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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada Unidad Legaria “CLASES DEMOSTRATIVAS INTERACTIVAS DE MAGNETISMO EN BACHILLERATO” T E S I S QUE PARA OBTENER EL GRADO DE MAESTRO EN CIENCIAS EN FÍSICA EDUCATIVA P R E S E N T A : GUADALUPE YOLANDA RAMIREZ MALDONADO Directores: Dr. Alfredo López Ortega Dr. Mario Humberto Ramírez Díaz México, D. F., septiembre de 2012
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y
Tecnología Avanzada
Unidad Legaria
“CLASES DEMOSTRATIVAS INTERACTIVAS DE
MAGNETISMO EN BACHILLERATO”
T E S I S
QUE PARA OBTENER EL GRADO
DE MAESTRO EN CIENCIAS
EN FÍSICA EDUCATIVA
P R E S E N T A :
G U A D A L U P E Y O L A N D A R A M I R E Z
M A L D O N A D O
Directores: Dr. Alfredo López Ortega
Dr. Mario Humberto Ramírez Díaz
México, D. F., septiembre de 2012
RESUMEN
Tomando como base la propuesta de aprendizaje activo de Sokoloff y Thorton, en este
trabajo se diseñaron y adaptaron una serie de Clases Demostrativas Interactivas para el
aprendizaje de Magnetismo dirigidas a alumnos de Bachillerato. Implementamos estas
clases en dos grupos experimentales de sexto semestre del CECYT Wilfrido Massieu del
Instituto Politécnico Nacional y en esta misma institución contamos con dos grupos de
control en los cuales se expusieron los mismos contenidos temáticos usando el método
tradicional de enseñanza. Para determinar la eficacia de las Clases Demostrativas
Interactivas propuestas en esta tesis se diseñó un cuestionario que cubre los aspectos
básicos del Magnetismo tomando ítems de diversas propuestas validadas en este tema. Este
cuestionario fue aplicado como pretest y postest a los cuatro grupos que participaron en
nuestra investigación. La evaluación de dichos cuestionarios se introdujo en el factor de
ganancia de Hake y de esta manera estudiar la ganancia en el aprendizaje tanto en los
grupos experimentales como en los de control. Los resultados obtenidos para la ganancia de
Hake muestran que los grupos experimentales logran un mejor desempeño cuando
responden preguntas sobre los aspectos conceptuales básicos del Magnetismo. Por otro
lado, las actitudes de los estudiantes del grupo experimental hacia el tema de Magnetismo
fueron más positivas que aquellas expresadas por los estudiantes de los grupos de control.
Con los resultados obtenidos en este trabajo se puede afirmar que las Clases Demostrativas
Interactivas son una metodología eficaz en el aprendizaje del tema de Magnetismo en
estudiantes de nivel Bachillerato.
ABSTRACT
Taking as a basis the active learning proposal by Sokoloff and Thorton, in this work we
design and adapt a set of Interactive Lecture Demonstrations for the learning of Magnetism
focused to High School students. We use these Lectures in two experimental groups of the
sixth semester in the CECYT Wilfrido Massieu of the National Polytechnic Institute and in
this High School we also have two control groups in which the same thematic contents
were expounded with the traditional method of teaching. To determine the effectiveness of
the Interactive Lecture Demonstrations that we propose in this Thesis we design a test that
covers the basic aspects of the magnetism by taking questions of several endorsed proposal
in this theme. Our test was applied as pretest and postest to the four groups that collaborate
in this research. The evaluation of these tests is introduced in Hake´s factor and this way we
study the gain in the learning of the experimental groups as well as of the control groups.
The results that we get for the Hake´s gain show that the experimental groups achieve a
better performance in the test on the basic conceptual facts of the Magnetism. On the other
hand the attitudes of the students in the experimental groups to the Magnetism theme were
more positive than those expressed by the students of the control groups. Based on the
obtained results in this work we can assert that the Interactive Lecture Demonstrations are
an efficient methodology to learn the Magnetism theme in the High School students.
Contenido I INTRODUCCION ................................................................................................................................ 6
Planteamiento del Problema de Investigación ............................................................................... 8
Formulación del Problema .............................................................................................................. 8
Objetivo General ............................................................................................................................. 9
Preguntas de investigación ............................................................................................................. 9
Justificación ................................................................................................................................... 10
Organización de la tesis ................................................................................................................. 11
II MARCO TEÓRICO ............................................................................................................................ 13
Definiciones de aprendizaje .......................................................................................................... 14
Teorías de aprendizaje .................................................................................................................. 15
Teoría Conductista ........................................................................................................................ 15
Teoría Cognoscitiva ....................................................................................................................... 16
Teoría Constructivista ................................................................................................................... 17
Estrategias de Aprendizaje ............................................................................................................ 19
Clasificación de las Estrategias de Aprendizaje ............................................................................. 19
Ideas previas .................................................................................................................................. 21
¿Cómo se forman las Ideas Previas? ............................................................................................. 22
¿Cómo cambiar las Ideas Previas? ................................................................................................ 22
Instrumentos para conocer las Ideas Previas ................................................................................ 23
Cuestionarios o Tests .................................................................................................................... 23
Aprendizaje Activo ........................................................................................................................ 24
Metodologías de Aprendizaje Activo de la Física .......................................................................... 26
Física basada en actividades (Activity Based Physics Suite) .......................................................... 26
Talleres de Física (Workshop Physics) .......................................................................................... 26
Tutoriales de Física ........................................................................................................................ 27
Aprendizaje de la Física por Investigación .................................................................................... 27
Enseñanza de la Física sin clase-conferencia impartida por el maestro ....................................... 27
Clases Demostrativas Interactivas (CDI) ........................................................................................ 28
Factor 𝒈 o factor de Hake ............................................................................................................. 30
III METODOLOGÍA .............................................................................................................................. 32
Caracterización de los grupos de investigación ............................................................................ 32
Infraestructura .............................................................................................................................. 32
Repercusión del entorno en el rendimiento de nuestros estudiantes. ........................................ 33
Descripción de la metodología ...................................................................................................... 38
Demostración 1 ............................................................................................................................. 41
IV ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS ..................................................................................................... 45
Resultados del pretest y postest ................................................................................................... 45
Resultados del cuestionario para evaluar el aprendizaje conceptual logrado por los grupos
experimentales y de control. ........................................................................................................ 46
Análisis por pregunta .................................................................................................................... 52
CONCLUSIONES ................................................................................................................................. 72
Recomendaciones ......................................................................................................................... 76
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................................................... 78
ANEXOS ............................................................................................................................................. 79
ANEXO 1: Examen de diagnostico. Magnetismo ........................................................................... 79
ANEXO 2: Objetivo general del programa de estudios. ............................................................... 85
ANEXO 3: Prácticas de Magnetismo diseñadas con la metodología CDI ..................................... 86
ANEXO 4: Factores que tienen mayor influencia en el desempeño académico ......................... 100
ANEXO 5: Rúbrica de Evaluación para las Prácticas de Laboratorio de Física. (Para la estrategia de
aprendizaje Activo CDI). .................................................................................................................. 101
I INTRODUCCION
En México, las universidades públicas, aparte de cumplir con su misión principal de ofrecer
educación superior tienen integrada en su estructura organizacional y está bajo su
administración y gestión una parte de la educación media superior. Una de las
características de la educación media superior del país es la marcada preferencia de los
jóvenes por el bachillerato general o propedéutico y, dentro de éste, por el bachillerato
universitario o autónomo. El Instituto Politécnico Nacional (IPN), una institución pública,
desde su origen ha tenido bajo su responsabilidad la atención de una parte de la demanda de
educación media superior en el Distrito Federal a través de sus quince Centros de Estudios
Científicos y Tecnológicos (CECYT). Por lo tanto, es necesario la búsqueda de nuevos
métodos, impulsar cambios, fomentar nuevas actitudes de los profesores con el fin de lograr
una mejor preparación de los alumnos. Como profesores de Física uno de nuestros
objetivos debe ser lograr una mejora en su enseñanza.
La aplicación e implementación de una nueva metodología de enseñanza, así como la
evaluación de sus resultados requieren y exigen nuevos roles y nuevas actitudes de los
docentes. De éstos se requieren que tengan actitudes de indagación y de descubrimiento,
propias del proceso de investigación científica, actitudes de reflexión, análisis y crítica de
las prácticas educativas desarrolladas en el marco de su modelo educativo. Esto significa
desarrollar una metodología de enseñanza desde la posición del docente práctico-reflexivo
haciendo uso de los procedimientos, las herramientas y las técnicas que ofrece la
investigación sobre la enseñanza de la Física, generando procesos de intervención
pedagógica en el aula y en el laboratorio.
En México y en general en el mundo, la enseñanza de la Física a nivel medio superior,
como a todos los niveles, actualmente está en un proceso de cambio, como se puede
constatar en las diversas aportaciones que se realizan en diferentes Foros y Congresos
Internacionales (Redish y Rigden, 1997).
En el caso de la Física es posible consultar una considerable bibliografía de investigación,
tanto sobre las dificultades conceptuales que tienen los estudiantes para aprender los
conceptos y al comprender fenómenos físicos, como sobre diferentes enfoques didácticos
(McDermott, y Redish, 1999), (Thacker, 2003).
Los resultados de las recientes investigaciones sobre la enseñanza de la Física, arrojan que
existen diferentes factores que influyen en el proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física.
Sobre varios de factores existe un consenso y son aceptados como tales por la Comunidad
Internacional de Profesores de Física, y nos indican que los problemas a afrontar son lo
suficientemente complejos como para constituir un campo de investigación por si mismo
(Viennot, 1996), (McDermott, 2000), (Guisasola et al., 2003).
Por ejemplo, varios trabajos de investigación han mostrado que numerosos estudiantes
opinan que la Física es una asignatura difícil y que además los estudiantes muestran un bajo
nivel de motivación hacia su estudio. Entre los problemas para comprender los conceptos
físicos de los cursos a nivel Bachillerato encontramos la falta de conocimientos en
Matemáticas, la ausencia de conocimientos elementales de Física, como también programas
inadecuados, deficiencia y en algunos casos ausencia de laboratorios adecuados para
realizar experiencias que complementen las clases teóricas, desinterés del personal docente
para fomentar en los estudiantes el interés por el conocimiento mismo y en particular por el
conocimiento científico. Como consecuencia un número muy grande de estudios han
mostrado que en la Enseñanza Media Superior existe un alto porcentaje de fracaso en los
cursos de Física (como también de Matemáticas y de Química) (Pfundt y Duit, 2004).
En consecuencia aprender Física acarrea serias dificultades para los estudiantes; de ahí que
las líneas de investigación en la enseñanza de la Física, se centran en buscar propuestas de
metodologías y técnicas de enseñanza que ayuden a los estudiantes a superar esas
dificultades.
Existe una preocupación dentro de la comunidad docente sobre la forma en la que se enseña
la Física en los diversos niveles educativos. Cada año aparece un número grande de
artículos en los que los docentes relatan sus experiencias en la enseñanza de la Física y
diversos investigadores proponen nuevos métodos para superar algunas de las dificultades
antes mencionadas. También se proponen nuevas actividades, nuevas herramientas de
apoyo a la docencia, o se evalúa cuál es la alternativa pedagógica que produce mejores
resultados, entre otras. Es por ello que algunos profesores buscan estrategias didácticas que
favorezcan la comprensión de los conceptos físicos. Por el carácter fáctico de la Física, las
clases de trabajos prácticos, sean de resolución de problemas o de laboratorio experimental,
cobran gran importancia (Barberá Valdés, 1996).
El desarrollo de la Física y la investigación sobre la enseñanza de la Física muestran la
conveniencia de que los estudiantes estén involucrados activamente en su proceso de
aprendizaje. Esto debe lograrse tanto en actividades experimentales de laboratorio con
prácticas de estudiantes en pequeños grupos, como también en las clases teóricas. Un
ejemplo de este tipo de estrategias de enseñanza son las Clases Demostrativas Interactivas
(CDI en lo que sigue), donde los estudiantes están siempre intelectualmente activos,
realizando predicciones, contrastando estas con los resultados del experimento
demostrativo, y discutiendo con sus pares en el aula y con el docente.
Muchas de las estrategias propuestas tienen en cuenta que la investigación educativa ha
mostrado que los estudiantes al abordar un nuevo tema primero necesitan trabajar con ideas
concretas, por lo cual el uso de experiencias tan cercanas a la vida cotidiana como sea
posible es de fundamental importancia para lograr una comprensión de los conceptos
físicos abordados. Mediante la observación directa del mundo real estas estrategias de
aprendizaje guían a los estudiantes en la construcción de su conocimiento.
Muchas de estas estrategias utilizan un ciclo de aprendizaje que consta de los siguientes
pasos: observación-visualización de la experiencia, predicción individual, discusión entre
pares o en pequeños grupos, y comparación entre el resultado experimental y las
predicciones. Este ciclo de aprendizaje, que puede ser representado como PODS
(Predicción, Observación, Discusión y Síntesis) favorece que el estudiante encuentre las
diferencias entre las creencias con las que llega a la clase de Física y las Leyes de la Física.
Las instituciones dedicada a la educación del nivel medio superior tienen la responsabilidad
de preparar a sus profesores para que puedan superar los problemas que actualmente
enfrentan en el aula, así como los que surjan en el futuro, (Jarvis, 2001, Graham, 2002). Es
necesario un cambio, debemos intentar pasar de un modelo educativo en el cual los
estudiantes solamente reciben la información de manera pasiva en las conferencias
magisteriales, a un modelo en el cual los estudiantes estén activos en el tiempo que dedican
a sus actividades escolares para construir su conocimiento, dentro y fuera del aula. Esto
exige crear, diseñar, fomentar y usar entornos de aprendizaje activo en el aula, (Marzano,
2001), (Michael, 2003), (Marzano, Norford, 2001).
Prince (2004) considera que el aprendizaje activo es todavía un tema polémico, que con
frecuencias polariza a las comunidades de profesores. Los partidarios lo ven como una
alternativa viable para los métodos tradicionales que no promueven la adquisición de
conocimientos y habilidades. Sin embargo, los escépticos afirman que será otro ejemplo de
la larga lista de fracasos educativos. Según Prince, el aprendizaje activo se puede generar
en cualquier método de enseñanza que involucre a los estudiantes en el ciclo de
aprendizaje. Una estrategia de enseñanza que pretenda promover el aprendizaje activo debe
exigir que los estudiantes realicen actividades para lograr un aprendizaje significativo.
Prince también afirma que las formas del aprendizaje activo practicadas y evaluadas de
manera científica en la Física Educativa (aprendizaje cooperativo, aprendizaje colaborativo
y aprendizaje basado en problemas, etc.), cuentan con evidencias experimentales de su
eficacia para mejorar el desempeño de los estudiantes.
Planteamiento del Problema de Investigación
Formulación del Problema
Es ampliamente conocida la necesidad que existe de usar diferentes metodologías de
enseñanza con la finalidad de proporcionar al alumno la educación que necesita de acuerdo
con sus intereses, potencialidades y limitaciones, asegurando así la adaptación de la escuela
al alumno y del alumno a la escuela. Pero eso no es posible si no se emplean algunos
medios para descubrir sus potencialidades, así como investigar si la educación está
logrando que los alumnos alcancen metas deseables, tanto para ellos en lo individual, como
para la sociedad de la cual forma parte. Cabe mencionar que en el proceso de enseñanza-
aprendizaje la comunicación tiene un papel importante, ya que a través de ella el alumno
puede manifestar lo que está aprendiendo y cómo lo está aprendiendo.
Debido a los avances en los medios de comunicación y la influencia que éstos tienen en los
alumnos, es lamentable comprobar que existe un desfase entre la escuela y las Tecnologías
de Información y Comunicación. Esto causa un problema, ya que es común que los
alumnos conocen las posibilidades de estas tecnologías fuera del contexto escolar. Se
presenta así una rivalidad entre los conocimientos adquiridos fuera del colegio, con medios
más llamativos y los adquiridos en las clases, con instrumentos tradicionales y que en la
mayoría de los casos son menos atractivos.
Todos estos aspectos obligan a replantear los roles del alumno y el profesor en el aula. El
alumno debe estar más involucrado en el proceso de enseñanza-aprendizaje, como
consecuencia debería ser capaz de tomar decisiones y elegir su ruta de aprendizaje. Esto es,
el alumno debe tener un rol más activo, lo cual generalmente no ocurre en nuestro sistema
educativo para la mayoría de los cursos y en los cursos de Física en particular.
Esta situación crea otro reto en la enseñanza de la Física que es la utilización de
metodologías activas, ya que por lo común en las clases los alumnos son pasivos y se
fomenta la adquisición y memorización de información, aunque esta no tenga sentido para
el estudiante, para su posterior reproducción en función de patrones previamente
establecidos. Como comentamos varios trabajos de investigación muestran que las
metodologías activas pueden ayudar para los estudiantes logren una mejor comprensión de
los conceptos físicos básicos. Por lo tanto planteamos el siguiente objetivo general de
nuestro trabajo.
Objetivo General
Diseñar y probar la efectividad de una metodología, basada en el aprendizaje activo, en
particular, fundamentada en el método llamado Clases Demostrativas Interactivas
desarrollado por Thornton y Sokoloff (1997), para la enseñanza del tema de Magnetismo
en alumnos del sexto semestre del nivel medio superior.
Si tenemos presente que las actividades en el laboratorio permiten a los estudiantes
desarrollar su sentido crítico para lograr una integración teórica-práctica de los contenidos,
fomentan la participación activa en las tareas de la clase, es relevante que las nuevas
estrategias que se diseñen y usen en los entornos educativos permitan a los estudiantes
trabajar en pequeños grupos donde se incremente su participación en las discusiones y
actividades escolares. El desarrollo de los estudiantes es otro factor a tener en cuenta, no
solo el intelectual, puesto que no es el único factor que influye o determina el aprendizaje,
también debemos tomar en cuenta el desarrollo de otras habilidades y aptitudes.
Este trabajo de investigación plantea que en el CECYT Wilfrido Massieu una apropiada
utilización de esta metodología en el proceso de enseñanza-aprendizaje puede mejorar la
comprensión de algunos conceptos físicos, la indagación y experimentación, así como
auxiliar en el desarrollo de un juicio crítico de los fenómenos físicos.
Preguntas de investigación
A partir del objetivo general a continuación formulamos las preguntas de investigación que
orientarán nuestro trabajo fundamentado en el método de las CDI desarrollado por
Thornton y Sokoloff (1997). En nuestra investigación trabajaremos el tema de Magnetismo
con alumnos del nivel medio superior que cursan el sexto semestre. Las preguntas
formuladas para orientar la investigación son las siguientes:
¿Qué tan eficiente resulta la metodología de las CDI en la enseñanza del tema de
Magnetismo en el CECYT Wilfrido Massieu?
¿Existe diferencia entre los resultados obtenidos en el aprendizaje cuando usamos el
método tradicional y la metodología de las CDI en la enseñanza del tema de Magnetismo?
Como posibles respuestas a las preguntas de investigación se proponen algunas hipótesis.
Las preguntas de investigación orientan el trabajo a realizar, delimitando los aspectos a
estudiar con el fin de encontrar las respuestas de cada una de ellas, es decir, determinan las
acciones que tienen que realizarse para encontrar los datos necesarios que permitirán probar
o falsear las hipótesis derivadas de ellas. Para nuestras preguntas de investigación
proponemos las siguientes hipótesis:
1. Al usar en las practicas de Magnetismo la secuencia didáctica basada en la metodología
de las CDI se puede lograr aprendizaje y desarrollar habilidades para solución de problemas
de Física contextualizados, como a los que se enfrenta el estudiante en la vida cotidiana.
Además en los estudiantes del nivel medio superior del CECYT Wilfrido Massieu la
metodología propuesta será es más eficiente para lograr la comprensión de dichos
conceptos.
2. En contraste con la enseñanza tradicional, la metodología CDI motiva el aprendizaje del
Magnetismo por los estudiantes y se logran mejores resultados en el desempeño académico
en el tema de Magnetismo.
En los capítulos subsecuentes se describe el trabajo de investigación y el análisis enfocado
a probar o falsear las hipótesis y dar respuesta a las preguntas de investigación.
Justificación
En la actualidad, una de las dificultades que enfrenta la enseñanza de la Física es la baja
comprensión de los conceptos y fenómenos físicos por parte de los alumnos y eso se refleja
en el bajo índice de aprobación. Adicionalmente la falta de preparación y la apatía de
muchos profesores obstaculizan la introducción de metodologías novedosas en su práctica
docente, por lo tanto se restringen a usar la forma tradicional de enseñanza, en la cual el
profesor da su clase sin tener prácticamente interacción con los alumnos.
Desde nuestro punto de vista, el aprendizaje activo resulta especialmente interesante porque
ofrece una serie de estrategias y aplicaciones prácticas que son efectivas para lograr el
aprendizaje de los conceptos físicos.
Un aspecto de gran importancia en esta investigación es que la metodología de las CDI
involucra actividades en el laboratorio de Física. Con esta metodología los alumnos pueden
participar en actividades o situaciones experimentales y las realizan en colaboración con
sus compañeros.
Ahora bien, el profesor que conoce las ideas previas de los alumnos puede adaptar su
estrategia de enseñanza, organizándola de una manera más efectiva, es decir, el profesor
podría diseñar estrategias de enseñanza con para lograr la comprensión de los conceptos
físicos, y teniendo en cuenta los intereses y aptitudes de los alumnos.
Estas son algunas de las razones que dieron origen a la presente investigación que se inserta
en el objetivo más ambicioso que es la incorporación de diferentes estrategias que mejoren
la enseñanza de la Física.
En México, existen pocas instituciones que estén transformando sus prácticas educativas.
