d) Aumente en 50 N el valor de la fuerza y analice los resultados obtenidos en los
incisos anteriores. Justifique los resultados obtenidos.
16 Dos poleas de .12 m y 0.8 m de radio, respectivamente, se hallan conectadas por
medio de una correa. Si la polea de mayor radio da siete vueltas en 5 s, determine
la frecuencia de la de menor radio.
17 Sobre un cuerpo de masa 3000 kg que se movía a razón de 15 m/s, se aplica una
fuerza de 1000 N, paralela a la superficie cuyo coeficiente de rozamiento es de 0.2.
Utilizando Física Interactiva:
a) Modele la situación que se describe
b) Obtenga las gráficas de posición, velocidad y aceleración, del cuerpo, en función
del tiempo.
c) Aumente el doble al valor de la masa de cuerpo y observe los resultados
obtenidos en las gráficas. Justifique el porqué de estos resultados.
18 Un tren que viaja inicialmente a 16 m/s se acelera constantemente a razón de 2
m/s2. Utilizando Física Interactiva:
a) Modele el fenómeno descrito
b) Determine numérica y gráficamente, qué tan lejos viajará en 7 s y cuál será su
velocidad final.
c) Varíe el valor de la velocidad inicial del cuerpo y observe el comportamiento de
los resultados obtenidos en los incisos anteriores. Justifique este
comportamiento del fenómeno.
19 El maquinista de un tren de pasajeros, que viaja a 25 m/s, avista a un tren de carga
cuyo furgón se encuentra a 200 m de él, en la misma vía. El tren de carga viaja en
la misma dirección y sentido a 15 m/s. El maquinista del tren de pasajeros aplica los
frenos inmediatamente provocando una aceleración de – 1 m/s2, mientras el tren de
carga sigue su marcha a velocidad constante. Utilizando Física Interactiva:
a) Modele el fenómeno descrito y determine si ocurrirá una colisión entre ambos
trenes.
b) Si ocurre, determine dónde ocurrirá la colisión.
20 U cuerpo de masa 1.5 kg pende de un hilo inextensible y de masa despreciable,
cuya longitud es 0.50 m. Al ser sacado de su posición de equilibrio y liberarse,
comienza a oscilar. Se desprecia la fricción con el aire. Utilizando Física Interactiva:
a) Modele la situación descrita
b) Diga qué tipo de movimiento experimenta el cuerpo
c) Obtenga la gráfica de la posición en función del tiempo
d) Utilizando los botones de control, varíe la masa del cuerpo y describa qué le
sucede a la amplitud de las oscilaciones. Justifique su respuesta.
e) Utilizando los botones de control, varíe la longitud del hilo y describa qué le
sucede a la amplitud de las oscilaciones. Justifique su respuesta.
f) Retornando a las condiciones iniciales del enunciado, active la acción del aire
sobre el cuerpo describa el comportamiento del fenómeno. Diga qué tipo de
oscilación posee el cuerpo en este caso.
21 Un cuerpo de masa M, pende de un resorte de constante elasticidad K, que se
encuentra inicialmente deformado x m. Al liberarse el cuerpo, el mismo comienza a
oscilar. Se considera que el fenómeno ocurre en el vacío.
a) Utilizando Física Interactiva modele la situación descrita
b) Determine qué le sucede a la amplitud de las oscilaciones si:
i) Aumenta la masa del cuerpo
ii) La constante elástica del resorte fuese 2K
iii) El fenómeno ocurre bajo la influencia del aire.
22 Un cuerpo de masa 5.0 kg que se encontraba sobre una superficie horizontal, es
lanzado con una velocidad de 2.0 m/s, formando un ángulo de 30o con la superficie.
Utilizando Física Interactiva:
a) Modele la situación descrita
b) Realice una modelación episódica del mismo, marcando distintos momentos de
la trayectoria del cuerpo y analizando el comportamiento de la velocidad en cada
punto
c) Obtenga, gráfica y numéricamente, los valores de posición, velocidad y
aceleración durante 10 s.
23 Desde una altura de 80 m se deja caer un cuerpo A en el mismo instante en que se
lanza otro B desde el suelo hacia arriba con una velocidad de 50 m/s.
a. Modele la situación física planteada
b. Calcule el tiempo que tardan en cruzarse.
c. ¿A qué altura se cruzan?
d. Calcule el valor de sus velocidades en el momento de cruzarse.
e. ¿Dónde está el segundo cuando el primero llega al suelo?
f. Determine la altura máxima alcanzada por el segundo.
g. Calcule la energía cinética del cuerpo B y la energía potencial del cuerpo A
en el punto medio de su trayectoria
(Adaptado del McGraw, II, 55, res.1)
24 Dos poleas de 0.12 y 0.18 cm de radio, respectivamente. Se hayan conectados por
medio de una banda. Si la polea de mayor radio da siete vueltas en 5 s, determine
cuál es la frecuencia de la de menor radio.