Una de estas es el IPN, por ejemplo, el ex director del IPN, Enrique Villa Rivera comenta
“La necesidad de construir ambientes favorables a la creatividad, a la innovación, a la
mejora institucional continua para ratificar al IPN en ejemplo de institución que aprende
constructivamente de su historia, sus valores, su experiencia y que para renovar su
compromiso social decide responder cada vez mejor a las necesidades cambiantes del país
y de su comunidad” (Villa Rivera, 2004).
Esto lleva a que se deben introducir cambios en la organización académica e institucional,
en la normatividad, que se deban flexibilizar los planes y programas, así como actualizar y
mejorar las formas en las cuales los estudiantes adquieren el conocimiento y las
herramientas necesarias para su formación.
Con relación a nuestro trabajo, hasta donde conocemos, en nuestro país las investigaciones
sobre el uso de estrategias basadas en el Aprendizaje Activo para la enseñanza del tema de
Magnetismo a nivel medio superior son escasas. Por lo cual, este trabajo tiene relevancia
para el área, presentando una aportación que puede ser útil para los profesores de este nivel
y para los especialistas de la disciplina.
Organización de la tesis
La presente tesis consta de seis capítulos en donde exponemos el desarrollo de la
investigación realizada, así como de cinco anexos en donde se encuentra el material
suplementario que se utilizó en la realización de esta tesis. A continuación describimos
brevemente el contenido de cada uno de los capítulos restantes.
El segundo capítulo contiene el marco teórico en el que se basó esta investigación.
Primeramente se describen brevemente los enfoques conductivista, cognitivo y el
constructivista. También mencionamos algunas definiciones de aprendizaje, para dar lugar
a la descripción de las diferentes estrategias de aprendizaje, así como a la descripción de las
ideas previas. Además exponemos un breve resumen sobre aprendizaje activo, así como
sobre la metodología que sirve de base a esta investigación, las Clases Demostrativas
Interactivas. Finalmente definimos el factor de Hake, que es una de las herramientas que
usaremos para realizar el análisis de los datos obtenidos.
En el tercer capítulo caracterizamos los grupos de investigación, realizando un breve
estudio socioeconómico, también describimos la metodología usada para esta investigación
basada en las Clases Demostrativas Interactivas. También damos una descripción del test
utilizado como examen de diagnóstico. Como un complemento enumero las actividades
realizadas después de la aplicación practicas CDI, con el fin de obtener consolidar el
aprendizaje del tema de Magnetismo.
En el cuarto capítulo exponemos el análisis de los datos obtenidos en la aplicación del
examen diagnostico de 14 ítems empleado como pretest y postest. Esto con el fin de
obtener la factibilidad y eficiencia de la metodología empleada en esta investigación que se
evaluó mediante el uso de la ganancia relativa de aprendizaje conceptual o factor de Hake.
También mostramos las ideas previas encontradas en los estudiantes sobre el tema de
Magnetismo.
En el quinto capítulo se da respuesta a las preguntas de investigación, planteadas en el
primer capítulo de esta tesis tomando como base los resultados obtenidos en el cuarto
capítulo. Presentamos la argumentación sobre el logro del objetivo propuesto, así como
algunas recomendaciones sobre la factibilidad de la aplicación de la metodología CDI en la
enseñanza de la Física a nivel medio superior. Finalmente en los anexos presentamos el
examen de diagnóstico, secciones relevantes del programa de estudios de la materia de
Física IV, las prácticas de Magnetismo que se usaron en los grupos experimentales, el
cuestionario en el que se basó nuestro estudio socioeconómico y la rúbrica institucional
usada en las sesiones de laboratorio.
II MARCO TEÓRICO
En este capítulo se presenta el sustento teórico de la presente tesis. En primera instancia se
dedica un espacio a hacer una reseña de algunas teorías del aprendizaje y de varias
estrategias de aprendizaje. Asimismo mencionamos algunas definiciones de aprendizaje y
lo que entendemos por ideas previas. También comentamos algunos hechos relevantes
sobre metodologías activas para el aprendizaje de la Física y describimos la metodología de
las Clases Demostrativas Interactivas (CDI). Finalmente mencionamos la información
relevante sobre la ganancia de Hake que usamos en este trabajo.
Los métodos de enseñanza aprendizaje de la Física han apoyado a los alumnos a aprender
los conocimientos de esta ciencia con el fin de que comprendan y reflexionen sobre los
fenómenos físicos que ocurren en su vida cotidiana. “La escuela dirige ese proceso de
aprendizaje en un contexto formal, y acerca al estudiante a los conocimientos científicos
que requieren un cambio conceptual”, (Carey, 1985).
De ahí vemos que existen dos formas de adquirir conocimientos:
a) El Informal que se adquiere en la vida cotidiana.
b) El Formal que se adquiere en la escuela.
Lo cierto es que a lo largo de la vida todos los individuos vivimos procesos de aprendizaje
en diversos contextos y situaciones. En el caso de los estudiantes el contexto académico
cobra un especial significado.
En el análisis del proceso de aprendizaje existen tres marcos teóricos importantes. El
primero surgió a los inicios del siglo XX, el Conductismo. Posteriormente, a mediados del
siglo XX surge la Psicología Cognitiva, que estudia el comportamiento humano así como
la atención, la percepción, el lenguaje y la memoria. Y más recientemente surge el enfoque
Constructivista, que estudia el aprendizaje de los sujetos desde el punto de vista de sus
procesos internos.
Basado en el trabajo de varios años se ha llegado a la conclusión de que el aprendizaje no
se produce de forma automática a partir de la enseñanza o de la exposición al estímulo, sino
que para que tenga lugar el aprendizaje tiene que ocurrir al menos el procesamiento de la
información a la que se exponen y que adquieren los alumnos. “Los cuales deben
interpretar las acciones de los docentes u otras fuentes de información, para que estas
influyan en su rendimiento” (Wittrock, 1979).
En el marco del enfoque constructivista existen diferentes propuestas teóricas y didácticas
que consideran al aprendizaje como un proceso de descubrimiento personal, motivado,
durante el cual el alumno puede adquirir habilidades que le ayuden a responder a sus
necesidades, considerando “su estilo de vida, la autorregulación y el aprendizaje
reflexivo” (Cooper, 1993).
Para el enfoque constructivista aprendemos porque somos capaces de elaborar una
representación personal sobre los fenómenos de la vida cotidiana, “desde la experiencia, los
intereses y los conocimientos previos” (Solé y Coll, 1993).
Podemos considerar que el proceso de aprendizaje implica una toma de conciencia que se
inicia con la confrontación de las ideas previas con los nuevos conceptos o procedimientos,
logrando “una reestructuración de esas ideas previas cotidianas hacia las concepciones
científicas, a lo que se denomina cambio conceptual” (Pozo, 1994).
En consecuencia, aprender no está basado solamente en la repetición de los conceptos, se
basa en la comprensión que el estudiante logre y de las habilidades que desarrolle en su
entorno. Entonces el aprendizaje exige la comprensión por parte de quien aprende. Por lo
tanto, un profesor que permite la participación de sus estudiantes en la construcción de su
aprendizaje, y toma en cuenta las ideas previas de estos y reconoce en ellas un punto de
partida para guiar su planeación didáctica.
Al respecto Ausubel (Ausubel, 1968), (Ausubel, 1980), (citado en Moreira (2004)) señala
que: “Sólo se aprende a partir de lo que ya se sabe (…) cuando predomina el proceso de
formación de conceptos, el mecanismo humano por excelencia para aprender es la
asimilación de conceptos. Dentro de la asimilación de conceptos (…) la nueva información
adquiere significados por interacción con algún subsumidor específicamente relevante. Es
decir, el aprendiz acciona su conocimiento previo para dar significado a la nueva
información y esta, de cierta forma, se ancla (interactuando) con aquello que el aprendiz
ya sabe”.
Por tanto, podemos decir que los profesores que conocen las ideas previas de sus
estudiantes, si las toman en cuenta pueden mejorar su aprendizaje de los temas que se
estudian en clase.
Definiciones de aprendizaje
Por teorías de aprendizaje entendemos aquellas que intentan explicar cómo aprendemos.
Una teoría del aprendizaje explica y predice como aprendemos y trata de exponer cómo
adquirimos el conocimiento, centrándose en la adquisición de habilidades. Es así como las
diferentes teorías intentan explicar la adquisición del conocimiento y proporcionan
fundamentos desde diferentes enfoques y sobre distintos aspectos.
Antes de hacer referencia a las teorías del aprendizaje, las cuales son útiles para esta
investigación, recordemos que el término aprendizaje es analizado desde diferentes
enfoques, por lo tanto es importante recordar algunas definiciones de aprendizaje. Entre
ellas destacamos las siguientes:
Robbins (1999) lo define como “cualquier cambio relativamente permanente en el
comportamiento que ocurre como resultado de la experiencia”.
Es relevante observar que esta definición involucra la palabra cambio, lo cual lleva a
deducir que el aprendizaje involucra necesariamente una transformación. Además de la
necesidad de alguna forma de experiencia para poder aprender.
Una definición adicional sobre aprendizaje es la dada por Alonso (1995), “aprendizaje es el
proceso de adquisición de una habilidad, relativamente duradera, para cambiar la
percepción o la conducta como resultado de una experiencia”.
Una definición conductivista es la dada por Kimble “el aprendizaje es un cambio duradero
en los mecanismos de conducta, resultado de la experiencia con los acontecimientos
ambientales”.
De acuerdo con Piaget “el aprendizaje es un proceso provocado por el profesor respecto a
algún aspecto didáctico o en general por una situación externa”.
Finalmente encontramos en el diccionario de la Lengua Española que “el aprendizaje es
adquirir conocimiento de alguna cosa por medio del estudio o la experiencia”.
Teorías de aprendizaje
A continuación describimos brevemente las teorías de aprendizaje que consideramos
relevantes para este trabajo.
a) La Teoría Conductista
b) La Teoría Cognoscitiva
c) La Teoría Constructivista
Teoría Conductista
La teoría conductista está relacionada con el estudio de los estímulos y sus respuestas. La
teoría está basada en parte en los aportes de B. F. Skinner, quien tomando los elementos
fundamentales del conductismo clásico incorporó nuevos elementos, como es el concepto
de condicionamiento a la respuesta aprendida. Él define a los estímulos como aquellos que
anteceden a la respuesta y tienen como efecto incrementar la probabilidad de que las
respuestas se emitan.
El conductismo subyace en gran parte de la de la psicología educativa, un ejemplo de esto
es la forma en la cual muchos profesores definen cuales son los conceptos fundamentales
del proceso enseñanza aprendizaje.
Dentro de los aspectos relevantes del conductismo encontramos su afirmación que
cualquier actividad académica puede ser enseñada de manera oportuna, si se tiene una
planeación didáctica eficaz basada en el análisis detallado de las respuestas de los alumnos.
Otra característica de este enfoque es el supuesto de que “la enseñanza consiste en
proporcionar contenidos o información al alumno el cual tendrá que adquirir por medio
del reforzamiento”, Hernández (1993).
De acuerdo con este enfoque, la participación del alumno en el proceso de enseñanza
aprendizaje está condicionada por las características del programa, es decir, el alumno debe
aprender por medio de los métodos de aprendizaje y los contenidos del programa, siempre
y cuando estos se ajusten a las necesidades del alumno. En esta perspectiva del aprendizaje,
el trabajo de los profesores consiste en diseñar una adecuada serie de actividades de
reforzamiento para la enseñanza.
Hernández (1978) señaló “Keller consideró que de acuerdo con esta aproximación el
maestro debe verse como un ingeniero educacional y un administrador de contingencia”.
Reconociendo a los recursos tecnológicos conductuales como los principios,
procedimientos y programas, entre otros, cuyo objetivo es lograr con eficiencia la
enseñanza y sobre todo el aprendizaje de los alumnos. En este enfoque pide que un profesor
debe ser capaz de manejar hábilmente los recursos tecnológicos conductuales.
Teoría Cognoscitiva
El enfoque cognoscitivo hace énfasis en el estudio de los fenómenos y procesos internos
que ocurren en el alumno y que conducen al aprendizaje de una habilidad o de cierta
información, y cómo esta habilidad o información se encuentra lista para utilizarse.
Asimismo considera al “aprendizaje como un proceso en el cual cambian las estructuras
cognoscitivas, como la organización de los conocimientos y experiencias que posee un
individuo, debido a su interacción con los factores del medio ambiente”, Saad (1987).
Ausubel (1968), teórico del aprendizaje cognoscitivo, describe dos tipos de aprendizaje:
a) Aprendizaje repetitivo. Implica la memorización de la información a aprender.
b) Aprendizaje significativo. La información es comprendida por el alumno.
El concepto central de su obra es el de aprendizaje significativo, al cual se refiere en los
siguientes términos. "La esencia del proceso de aprendizaje significativo reside en que las
ideas expresadas simbólicamente son relacionadas de modo no arbitrario, sino sustancial
(no al pie de la letra) con lo que el alumno ya sabe, señaladamente con algún aspecto
esencial de su estructura de conocimientos (por ejemplo, una imagen, un símbolo ya con
significado, un contexto, una proposición)..." (Ausubel, 1976).
Según este enfoque existen dos formas de lograr el aprendizaje.
a) Por recepción. La información es proporcionada en su forma final y el alumno es un
simple receptor de la misma.
b) Por descubrimiento. En este aprendizaje el alumno descubre el conocimiento y sólo
se le proporcionan elementos para que llegue al mismo.
Existen diversos teóricos cognoscitivos, como Bruner, Ausubel, Dewey, Glaser, que han
impulsado que la educación debiera lograr el desarrollo de habilidades de aprendizaje y no
sólo el enseñar conocimientos o transferir información. El alumno debe además desarrollar
una serie de habilidades intelectuales y estrategias para conducirse en forma eficiente ante
cualquier tipo de situaciones de aprendizaje, así como la habilidad de aplicar los
conocimientos adquiridos frente a situaciones nuevas y diferentes a las que se enfrentó en el
aula.
En el contexto escolar existe un cierto nivel de actividad cognitiva, por lo cual se considera
que el alumno no es una persona pasiva. Por lo tanto, el alumno debe ser concebido como
un sujeto activo, capaz de procesar información, quien desarrolla una serie de planes y
estrategias para aprender a resolver problemas.
Como primera condición, en este enfoque el profesor debe partir de la idea de que un
alumno activo aprende de manera significativa, que aprende a aprender y a pensar. El rol
del profesor en este enfoque es confeccionar y organizar experiencias didácticas que logren
esos fines. Desde esta perspectiva, el profesor debe promover el aprendizaje significativo
de los contenidos escolares. Para ello, “es necesario que procure en sus clases,
exposiciones de los contenidos, lecturas y experiencias de aprendizaje que exista siempre
un grado necesario de significatividad lógica, para aspirar a que los alumnos logren un
aprendizaje en verdad significativo”, Hernández (1993).
El profesor bajo la influencia de la teoría cognoscitiva presenta a sus alumnos la
información teniendo en cuenta sus características particulares, fomenta la búsqueda y el
hacer explícita la relación entre la información nueva y la existente. “También intenta que
el alumno contextualice el conocimiento en función de sus experiencias previas, de forma
tal que sea más significativo y por lo tanto menos susceptible al olvido”, Saad (1987).
Algunos investigadores que toman como base esta perspectiva han estudiado el efecto que
causan ciertas estrategias o manejos de la información. Estas estrategias se han clasificado
en función del momento en que son aplicadas durante el proceso de enseñanza aprendizaje
(antes de la instrucción, durante la instrucción y al finalizar esta).
La teoría cognoscitiva ha hecho varios aportes al campo de la educación, por ejemplo, los
estudios de memoria a corto plazo y largo plazo, las investigaciones sobre la formación de
conceptos, también sus investigadores han realizado una gran labor para entender como
ocurre el procesamiento de la información, así como las distinciones entre tipos y formas de
aprendizaje.
Teoría Constructivista
Con su especial preferencia por problemas de corte filosófico y principalmente sobre los
referidos al tópico del conocimiento, Jean Piaget considera que las estructuras del
pensamiento, esto es las formas de articular y distribuir las fases del pensamiento se
construyen, pues no se nace con estas. Estas estructuras se construyen por interacción entre
las actividades del alumno y las reacciones del objeto analizado. Tienen como base las
acciones que el alumno realiza sobre los objetos, y consisten en abstraer de esas acciones,
por medio de un juego de asimilaciones y acomodaciones, los elementos necesarios para su
integración en estructuras nuevas y cada vez más complejas.
Piaget llamó a su teoría constructivismo genético, en ella propone que el desarrollo de los
conocimientos en el niño es un proceso en el cual se desarrollan varios mecanismos
intelectuales. Este desarrollo ocurre en etapas, que se definen en sucesión y por la jerarquía
de las estructuras intelectuales que responden a una evolución integral de las estructuras
existentes. Cada etapa se caracteriza por el surgimiento de nuevas estructuras que se
construyen en forma progresiva y sucesiva, y por la evolución, modificación e integración
de las existentes, de tal forma que “una estructura de carácter inferior se integre a una de
carácter superior, y constituya así el fundamento de nuevos caracteres cognoscitivos que
son modificados por el desarrollo, en función de una mejor organización”, Hernández
(1993).
Sobre el concepto de enseñanza, para los piagetianos hay dos conceptos que es necesario
resaltar:
a) La actividad espontánea del alumno.
b) La enseñanza indirecta.
De acuerdo con este enfoque, la educación debe favorecer el desarrollo cognoscitivo del
alumno motivando su autonomía intelectual. Esta perspectiva considera que el alumno es
un constructor activo de su propio conocimiento, esto es, en el salón de clases el alumno
debe estar activo en todo momento. Recomienda que el tipo de actividades que se deben
fomentar en los alumnos son aquellas de tipo autónomas. Además, debe tenerse en cuenta
que el estudiante posee un nivel específico de desarrollo cognoscitivo y que tiene ciertos
conocimientos los cuales determinan sus acciones y actitudes. Por lo tanto, es importante
determinar el periodo de desarrollo intelectual que tienen los alumnos y tomar esta
información como referencia para la planeación de las actividades en el aula.
En este enfoque el profesor es un promotor del desarrollo y de la autonomía de los
educandos. Debe conocer con detalle los problemas y características del aprendizaje y las
etapas del desarrollo cognoscitivo de los estudiantes. Uno de sus principales roles es
promover una atmósfera de reciprocidad, de respeto y autoconfianza en el entorno en cual
se desenvuelve el alumno, creando las condiciones para el aprendizaje autónomo, usando
principalmente la enseñanza indirecta y propiciando problemas y conflictos cognitivos. El
maestro debe buscar en la medida de lo posible que los estudiantes no lo vean como una
autoridad, para que el alumno no sienta que la presencia del profesor es necesaria para que
él aprenda y de esta manera se fomente su independencia. Por lo tanto, se busca que los
profesores no exijan la respuesta correcta, ellos deben respetar los errores y estrategias de
conocimiento de los alumnos.
El método más usado en la didáctica constructivista es el llamado enseñanza indirecta, que
motiva la actividad, la iniciativa y la curiosidad del alumno frente a los distintos objetos de
conocimiento, debido a que se estas motivan la autonomía y el autodescubrimiento de los
contenidos que tiene que aprender. El profesor debe promover el surgimiento de conflictos
cognoscitivos y sociocognoscitivos1, además que debe enfocarse en evaluar los procesos,
las nociones y las competencias cognoscitivas de los alumnos.
1 Entendemos por conflictos sociocognoscitivos los procesos mentales mediante los cuales percibimos,
aprendemos, recordamos y actuamos.
Dentro del enfoque constructivista a la enseñanza de las ciencias naturales se han realizado
numerosas experiencias en la educación básica, media y superior, ver por ejemplo Díaz
Barriga (1987), Kamii y De Vries (1983).
Estrategias de Aprendizaje
Las estrategias de aprendizaje son definidas como las conductas o los pensamientos que
facilitan el aprendizaje. Estas estrategias abarcan desde simples habilidades de estudio,
hasta el usar analogías para relacionar las ideas previas con la nueva información, que son
procesos de pensamiento más complejos.
Entre las estrategias de aprendizaje podemos encontrar las impuestas (instruccionales) y las
inducidas. Estos dos tipos de estrategias, las impuestas y las de aprendizaje inducido, son
estrategias cognoscitivas involucradas en el procesamiento de la información que encuentra
el alumno.
De acuerdo con Rigney las estrategias cognoscitivas son: “Las operaciones y los
procedimientos que el estudiante utiliza para adquirir, retener y recuperar diferentes tipos
de conocimiento y ejecutarlos”. Asimismo, usualmente es reconocido que las estrategias
cognoscitivas involucran diferentes capacidades como la lectura, la imaginación, el habla,
la escritura y el dibujo. Adicionalmente puede incluir habilidades selectivas como la
atención y las habilidades autónomas.
El estudiante usa alguna estrategia cognoscitiva cuando atiende a las características de lo
que está leyendo, para encontrar y poder usar los conceptos claves de lo que aprende.
También puede usar otra estrategia para recuperar la información un tiempo después. El
punto a resaltar es que el estudiante emplea estrategias cognoscitivas para pensar sobre lo
que ha aprendido y para encontrar las soluciones a los problemas planteados.
Las estrategias son herramientas que el alumno usa para controlar sus procesos de
aprendizaje. Dependiendo de la estrategia que emplee será el tipo de aprendizaje que
obtiene, ya sea memorístico o significativo. Pero independientemente del tipo de
aprendizaje que se genere, las distintas estrategias ayudan al estudiante a adquirir el
conocimiento con mayor facilidad, a retenerlo y recuperarlo en el momento que lo necesite,
lo cual podría mejorar su rendimiento escolar.
Clasificación de las Estrategias de Aprendizaje
En lo que sigue exponemos algunas estrategias de enseñanza que el profesor puede usar
para facilitar el aprendizaje de los alumnos. Estas estrategias han demostrado en varios
trabajos de investigación su eficacia cuando se emplean como apoyo a los libros de texto
así como a las exposiciones y discusiones de las clases Díaz-Barriga y Lule (1977), Mayer,
(1984), Mayer (1989), Mayer (1990), West, Farmer y Wolff (1991).
En la Tabla 1 presentamos en forma breve algunas estrategias de enseñanza, Díaz Barriga,
Hernández Rojas (1999).
Resumen Síntesis y abstracción de la información relevante de un
discurso oral o escrito. Enfatiza conceptos clave, principios y
términos.
Ilustraciones Representación visual de los conceptos, fenómenos o
situaciones de una teoría o tema en específico (fotografías,
dibujos, esquemas, gráficas, etcétera).
Analogías Proposición que indica que una cosa o evento es semejante a
otro ya conocido.
Preguntas intercaladas Preguntas insertadas en la situación de enseñanza o en un
texto. Mantienen la atención y favorecen la práctica, la
retención y la obtención de información relevante.
Mapas conceptuales Representación gráfica de esquemas de conocimiento que
indican conceptos, proposiciones y explicaciones.
Tabla 1. Estrategias de enseñanza
Las estrategias de enseñanza pueden usarse antes, durante, o después de una clase o de un
tema del curso. Por lo tanto podemos clasificar a las estrategias de enseñanza, tomando
como base cuando son usadas y presentadas.
Otra clasificación de las estrategias toma como base los procesos cognitivos que fomenta
con el objetivo de obtener un mejor aprendizaje, Cooper (1990), Díaz Barriga (1993),
Kiewra (1991), Mayer (1984), West, Farmer y Wolff (1991). Entre estas encontramos las
estrategias que activan las ideas previas o incluso que las generan ideas cuando no existen.
También podemos incluir a las estrategias cuyo objetivo es lograr el dominio de un tema en
particular, Díaz Barriga, Hernández Rojas (1999).
Proceso cognitivo en el que
incide la estrategia
Tipos de estrategia
de enseñanza
Activación de las ideas previas
Objetivos o propósitos
Generación de expectativas apropiadas
Generadora de información previa
Orientar y mantener la atención
Preguntas insertadas
Ilustraciones
Pistas o claves tipográficas o discursivas
Promover una organización más
adecuada de la información que se ha de
aprender.
Mapas conceptuales
Resúmenes
Para potenciar el enlace entre
conocimientos previos y la información
que se ha de aprender.
Organizadores previos
Analogías
Tabla 2. Clasificación de las estrategias de enseñanza según el proceso cognitivo.
Ideas previas
En los últimos años una parte relevante de la investigación educativa se ha enfocado en
encontrar una respuesta a la pregunta, ¿por qué es difícil aprender ciencias? Algunos
investigadores han estudiado la influencia de las ideas que tiene el alumno al iniciar el
aprendizaje formal del conocimiento científico. Estas ideas son conocidas por diferentes
nombres, entre ellas, concepciones previas, representaciones del alumno, ideas previas,
preconceptos, etc., aunque debemos señalar que en ocasiones estos conceptos no son
usados como sinónimos.
Las ideas previas son construcciones mentales que las personas usan para interpretar los
fenómenos que ocurren en la naturaleza. Estas interpretaciones son empleadas en su vida
cotidiana, o para encontrar soluciones a problemas prácticos, o cuando se pide dar una
explicación, descripción, o predicción en el salón de clase o laboratorio escolar, Camacho
et al. (2004), Chamizo, Sosa y Zepeda (2005).
Las ideas previas son parte del llamado conocimiento implícito del estudiante. Estas ideas
no son innatas, sino que él las construye cuando interacciona con la naturaleza, o las
elabora tomando como base su percepción de la naturaleza y su experiencia cotidiana.
Muchos investigadores aceptan que las ideas previas son producto de las experiencias
físicas y/o sociales del alumno (Gil y Guzmán, 2001).
De acuerdo con Pozo y Gómez (1998), la estructura de los conceptos involucrados es una
característica que nos permite distinguir entre las ideas previas y el conocimiento científico.
Por ejemplo, la ciencia no solo intenta encontrar si existe relación entre ciertas variables,
también intenta cuantificar las relaciones que existen entre las variables involucradas. En
cambio en la vida cotidiana usualmente solamente observamos algunas relaciones entre las
variables, sin intentar cuantificarlas.
En la Física Educativa a lo largo de los años se han determinado las ideas previas más
comunes de los estudiantes sobre conceptos de Mecánica Clásica, Calor, Temperatura,
Óptica, Electromagnetismo, entre otros Aguirre (1988), Clement (1982), Champagne
(1980), Halloun y Hestenes (1985), Maloney (1984), McDermott, Rosenquist, Van (1987).
En el estudio de las ideas previas existen antecedentes notables, por ejemplo, Vigotsky
(1973), (citado en Gil y Guzmán (2001)) menciona que existe una prehistoria del
aprendizaje. También, Ausubel (1978), (citado en Gil y Guzmán (2001)) afirma "si yo
tuviera que reducir toda la psicología educativa a un sólo principio, enunciaría este:
averígüese lo que el alumno ya sabe y enséñese consecuentemente".
Por lo tanto, es recomendable que al iniciar el estudio de una sección del curso se invierta
un periodo de tiempo en indagar las ideas previas antes de exponer los nuevos contenidos,
esto con el fin de hacer las modificaciones apropiadas y facilitar a los alumnos la
comprensión del nuevo conocimiento.
Desde el punto de vista de la enseñanza, conocer las ideas previas es importante porque:
Influyen, en muchas ocasiones de forma negativa, en el aprendizaje de los temas
científicos, sin embargo, en ocasiones algunas de estas ideas favorecen dicho aprendizaje.
Por lo tanto es deseable detectarlas para poder usarlas en los casos favorables o enfrentarlas
cuando entran en conflicto con el conocimiento científico.
Muchas de las ideas previas que tienen que ver con temas relacionados con la Física son
muy difíciles de cambiar usando métodos tradicionales de enseñanza. Así pues el profesor
deberá usar métodos de enseñanza que permitan confrontar estas ideas y cambiarlas por
conceptos acordes con la descripción científica de los fenómenos físicos.
En ocasiones suele ser conveniente lograr que el estudiante tome conciencia que sus ideas
son diferentes de los conceptos científicos y que en ocasiones sus ideas no son adecuadas
para hacer una descripción de los fenómenos físicos que ocurren en su entorno.
Por estas y otras razones es relevante conocer la forma en la cual los alumnos representan el
mundo físico que los rodea. Además que el conocimiento de estas ideas es útil para
elaboración de estrategias que faciliten su aprendizaje de los conceptos físicos.
¿Cómo se forman las Ideas Previas?
Existen diferentes opiniones sobre como las ideas previas se forman y si estas evolucionan.
Algunos autores proponen que en la mente de los estudiantes estas ideas se desarrollan, en
forma similar a los conceptos científicos, y no solo se adquieren por medio de la memoria.
Vygotsky (1964) menciona que “el desarrollo de los conceptos espontáneos (ideas
previas) y no espontáneos se influyen constantemente, siendo parte de un proceso único: el
de la evolución de la formación del concepto”. Además se ha propuesto que dicha
evolución depende de las variaciones externas y las condiciones internas, por ejemplo
Vygotsky (1964) menciona que “los conceptos científicos y los espontáneos se forman y se
desarrollan bajo condiciones internas y externas totalmente diferentes”.
¿Cómo cambiar las Ideas Previas?
Entre los principales objetivos de la investigación sobre las ideas previas está el lograr
determinarlas. Si las ideas previas no están de acuerdo con la descripción científica de un
fenómeno, entonces uno de los objetivos de la educación debe ser cambiarlas por un
conjunto de concepciones científicas.
Sin embargo, muchos estudios han demostrado que las ideas previas son persistentes y
muchas veces no son modificadas por la enseñanza formal, Aguirre (1988), Camarazza,
McCloskey y Green (1981), Clement (1982), Greca y Moreira (1997), McDermott (1980),
McDermott (1981). Muchos de estos estudios también han demostrado que el cambio de las
ideas previas es un proceso lento y gradual en él que intervienen diversos factores, entre los
que podemos mencionar el contexto, el nivel de comprensión de los conceptos, etc.,
Camacho, et al. (2004).
Instrumentos para conocer las Ideas Previas
Como resultado de las investigaciones sobre la influencia de las ideas previas en el
aprendizaje de conceptos científicos se ha encontrado que las estrategias que se enfocan en
cambiar las ideas previas son más eficaces que las estrategias que simplemente las pasan
por alto, Clement (1982), Halloun y Hestenes (1985), Ramlo (2002). Debido a esto se han
diseñado instrumentos para determinar y examinar las ideas previas de los alumnos,
Halloun y Hestenes (1985), Ramlo (2002).
Entre las estrategias más usadas para determinar las ideas previas encontramos las
siguientes:
• Entrevistas
• Cuestionarios o tests
• Grabación de Audio
• Análisis de Videos
En lo que sigue solamente describiremos a los cuestionarios o tests.
Cuestionarios o Tests
En Física Educativa los Tests son de gran utilidad para determinar los conocimientos que
el alumno tiene sobre los fenómenos físicos antes de iniciar su instrucción formal sobre un
tema. Además, otro uso de los test es evaluar la comprensión de algunos conceptos
científicos y ayudar en la determinación de la eficacia de un método de enseñanza si se
aplican antes y después de la instrucción.
Recientemente ha existido interés en encontrar cuales son las ideas previas más comunes de
los alumnos sobre el Magnetismo. Sin embargo, el desarrollo de un cuestionario para
evaluar los conocimientos de los alumnos en el tema de Magnetismo es muy diferente en
comparación al Cuestionario sobre el Concepto de Fuerza (Force Concept Inventory, FCI),
diseñado por Hestenes, Wells y Swackhamer (1992), que es usado para evaluar la
comprensión de los conceptos básicos de Mecánica.
Uno de los Test más usados para determinar las ideas previas sobre el Magnetismo es el
Test Conceptual de Electricidad y Magnetismo, que está diseñado para evaluar los temas de
electricidad y Magnetismo y fue elaborado por Maloney (1999). Este cuestionario consta de
32 preguntas de opción múltiple y se ha aplicado a por lo menos 5000 alumnos del curso de
Introducción a la Física en 30 instituciones diferentes, Maloney (2001).
El objetivo inicial de Maloney fue desarrollar un cuestionario que evaluara el dominio de
los aspectos cualitativos del tema de Magnetismo. Esto es, este instrumento evalúa varios
conceptos que son importantes para el dominio del Magnetismo y por lo tanto el test
también sirve para evaluar los conocimientos iniciales de los alumnos en el tema de
Magnetismo.
En este trabajo tomamos como base el test de Maloney y proponemos un test para evaluar
varios aspectos conceptuales del tema de Magnetismo. Este test es semejante a una prueba
convencional de solución de problemas, sin embargo, sus preguntas son de opción múltiple
y su intención es evaluar la comprensión cualitativa de los conceptos.
Aprendizaje Activo
El llamado Aprendizaje Activo surgió debido a que muchos investigadores notaron que la
llamada enseñanza tradicional produce un bajo rendimiento académico. La llmada
enseñanza tradicional consiste esencialmente de clases teóricas y sesiones de laboratorio
basadas en un recetario, en donde el alumno casi no interviene, en donde su creatividad no
es estimulada. También muchas de estas investigaciones han mostrado que existen otras
consecuencias negativas del llamado método de enseñanza tradicional (McDermott y
Redish, 1999).
Motivados por estas observaciones surgieron nuevas estrategias para desarrollar el proceso
de enseñanza-aprendizaje en los salones y laboratorios. Muchas de ellas consideran que el
alumno deber ser un agente activo en el entorno escolar para que pueda construir su
conocimiento. De igual forma proponen que el profesor es un facilitador del conocimiento
y no un transmisor del mismo.
Varios trabajos de investigación en los últimos treinta años han mostrado que entre las
alternativas a la enseñanza tradicional, las estrategias de Aprendizaje Activo de la Física
son efectivas para mejorar la comprensión de los conceptos físicos y para mejorar el
rendimiento académico de los estudiantes (Sokoloff, 2006).
Las principales diferencias entre el aprendizaje tradicional y el aprendizaje activo se
enumeran en la siguiente Tabla (Mazzolini, 2002), (Sokoloff, 2006).
Aprendizaje tradicional Aprendizaje activo O
Transmitir contenidos Enseñar a aprender
Formación técnica Formación integral
El profesor y/o los libros de texto son
la autoridad y la única fuente de
conocimiento.
El profesor y/o los libros de texto son una
guía en el proceso de aprendizaje. Las
observaciones del mundo físico real son la
autoridad.
Las concepciones de los estudiantes
son raramente analizadas y
comprendidas.
El Aprendizaje Activo de la Física permite el
cambio conceptual a través del compromiso
y la participación.
Las asignaturas son el eje principal del
proceso enseñanza-aprendizaje
El alumno es el centro del proceso de
enseñanza-aprendizaje.
No existe un cambio conceptual de
forma abierta.
Se generan cambios conceptuales cuando los
estudiantes confrontan las diferencias entre
sus predicciones y lo observado.
Aprendizaje tradicional Aprendizaje activo O
Los estudiantes rara vez pueden
reconocer las diferencias entre sus
concepciones y lo que se dijo en clase.
Los estudiantes reconocen las diferencias
entre sus ideas previas y lo observado.
El profesor construye el conocimiento
del alumno, asume la responsabilidad
del aprendizaje.
Los estudiantes construyen su propio
conocimiento y asumen la responsabilidad
de su aprendizaje.
No es posible el trabajo colaborativo. El trabajo colaborativo permite realizar el
análisis conceptual de forma cuidadosa.
Las lecturas presentan frecuentemente
preguntas de Física con una pequeña
referencia al experimento.
Los resultados experimentales reales son
entendibles de forma clara en diversas
formas.
Las clases de Física a menudo
presentan los “hechos” de la Física con
poca referencia a la experimentación.
Los resultados de experimentos reales son
observados en formas comprensibles.
El trabajo de laboratorio, es utilizado
para confirmar las teorías leídas.
El trabajo de laboratorio se usa para
aprender conceptos básicos.
Tabla 2.3. Características del Aprendizaje tradicional y del Aprendizaje Activo.
Las investigaciones realizadas sobre la enseñanza de la Física en los niveles de secundaria,
bachillerato y licenciatura han tenido como objetivo el resolver los problemas que enfrentan
los estudiantes para aprender y facilitar que el alumno logre un entendimiento conceptual
de los fenómenos físicos.
El Aprendizaje Activo de la Física (AAF) es una metodología que consiste de un conjunto
de técnicas, estrategias y metodologías para la enseñanza-aprendizaje de la Física que
fomentan el aprendizaje colaborativo y el cual ha demostrado ser efectivo en logro de los
objetivos antes mencionados, Watson (1995), Sánchez (2003).
En esta metodología “los alumnos son guiados para que construyan su conocimiento, por
medio observaciones directas del mundo físico” (Mora, 2008). En esta metodología los
alumnos logran su aprendizaje por medio de su intervención directa. En este tipo de
aprendizaje se involucran las características de los alumnos, como su personalidad, estilos
de aprendizaje, entre otras. También le puede exigir al alumno que realice Predicciones,
Observaciones, Discusiones y Síntesis, conocido como ciclo PODS de aprendizaje, (Figura
2.1) que propone Sokoloff, con el objetivo de que participen, reporten sus ideas y puedan
resolver las diferentes situaciones físicas a las que se enfrentan.
Sobre el ciclo PODS Sokoloff (2006) comenta “Los alumnos construyen su conocimiento,
comparan predicciones, sus creencias cambian, el instructor es un guía, se fomenta el
trabajo colaborativo, los resultados de los experimentos reales son observados en formas
comprensibles, las herramientas tecnológicas permiten a los alumnos dirigir su práctica,
pasan gran parte del tiempo observando, interpretando, discutiendo y analizando datos.”
En el aprendizaje activo, el profesor es quien elabora y prepara los materiales para la
enseñanza de los conceptos de Física, sin embargo, el alumno es quien tiene el control de su
aprendizaje, expone, decide que estudiar, dónde buscarlo y para resolver sus dudas realiza
investigaciones.
Metodologías de Aprendizaje Activo de la Física
De la década de los ochenta del siglo pasado a la fecha, el Aprendizaje Activo de la Física
ha logrado muchos avances y prueba de ellos son el diseño de metodologías como las que
describimos brevemente a continuación.
Física basada en actividades (Activity Based Physics Suite)
Son un conjunto de estrategias diseñadas por investigadores de diferentes universidades con
el objetivo de mejorar los cursos introductorios de Física a nivel medio superior y
universitario Redish (2003), Wittmann et al. (2004). Las estrategias constan de materiales
escritos, equipo experimental, técnicas educativas, software, hardware, y una colección de
ejercicios desarrollados por profesores de la Universidad de Maryland. Las estrategias han
sido probadas en diferentes condiciones y ambientes de trabajo. Es conveniente mencionar
que diferentes estrategias se pueden combinar según las necesidades del profesor.
Figura 2.1 Ciclo PODS para el Aprendizaje Activo de la Física.
Talleres de Física (Workshop Physics)
Esta es una estrategia basada en actividades manuales y mentales (hands-on and minds-on).
Los talleres de Física están basados en parte de la colección de libros Activity Based
Physics Suite, los cuales son empleados en cursos introductorios de Física que usan una
metodología activa diseñada para remplazar las clases y laboratorios tradicionales. En las
clases de los talleres los alumnos realizan mediciones, construyen bases de datos que
pueden ser graficadas para su visualización, análisis y modelaje matemático.
Tutoriales de Física
Los Tutoriales de Física son la base de una estrategia desarrollada por el grupo de
investigación en Física Educativa de la Universidad de Washington. Estos tutoriales, como
su nombre lo indica son un conjunto de materiales que junto con los libros de texto
complementan las clases. Los tutoriales ayudan al desarrollo de habilidades de
razonamiento y a la comprensión de los conceptos físicos.
El uso de esta estrategia necesita que el profesor diseñe previamente un examen de
diagnóstico que le ayude a identificar las ideas previas de los alumnos, así como sus
dificultades conceptuales en el tema a estudiar. A continuación se trabaja en grupos,
siguiendo un programa de actividades. Como resultado de este proceso se espera que los
alumnos aprendan los conceptos involucrados después de confrontarlos con sus ideas
previas. Como resultado de la realización de estas actividades, los alumnos deberían
capaces de resolver problemas especialmente diseñados para reforzar los conceptos
aprendidos. Finalmente el alumno presenta un examen cuyo objetivo es evaluar lo que él
aprendió.
Estos tutoriales están traducidos al español y Benegas (2007) reporta dos experiencias
exitosas desarrolladas en Argentina en las cuales se implementó esta metodología de
enseñanza activa de la Física.
Aprendizaje de la Física por Investigación
Esta es una estrategia de enseñanza sustentada en teorías pedagógicas actuales, que nos
dicen que el alumno puede aprender cuando se usa en el salón de clase un proceso que es
similar a la investigación científica. En esta estrategia se resuelven problemas relacionados
con la vida cotidiana del estudiante y que responden a los objetivos del programa de la
materia. Esto con el fin de que el alumno desarrolle algunas habilidades de investigación,
las cuales le servirán en el futuro. En América Latina algunos trabajos usando esta
metodología fueron desarrollados por Barrera (2007).
Enseñanza de la Física sin clase-conferencia impartida por el maestro
Esta estrategia está basada en la aplicación del ciclo POE (Predecir, Observar, Explicar) a
la solución de problemas en contexto, usando en el proceso también videos didácticos y
actividades que involucran mediciones. En América Latina esta visión de la Enseñanza de
la Física es fomentada por algunas organizaciones regionales de Física y de la Enseñanza
de la Física como la Red Latinoamericana en Física Educativa y la Federación
Iberoamericana de Sociedades de Física. Estas Sociedades apoyan Talleres Regionales de
Formación de Profesores, cuyo objetivo principal es promover el uso de estrategias de
enseñanza centradas en el estudiante, esto es, en las cuales el estudiante esté activo
constantemente.
Slisko y Medina (2007) después de aplicar esta metodología en la última semana del curso
evaluaron a los alumnos sobre algunos aspectos como reflexionar acerca de su manera de
aprender, reconocer la importancia del trabajo en equipo, entre otros y encontraron que
estas estrategias ayudan al desarrollo de estas habilidades.
Clases Demostrativas Interactivas (CDI)
Como hemos mencionado uno de los desafíos de la Enseñanza de la Física es lograr el
cambio de los métodos de enseñanza en donde el alumno es solo receptor y que tienden a
fomentar la mecanización del conocimiento, obstaculizando la creatividad de los
estudiantes. Una consecuencia del uso de estos métodos es el bajo rendimiento de los
alumnos en los cursos de Física, lo que ocasiona un rechazo de esta materia, McDermott y
Redish (1999).
Thornton y Sokoloff (1997) desarrollaron una metodología de aprendizaje activo que usa
demostraciones interactivas en el salón de clases. Tomando como base experiencias previas
concluyeron que sus alumnos no comprendían muchos aspectos físicos en las
demostraciones tradicionales. Con base en su trabajo de investigación crearon un método
en el cual cambiaron las clases basadas en las demostraciones usuales por una clase más
activa. Este método puede utilizarse en grupos pequeños como grandes. En sus fases
iniciales la estrategia fue aplicada a alumnos universitarios de primer año.
Esta estrategia está basada en la utilización de Laboratorios con Micro-computadores
(Micro-computer Based Laboratory MBL) y busca crear un ambiente de aprendizaje activo
y colaborativo entre todos los alumnos del grupo. La estrategia consiste en la recopilación
de datos en tiempo real de diversos experimentos, los datos son obtenidos de las medidas
obtenidas usando la computadora mediante una interface y el software adecuado.
La estrategia consiste en seguir los ocho pasos que enumeramos a continuación Sokoloff,
and Thornton (1997):
1. El profesor describe la demostración y lo hace para todo el grupo pero sin exhibir
los resultados.