Nota: para este caso debe utilizar los controladores genéricos para transformar las
ecuaciones del movimiento circular, al lenguaje de programación de IP.
Anexo 4
Ejemplos de tareas en las que se utilizó el lenguaje de fórmulas
Dos poleas de 18 cm y 12 cm de radio, respectivamente, se hallan conectadas por una banda.
Si la polea de mayor radio da 7 vueltas en 5 s, determine la frecuencia de la de menor radio.
Anexo 5
Esquema de los componentes del PEA en la concepción didáctica propuesta
OBJETIVO
Solucionar tareas de
Física utilizando
software simuladores, a
través de mecanismos
procedimentales
generalizados
(procedimientos)
Contenidos de Física
Mecanismos procedimentales para utilizar software simuladores en la solución de tareas de Física
Las tareas
Los software simuladores como exigencia durante el proceso
CONTENIDOS MEDIOS
MÉTODO
S
FORMA
EVALUACIÓN
Teniendo en cuenta la lógica del PEA. Presencia de las tareas en la etapa del TNC y en la de consolidación (ejercitación, aplicación y profundización, y sistematización y generalización)
conferencias: predomina la problematización
clases prácticas: el software simulador como medio de enseñanza y aprendizaje, es una exigencia
seminarios: su objeto de investigación integra los contenidos de Física y el de los mecanismos procedimentales para utilizar software simuladores en la solución de tareas de Física
Predominantemente formativa (predomina la autoevaluación)
La problematización como
procedimiento auxiliar básico de los
métodos de solución empleados
empleados
CONCEPCIÓN
DIDÁCTICA
Anexo 6
Encuesta para expertos:
Objetivo: Obtener criterios acerca de la concepción didáctica teniendo en cuenta los
componentes e indicaciones para su implementación.
Compañera/o, usted ha sido seleccionada/o como experto para evaluar la concepción
didáctica que utilicen los simuladorespara el desarrollo del proceso de enseñanza-
aprendizaje de la solución de tareas de Física, que contribuya a la formación inicial de
profesores de Física.
1. Datos personales:
Nombre y apellidos: __________________________________________________
Especialidad: _______________________________________________________
Categoría docente: __________________________________________________
Título académico/ Grado científico: ______________________________________
Institución donde trabaja: _____________________________________________
Actividad que desarrolla: ______________________________
Institución: ______________________
Años de experiencia: En Educación ____ En la formación de profesores ____
2. Autovaloración sobre su nivel de conocimientos
a) Marque con una X en la siguiente escala, donde 1 es el mínimo, el valor que considera
se corresponde con el nivel de conocimientos que posee en los temas indicados:
Temas Escala de valores
1 2 3 4 5
1. Didáctica de la Física
2. Enseñanza de la Física
3. Utilización de los software
simuladores en la solución de tareas
de Física
4. Estudio de literatura. especializada
y de autores nacionales y extranjeros
b) Evalúe, en una escala de 1 a 5, dónde 1 es el valor mínimo, cuál es el nivel de influencia
que tienen cada una de las fuentes que se le presentan a continuación en la adquisición de
sus conocimientos sobre la enseñanza de la matemática:
Fuentes de argumentación. Valor
F1-Años de experiencia en la formación de profesores o en educación.
F2-Conocimientos de Didáctica de la Física.
F3-Experiencia en la utilización de software simuladores en el proceso de
enseñanza-aprendizaje.
F4-Estudio de literatura especializada y publicaciones de autores extranjeros
F5-Conocimientos obtenidos en el trabajo metodológico.
F6-Conocimientos obtenidos en la educación de pregrado.
3. Valoración de la concepción didáctica:
Marque con una cruz (X) la celda que corresponda con la evaluación que usted le otorga a
cada indicador, según la escala siguiente:
Escala de valores:
I: Imprescindible para el desarrollo de la concepción didáctica.
MU: Muy útil para el desarrollo de la concepción didáctica.
U: Útil para el desarrollo de la concepción didáctica.
AA: Aporta algunos elementos para el desarrollo de la concepción didáctica.
NA: No aporta nada al desarrollo de la concepción didáctica.
Nº INDICADORES Valoración
I MU U AA NA
Sobre los fundamentos teóricos de la concepción
1
Los sustentos filosóficos en las ideas del marxismo-leninismo,
especialmente en el método materialista-dialéctico y en la gnoseología
correspondiente a la concepción didáctica propuesta
2
La concepción didáctica del empleo de software simuladores en la
solución de tareas de Física, bajo un referente teórico centrado en
el enfoque histórico-cultural
3 La importancia de los principios didácticos como fundamentos de la
concepción didáctica.
Sobre los puntos de vista iniciales de la concepción.