2. El profesor pide los alumnos que registren sus predicciones individuales sobre los
datos esperados en una Hoja de Predicción la cual consiste en una serie de
preguntas sobre las demostraciones. Las hojas se recogen, pero no se califican.
3. Los alumnos comentan entre ellos sobre la demostración, formando grupos
pequeños con sus compañeros de equipo. El profesor debe valorar cuando ha
transcurrido el tiempo necesario para la discusión y continuar con la clase.
4. El profesor obtiene las predicciones más comunes de los alumnos y las muestra en
una pantalla en el pizarrón del laboratorio. Las predicciones incorrectas no se
corrigen ésta vez. El profesor puede incluir respuestas de clases anteriores si ningún
estudiante se ofrece voluntariamente o si las respuestas no varían.
5. Los alumnos ahora registran sus predicciones grupales en una nueva Hoja de
Predicción.
6. El profesor realiza la demostración otra vez, pero ahora con los datos obtenidos (los
resultados se pueden presentar en forma de gráficos usando un proyector en caso de
que la clase sea muy grande).
7. El profesor pide que los alumnos describan sus resultados y los discutan. Los
alumnos completan una Hoja de Resultados final (idéntica a la Hoja de Predicción),
para entregar.
8. El profesor discute las situaciones físicas análogas o relacionadas (situaciones
donde los resultados se basan en el mismo concepto).
Este tipo de clase no es una conferencia, mas bien son discusiones dirigidas donde los datos
experimentales (generalmente en forma de gráficos) se utilizan para validar los conceptos
de Física.
El método se puede utilizar tanto para introducir conceptos importantes, como para reforzar
los conceptos ya enseñados o como complemento de las actividades del laboratorio. Los
autores de este método creen que los ejercicios de laboratorio son muy importantes por lo
que recomiendan utilizar otros métodos interactivos en el transcurso del curso, por ejemplo,
como el de Física en Tiempo Presente (Real Time Physics) y los Talleres de Física, debido
a que no todos los temas de un curso se pueden introducir usando ésta estrategia.
Entre las ventajas de este método encontramos:
El aprendizaje está basado mas en la observación de fenómenos físicos y que en la
deducción de conceptos. Así el método está acorde con la visión de que los datos empíricos
son la base de la ciencia y por lo tanto este método de introducir conceptos capitaliza esta
idea.
Este método se puede utilizar tanto en grupos grandes o pequeños, lo que suele ser una
ventaja en medios como el nuestro donde los grupos son numerosos.
Usando exámenes de diagnóstico se ha demostrado que hasta el 90% de los alumnos
lograron comprender los conceptos físicos enseñados cuando se usó esta metodología en el
salón de clases.
Factor 𝒈 o factor de Hake
Los investigadores del grupo PER (Physics Education Research) han determinado varias de
las dificultades que enfrentan los alumnos en la compresión de los conceptos de la Física.
Tomando como base sus resultados han diseñado varias estrategias de enseñanza-
aprendizaje y varios métodos para evaluar su efectividad. Información adicional sobre el
grupo PER liderado por Lillian C. McDermott se puede consultar en la página electrónica
http://www.phys.washington.edu/groups/peg/tut.html
Un método muy común de para evaluar la eficacia de una estrategia es aplicar un pretest
antes de iniciar el curso de Física y un postest después del curso. Los resultados que estos
arrojan permiten evaluar el aprendizaje que los alumnos lograron con la estrategia de
enseñanza usada en el curso.
Los resultados obtenidos con la aplicación de los exámenes de diagnostico son
interpretados más fácilmente con el cálculo de la ganancia de Hake 𝑔, propuesta por
Richard R. Hake en 1998. La ganancia 𝑔, es conocida también como ganancia relativa de
aprendizaje conceptual o factor de Hake, (Hake, 1998).
Para el cálculo de la ganancia de Hake se consideran los aciertos obtenidos en el
instrumento de evaluación utilizado en el pretest y el postest. Si Si denota el porcentaje de
los aciertos del pretest y Sf corresponde al porcentaje de aciertos del postest, determinamos
la ganancia de Hake por medio de la siguiente ecuación
𝑔 =𝑆𝑓 − 𝑆𝑖
100 − 𝑆𝑖.
Hake utiliza la ganancia para determinar tres niveles de logro como se enumera a
continuación:
a) 𝑔 alto. Cuando el resultado obtenido para 𝑔 es ≥ 0.7
b) 𝑔 medio. Cuando el resultado obtenido para 𝑔 está en el rango 0.3 ≤ 𝑔 ≤ 0.7
c) 𝑔 bajo. Cuando el resultado obtenido para 𝑔 es ≤ 0.3.
Al implementar una estrategia didáctica, los niveles de logro bajo, medio y alto en el factor
𝑔 se relacionan con el nivel de dominio conceptual del test aplicado. Por lo tanto, el factor
de Hake es un indicador de la eficacia de los métodos usados en la enseñanza.
En varias instituciones, con resultados basados en diferentes exámenes de opción múltiple,
Hake encontró que cuando se usan estrategias de aprendizaje activo en los cursos de Física
se logran ganancias 𝑔 más altas que en los cursos tradicionales. Un ejemplo de lo anterior,
son los resultados obtenidos en la Universidad de Indiana que muestran que los grupos en
los que usa la llamada enseñanza tradicional sus evaluaciones obtienen en promedio un
factor de Hake de 0.16, mientras que en los grupos en los que se aplicaron métodos de
enseñanza basados en PER, obtienen en promedio ganancias de Hake que oscilan entre 0.35
y 0.41.
El factor de Hake se calcula para cada uno de los grupos que participan en esta
investigación, tanto en los grupos en los que se usó el formato tradicional (grupos de
control), como en los grupos en los que se instrumentó la estrategia CDI (grupos
experimentales). En esta investigación usamos el cuestionario que diseñamos tomando
como base el CSEM para determinar la ganancia 𝑔 o factor 𝑔.
III METODOLOGÍA
En este capítulo caracterizamos los grupos de investigación realizando un breve estudio
socioeconómico, también describimos la metodología usada para esta investigación, las
CDI, así como las estrategias didácticas diseñadas como complemento, con el fin de
obtener un aprendizaje de los aspectos básicos del tema de Magnetismo.
Caracterización de los grupos de investigación
Los estudiantes de los grupos de estudio cursan el sexto semestre del nivel medio superior
del Centro de Estudios Científicos y Tecnológicos (CECYT) número 11 Wilfrido Massieu
del Instituto Politécnico Nacional (IPN) (turno matutino) localizado en el Distrito Federal.
La secuencia didáctica de la estrategia de aprendizaje activo se basa en las CDI y se aplicó
en los dos grupos experimentales, el grupo 6IM2 y el grupo 6IM6. En los grupos de
control, 6IM9 y 6IM15 se aplicó el método de enseñanza tradicional.
Al ser los estudiantes del sexto semestre y haber cursado previamente las materias de Física
I, Física II y Física III pueden comparar la enseñanza tradicional de la Física con la
propuesta de la nueva estrategia de aprendizaje activo de la Física basada en las CDI que
usamos en este trabajo. En las siguientes líneas se presenta una breve descripción de los
grupos.
El CECYT 11 perteneciente al IPN se encuentra localizado en. Av. de los Maestros # 217,
de la Colonia Casco de Santo Tomas, Delegación Miguel Hidalgo en la Unidad Profesional
Casco de Santo Tomás del D. F. Dicho CECYT tiene las características siguientes:
Infraestructura
La escuela cuenta con una infraestructura conformada por tres edificios donde existen 18
salones por cada edificio. También cuenta con tres salones para dibujo, 7 aulas de cómputo
totalmente equipadas, 3 laboratorios de inglés, un edificio de informática con 5 aulas, dos
naves donde se encuentran los laboratorios de Física, Química y talleres de las cuatro
carreras que ofrece el CECYT 11.
Dentro de nuestras instalaciones existe un gimnasio, canchas de futbol y de básquetbol, un
consultorio de servicio médico y dental, una biblioteca, así como dos auditorios, dos salas
de diplomados y una sala de maestros.
El CECYT 11 forma parte del área de Físico Matemáticas, en donde se imparten 4 carreras
presenciales, las cuales son:
Técnico en Construcción: Cuyo objetivo es ingresar al sector productivo en actividades de
enlace entre el residente de obra y el personal técnico de la misma, auxiliando en la
ejecución y desarrollo de los procesos constructivos, y en la elaboración de planos
arquitectónicos y estructurales por el método tradicional y con el uso de software
especializado.
Técnico en Procesos Industriales: Competentes para ingresar al sector productivo como
supervisor de procesos de control de calidad, producción y mantenimiento, programación
de máquinas de control numérico computarizado, así como optimizar los recursos en los
procesos industriales.
Técnico en Telecomunicaciones: Cuyo objetivo es ingresar al sector productivo en la
elaboración e interpretación de diagramas y mediciones de equipos de comunicación,
aplicar las técnicas de radiocomunicación en la operación e instalación de transmisores y
receptores. Además de auxiliar en el mantenimiento preventivo y correctivo de circuitos y
equipos de telecomunicaciones.
Técnico en Instalaciones y Mantenimiento Eléctrico: El objetivo de esta carrera es
ingresar al sector productivo para diseñar, instalar, operar y mantener las instalaciones
eléctricas residenciales, comerciales e industriales, tomando en cuenta la optimización y el
ahorro de la energía eléctrica.
El CECYT 11 cuenta con un personal docente de aproximadamente 450 maestros y 230
personas de apoyo a la docencia.
Los grupos experimentales se eligieron como sigue: el grupo 6IM2, que pertenece a la
carrera de Técnico en Procesos Industriales y el grupo 6IM6 que pertenece a la carrera de
Técnico en Instalaciones y Mantenimiento Eléctrico, que corresponden a la autora de este
trabajo de investigación. Con los grupos de control, se invitó a participar a los profesores:
al Ing. José Orozco Martínez con el grupo 6IM9 que pertenece a la carrera de Técnico en
Telecomunicaciones y a la QFB Mary Cruz Cisneros Ruiz con el grupo 6IM15 que
pertenece a la carrera de Técnico en Construcción.
Repercusión del entorno en el rendimiento de nuestros estudiantes.
El rendimiento académico es el resultado del complejo mundo en que vive el estudiante, y
es determinado por una serie de aspectos cotidianos como el esfuerzo que realice, su
capacidad de trabajo, la forma de estudiar, su aptitud, su personalidad, su atención, su
motivación, su memoria, el medio en el que se relaciona, etc., y que afectan directamente el
desempeño académico de los alumnos (Morales, 1999). Otros factores adicionales que
influyen pueden ser psicológicos o emocionales como ansiedad o depresión (Rivera, 2000).
Debido a lo anterior se propuso realizar un estudio socioeconómico.
Para la realización de dicho estudio se aplicaron 123 encuestas (Anexo 4), que es el número
de alumnos que participaron en esta investigación. Para poder construir el instrumento, se
decidió identificar cuáles son los factores más importantes que tienen mayor influencia en
el desempeño académico, (Armenta, 2008).
Uno de los factores que tomamos en cuenta fue:
¿Con quién vives?
a) Con tus padres b) Con familiares c) Solo
También se tomó en cuenta si:
¿Trabajas?
a) Si b) No
Así como, si tienen acceso o no a la tecnología, entre otros, más adelante se dan datos y
gráficos de otros factores. Esta encuesta la diseñó y realizó la Profesora Mary Cruz
Cisneros Ruiz en conjunto con el profesor José Orozco Martínez y la autora. Dicha
encuesta nos ayudó en la presente investigación. Cabe mencionar que de este trabajo
solamente se tomaron los aspectos más importantes para esta investigación, como cuantos
hombres y mujeres participaron. Otro factor fue la edad de los alumnos, también el tipo de
vivienda con la que cuentan ya que esta determina el nivel socioeconómico de cada
alumno.
De acuerdo al análisis de la encuesta diagnóstica los resultados que se encontraron son:
El total de alumnos que tomaron parte en el estudio fueron 123, 90 son hombres y 33 son
mujeres (Tabla 3.1 y Gráfica 3.1).
GRUPO ALUMNOS HOMBRES MUJERES
EXP. 6IM2 26 21 5
EXP. 6IM6 36 32 4
CONTROL 6IM9 29 19 10
CONTROL 6IM15 32 18 14
Total 123 90 33
Tabla 3.1. Alumnos que participaron en la presente investigación.
Gráfica 3.1. Porcentaje de alumnos que participaron en la presente investigación, tanto
hombres como mujeres.
El total de alumnos de los grupos experimentales (6IM2 y 6IM6) fue de 62 alumnos, de los
cuales 53 son hombres y 9 mujeres. El total de alumnos de los grupos de control (6IM9 y
6IM15) fue de 61 alumnos, de los cuales 37 son hombres y 24 mujeres.
Otro factor que se consideró para esta investigación fue la edad, en la cual se obtuvo de la
muestra que el 69.9 % tiene 17 años, el 24.4 % tiene 18 años y el 5.7% tiene 19 años
(Tabla 3.2 y Gráfica 3.2).
GRUPO ALUMNOS
17
Años
18
Años
19
Años
EXP. 6IM2 26 16 9 1
EXP. 6IM6 36 20 11 5
CONTROL 6IM9 29 23 5 1
CONTROL 6IM15 32 27 5
Porcentajes
69.9 24.4 5.7
Total
123
Tabla 3.2. Edades de los estudiantes que participaron en la presente investigación.
Gráfica 3.2. Edades de los estudiantes que participaron en la presente investigación.
El nivel socioeconómico, que determina el estilo de vida de los estudiantes de esta
investigación, se sustentó principalmente en el tipo de vivienda con la que cuentan. Los
que cuentan con departamento propio, pertenecen a la clase media, los que cuentan con
casa propia, pertenecientes a la clase media alta y los de otro rubro pertenecen a la clase
media baja (Tabla 3.3 y Gráfica 3.3).
¿Cuentas con?
a) Departamento b) Casa propia c) Otro
GRUPO ALUMNOS Departamento Casa Otro
EXP. 6IM2 26 3 18 5
EXP. 6IM6 36 14 16 6
CONTROL 6IM9 29 13 16
CONTROL 6IM15 32 17 13 2
Total 123 38.2% 51.2% 10.57%
Tabla 3.3. Tipo de vivienda con la que cuentan los estudiantes que participaron en la
presente investigación.
Grafica 3.3. Tipo de vivienda con la que cuentan los estudiantes que participaron en la
presente investigación.
En la actualidad la población estudiantil radica tanto en diversas delegaciones del D.F.,
concretamente el 47.9%, como en diversos municipios del Estado de México como
Tlalnepantla, Cd. Netzahualcóyotl, Ecatepec y Naucalpan entre otros con un 52%, (Tabla
3.4 y Gráfica 3.4).
¿En dónde vives?
a) D.F. b) Estado de México c) Otro
GRUPO ALUMNOS D.F.
Edo. de
Mex. Otro
EXP. 6IM2 26 7 19
EXP. 6IM6 36 18 18
CONTROL 6IM9 29 14 15
CONTROL 6IM15 32 20 12
Porcentajes 47.97 52.03 0
Total
123
Tabla 3.4. Zona de procedencia de los estudiantes de los grupos experimentales y de
control.
38.2
51.2
10.57
Departamento
Casa
Otro
Grafica 3.4. Zona de procedencia de los estudiantes de los grupos experimentales y de
control.
Un dato esencial para esta investigación es el saber cuántos alumnos ya habían cursado la
materia de Física IV, debido a que este factor puede modificar la ganancia de aprendizaje,
(véase la Tabla 3.4).
¿Es la primera vez que cursas Física IV?
a) Si b) No
GRUPO ALUMNOS Si No
EXP. 6IM2 26 26 0
EXP. 6IM6 36 36 0
CONTROL 6IM9 29 29 0
CONTROL 6IM15 32 32 0
Total 123 123 0
Tabla 3.5. Alumnos que han cursado la materia de Física IV, por primera vez.
De la Tabla 3.5 observamos que de nuestra muestra todos los alumnos nunca habían
cursado la materia de Física IV, de ahí se puede concluir que la ganancia de aprendizaje es
un cantidad que puede proporcionarnos información valiosa.
Otros datos obtenidos de la encuesta: sólo el 13.8 % trabaja, un 100% tiene servicio de
IMSS, ya que al inscribirse a la escuela, esta los da de alta en esta institución.
Además de lo mencionado los resultados arrojaron los siguientes porcentajes.
• 97.6 % tienen teléfono celular.
• 98 % cuentan con Internet en su casa.
En general, del análisis de la encuesta aplicada se puede concluir que la mayoría de los
alumnos pertenecen a la clase media, el estilo de vida corresponde al de una ciudad, donde
47.9752.03
0
Lugar de Procedencia
D.F.
Edo. de Mex.
Otro
al estudiante le afecta las distancias que recorre para trasladarse a la casa a la escuela y
viceversa, así como los diversos distractores que existen en ciudades tan grandes como el
D.F.
Descripción de la metodología
A continuación se describe la metodología usada en los grupos experimentales de esta
investigación y después la de los grupos de control. Es conveniente mencionar que a los
alumnos de los grupos experimentales fueron informados que formaban parte de una
investigación educativa. Además en el transcurso del desarrollo de esta estrategia didáctica
se tomaron fotos con el fin de realizar un mejor análisis del proceso y del efecto de la
estrategia en la comprensión del tema de Magnetismo por los estudiantes.
Para evaluar el aprendizaje de los alumnos en el tema de Magnetismo, nos basamos en la
aplicación de un examen de diagnostico como Pretest y como Postest. Inicialmente, para
valorar y explorar las ideas previas de los alumnos del tema de Magnetismo aplicamos un
examen de diagnóstico (pretest), con el fin de determinar el estado de conocimiento de los
estudiantes respecto a los fundamentos de este tema. El pretest se aplicó a los cuatro grupos
que participaron en esta investigación.
El examen de diagnóstico es un cuestionario de 14 ítems (Anexo 1) que contiene preguntas
que permiten evaluar los objetivos de aprendizaje propuestos en el temario (Anexo 2) y que
han sido utilizados en esta investigación para estudiar y analizar las dificultades de
aprendizaje del tema de Magnetismo.
El test propuesto lo diseñamos tomando en cuenta tanto el objetivo de esta investigación,
como en los objetivos del temario (Guisasola, Almudí y Zubimendi, 2003). También, para
nuestro cuestionario nos basamos en varios cuestionarios entre ellos el Test Conceptual de
Electricidad y Magnetismo CSEM, que fue desarrollado para evaluar a los temas de
Electricidad y Magnetismo elaborado por Maloney en 1999. El cuestionario consta de 32
preguntas pero solo se tomaron las preguntas referentes al tema de Magnetismo.
A continuación damos las referencias de donde se tomó cada pregunta:
Preguntas del examen
de diagnóstico
Referencia
1
Pregunta 1 del cuestionario Elementary Magnetism
Instructional Sequence
2
Pregunta 1 del cuestionario elaborado por Guisasola,
Almudí, José Manuel
3
Pregunta 3 del cuestionario elaborado por Guisasola,
Almudí, José Manuel
4 Pregunta 2 del cuestionario elaborado por Osberne.
5
Pregunta 6 del cuestionario Elementary Magnetism
Instructional Sequence.
Pregunta 1 del cuestionario elaborado por Gómez, Latorre,
6 San José.
7
Pregunta 2 del cuestionario elaborado por Gómez, Latorre,
San José.
8 Pregunta 21 del CSEM de Maloney.
9 Pregunta 22 del CSEM de Maloney.
10 Pregunta 23 del CSEM de Maloney.
11 Pregunta 26 del CSEM de Maloney.
12 Pregunta 27 del CSEM de Maloney.
13 Pregunta 24 del CSEM de Maloney.
14
Pregunta 4 del cuestionario elaborado por Guisasola,
Almudí, José Manuel.
El cuestionario anterior evalúa la posible mejora del aprendizaje del tema de Magnetismo
en los aspectos conceptuales y procedimentales. Sin embargo, otro de los aspectos que
nuestro trabajo intenta cambiar es el actitudinal, que favoreceré una actitud positiva hacia el
aprendizaje de la Física en general.
Queremos resaltar que los temas enseñados en todos los grupos fueron idénticos y están de
acuerdo con los objetivos determinados por la Dirección de Educación Media Superior
(DEMS) del IPN, que es el organismo que se encarga de certificar sus programas de
enseñanza.
Figura 3.1. Alumno realizando el examen de diagnostico Pretest. Tomada en el CECYT
Wilfrido Massieu.
Posteriormente se desarrolló las secuencias didácticas de la estrategia de aprendizaje activo
de la Física basada en las CDI (Thornton y Sokoloff, 1997). En esta investigación se
implementaron dos prácticas de laboratorio fundamentadas en la estrategia CDI (Anexo 3),
para el tema de Magnetismo.
El seguimiento de las diferentes etapas de la estrategia CDI tiene como objetivos:
• Guiar las actividades de los estudiantes
• Facilitar el seguimiento de las actividades
• Tener evidencia del proceso llevado a cabo durante la implementación de esta.
Finalmente se volvió a aplicar el mismo test de diagnostico, para analizar el grado de
avance en la comprensión del tema de Magnetismo, como la efectividad de la estrategia de
aprendizaje activo de la Física implementada (CDI), y poder contrastar con la enseñanza
tradicional de la Física.
En el diseño de la secuencia se consideraron los principios físicos básicos del Magnetismo
y de sus Leyes, así como los objetivos de aprendizaje del curso de Física IV. Esta secuencia
didáctica fue supervisada y orientada por la autora del presente trabajo. Desde el inicio del
desarrollo de la estrategia, los estudiantes requirieron de una guía directa, es decir, en cada
actividad era necesario que se les indicara cada paso a realizar e incluso se orientó a los
diferentes equipos por separado.
En nuestra investigación, con los resultados del Pretest y del Postest se determina la
ganancia de Hake, tanto la lograda cuando se usa el método tradicional en los grupos de
control, como con la aplicación de la estrategia CDI en los grupos experimentales.
Al inicio de la implementación de la estrategia didáctica CDI los grupos experimentales se
integraron en equipos de 6 alumnos de manera aleatoria, ya que por la infraestructura de la
escuela es el número máximo de alumnos que se permite por mesa de laboratorio, se les
presentó la primera práctica tipo CDI y se les explicó el procedimiento a seguir durante la
práctica, (se pensó en un principio que serían una sesión por práctica con una duración de
1:40 horas).
Pudimos observar que para cada grupo experimental las practicas tipo CDI fueron
estimulantes debido a la forma en que se presentaron, cada una se estructuró sobre un
contexto real y con el material existente en el laboratorio de Física.
Figura 3.2. Alumno realizando el experimento de la practica CDI. Tomada en el CECYT
11.
El formato de las prácticas consistió en el desarrollo de cada experimento, que incluye
preguntas que orientan al análisis y generan la curiosidad de los estudiantes en el tema bajo
estudio. A continuación damos un ejemplo:
Demostración 1
Colgamos de un soporte un imán, de manera que pueda girar libremente. Si se toma otro
imán y lo aproximamos con cuidado a los polos del mismo color (polos homónimos) como
se indica en la Figura 3.3
Predecir, ¿Qué crees que suceda?
Razona tu respuesta:
Figura 3.3. Ejemplo de cómo se deben colgar y acercar los imanes.
De esta forma se pueden plantear hipótesis sobre cada experimento, también se les pide que
iluminen las figuras que tiene la práctica, por ejemplo, se les pide que iluminen los imanes
de acuerdo con los polos que acerquen como el polo norte de color rojo y el polo sur de
color azul ya que estos tienen esos colores físicamente en el material del laboratorio.
En este proceso se utiliza un ciclo de aprendizaje que incluye predicciones, observaciones y
comparación de resultados con los obtenidos en las predicciones iniciales. Todo esto puede
realizarse con base a lo observado en cada experimento siguiendo la secuencia llamada
POE (Predecir, Observar, Explicar) ya que no se llega a una síntesis en esta etapa de la
práctica. Recordando que se adaptó la estrategia CDI de Sokoloff para nuestros estudiantes.
A continuación se describieron una por una las demostraciones (experimentos) de la
primera práctica para todo el grupo pero sin exhibir los resultados. Después se pidió a los
estudiantes registrar sus predicciones individuales sobre los fenómenos esperados de cada
experimento en una Hoja de Predicciones (Anexo 3). Luego a los estudiantes se les pidió
que registraran sus predicciones individuales después de cada descripción, dejando que
trascurrieran algunos minutos dependiendo del tipo de experimento. Estas Hojas de
Predicciones se recogieron después de que se terminaron las demostraciones, pero no se
calificaron.
Luego para hacer el análisis por equipo de cada demostración de la práctica se dividieron
los alumnos de cada mesa en dos grupos para formar ahora equipos de 3 alumnos, se les
dejó que discutieran durante algunos minutos para que obtuvieran sus nuevas predicciones,
enseguida se les solicitó las nuevas predicciones por equipo, para obtener las predicciones
más frecuentes de todo el grupo y se escribieron o dibujaron en el pizarrón, según el caso,
sin corregir las predicciones incorrectas.
De igual forma se esperó el tiempo suficiente para que discutieran por equipo sus
predicciones. Mientras cada alumno registro sus nuevas predicciones obtenidas de la
discusión realizada en equipo en una nueva Hoja de Predicciones, o también se encontró el
caso que reafirmaron las predicciones realizadas al principio.
Al terminar se realizó cada experimento de la práctica, en donde se les pidió a dos alumnos
por equipo que pasaran a realizar cada experimento como se observa en las fotos, y que los
alumnos encontraran los resultados del experimento.
Figura 3.4. Alumno realizando uno de los experimentos de la practica CDI. Tomada en el
laboratorio de Física del CECYT 11.
Figura 3.5. Alumno realizando el experimento de la practica CDI. Tomada en el laboratorio
de Física del CECYT 11.
Los resultados obtenidos se anotaron en el pizarrón, para validar los conceptos aprendidos,
mientras los demás alumnos compararon y analizaron sus predicciones con los resultados
obtenidos en cada experimento completando una nueva Hoja del Resultados (idéntica a la
Hoja de Predicciones). Al término de la práctica se realizó una discusión sobre los
conceptos físicos involucrados en esta.
Después de realizada la práctica en las siguientes clases se procedió a reafirmar los
conceptos aprendidos en la misma, y a partir de esta etapa se diseñaron estrategias
didácticas para obtener un mejor aprendizaje de los alumnos, ya que estas no forman parte
de la propuesta para en esta investigación, de la siguiente forma:
Se les pide que realicen una investigación bibliográfica breve de los científicos
involucrados en los conceptos aprendidos. Como por ejemplo la de Sir William Gilbert que
escribió el libro De Magnete, Hans Christian Oersted, quien observó que una corriente
eléctrica desvía la aguja de una brújula, entre otros.
También se les pide que lean un libro relacionado con el tema, en este caso se tomaron de
la colección La Ciencia Para Todos, de la Editorial Fondo de Cultura Económico. Algunos
de los libros usados fueron:
Electromagnetismo. De la ciencia a la tecnología, de Eliezer Braun No. 12.
La gran ilusión. El monopolo magnético, de Jorge Flores Valdés. No. 11
De la brújula al espín. El Magnetismo, de Julia Togueña y Esteban Martina No. 56.
De estas lecturas deben de realizar una reseña crítica de una cuartilla.
También se resolvieron problemas sobre el tema (de los que contienen los libros de texto),
analizándolos y aplicando sus modelos matemáticos correspondientes.
Se les solicita que realicen dos visitas, primero al Museo de Geología de la UNAM, para
que conozcan la magnetita. La segunda visita es al Museo Nacional, el MUNAL, en este
caso se les solicita que visiten la sala de exhibición de la historia del Telégrafo, ya que su
funcionamiento se basa en los principios básicos del Electromagnetismo (entre otras
tareas).
También que realicen breves investigaciones de:
La balanza de Coulomb
La regla de mano derecha para conductores
La regla de la mano izquierda para cargas que se sumergen dentro de un campo magnético
Mapas mentales de los diferentes temas, entre otras tareas
Estas actividades se deben de realizar en la hora no presencial por semana que está
programada para Física IV de acuerdo al programa que proporciona la DEMS del IPN.
Después de dos semanas se realizó la siguiente práctica con la estrategia didáctica CDI, y se
procedió de la misma manera que con la primera práctica, para completar los temas del
programa. El desarrollo de la práctica dos fue más fluido e independiente. Se trabajó en una
sesión de 1:40 horas de acuerdo al horario escolar asignado a la materia de Física IV en
cada grupo.
Después de realizada la práctica, se continuó con el temario para reafirmar los conceptos
aprendidos en la práctica dos.
En los grupos experimentales se evaluaron y analizaron las prácticas con ayuda de la
Profesora Auxiliar Ma. Eugenia González Sandoval, ya que la materia de Física en el
laboratorio se debe contar con un auxiliar y una de sus funciones es calificar las prácticas,
debido a que en la evaluación final se debe tener en cuenta este rubro. El formato de control
incluye los indicadores a tomar en cuenta, por ejemplo, la observación, el análisis, el
trabajo en equipo, entre otros, como lo indica la rúbrica institucional elaborada para estas
prácticas (Anexo 5).
Por otra parte, de manera simultánea, se desarrolló el proceso didáctico con el formato de
instrucción tradicional en los grupos de control por cada uno de los maestros mencionados
anteriormente. Las actividades realizadas consistieron en el análisis de información de los
fundamentos del Magnetismo, la solución de problemas de estructura similar a la que
contienen los libros de texto de Física, prácticas de laboratorio con el formato tradicional,
considerando la exposición por parte del docente. Se usó el mismo número de sesiones que
en el desarrollo de las secuencias didácticas CDI.
Para cubrir los temas de Magnetismo que vienen en el programa se emplearon
aproximadamente cuatro semanas en la implementación de la estrategia CDI. Y esto
depende de las actividades escolares, lo cual sucede en todos los grupos sean
experimentales o de control. Una vez que terminamos de exponer los temas de Magnetismo
se aplicó otra vez a los cuatro grupos de esta investigación el examen de diagnóstico como
postest (Anexo 1).
IV ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS
Resultados del pretest y postest
Como se describió en el capítulo anterior, se diseñó una experiencia fundamentada en la
estrategia de aprendizaje activo de la física llamada Clases Demostrativas Interactivas
(CDI), desarrollada por Thornton y Sokoloff (1997). Esto con el fin de obtener resultados
de su factibilidad y eficiencia, evaluada mediante el uso de la ganancia o factor de Hake.
Como se mencionó también en el capítulo anterior, se aplicó un examen diagnostico de 14
ítems (Anexo 1) como pretest y como postest a 4 grupos del Centro de Estudios Científicos
y Tecnológicos Wilfrido Massieu del IPN, dos tomados como experimentales y dos como
grupos de control.
A continuación se realizará el análisis de los datos obtenidos de los exámenes de
diagnóstico (Tabla 4.1).
Grupo Promedio del Pretest Promedio del Postest
Experimental 6IM2 46.41 64.53
Experimental 6IM6 43.24 65.84
Control 6IM9 46.41 49.48
Control 6IM15 41.73 45.51
Tabla 4.1. Resultados obtenidos en el cuestionario de diagnóstico inicial (pretest) por los
grupos experimentales y de control
En general, considerando el promedio obtenido en los 4 grupos en el pretest, observamos
que los resultados fueron similares. En el grupo 6IM2 experimental se obtuvo 46% de
aciertos en el pretest, en el grupo 6IM6 experimental 43%, en el grupo 6IM9 de control se
obtuvo un 46% y en el grupo de control 6IM15 el 41%. De acuerdo a los datos que se
observan en la Tabla 4.1 basados en los resultados del pretest, podemos afirmar que el nivel
de conocimientos de partida de los estudiantes en todos los grupos puede ser considerado
similar.
Así mismo vemos que después de aplicar el examen de diagnostico todos los alumnos solo
tiene ciertos conocimientos del tema de Magnetismo como se aprecia en la Tabla 4.2, en
donde mostramos solo los aciertos obtenidos por pregunta de cada grupo.
Grupo Alumnos P 1 P 2 P 3 P 4 P 5 P 6 P 7 P 8 P 9 P 10 P 11 P 12 P 13 P 14
6IM2 26 a) 22 b) 21 1 21 10 25 23 9 14 3 6 1 2 4 21
6IM6 36 a) 29 b) 29 1 29 11 35 34 17 8 4 6 0 0 3 32
6IM9 29 a) 22 b)26 2 26 11 25 26 13 15 3 4 0 2 4 20
6IM15 32 a) 22 b)29 0 27 2 29 22 14 14 3 2 2 4 9 25
Total 123 a)95 b)105 4 103 34 114 105 53 51 13 18 3 8 20 98
Tabla 4.2. Resultados obtenidos de los aciertos por pregunta en el cuestionario de
diagnóstico inicial por los grupos experimentales y de control.
Debido a lo anterior también vemos en la Tabla 4.2 que las preguntas con mayores aciertos
fueron: La pregunta 1 en sus dos incisos, la pregunta 3, la pregunta 5, la pregunta 6, y la
pregunta 14, (cuyos temas se analiza más adelante, en este capítulo). Las preguntas del
cuestionario están relacionadas con las ideas previas de los alumnos y con los
conocimientos adquiridos en la materia de Física III. Por esta razón se puede afirmar que
los conocimientos previos de los alumnos en el tema de Magnetismo son escasos.
Resultados del cuestionario para evaluar el aprendizaje conceptual
logrado por los grupos experimentales y de control.
A continuación se presentan en detalle los resultados obtenidos para la ganancia g del
cuestionario completo y de cada pregunta del mismo, tanto en los grupos de control como
en los experimentales. Se presentará el enunciado de la pregunta así como su respuesta
correcta y el análisis de los resultados obtenidos.
GRUPO GANANCIA
Experimental 6IM2 0.33
Experimental 6IM6 0.41
Control 6IM9 0.03
Control 6IM15 0.07
Tabla 4.3. Resultados obtenidos para la ganancia g en el cuestionario por los grupos
experimentales y de control
La Tabla 4.3 nos presenta los resultados de la ganancia g para los grupos de control 6IM9 y
6IM15 en los cuales se usó una enseñanza tradicional y que en la Gráfica 1 se muestra con
barras de color rojo y para los grupos experimentales 6IM2 y 6IM6 que en la Gráfica 1 se
muestra con barras de color verde, en los cuales se usó la metodología propuesta en este
trabajo.
Podemos observar que la ganancia g del grupo de control 6IM9 es de 0.03 y la ganancia g
del grupo de control 6IM15 es de 0.07 siendo una ganancia g baja, esto es, cumple que g
≤ 0.3. Para el grupo experimental 6IM2 la ganancia g es de 0.33 y la ganancia g del grupo
experimental 6IM6 es de 0.4, y ambas alcanzan el nivel medio 0.3 ≤ g ≤ 0.7 de ganancia en
los test aplicados. En estos resultados se observa que fue mejor el desempeño de los
estudiantes de los grupos experimentales en donde se implementó la metodología CDI.
Gráfica 4.1. Resultados de ganancia g obtenida por los grupos experimentales (verde) y de
control (rojo) en el pretest como en el postest.
0
0.1
0.2
0.3
0.4
6IM2 6IM6 6IM9 6IM15
GANACIA
GRUPO
6IM2
6IM6
6IM9
6IM15
Como podemos observar en la Gráfica 4.1, las diferencias de calificaciones para todos los
ítems entre los grupos experimentales y los grupos de control son significativas. Esto nos
indica que los grupos experimentales obtienen mejores resultados en el cuestionario de
evaluación sobre el aprendizaje del Magnetismo. En particular, se observa una mejora
notable, y por lo tanto los resultados obtenidos en los grupos experimentales apoyan la
posibilidad de mejorar el aprendizaje del tema de Magnetismo con la propuesta de
enseñanza de este trabajo.
Antes de continuar con el análisis detallado por pregunta, creemos que una forma de
evaluar la eficacia de la metodología CDI es observar el cambio de las ideas previas
encontradas en los estudiantes sobre el Magnetismo. Por lo tanto describimos brevemente
algunos de los conceptos explorados en las preguntas de nuestro cuestionario.
La pregunta 1 se refiere a las concepciones de los estudiantes sobre el imán como fuente del
campo magnético, infiriendo que la interacción magnética tiene una serie de características
propias como: que se propaga a distancia, y que sólo actúa sobre materiales muy concretos.
Grupo Alumnos P 1
6IM2 26 a) 22 b) 21
6IM6 36 a) 29 b) 29
6IM9 29 a) 22 b)26
6IM15 32 a) 22 b)29
Total 123 a)95 b)105
Tabla 4.4. Aciertos de la pregunta 1 en el pretest de cada grupo.
Como vemos en los resultados del pretest los alumnos identifican que materiales son
atraídos por un imán.
En la pregunta 2, y de acuerdo con la teoría, se establece que se crea un campo eléctrico y
ninguno magnético, ya que la canica está cargada, en reposo y que el material es madera.
Grupo Alumnos P 2
6IM2 26 1
6IM6 36 1
6IM9 29 2
6IM15 32 0
Total 123 4
Tabla 4.5. Aciertos de la pregunta 2 en el pretest de cada grupo.
Como vemos en los resultados del pretest, los alumnos a pesar de haber llevado la materia
de Física III (Electrostática), no identifican que las cargas en reposo solamente generan
campos eléctricos.
En la pregunta 3, sabemos que esta canica va a tener un campo magnético solo si ha sido
magnetizada recientemente.
Grupo Alumnos P 3
6IM2 26 21
6IM6 36 29
6IM9 29 26
6IM15 32 27
Total 123 103
Tabla 4.6. Aciertos de la pregunta 3 en el pretest de cada grupo.
Volvemos a observar que los alumnos identifican los diferentes tipos de materiales que se
pueden magnetizar.
Para la pregunta 4 sabemos que una espira actúa como un imán cuando una corriente
circula por la bobina. Así el electroimán se comporta en forma similar a un imán, con la
ventaja de que su intensidad se puede controlar cambiando la intensidad de la corriente que
circula por la espira.
Grupo Alumnos P 4
6IM2 26 10
6IM6 36 11
6IM9 29 11
6IM15 32 2
Total 123 34
Tabla 4.7. Aciertos de la pregunta 4 en el pretest de cada grupo.
Estos resultados sugieren que los estudiantes no relacionan de forma significativa que una
bobina con corriente y un imán son elementos que forman parte de un mismo esquema
conceptual.
En la pregunta 5, los alumnos comprenden que los imanes de barra tienen polos en donde
sus efectos son más evidentes, además que polos iguales se repelen y polos diferentes se
atraen. Esto se debe a que relacionan la electrostática con el Magnetismo.
Grupo Alumnos P 5
6IM2 26 25
6IM6 36 35
6IM9 29 25
6IM15 32 29
Total 123 114
Tabla 4.8. Aciertos de la pregunta 5 en el pretest de cada grupo.
En la pregunta 6 se describe la representación gráfica del campo magnético de un imán de
barra mediante líneas de fuerza magnéticas, que son orientadas del polo N al polo S. Debe
tenerse en cuenta que las líneas de fuerza de un imán lo rodean y no se pueden cortar entre
sí.
Grupo Alumnos P 6
6IM2 26 23
6IM6 36 34
6IM9 29 26
6IM15 32 22
Total 123 105
Tabla 4.9. Aciertos de la pregunta 6 en el pretest de cada grupo.
Como vemos los estudiantes relacionan significativamente la representación gráfica del
campo magnético alrededor de un imán.
En la pregunta 7 se indaga sobre el campo magnético creado por una corriente eléctrica en
un conductor recto usando el concepto de líneas de fuerza y cuya orientación está
relacionada con el sentido de la corriente por medio de la regla de la mano derecha. Estos
conocimientos se supone que los adquieren en el curso de Física III, tanto en teoría como
en la práctica, en el tema Efectos de la Corriente. De la Tabla 4.10, se observa que mas del
50% de los alumnos no tiene los conocimientos de este tema.
Grupo Alumnos P 7
6IM2 26 9
6IM6 36 17
6IM9 29 13
6IM15 32 14
Total 123 53
Tabla 4.10. Aciertos de la pregunta 7 en el pretest de cada grupo.
En la pregunta 8 se cuestiona sobre el hecho que los campos actúan exclusivamente sobre
las fuentes que los han generado. En este caso, el campo magnético sólo actúa sobre cargas
eléctricas en movimiento, de lo anterior deducimos que dentro de sus ideas previas los
estudiantes no identifican como actúa el campo magnético sobre un electrón estático.
Grupo Alumnos P 8
6IM2 26 14
6IM6 36 8
6IM9 29 15
6IM15 32 14
Total 123 51
Tabla 4.11. Aciertos de la pregunta 8 en el pretest de cada grupo.
En la pregunta 9 observamos que los estudiantes todavía no tienen el conocimiento de lo
que sucede cuando se introduce una carga eléctrica en un campo magnético. Ya que en
particular esta pregunta trata de las dificultades relacionadas con el aprendizaje de los
efectos que produce el campo magnético, es decir, de las fuerzas magnéticas. Como lo
observamos en la Tabla 4.12 los estudiantes no determinan correctamente las direcciones
de la fuerza y la velocidad.
Grupo Alumnos P 9
6IM2 26 3
6IM6 36 4
6IM9 29 3
6IM15 32 3
Total 123 13
Tabla 4.12. Aciertos de la pregunta 9 en el pretest de cada grupo.
La pregunta 10 es una aplicación de la mano derecha para determinar el campo magnético
alrededor de un alambre recto y largo. Aunque los alumnos al inicio del semestre no han
visto todavía este tema. Al realizar el pretest observamos en la Tabla 4.13 que algunos
estudiantes conocen la respuesta, sin embargo, no son resultados significativos.
Grupo Alumnos P 10
6IM2 26 6
6IM6 36 6
6IM9 29 4
6IM15 32 2
Total 123 18
Tabla 4.13. Aciertos de la pregunta 10 en el pretest de cada grupo.
En la pregunta 11 se observan las dificultades de muchos estudiantes para aplicar
correctamente la regla de la mano derecha en la definición del campo magnético. Es posible
que también, como indica Maloney (1999), los resultados del pretest como los del postest,
muestran que los estudiantes confunden un conductor que es recorrido por una corriente y
un conductor cargado electrostáticamente, es decir, habría una cierta confusión entre el
campo eléctrico y el magnético, fundamentalmente en lo que se refiere a sus efectos.
Grupo Alumnos P 11
6IM2 26 1
6IM6 36 0
6IM9 29 0
6IM15 32 2
Total 123 3
Tabla 4.14. Aciertos de la pregunta 11 en el pretest de cada grupo.
En la pregunta 12 se pretenden rescatar las ideas previas sobre la interacción entre imanes y
cargas eléctricas en reposo. Los resultados obtenidos en el pretest son casi nulos, lo que nos
indica una posible confusión entre los efectos de las cargas eléctricas y los imanes.
Grupo Alumnos P 12
6IM2 26 2
6IM6 36 0
6IM9 29 2
6IM15 32 4
Total 123 8
Tabla 4.15. Aciertos de la pregunta 12 en el pretest de cada grupo.
En la pregunta 13, los resultados que vienen en la Tabla 4.16, nos indican que para
contestar correctamente a este ítem los alumnos no toman en cuenta lo aprendido en el
curso de Física III para analizar preguntas relacionadas con Magnetismo. Por eso los
resultados son tan bajos en el pretest.