4 La interrelación que se pone de manifiesto entre los objetivos del Modelo
del profesional de la carrera “Licenciatura en Educación. Física”, el
programa de la disciplina Didáctica, así como los programas de las
asignaturas relacionadas con el currículo propio de la carrera, que la
integran conla estrategia curricular de Informatización y las habilidades
a desarrollar en la formación del profesional de esta carrera
5
La interrelación que se da entre los componentes del proceso de
enseñanza-aprendizaje, los simuladores y con las formas de evaluación
al utilizar los simuladores en este proceso.
Sobre los conceptos y categorías de la concepción.
6
Interrelación entre los componentes personales y personalizados en
sistema, en una dinámica propia que se hace necesario comprender
para poder realizar una dirección acertada del proceso.
7 Interrelación objetivo, contenido, métodos, medio, forma de
organización, evaluación del proceso pedagógico.
8 Las habilidades que debían poseer los profesores para de introducir los
software simuladores en la solución de tareas
Sobre las exigencias de la concepción.
9 El análisis de los programas de asignaturas correspondientes a las
disciplinas del currículo base de la Carrera…
10
La derivación de los objetivos formativos del tema, de los
objetivos formativos generales y de los objetivos de la asignatura
en el año académico correspondiente, identificando la intención
de estos en los documentos rectores y su posible
contextualización
11
La determinación de los contenidos esenciales del tema de Física
que se trata, los niveles de asimilación, los niveles de profundidad,
los modos de actuación profesional y la intencionalidad educativa
que debe lograr en la etapa para seleccionar las tareas y el
simulador, a utilizar.
12
El establecimiento, a partir del objetivo, de la lógica del contenido,
métodos, medios, forma de organización y evaluación, seleccionar
el software simulador a utilizar en cada clase o tarea que se
proponga.
13
La valoración y definición de la evaluación partiendo de los
objetivos y de la actualización personalizada del diagnóstico.
14
El análisis de los medios de enseñanza-aprendizaje, y la
bibliografía, relacionados con el tema, de acuerdo con la
disponibilidad de recursos con que se cuenta, actualización y
disponibilidad de software y hardware, conectividad, y bibliografía
digital o en copia dura, para la búsqueda y procesamiento de la
información.
15 La búsqueda de información acerca del software simulador que se
va a utilizar en la solución de las tareas, y de otros software
simuladores que potencialmente pueden ser utilizados con ese fin.
16 Es necesaria la correcta selección del software simulador a utilizar,
para lo cual se debe respetar la lógica de la ciencia que origina la
asignatura, así como considerar las carencias y potencialidades de
cada estudiante, a partir del diagnóstico.
Sobre la caracterización de la concepción.
17
El diagnóstico como punto de partida para la planificación ejecución y
control de los sistemas de clases, contenidos precedentes del tema y de
las tecnologías que se pueden utilizar. La determinación de los objetivos
del sistema de clases a partir del diagnóstico y los objetivos a alcanzar
18
La relación entre el contenido de la Física y los software simuladores a
utilizar a partir del diagnóstico, no puede ser arbitraria, se debe respetar
la lógica de la ciencia que origina la asignatura, así como considerar las
carencias y potencialidades de cada uno, además de la intencionalidad
educativa, potencialidades del contexto y relaciones interdisciplinarias e
intradisciplinarias.
19
Los tipos de clases para la selección de los software simuladores
adecuados teniendo en cuenta el objetivo de la actividad o para el trabajo
didáctico y/o la interactividad.
20
La determinación de los métodos, procedimientos y medios a utilizar de
modo que se favorezca la implicación consciente (individual y colectiva)
de los estudiantes en la búsqueda, apropiación y recreación del
contenido que se enseña y aprende.
21
La planificación de la forma de evaluación del proceso de enseñanza-
aprendizaje (individual y grupal) así como un sistema de información que
oriente a los estudiantes los simuladores que van a utilizar.
Aspectos a valorar por el experto después de analizar la versión preliminar de la concepción
didáctica.
4. Evaluación general de la concepción didáctica
Después de haber evaluado cada uno de los componentes de la estructura de la concepción
didáctica, analizado la versión preliminar de esta, evalúe en una escala de 1 a 5 (1 es el
mínimo) los siguientes indicadores:
Validez: condición que permite el logro del objetivo para el cual fue concebida.
Pertinencia: importancia, valor social y nivel de respuesta que da a las necesidades de la
práctica social.
Factibilidad: posibilidad real de su utilización y de los recursos que requiere.
Aplicabilidad: claridad en su presentación que implica la posibilidad de implementación por
otras personas.
Indicadores Validez Pertinencia Factibilidad Aplicabilidad
Evaluación
V. Consideraciones generales
Ofrezca sus ideas y criterios sobre las carencias y potencialidades que presenta la
concepción didáctica propuesta, con el fin de poder generar un perfeccionamiento de la
misma. Para sus recomendaciones, tenga en cuenta las valoraciones anteriores, y
profundice en aquellos elementos que considere deben sufrir algún tipo de modificación.
Muchas gracias