Grupo Alumnos P 13
6IM2 26 4
6IM6 36 3
6IM9 29 4
6IM15 32 9
Total 123 20
Tabla 4.16. Aciertos de la pregunta 13 en el pretest de cada grupo.
En la pregunta 14 explora las ideas previas de los estudiantes sobre los imanes y corrientes
como fuentes del campo magnético. En particular indaga el concepto de electroimán que es
un dispositivo que se comporta de forma similar que un imán, con la ventaja de que su
intensidad se puede controlar. Además, cuando se desconecta la corriente eléctrica,
desaparece el efecto magnético.
Grupo Alumnos P 14
6IM2 26 21
6IM6 36 32
6IM9 29 20
6IM15 32 25
Total 123 98
Tabla 4.17. Aciertos de la pregunta 14 en el pretest de cada grupo.
También se tiene que evaluar sus conocimientos tanto procedimentales, que se adquieren
gradualmente a través de la práctica en donde los estudiantes deben razonar sobre la forma
de producir y validar sus explicaciones, como también el actitudinal, que se logra con
mayor eficacia provocando situaciones de conflicto que hagan evidentes las contradicciones
entre sus ideas y lo que observan en las experiencias diseñadas.
Cabe mencionar que en algunos de los resultados obtenidos en el cuestionario puede influir
la especialización de cada grupo debido a que ya han tenido algún acercamiento a los temas
cuestionados en cada pregunta, y por lo tanto es probable que obtengan un mejor resultado.
Por ejemplo el grupo experimental 6IM6 que pertenecían a la especialidad de Técnicos en
Instalaciones y Mantenimiento Eléctrico, debido a esto ya han cursado la materia de
Electrotecnia de Corriente Alterna, en donde se ven algunos temas relacionados con el
Magnetismo. De igual forma el grupo de control 6IM9 que pertenecía a la especialidad de
Técnicos en Telecomunicaciones, y ya han cursado la materia de Electrotecnia de Corriente
Directa y Corriente Alterna en donde se ve los principios del Magnetismo. En cambio el
grupo experimental 6IM2 pertenecía a la especialidad de Técnicos en Procesos Industriales,
debido a esto no han cursado materias en donde se imparten temas relacionados con los
principios del Magnetismo. Como en el grupo de control 6IM15 que pertenecía a la
especialidad de Técnicos en Construcción, que no han cursado materias en donde se
imparten temas relacionados con los principios del Magnetismo. Pero en los cuatro grupos
tiene ideas previas del Magnetismo adquiridos en su vida cotidiana.
Análisis por pregunta
Teniendo en cuenta que una clara comprensión del concepto de campo magnético implica
estar familiarizado con los fenómenos magnéticos producidos por imanes y corrientes
eléctricas en conductores, a continuación exponemos los resultados por pregunta de los
exámenes aplicados a los cuatro grupos de esta investigación.
En cada pregunta la respuesta correcta se resalta con letra negrita.
Pregunta 1
1.- ¿Cuales de los siguientes objetos son atraídos por un imán?
a) Monedas de hierro
b) Clip para papel
c) Peine
d) Bolsa de papel
Esta pregunta investiga si el alumno conoce sobre que materiales actúa un imán.
GRUPO GANANCIA
Experimental 6IM2 0.50
Experimental 6IM6 0.43
Control 6IM9 0.14
Control 6IM15 0.51
Tabla 4.18. Comparación de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de
control en la pregunta 1 del cuestionario.
Gráfica 4.2. Resultados de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de control
en la pregunta 1 del cuestionario.
Observamos en la Tabla 4.18 y en la Gráfica 4.2 el valor obtenido por la ganancia de Hake,
en el grupo de control 6IM9 es de 0.14 siendo una ganancia g baja, g ≤ 0.3. Creemos que
esta pregunta le pareció al grupo muy obvia que no lograron alcanzar una ganancia media o
no les intereso contestar bien. Y para el grupo 6IM15 es de 0.51 obteniendo una ganancia g
media porque su resultado cae en el rango 0.3 ≤ g ≤ 0.7.
Para los grupos experimentales la ganancia es de 0.50 para el grupo 6IM2 y para el grupo
6IM6 es de 0.43, obteniendo un resultado de ganancia media debido a que cae en el rango
0.3 ≤ g ≤ 0.7. En consecuencia los resultados del pretest y postest tanto en los grupos
experimentales y para un grupo de control fueron casi similares, pero en promedio los
resultados son mejores para los grupos experimentales.
0.00
0.50
6IM2 6IM6 6IM9 6IM15
GANANCIA
GRUPO
6IM2
6IM6
Pregunta 2
2.- Una canica de madera con carga Q positiva:
a) Genera un campo eléctrico
b) Genera un campo magnético
c) Genera un campo eléctrico y un campo magnético
d) No genera ni campo eléctrico, ni campo magnético
Partimos de suponer que la canica está en reposo y así lo consideraron todos los alumnos.
De acuerdo con el Electromagnetismo se crea un campo eléctrico y ninguno magnético ya
que la canica está cargada, en reposo y es de madera.
GRUPO GANANCIA
Experimental 6IM2 0.08
Experimental 6IM6 0.09
Control 6IM9 0.04
Control 6IM15 0.00
Tabla 4.19. Comparación de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de
control en la pregunta 2 del cuestionario
Gráfica 4.3. Resultados de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de control
en la pregunta 2 del cuestionario
En la Tabla 4.19 y la Gráfica 4.3, se presentan los resultados de la pregunta 2 que tiene
como objetivo evaluar si los estudiantes identifican las fuentes del campo eléctrico y del
magnético, distinguiéndolas entre sí. Encontramos que el aprendizaje de estos temas no se
ha conseguido del todo, debido a que los resultados de la ganancia g en los grupos de
control es de 0.04 y 0.0 respectivamente. La ganancia g en los grupos experimentales es de
0.08 y 0.09.
En este caso, la diferencia en la ganancia g entre los grupos de control y los grupos
experimentales es casi nula, pero ligeramente mejor la de los grupos experimentales. Se
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
6IM2 6IM6 6IM9 6IM15
GANACIA
GRUPO
6IM2
6IM6
6IM9
6IM15
concluye que para los conceptos analizados en esta pregunta la metodología usada no tuvo
la eficacia deseada debido a que es difícil cambiar sus ideas previas.
En esta pregunta se muestra que los estudiantes no comprenden la diferencia entre el campo
electrostático y el campo magnético estacionario (Galili, 1995), (Oliveira et al., 1999),
(Greca y Moreira, 1998). Una canica de madera con carga Q positiva genera un campo
eléctrico tal y como se vio en el semestre anterior en el tema de electrostática (las cargas
eléctricas son la fuente del campo eléctrico) y sólo generaría un campo magnético si no
estuviese en reposo.
Pregunta 3
3.- Una canica de hierro sin carga eléctrica, pero magnetizada:
a) Genera un campo eléctrico
b) Genera un campo magnético
c) Genera un campo eléctrico y un campo magnético
d) No genera ni campo eléctrico, ni campo magnético
En esta pregunta, la respuesta correcta es que no existe un campo eléctrico, ya que la canica
de hierro no tiene carga eléctrica neta. En cuanto al campo magnético, depende de si la
canica de hierro ha sido inducida recientemente o no por un campo magnético externo. Esto
se debe a que la canica de hierro es de un material ferromagnético, lo que significa que,
cuando está sometida a un campo magnético externo se magnetiza y entonces se comporta
como un imán, pero si el campo externo desaparece y la temperatura se incrementa, sus
dominios vuelven a su antigua posición aleatoria y deja de crear un campo magnético
exterior (ya no se comporta como un imán).
Tabla 4.20. Comparación de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de
control en la pregunta 3 del cuestionario
GRUPO GANANCIA
Experimental 6IM2 0.80
Experimental 6IM6 0.86
Control 6IM9 0.04
Control 6IM15 -0.20
Gráfica 4.4. Resultados de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de control
en la pregunta 3 del cuestionario.
Durante la exposición de los diferentes temas de Magnetismo se trató de poner a los
estudiantes ante diferentes situaciones aplicadas del tema de Magnetismo para evaluar hasta
qué punto han conseguido un conocimiento de las fuentes del campo magnético estático.
Los resultados obtenidos en la Tabla 4.20 y en la Gráfica 4.4 muestran que en los grupos
experimentales se obtiene una ganancia g de .80 y .86 respectivamente, siendo esta una g
alta, ya que el resultado obtenido para g es ≥ 0.7, logrando el objetivo de la metodología
aplicada.
Para los grupos de control los resultados demuestran que no consiguieron el objetivo
propuesto para esta pregunta, ya que su ganancia g fue de 0.04 y -0.20, respectivamente,
siendo una g baja debido a que el resultado obtenido es g es ≤ 0.30. El signo negativo que
aparece en la Tabla 4.20 para el grupo 6IM15, significa que los alumnos de este grupo
contestaron mejor en el pretest que en el postest, por lo que el resultado fue negativo. En
particular parte de los alumnos de los grupos experimentales consideran que la canica de
hierro no es un imán, ya que existen muchos objetos de hierro que no son imanes, sin
embargo, otros alumnos de los grupos experimentales reconocen que los imanes son
fuentes del campo magnético.
Pregunta 4
4.- En un deshuesadero de autos viejos se suele utilizar un potente electroimán para mover
los coches. El electroimán:
a) Atrae por igual a todas las partes metálicas del coche, cualquiera que sea su
naturaleza (hierro, cinc, aluminio,…, etc.)
b) A las partes metálicas de hierro las atrae y a las otras las repele.
c) A las partes metálicas de hierro las atrae y sobre las otras no ejerce ninguna acción.
d) Atrae más a las partes de hierro que a las otras partes metálicas del coche.
Sabiendo que existen diversos tipos de comportamiento de los materiales magnéticos,
siendo los principales el ferromagnetismo, el diamagnetismo y el paramagnetismo. El
magnetismo inducido, aunque débil, es suficiente intenso para superar a la interacción
gravitacional.
-0.50
0.00
0.50
1.00
6IM2 6IM6 6IM9 6IM15
GANACIA
GRUPO
6IM2
6IM6
6IM9
6IM15
GRUPO GANANCIA
Experimental 6IM2 0.44
Experimental 6IM6 0.72
Control 6IM9 -0.22
Control 6IM15 0.20
Tabla 4.21. Comparación de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de
control en la pregunta 4 del cuestionario.
Gráfica 4.5. Resultados de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de control
en la pregunta 4 del cuestionario.
Como se observa de la Tabla 4.21 y la Gráfica 4.5 los grupos experimentales razonan
correctamente la influencia del electroimán sobre las partes de hierro y de otros materiales.
De la misma forma que en la pregunta 3, el signo negativo que aparece en la Tabla 4.21
para el grupo 6IM9, significa que los alumnos de este grupo contestaron mejor en el pretest
que en el postest. Como vemos en ciertos conceptos los grupos de control llega con ideas
previas correctas de algunos conceptos, pero después de impartida la clase del tema de
Magnetismo cambiaron sus conceptos por otros que no son correctos.
Pregunta 5
5.- ¿Qué pasará si se ponen dos imanes juntos como muestra en la siguiente figura?
a) Se atraen
b) Se repelen
c) No pasa nada
-0.50
0.00
0.50
1.00
6IM2 6IM6 6IM9 6IM15
GANACIA
GRUPO
6IM2
6IM6
6IM9
6IM15
GRUPO GANANCIA
Experimental 6IM2 1.00
Experimental 6IM6 1.00
Control 6IM9 0.75
Control 6IM15 0.33
Tabla 4.22. Comparación de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de
control en la pregunta 5 del cuestionario.
Gráfica 4.6. Resultados de ganancia relativa g obtenida por los grupos experimentales y de
control en la pregunta 5 del cuestionario.
Como se observa de la Tabla 4.22 y la Gráfica 4.6, los alumnos de los grupos
experimentales comprenden que los imanes de barra tienen polos en donde sus efectos son
más intensos. Además se cumple que polos iguales se repelen y que polos diferentes se
atraen. Después de haber realizado la actividad de observación en el laboratorio de Física
por equipos e individual, los grupos experimentales lograron entender cómo se comportan
dos imanes de barra cuando se aproximan, obteniendo una ganancia g alta, en realidad la
más alta posible. Mientras que en los grupos de control se consiguió en una ganancia alta y
una ganancia media.
Como se mencionó anteriormente, la ganancia obtenida por el grupo experimental 6IM6, y
por el grupo de control 6IM9 es probablemente debida a su especialización, en las cuales
llevan cursos donde se imparten temas relacionados con los principios del Magnetismo.
Para el grupo experimental 6IM2 podríamos decir que la nueva estrategia fue la que influyó
en la respuesta. Mientras que el grupo de control 6IM15 no obtuvo una comprensión
aceptable de los conceptos evaluados por esta pregunta y por lo tanto su ganancia es baja.
Pregunta 6
6.- De los siguientes dibujos ¿cuál describe correctamente las líneas de fuerza del campo
magnético de un imán?
0.00
0.50
1.00
6IM2 6IM6 6IM9 6IM15
GRUPO
GRUPO
6IM2
6IM6
6IM9
6IM15
La respuesta correcta para la pregunta 6 es la opción “d”.
GRUPO GANANCIA
Experimental 6IM2 1.00
Experimental 6IM6 1.00
Control 6IM9 1.00
Control 6IM15 0.71
Tabla 4.23. Comparación de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de
control en la pregunta 6 del cuestionario.
Gráfica 4.7. Resultados de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de control
en la pregunta 6 del cuestionario
En esta pregunta se describe la representación gráfica del campo magnético de un imán de
barra mediante líneas de fuerza magnéticas. Debe de tenerse en cuenta que las líneas de
fuerza de un imán lo rodean y no se pueden cortar entre sí.
Los resultados nos indican que los alumnos alcanzan rápidamente un nivel aceptable de
comprensión de los conocimientos que son necesarios para describir esta situación física.
Es probable que se logren estos resultados debido a que comparan las líneas de fuerza del
campo magnético con las líneas de fuerzas del campo eléctrico.
También creemos que en los grupos experimentales 6IM2 y 6IM6 se logró obtener una
ganancia g alta gracias a la elaboración de la práctica de laboratorio con la nueva estrategia
en la que considera los conocimientos que los alumnos deberían tener del curso de Física
III, en donde se les enseña las diferentes configuraciones del campo eléctrico que se
obtienen para diferentes configuraciones de los electrodos. Es probable que este hecho
motivó un rápido avance de los grupos experimentales.
0.00
1.00
6IM2 6IM6 6IM9 6IM15
GANACIA
GRUPO
6IM2
6IM6
6IM9
6IM15
Es probable que el grupo de control 6IM9 logró una ganancia g=1 debido a su
especialización. En el grupo de control 6IM15 es probable que lo visto en el curso de Física
III sobre las configuraciones de las líneas de fuerza del campo eléctrico ayude al dominio
de los conceptos análogos para el campo magnético.
Pregunta 7
7.- De los siguientes dibujos, ¿cuál describe correctamente las líneas de fuerza del campo
magnético de una corriente continua rectilínea de intensidad I en un conductor recto?
La respuesta correcta para la pregunta 7 es la opción “b”.
Esta pregunta cuestiona si el alumno conoce la configuración de las líneas de fuerza del
campo magnético creado por una corriente eléctrica que circula por un conductor recto.
GRUPO GANANCIA
Experimental 6IM2 0.59
Experimental 6IM6 0.79
Control 6IM9 0.08
Control 6IM15 0.83
Tabla 4.24. Comparación de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de
control en la pregunta 7 del cuestionario.
Gráfica 4.8. Resultados de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de control
en la pregunta 7 del cuestionario.
Respecto al análisis de la Tabla 4.24 correspondiente a la pregunta 7, observamos que para
los grupos experimentales sus ganancias son de g= 0.59 y de g = 0.79, mientras que para
los grupos de control obtenemos que para el 6IM15 su ganancia es de g = 0.83, que es
alta, pero para el 6IM9 la ganancia es de g = 0.08, que es baja. Esto nos permite concluir
que se produjo una recuperación de conceptos de este tema en los grupos experimentales
pero en los de control solo uno alcanzó el dominio necesario de los conceptos necesarios
para responder a esta pregunta. Podemos apreciar que solamente en 3 grupos se obtuvo una
comprensión de los conceptos de este tema, debido a que el grupo de control 6IM9 presenta
una ganancia baja.
Lo que es interesante en los resultados de esta pregunta es que para los grupos
experimentales se obtiene una ganancia media para el grupo 6IM2 y una ganancia alta para
el grupo 6IM6, pero el un grupo de control 6IM15 supera a los grupos experimentales, este
fenómeno se puede interpretar como un proceso aislado. Por lo tanto concluimos que
durante el curso la profesora de este grupo logró que sus alumnos obtuvieran una
comprensión de los conceptos que se involucran en esta pregunta, ya que en otras preguntas
los resultados obtienen resultados más bajos.
Pregunta 8
8.- ¿Qué sucede con una carga positiva que se coloca en reposo en un campo magnético
uniforme? Un campo uniforme es aquel cuya fuerza y la dirección son los mismos en todos
los puntos.
a) Se mueve con una velocidad constante ya que la fuerza tiene una magnitud constante.
b) Se mueve con una aceleración constante debido a que la fuerza tiene una magnitud
constante.
c) Se mueve en un círculo a una velocidad constante ya que la fuerza es siempre
perpendicular a la velocidad.
d) Se acelera en un círculo ya que la fuerza es siempre perpendicular a la velocidad.
e) Permanece en reposo ya que la fuerza y la velocidad inicial es cero.
La respuesta correcta para esta pregunta es la opción e), que es la respuesta que no se elige
frecuentemente.
0.00
0.50
1.00
6IM2 6IM6 6IM9 6IM15
GANANCIA
GRUPO
6IM2
6IM6
6IM9
6IM15
GRUPO GANANCIA
Experimental 6IM2 0.17
Experimental 6IM6 0.29
Control 6IM9 -0.06
Control 6IM15 -0.44
Tabla 4.25. Comparación de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de
control en la pregunta 8 del cuestionario.
Gráfica 4.9. Resultados de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de control
en la pregunta 8 del cuestionario.
En esta pregunta se puede detectar las dificultades de aprendizaje que los alumnos tienen
sobre los conceptos de fuerza y de campo magnético. Hay una variedad de formas que los
alumnos usan para interpretar el efecto de un campo magnético sobre una partícula cargada
en reposo. Basados en la experiencia sabemos que los alumnos esperan que cuando una
carga eléctrica en reposo se coloca en un campo magnético esta comience a moverse con
cierta velocidad y después experimente una fuerza magnética siendo entre sí
perpendiculares.
De lo anterior deducimos que los estudiantes no identifican de una manera clara las fuentes
que generan el campo magnético estacionario y sobre los objetos que puede actuar dicho
campo. Después de la exposición del tema de Magnetismo, los alumnos usando diversas
consideraciones llegan a una conclusión común: el campo magnético actúa sobre cargas
que están en reposo, lo cual es incorrecto.
Tanto de la Tabla 4.25, como en la Gráfica 4.9, los resultados indican que los estudiantes
responden buscando una solución rápida y segura, sin analizar en profundidad las
implicaciones reales que se desprenden de la definición de fuerza magnética. De ahí se
observa que en los grupos experimentales se obtiene una ganancia de g = 0.17 y de g =
0.29, siendo ambas bajas, pero para los grupos de control observamos que su ganancias son
negativas g = - 0.06 y de g = - 0.44, es decir, para los grupos experimentales sus
conocimientos previos en este tema eran más apropiados que aquellos obtenidos en el
curso.
De lo anterior obtenemos que con respecto a los conceptos necesarios para responder esta
pregunta se obtiene una mejor comprensión de los mismos cuando empleamos la
metodología basada en las CDI.
-0.50
0.00
0.50
6IM2 6IM6 6IM9 6IM15GANACIA
GRUPO
6IM2
6IM6
6IM9
6IM15
Pregunta 9
9.- Un electrón se mueve horizontalmente hacia una pantalla. El electrón se mueve a lo
largo de la ruta que se muestra, causada por una fuerza magnética debida a un campo
magnético.
¿En qué dirección apunta el campo magnético?
a) En la parte superior de la página
b) Por la parte inferior de la página
c) Dentro de la página
d) Fuera de la página
e) El campo magnético está en la dirección de la trayectoria de la curva.
Lo que se observamos es que los alumnos no llegan a apropiarse del hecho que las
direcciones de la fuerza y el campo magnético son diferentes (perpendiculares) y que este
comportamiento es diferente a otros campos de la naturaleza como el gravitatorio o
eléctrico. En definitiva, no saben manejar la operación de producto vectorial que aparece en
la ecuación para la fuerza magnética. Maloney, O´kuma, Hieggelke y Van Heuvelen (2001)
afirman que esto sucede porque los alumnos se confunden entre la fuerza eléctrica y la
magnética.
GRUPO GANANCIA
Experimental 6IM2 0.39
Experimental 6IM6 0.13
Control 6IM9 0.08
Control 6IM15 -0.03
Tabla 4.26. Comparación de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de
control en la pregunta 9 del cuestionario.
Gráfica 4.10. Resultados de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de
control en la pregunta 9 del cuestionario.
La Gráfica 4.10 como la Tabla 4.26 muestran los resultados de la ganancia g obtenida en la
pregunta 9. Los cálculos realizados arrojan diferencias entre los grupos experimentales y de
control. En los grupos experimentales las ganancias son media y baja, ya que para el grupo
6IM2 fue de g = 0.39, y para el grupo 6IM6 fue de g = 0.13, lo que nos indica que los
grupos experimentales muestran un progreso en el dominio de los conceptos físicos
involucrados en esta pregunta. Los grupos de control obtienen ganancias de g = 0.08 y de
g = -0.03, en uno es baja y en el otro su ganancia es negativa, es decir, para un grupo de
control sus conocimientos previos sobre este punto cambiaron de forma negativa después
de impartido el curso. No se alcanzó el objetivo propuesto por el programa para el dominio
de los conceptos involucrados en esta pregunta.
En conclusión, los alumnos confunden los efectos del campo magnético, no siendo capaces
de determinar que el campo magnético del imán ejerce una fuerza sobre las cargas en
movimiento que es perpendicular a la dirección de la velocidad y del campo mismo.
Pregunta 10
10.- El alambre 1 tiene una corriente que sale de la página, como se muestra en el dibujo.
El alambre 2 tiene una corriente que entra a la página.
¿Qué dirección tendrá el campo magnético en el punto P?
La respuesta correcta para esta pregunta es la opción “a”.
-0.20
0.00
0.20
0.40
6IM2 6IM6 6IM9 6IM15
GANACIA
GRUPO
6IM2
6IM6
6IM9
6IM15
Ninguna de
las anteriores
Alambre 2 Alambre 1
GRUPO GANANCIA
Experimental 6IM2 0.40
Experimental 6IM6 0.51
Control 6IM9 0.16
Control 6IM15 0.12
Tabla 4.27. Comparación de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de
control en la pregunta 10 del cuestionario.
Gráfica 4.11. Resultados de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de control
en la pregunta 10 del cuestionario.
En esta pregunta se cuestiona sobre la dirección del campo magnético producido por un
conductor recto y largo en el cual circula una corriente eléctrica. En el pretest los
estudiantes no tienen una idea clara de lo que sucede, lo cual se comprueba con el promedio
de aciertos obtenido de cada grupo para esta pregunta. En el grupo experimental 6IM2 su
promedio fue de 23.08, para el grupo experimental 6IM6 su promedio fue de 16.67, para el
grupo de control 6IM9 su promedio fue de 13.79 y para el grupo 6IM15 su promedio fue de
6.25.
La respuesta b) es un elemento de distracción bastante fuerte, como se observa en las tablas
donde se tabularon los datos del pretest, lo cual nos indica que los alumnos confunden los
efectos del campo magnético con los efectos del campo eléctrico.
La Gráfica 4.11 como la Tabla 4.27 muestran los resultados de la ganancia g obtenida en la
pregunta 10. Los cálculos realizados arrojan diferencias entre los grupos experimentales y
de control. Para los grupos experimentales sus ganancias fueron medias, g = 0.40 y g =
0.51, logrando alcanzar aceptablemente el objetivo propuesto para esta pregunta, lo que nos
permite concluir que se produjo una recuperación de conceptos de este tema. En los grupos
de control se obtuvieron ganancias de g = 0.16 y de g = 0.12 siendo bajas. Este hecho nos
permite concluir que con el método tradicional no se logra un dominio de los conceptos de
este tema por los grupos de control, ya que los alumnos confunden los efectos del campo
magnético con los efectos del campo eléctrico de un conductor recto y largo.
0.00
0.50
6IM2 6IM6 6IM9 6IM15
GANANCIA
GRUPO
6IM2
6IM6
6IM9
6IM15
Pregunta 11
11.- El diagrama muestra un alambre con una corriente i, ( • ) la corriente eléctrica sale del
papel. ¿En qué dirección se dirigirá el campo magnético de situarse en las posiciones A y
B?
Siendo la respuesta correcta de esta pregunta el inciso “a”.
GRUPO GANANCIA
Experimental 6IM2 0.16
Experimental 6IM6 0.19
Control 6IM9 0.17
Control 6IM15 0.21
Tabla 4.28. Comparación de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de
control en la pregunta 11 del cuestionario.
El objetivo de esta pregunta es investigar las dificultades relacionadas con la comprensión
de la definición operativa del campo magnético. La Grafica 4.12 como la Tabla 4.28
muestra los resultados de la ganancia g obtenida en la pregunta 11.
Los cálculos realizados arrojaron que para los dos grupos experimentales su ganancia g fue
baja, de g = 0.16 y de g = 0.19, respectivamente y los grupos de control se obtuvieron
ganancias de g = 0.17 y de g =0.21, siendo también baja para ambos grupos. Debido a que
los resultados entran en el rango de g baja, podemos concluir que los cuatro grupos, tanto
Ninguna de las anteriores
los grupos experimentales como los grupos de control, no lograron dominar los conceptos
físicos involucrados en esta pregunta.
Gráfica 4.12. Resultados de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de control
en la pregunta 11 del cuestionario.
Como mencionamos antes, lo anterior indica la dificultad de muchos alumnos para usar
correctamente el concepto de campo magnético. También es posible, como lo indica
Maloney, que estos resultados apuntan que los alumnos se confunden cuando un conductor
es recorrido por una corriente eléctrica y cuando un conductor está cargado eléctricamente,
es decir, que los alumnos confunden el campo eléctrico y el magnético, fundamentalmente
en lo que se refiere a sus efectos.
Pregunta 12
12.- Una partícula cargada positivamente +q está en reposo, y se encuentra entre dos
imanes de barra que también están en reposo, el imán de la izquierda produce un campo
magnético tres veces más intenso que el de la derecha.
¿Qué opción de abajo representa mejor la fuerza MAGNÉTICA resultante ejercida por los
imanes en la carga?
Siendo la respuesta correcta de esta pregunta el inciso “e”.
Esta pregunta trata sobre la interacción magnética entre imanes y cargas eléctricas en
reposo. Al analizar los resultados obtenidos en los cuatro grupos de esta investigación
después de haber recibido el curso de Magnetismo, encontramos que los alumnos tienen
varias dificultades para identificar los efectos que produce el campo magnético, siendo los
resultados para g muy bajos. Concluimos que los alumnos tienen problemas para
comprender sobre que objetos actúa el campo magnético.
0.00
0.10
0.20
6IM2 6IM6 6IM9 6IM15
GANANCIA
GRUPO
6IM2
6IM6
6IM9
6IM15
Cero
GRUPO GANANCIA
Experimental 6IM2 0.04
Experimental 6IM6 0.36
Control 6IM9 0.11
Control 6IM15 -0.14
Tabla 4.29. Comparación de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de
control en la pregunta 12 del cuestionario.
Gráfica 4.13. Resultados de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de control
en la pregunta 12 del cuestionario.
Para corroborar lo anterior, observamos que los cálculos de la ganancia g arrojan que los
grupos experimentales obtienen ganancias g bajas, de g =0.04 y de g =0.36,
respectivamente. En los grupos de control se obtuvo una ganancia de g = 0.11 y de g = -
0.14 siendo también bajas e incluso en un grupo la ganancia es negativa, lo que nos permite
concluir que no se logró el objetivo de aprendizaje de conceptos de este tema, tanto en los
grupos experimentales como en los grupos de control, como se muestra en la Tabla 4.29 y
en la Gráfica 4.13.
Pregunta 13
13.- Dos alambres paralelos I y II que están cerca uno del otro y llevan corrientes uno de i
y el otro de 3i en la misma dirección. Comparar la fuerza de los dos cables que ejercen
entre sí.
a) El alambre I ejerce una fuerza mayor sobre el alambre II.
b) El alambre II ejerce una fuerza mayor sobre el alambre I.
c) Los alambres ejercen igual fuerza de atracción entre sí.
d) Los alambres ejercen igual fuerza de repulsión uno del otro.
e) Los alambres no ejercen fuerzas entre sí.
-0.20
0.00
0.20
0.40
6IM2 6IM6 6IM9 6IM15
GANACIA
GRUPO
6IM2
6IM6
6IM9
6IM15
GRUPO GANANCIA
Experimental 6IM2 0.64
Experimental 6IM6 0.52
Control 6IM9 0.16
Control 6IM15 0
Tabla 4.30. Comparación de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de
control en la pregunta 13 del cuestionario.
Gráfica 4.14. Resultados de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de control
en la pregunta 13 del cuestionario.
En Gráfica 4.14 como la Tabla 4.30 muestra los resultados de la ganancia g obtenida en la
pregunta 13. Los cálculos realizados arrojaron que para los grupos experimentales su
ganancia g es media, de g = 0.64 y de g = 0.52, respectivamente. En los grupos de control
se obtuvieron ganancias de g = 0.16 y de g = 0 siendo ambas bajas. Esto nos permite
deducir que los grupos experimentales, a pesar de los resultados previos, dominan algunos
aspectos de la Ley de Ampere, porque para contestar correctamente a esta pregunta no es
necesario un nivel teórico demasiado elevado en Magnetismo; por el contrario, es suficiente
saber que dos conductores que son recorridos por corrientes del mismo sentido se atraen.
En los grupos de control se deduce que muchos alumnos consideran de forma errónea que a
mayor intensidad, mayor fuerza y esto hace que se quebrante el principio de acción y
reacción que ha sido reiteradamente mencionada en la Mecánica Clásica al estudiar las
leyes de Newton. Por lo tanto, observamos que los alumnos no tienen en cuenta lo
aprendido en otros cursos de la Física, en este caso la Mecánica, para analizar preguntas de
Magnetismo y que, en consecuencia, las dificultades de aprendizaje detectadas en Mecánica
se extienden a otros campos de la Física.
0.00
1.00
6IM2 6IM6 6IM9 6IM15
GANANCIA
GRUPO
6IM2
6IM6
6IM9
6IM15
Pregunta 14
14.- ¿Qué debe suceder para que en un electroimán se produzca un campo magnético?
a) Se debe calentar.
b) Debe tocar otro imán.
c) Debe ser alineado con el campo magnético de la Tierra.
d) Debe estar conectado a una fuente eléctrica (FEM).
GRUPO GANANCIA
Experimental 6IM2 0.08
Experimental 6IM6 1.0
Control 6IM9 0.89
Control 6IM15 -0.29
Tabla 4.31 Comparación de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de control
en la pregunta 14 del cuestionario.
Gráfica 4.15 Resultados de ganancia g obtenida por los grupos experimentales y de control
en la pregunta 14 del cuestionario.
El objetivo de esta pregunta es que los estudiantes expliquen sus ideas sobre los imanes y
corrientes como fuentes del campo magnético, y que considere el modelo propuesto por
Ampère, el cual tiene una base el análisis de muchos fenómenos electromagnéticos. Esta
pregunta también indaga si los estudiantes conocen que campo magnético genera una espira
conductora y que un electroimán se comporta igual que un imán, con la ventaja de que su
intensidad se puede controlar, ya sea cambiando la corriente que se le hace circular o
variando el número de espiras de la bobina, además al cesar la corriente eléctrica el efecto
magnético desaparece.
Los resultados se muestran en la Tabla 4.31 y en la Gráfica 4.15. La ganancia g obtenida en
el grupo experimental 6IM6 fue de g = 1.0, y en el grupo de control 6IM9 fue de g = 0.89,
siendo estas ganancias g altas ya que el resultado obtenido para g es ≥ 0.7. Pensamos que
estos grupos obtienen una ganancia alta debido a su especialización, ya que el grupo 6IM6
son técnicos en instalaciones y mantenimiento eléctrico, teniendo conocimientos formales
en este tema, y el grupo 6IM9 son técnicos en telecomunicaciones, de igual forma este
grupo tiene conocimientos formales de este tema. Para estos dos grupos se logró el objetivo
-0.50
0.00
0.50
1.00
6IM2 6IM6 6IM9 6IM15
GANANCIA
GRUPO
6IM2
6IM6
6IM9
6IM15
propuesto tanto del programa institucional, como el propuesto en la nueva estrategia de
aprendizaje activo. De la misma forma que en algunas preguntas anteriores observamos que
sucede este fenómeno debido a la especialidad de los grupos.
Y en el grupo experimental 6IM2 se obtuvo una ganancia baja de g =.08, y en el grupo de
control 6IM15 la ganancia es de g = -.29, siendo esta una ganancia negativa. En estos
grupos no se logró que los estudiantes dominaran los conceptos físicos necesarios para
contestar esta pregunta.
CONCLUSIONES
En este trabajo presentamos los resultados del diseño e implementación de una serie de
Clases Demostrativas Interactivas para el aprendizaje del tema de Magnetismo enfocadas a
alumnos del sexto semestre del nivel medio superior. Esta investigación tiene la finalidad
de obtener resultados sobre la factibilidad de la aplicación de la metodología y la eficiencia
en el logro del aprendizaje del tema de Magnetismo.
Para determinar el nivel de conocimientos previos con los cuales llegaron los alumnos se
utilizó el promedio obtenido por los 4 grupos en el pretest. En la Tabla 5.1 se presentan los
resultados del pretest de los cuales concluimos que en promedio los alumnos llegaron al
curso de Física IV con el mismo nivel de conocimiento sobre el tema de Magnetismo.
Grupo Promedio del
Pretest
Promedio del
Postest
Experimental 6IM2 46.41 64.53
Experimental 6IM6 43.24 65.84
Control 6IM9 46.41 49.48
Control 6IM15 41.73 45.51
Tabla 5.1 Resultados obtenidos en el pretest por los grupos experimentales y de control
Estos resultados también se muestran en la Tabla 5.2, en donde escribimos los aciertos
obtenidos por pregunta en cada grupo:
Grupo Alumnos P 1 P 2 P 3 P 4 P 5 P 6 P 7 P 8 P 9 P 10 P 11 P 12 P 13 P 14
6IM2 26 a) 22 b) 21 1 21 10 25 23 9 14 3 6 1 2 4 21
6IM6 36 a) 29 b) 29 1 29 11 35 34 17 8 4 6 0 0 3 32
6IM9 29 a) 22 b)26 2 26 11 25 26 13 15 3 4 0 2 4 20
6IM15 32 a) 22 b)29 0 27 2 29 22 14 14 3 2 2 4 9 25
Total 123 a)95 b)105 4 103 34 114 105 53 51 13 18 3 8 20 98
Tabla 5.2 Resultados obtenidos de los aciertos por pregunta en pretest por los grupos
experimentales y de control.
Usando la Tabla anterior analizamos cada una de las preguntas para identificar las ideas
previas de los estudiantes y a partir de estas se diseñaron las CDI del tema de Magnetismo.
Una vez implementadas las sesiones en los grupos obtuvimos los resultados que se
muestran en detalle en el capítulo previo. Tomando como base estos resultados a
continuación escribimos las respuestas a las preguntas de investigación que se plantean en
el Capítulo I. La primera pregunta planteada fue:
¿Qué tan eficiente resulta la metodología CDI en la enseñanza del tema de Magnetismo en
el CECYT Wilfrido Massieu?
La hipótesis propuesta para esta pregunta fue:
Al usar en las practicas de Magnetismo la secuencia didáctica basada en la metodología
de las CDI se puede lograr aprendizaje y desarrollar habilidades para solución de
problemas de Física contextualizados, como a los que se enfrenta el estudiante en la vida
cotidiana. Además en los estudiantes del nivel medio superior del CECYT Wilfrido Massieu
la metodología propuesta será es más eficiente para lograr la comprensión de dichos
conceptos.
En este sentido comentamos que fue posible implementar de forma exitosa la metodología
de CDI en la enseñanza del tema de Magnetismo en el CECYT Wilfrido Massieu. Se
diseñaron dos prácticas de laboratorio en base al programa de Física IV, para su
elaboración consideramos las características de la metodología CDI y los resultados
obtenidos en el pretest.
Para el cuestionario completo, en la Tabla 5.3 mostramos los resultados obtenidos para el
factor de Hake en los grupos experimentales y de control.
GRUPO GANANCIA
Experimental 6IM2 0.33
Experimental 6IM6 0.41
Control 6IM9 0.03
Control 6IM15 0.07
Tabla 5.3 Resultados obtenidos por los grupos experimentales y de control para la
ganancia g en el cuestionario.
Con base en los resultados obtenidos del pretest y postest podemos concluir que los grupos
experimentales obtuvieron una mayor ganancia de Hake g comparada con la obtenida por
los grupos de control. Por lo tanto, podemos afirmar que los estudiantes del grupo
experimental logran una mejor comprensión de los conceptos básicos del Magnetismo.
Cabe mencionar que en algunos de los resultados obtenidos en los cuestionarios (pretest o
postest) puede influir la especialización técnica de cada uno de los grupos que participaron
en esta investigación, debido a que algunos estudiantes ya han tenido algún acercamiento a
temas relacionados con el Magnetismo, y por lo tanto es probable que obtengan un mayor
número de aciertos en los cuestionarios usados en este trabajo. Los grupos 6IM6 y 6IM9
son de especialidades en las cuales cursan materias relacionadas con el Magnetismo,
mientras que los grupos 6IM2 y 6IM15 tienen especialidades en las cuales las materias que
cursan no contienen temas relacionados con el Magnetismo.
Por ejemplo, en la Tabla 5.4 se observa que en la pregunta 14 del cuestionario los grupos
6IM6 y el grupo 6IM9 obtuvieron una ganancia alta, mientras que los otros dos grupos
obtienen una ganancia muy baja. Por lo tanto es probable que la especialización influya en
los resultados que se obtienen para esta pregunta.
GRUPO GANANCIA
Experimental 6IM2 0.08
Experimental 6IM6 1.0
Control 6IM9 0.89
Control 6IM15 -0.29
Tabla 5.4 Comparación de ganancia g obtenida en la pregunta 14 para los grupos
experimentales y de control.
Como expresamos en capítulos anteriores se tuvo que adaptar la metodología CDI al curso
de Física IV en el CECYT Wilfrido Massieu, para utilizar los materiales que tenemos en la
escuela. Además debemos considerar que nuestros alumnos es la primera vez que cursan la
materia de Física IV que contiene el tema de Magnetismo y que en sus cursos no es común
que se usen metodologías como la que empleamos en este trabajo.
También logramos que los alumnos aplicaran el ciclo POE (modificación del ciclo PODS
original), este proceso se utilizó durante el ciclo de aprendizaje que incluyó predicciones,
discusiones en pequeños grupos, observaciones y comparaciones de las predicciones con
los resultados observados.
Después de la aplicación de la metodología CDI los alumnos manifestaron haber aprendido
mejor utilizando esta metodología en comparación con la aplicación de un diseño
metodológico tradicional.
Por otro lado, la segunda pregunta de investigación formulada es:
¿Existe diferencia entre los resultados obtenidos en el aprendizaje cuando usamos el
método tradicional y la metodología CDI en la enseñanza del tema de Magnetismo?
La hipótesis propuesta para contestar esta pregunta fue:
En contraste con la enseñanza tradicional, la metodología CDI motiva el aprendizaje del
Magnetismo por los estudiantes y se logran mejores resultados en el desempeño académico
en el tema de Magnetismo.
En este sentido, como se mencionó en el capítulo de análisis de datos y previamente en la
respuesta a la primera pregunta de investigación, la estrategia de las CDI fue eficiente para
lograr una mejor comprensión por parte de los alumnos del tema de Magnetismo, no sólo
para un aprendizaje conceptual y procedimental del tema, sino también para favorece las
actitudes hacia el aprendizaje de la ciencia.
En este sentido los alumnos de los grupos experimentales comentaron que se aprende más
con la estrategia didáctica CDI, ya que algunos estudiantes hicieron comentarios como:
“con este método podemos usar todo el material de la practica y no solo verlo como antes
y también todos podemos participar”.
Otro de los comentarios de los alumnos al respecto fue:
“si así me hubieran enseñado Física I (Física I es parte de la curricula que se imparte en
el CECYT Wilfrido Massieu en tercer semestre.), con estos pasos no la hubiera
reprobado”.
El cuestionario diseñado analiza conceptos básicos del Magnetismo, la interacción
magnética entre imanes y cargas eléctricas. Después de haber recibido el curso de
Magnetismo, observamos que la mayoría de los alumnos tienen diferentes dificultades en
su aprendizaje. A través de las respuestas que dan los alumnos para contestar a estas
preguntas se pone de manifiesto el hecho de que los estudiantes no comprenden con
profundidad este tema.
Aunque la gran mayoría de los alumnos identifican que el imán es una fuente del campo
magnético, no sabe justificarlo de forma coherente con el marco de la Física. No identifica
que el campo magnético solo actúa sobre cargas en movimiento, como en la pregunta 8 en
donde la ganancia de los cuatro grupos es baja, donde se observa que en los grupos
experimentales se obtienen ganancias de g = 0.17 y de g = 0.29, siendo bajas, pero los
grupos de control obtienen ganancia negativas g = - 0.06 y de g = - 0.44, es decir que sus
ideas previas eran más apropiadas que los conocimientos obtenidos en el curso.
Muchos de los estudiantes no comprenden la diferencia entre el campo electrostático y el
campo magnético, fundamentalmente en lo que se refiere a sus efectos, como en la pregunta
2, en donde los resultados de las ganancias g de los grupos de control es de 0.04 y 0.0
respectivamente, y la ganancias g de los grupos experimentales es de 0.08 y 0.09 que son
ganancias bajas.
Además observamos que a los alumnos se les dificulta establecer una relación cuantitativa
entre el comportamiento del campo magnético que se crea alrededor de un conductor y la
corriente que lo atraviesa, como en la pregunta 13, para la cual los resultados muestran que
en los grupos experimentales las ganancias g fueron medias, de g = 0.64 y de g = 0.52
respectivamente. Pero en los grupos de control se obtuvieron ganancias de g = 0.16 y de g
= 0 que son bajas.
Del análisis anterior podemos afirmar que los alumnos manifiestan una baja comprensión
de algunos conceptos del tema de Magnetismo aun después de recibir un curso formal sobre
este tema.
Al desarrollar esta estrategia tanto en el laboratorio como en el salón de clases observamos
que a los estudiantes de los grupos experimentales se les despertó la curiosidad, y
frecuentemente se preguntaban ¿que pasara? cada vez que realizábamos experimentos.
Además se fomentó la intención de discutir cuando no estaban de acuerdo con las
predicciones de los demás. Sin duda estas actitudes de los alumnos ayudan en su
aprendizaje de la Física.
Como se observa en el capítulo análisis e interpretación de los resultados obtenidos del
pretest y postest, se deben tener en cuenta varios factores a analizar, los cuales son:
A partir de los resultados del pretest identificar los conocimientos del tema de Magnetismo
con los que llegan los alumnos. Usando el pretest se deben de identificar las ideas previas
de los alumnos.
Que la instrumentación fuera la adecuada al nivel de conocimientos de los alumnos.
Para evaluar el conocimiento y comprensión de los conceptos básicos del Magnetismo a
partir del porcentaje de aciertos obtenidos del pretest y del postest, se utilizó el factor de
Hake g. También empleamos estos resultados para determinar la efectividad de las
secuencias basadas en las CDI. El resultado para la ganancia de Hake de los grupos
experimentales es calificado como medio, pero creemos que esto se debió en parte a que
fue la primera vez que tanto los alumnos como el maestro utilizaron esta nueva
metodología de aprendizaje.
Debemos resaltar que solamente se implementó con esta estrategia algunos temas de
Magnetismo en las prácticas diseñadas debido que se necesita un mayor tiempo para aplicar
la misma, los demás temas se desarrollaron con otro tipo de estrategias las cuales ya se
mencionaron anteriormente en el Capítulo III sobre la Metodología usada en este trabajo.
Resumiendo los resultados previos muestran una clara diferencia entre los grupos
experimentales y los de control. Por lo que en el tema de Magnetismo, es posible
diferenciar claramente la eficiencia de la estrategia de las CDI con respecto a la enseñanza
tradicional.
Recomendaciones
Después de los resultados obtenidos al implementar la estrategia Clases Demostrativas
Interactivas en el curso de Física IV, recomendamos a la instancia correspondiente del
CECYT Wilfrido Massieu aplicar el examen de diagnostico a todos los estudiantes antes de
comenzar el curso de Física IV para conocer las ideas previas de estos. Esta información
podría orientarnos para elaborar las actividades a desarrollar en el desarrollo del curso, así
como mejorar los resultados de la evaluación.
Con respecto a la implementación de esta estrategia, debemos establecer normas de
conducta que orienten a los alumnos para tener una participación adecuada cuando se
desarrollen actividades dentro del laboratorio y clases en el aula, como discusiones grupales
y por equipos. Esto con el fin de para estimular la tolerancia, el respeto y la solidaridad que
son importantes cuando se trabaja con esta metodología.
También recomendamos a la instancia correspondiente del CECYT Wilfrido Massieu
motivar a los docentes que utilicen estrategias como las CDI en el desarrollo de sus cursos
de Física, por lo cual son necesarios programas de capacitación docente sobre metodologías
de aprendizaje activo con la finalidad de garantizar resultados efectivos en el aprendizaje de
los alumnos.
Finalmente, tomando en cuenta las conclusiones de esta investigación, las consideraciones
sobre la instrumentación de la estrategia CDI y las recomendaciones expuestas en este
capítulo, afirmamos que esta metodología puede usarse en la enseñanza del curso de Física
IV a nivel medio superior y que es eficiente en el logro de los objetivos del plan de
estudios.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ANEXOS
ANEXO 1: Examen de diagnostico. Magnetismo
Instrucciones: Contesta solamente en la hoja de respuestas tachando la respuesta correcta
a cada pregunta.
En las preguntas 1, 2 y 3, puede seleccionar una o más opciones.
1.- ¿Cuáles de los siguientes objetos son atraídos por un imán?
a) Monedas de hierro
b) clip para papel
c) Peine
d) Bolsa de papel
2.- Una canica de madera con carga Q positiva:
a) Genera un campo eléctrico
b) Genera un campo magnético
c) Genera un campo eléctrico y un campo magnético
d) No genera ni campo eléctrico, ni campo magnético
3.- Una canica de hierro sin carga eléctrica, pero magnetizada:
a) Genera un campo eléctrico
b) Genera un campo magnético
c) Genera un campo eléctrico y un campo magnético
d) No genera ni campo eléctrico, ni campo magnético
4.-En un deshuesadero de autos viejos se suele utilizar un potente electroimán para mover
los coches. El electroimán:
a) Atrae por igual a todas las partes metálicas del coche, cualquiera que sea su
naturaleza (hierro, cinc, aluminio,…, etc.)
b) A las partes metálicas de hierro las atrae y a las otras las repele.
c) A las partes metálicas de hierro las atrae y sobre las otras no ejerce ninguna acción.
d) Atrae más a las partes de hierro que a las otras partes metálicas del coche.
5.- ¿Qué pasará si se ponen dos imanes juntos como muestra en la siguiente figura?
a) Se atraen
b) Se repelen
c) No pasa nada
6.- De los siguientes dibujos ¿cuál describe correctamente las líneas de fuerza del campo
magnético de un imán?
La respuesta correcta para la pregunta 6 es la opción “d”.
7.- De los siguientes dibujos, ¿cuál describe correctamente las líneas de fuerza del campo
magnético de una corriente continua rectilínea de intensidad I en un conductor recto?
La respuesta correcta para la pregunta 7 es la opción “b”.
8.- ¿Qué sucede con una carga positiva que se coloca en reposo en un campo magnético
uniforme? Un campo uniforme es aquel cuya fuerza y la dirección son los mismos en todos
los puntos.
a) Se mueve con una velocidad constante ya que la fuerza tiene una magnitud constante.
b) Se mueve con una aceleración constante debido a que la fuerza tiene una magnitud
constante.
c) Se mueve en un círculo a una velocidad constante ya que la fuerza es siempre
perpendicular a la velocidad.
d) Se acelera en un círculo ya que la fuerza es siempre perpendicular a la velocidad.
e) Permanece en reposo ya que la fuerza y la velocidad inicial es cero.
9.- Un electrón se mueve horizontalmente hacia una pantalla. El electrón se mueve a lo
largo de la ruta que se muestra, causada por una fuerza magnética debida a un campo
magnético.
¿En qué dirección apunta el campo magnético?
a) A la parte superior de la página
b) A la parte inferior de la página
c) Dentro de la página
d) Fuera de la página
e) El campo magnético está en la dirección de la trayectoria de la curva.
10.- El alambre 1 tiene una corriente que sale de la página, como se muestra en el
diagrama. El alambre 2 tiene una corriente que entra a la página.
¿Qué dirección tendrá el campo magnético en el punto P?
La respuesta correcta para esta pregunta es la opción “a”.
11.- El diagrama muestra un alambre con una i, (•) la corriente eléctrica sale del papel.
¿En qué dirección se dirigirá el campo magnético de situarse en las posiciones A y B?
Siendo la respuesta correcta de esta pregunta el inciso “a”.
Ninguna de las
anteriores
Ninguna de las anteriores
Alambre 1 Alambre 2
12.-Una partícula cargada positivamente +q está en reposo, y se encuentra entre dos imanes
de barra que también están en reposo, el imán de la izquierda produce un campo magnético
tres veces más intenso que el de la derecha. ¿Qué opción de abajo representa mejor la
fuerza MAGNÉTICA resultante ejercida por los imanes en la carga?
Siendo la respuesta correcta de esta pregunta el inciso “e”.
13.- Dos alambres paralelos I y II que están cerca uno del otro y llevan corrientes uno de i
y el otro de 3i en la misma dirección. Comparar la fuerza de los dos cables que ejercen
entre sí.
a) El alambre I ejerce una fuerza mayor sobre el alambre II.
b) El alambre II ejerce una fuerza mayor sobre el alambre I.
c) Los alambres ejercen igual fuerza de atracción entre sí.
d) Los alambres ejercen igual fuerza de repulsión uno del otro.
e) Los alambres no ejercen fuerzas entre sí.
14.- ¿Qué debe suceder para que en un electroimán se produzca un campo magnético?
a) Se debe calentar.
b) Debe tocar otro imán.
c) Debe ser alineado con el campo magnético de la Tierra.
d) Debe estar conectado a una fuente eléctrica (FEM).
Cero
Examen de diagnóstico
Magnetismo
Nombre: ____________________________________________________
Grupo: ______________ Edad: ____________ Sexo: _________
Hoja de respuestas
Instrucciones: Solo contesta en esta hoja de respuestas, tachando la respuesta correcta a cada
pregunta.
1.- a), b), c), d)
2.- a), b), c), d)
3.- a), b), c), d)
4.- a), b), c), d)
5.- a), b), c)
6.- a), b), c), d)
7.- a), b), c), d),
8.- a), b), c), d), e)
9.- a), b), c), d), e)
10.- a), b), c), d), e)
11.- a), b), c), d), e)
12.- a), b), c), d), e)
13.- a), b), c), d), e)
14.- a), b), c), d)
ANEXO 2: Objetivo general del programa de estudios.
Esta asignatura tiene como objetivo principal que los alumnos desarrollen su capacidad
creativa y autodidacta para la solución de problemas físicos mediante la teoría y
experimentación, propiciando en el alumno el proceso de construcción del conocimiento
de tal manera que sea significativo, en donde el profesor como mediador del conocimiento
conduzca a realizar actividades experimentales en equipos colaborativos que les permitan
desarrollar habilidades de Observación, Reflexión, y Análisis de los fenómenos físicos,
que forman parte de su vida diaria como son: Magnetismo, Electromagnetismo,
Movimiento Ondulatorio y Física Moderna
Cuyo contenido consiste en los siguientes temas: (Solamente incluimos el contenido de la
Unidad I que es relevante para esta Tesis.)
UNIDAD I. ELECTROMAGNETISMO
RESULTADOS DE APRENDIZAJE PROPUESTO 1:
Incluir, mediante investigación documental y experiencias recreativas, el estudio del
Magnetismo y sus propiedades.
RESULTADOS DE APRENDIZAJE PROPUESTO 2:
Aplicar las leyes de Coulomb y Gauss del Magnetismo y los modelos matemáticos en la
solución de problemas.
RESULTADOS DE APRENDIZAJE PROPUESTO 3:
Interpretar las características de las líneas de campos magnéticos uniforme y no uniforme y
los modelos matemáticos correspondientes en la solución de problemas de flujo magnético.
RESULTADOS DE APRENDIZAJE PROPUESTO 4:
Explicar la existencia de campos magnéticos debido al movimiento de cargas eléctricas.
RESULTADOS DE APRENDIZAJE PROPUESTO 5:
Explicar la interacción entre los campos magnéticos y las partículas cargadas
eléctricamente en movimiento.
RESULTADOS DE APRENDIZAJE PROPUESTO 6:
Explicar la interacción entre el campo magnético y un conductor con corriente eléctrica.
RESULTADOS DE APRENDIZAJE PROPUESTO 7:
Explicar que la interacción entre conductores y campos magnéticos se aplica en
dispositivos de medición y maquinaria eléctrica.
RESULTADOS DE APRENDIZAJE PROPUESTO 8:
Comprobar las analogías de un circuito magnético con un circuito eléctrico.
ANEXO 3: Prácticas de Magnetismo diseñadas con la metodología CDI
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TURNO MATUTINO
Nombre: ____________________________________________________
Grupo: ____________ Fecha: _______________ Equipo: _____________
CLASES INTERACTIVAS DEMOSTRATIVAS
Magnetismo
Instrucciones: Estas hojas deberás entregarlas a tu profesor. Escribe tu nombre en la parte
superior para registrar tu asistencia y tu participación en estas demostraciones. Sigue las
instrucciones de tu profesor. Puedes escribir tus repuestas en la parte de atrás de la hoja si
es necesario.
Demostración 1:
Si colgamos de un soporte un imán, de manera que pueda girar libremente. Y si se toma
otro imán y lo aproximamos con cuidado a los polos del mismo color (polos homónimos)
como se indica en la figura.
Predecir, ¿Qué crees que suceda?
Razona tu respuesta:
¿Qué tipo de fuerza se ejerce sobre los imanes, de atracción o de
repulsión?_______________________
Demostración 2:
Se repite la demostración 1, pero ahora se aproximan los polos de diferente color (polos
heterónomos) como se indica en el esquema.
¿Qué crees que suceda?
Razona tu respuesta:
¿Qué tipo de fuerza se ejerce sobre los imanes, de atracción o de repulsión?
_____________________________________________________________________
De las demostraciones anteriores escriba la ley que se comprueba:
______________________________________________________________________
Demostración 3:
Sobre un imán en forma de barra se coloca un vidrio en el cual se espolvorea limadura de
hierro, y se golpea suavemente para que se esparza uniformemente.
¿Cómo crees que sea la distribución de la limadura de hierro en un imán de barra?
Razona tu respuesta:
De lo observado cual crees que sea la configuración del campo magnético que se producen
alrededor del imán:
Demostración 4:
Sobre un imán en forma de herradura, se coloca un vidrio en el cual se espolvorea limadura
de hierro, y se golpea suavemente para que se esparza uniformemente. Después alrededor
del imán se coloca una brújula cambiándola a diferentes posiciones.
¿Qué crees que suceda con la aguja de la brújula?
Razona tu respuesta
Diga qué posición adquirió la brújula en cada caso, cambiándola a diferentes posiciones:
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
________________________________________________________________
¿Este experimento le recuerda alguna relación con otro campo? ________
¿Cuál?___________
Demostración 5:
Si colocamos un anillo de hierro entre un polo N y un polo S de un imán de herradura.
¿Explique qué se observará en el interior del anillo al espolvorear limaduras de hierro
dentro del anillo?
Razona tu respuesta:
¿Qué valor tiene el campo magnético en el centro del anillo?
De tu respuesta anterior explique cómo se comporta el anillo de hierro:
______________________________________________________________________
Demostración 6:
Si coloca un conductor paralelo, por encima y muy próximo a una brújula como se indica
en la Figura. Si se le aplica una tensión de 6V y se cierra el interruptor por breve tiempo,
para que circule una corriente eléctrica a través del conductor.
¿Explique qué se observará en la brújula?
Razona tu respuesta:
¿Qué sucede con la aguja de la brújula al paso de la corriente en el conductor?
De lo observado cual crees que sea la configuración del campo magnético del conductor:
¿Qué se determina al aplicar la regla de la mano derecha?
¿Qué científico investigó este experimento y que nos demuestra?
Brújula
Hilo conductor
Fuente C.D.
Demostración 7:
Ahora, si cambiamos el sentido de la corriente y aplicamos la misma tensión.
¿Explique qué se observara en la brújula?
Razona tu respuesta:
¿Qué sucede con la aguja de la brújula al paso de la corriente en el conductor?
De lo observado cual crees que sea la configuración del campo magnético del conductor:
¿Qué se determina al aplicar la regla de la mano derecha?
Demostración 8:
Haciendo uso de conductores flexibles se monta el aparato de la siguiente figura. Conectar
los conductores flexibles de tal manera que queden en serie con la fuente como en la figura.
Haga circular una corriente eléctrica aplicando una tensión de 10 V y cierre el circuito por
breve tiempo.
Brújula
Hilo conductor
Fuente C.D.
¿Qué crees que sucede con los conductores flexibles y paralelos que transportan corriente
en sentido contrario?
Razona tu respuesta:
¿Qué tipo de fuerza se ejerce sobre los conductores, de atracción o de repulsión?
De lo observado cual crees que sea la configuración del campo magnético que se producen
en los conductores flexibles cuando llevan corrientes en sentido contrario.
Demostración 9:
Repita el experimento anterior pero conectando los conductores en paralelo con la fuente
como en la figura.
¿Qué sucede con los conductores flexibles y paralelos que transportan corriente en el
mismo sentido?
Razona tu respuesta:
(a) (b) (c)
(a) (b) (c)
¿Qué tipo de fuerza se ejerce sobre los conductores, de atracción o de repulsión?
De lo observado cual crees que sea la configuración del campo magnético que se producen
en los conductores flexibles cuando llevan corrientes en el mismo sentido.
Demostración 10: En cada una de las situaciones que se muestran en la figura, una carga positiva se mueve en
un campo magnético.
Emplee la regla de la mano derecha. Para predecir la dirección de la fuerza o del campo
magnético, según lo que falte en cada diagrama vectorial.
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CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS
“WILFRIDO MASSIEU” DEPARTAMENTO DE UNIDADES DE APRENDIZAJE DEL ÁREA BÁSICA
CICLO ESCOLAR 2009 – 2010 “B”
ACADEMIA DE FÍSICA
TURNO MATUTINO
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Grupo: ____________ Fecha: _______________ Equipo: _____________
CLASES INTERACTIVAS DEMOSTRATIVAS
MAGNETISMO
Instrucciones: Estas hojas deberás entregarlas a tu profesor. Escribe tu nombre en la parte
superior para registrar tu asistencia y tu participación en estas demostraciones. Sigue las
instrucciones de tu profesor. Puedes escribir tus repuestas en la parte de atrás de la hoja si
es necesario.
Demostración 1:
Armar el dispositivo de la Figura, haga circular una corriente eléctrica por el conductor
aplicando una tensión 6 o 9 V y observar el fenómeno.
Observe que si se deja mucho tiempo, circular la corriente por el conductor se puede dañar
el circuito.
¿Qué sucede con el conductor cuando por el circula una corriente y se encuentra sumergido
dentro del campo magnético del imán?
N
S
Razona tu respuesta:
Demostración 2:
Se repite la demostración 1, pero ahora invirtiendo el sentido de la corriente que circula por
el conductor.
¿Qué sucede con el conductor cuando por el circula una corriente y se encuentra sumergido
dentro del campo magnético del imán?
Razona tu respuesta:
Demostración 3:
Se repite la Demostración 1, pero ahora cambiando la polaridad del imán, luego haga
circular una corriente eléctrica por el conductor aplicando una tensión 6 o 9 V y observar
el fenómeno.
¿Qué sucede con el conductor cuando por el circula una corriente y se encuentra sumergido
dentro del campo magnético del imán?
Razona tu respuesta:
Demostración 4:
Se repite la Demostración 3, pero ahora cambiando el sentido de la corriente que circula por
el conductor.
¿Qué sucede con el conductor cuando por el circula una corriente y se encuentra sumergido
dentro del campo magnético del imán?
Razona tu respuesta:
De lo observado en las Demostraciones 1, 2, 3, y 4 conteste lo siguiente. ¿Cómo puede
predecir hacia donde se va a mover el conductor al cerrar el circuito?
Haga un esquema, que explique este fenómeno en función de la interacción de campo
magnético del conductor y del imán.
¿En todos los casos que regla se cumple?
Demostración 5:
Armar el dispositivo de la Figura, haga circular una corriente eléctrica por la bobina
aplicando una tensión de 6 voltios y observar el fenómeno.
Observe que si se deja mucho tiempo circular la corriente por la bobina se puede dañar el
circuito.
¿Qué sucede con la bobina cuando por ella circula una corriente y se encuentra sumergido
dentro del campo magnético del imán?
Razona tu respuesta:
Demostración 6:
Se repite la Demostración 5, pero ahora invirtiendo el sentido de la corriente en la bobina.
¿Qué sucede con la bobina cuando por ella circula una corriente y se encuentra sumergido
dentro del campo magnético del imán?
Razona tu respuesta:
Demostración 7:
Se repite la Demostración 5, pero ahora invirtiendo la polaridad del imán, haga circular una
corriente eléctrica por la bobina aplicando una tensión de 6 voltios y observar el fenómeno.
¿Qué sucede con la bobina cuando por ella circula una corriente y se encuentra sumergido
dentro del campo magnético del imán?
Razona tu respuesta:
Demostración 8:
Se repite la Demostración 7, pero ahora invirtiendo el sentido de la corriente en la bobina.
¿Qué sucede con la bobina cuando por ella circula una corriente y se encuentra sumergido
dentro del campo magnético del imán?
Razona tu respuesta:
De lo observado y analizado en las demostraciones 5, 6, 7 y 8 contesta las preguntas
siguientes.
¿A qué se deben los fenómenos observados?
¿Cómo puede predecir hacia donde se va a mover la bobina al cerrar el circuito?
¿En todos los casos que regla se cumple para solenoides?
Haga un esquema, que explique este fenómeno en función de interacción de campo
magnético del imán y la bobina.
Demostración 9:
Armar el dispositivo de la Figura de manera que la corriente recorra ambas bobinas en el
mismo sentido, Haga circular una corriente eléctrica aplicando una tensión de 10 V a la
bobinas y observar el fenómeno.
¿Qué sucede con las bobinas al cerrar el circuito?
Razona tu respuesta:
.
Demostración 10:
Se repite la Demostración 9, pero conectando las bobinas de manera que la corriente
recorra ambas bobinas en sentidos opuestos.
¿Qué sucede con las bobinas al cerrar el circuito?
Razona tu respuesta:
De lo observado en las demostraciones 9 y 10. ¿A qué crees que se debe éste fenómeno?
Haga un esquema, que explique este fenómeno en función de la interacción de los campos
magnéticos de las bobinas.
ANEXO 4: Factores que tienen mayor influencia en el desempeño
académico
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ACADEMIA DE FÍSICA
TURNO MATUTINO
ENCUESTA
Nombre: ____________________________________________________
Grupo: ____________ Fecha: _______________ Equipo: _____________
Edad:_______________ Sexo:_____________
Instrucciones: Coloca en el paréntesis la respuesta según tus necesidades.
( ) 1.- ¿Con quién vives? a) Con tus padres b) Con familiares c) solo
( ) 2.- ¿Trabajas? a) Si b) No
( ) 3.- ¿Tienes internet en tu casa? a) Si b) No
( ) 4.- ¿Cuentas con Laptop? a) Si b) No
( ) 5.- ¿En dónde vives? a) D.F. b) Estado de México c) Otro
( ) 6.- ¿Cuentas con? a) Departamento b) Casa propia c) otro
( ) 7.- ¿Cuentas con algún servicio médico? a) Seguro Social b) ISSTE c) Otro
( ) 8.- ¿Cuentas con algún tipo de beca? a) IPN b) Prepa Si c) Otro
( ) 9.- ¿Cuentas con teléfono celular? a) Si b) No
( ) 10.- ¿Es la primera vez que cursas Física IV? a) Si b) No
ANEXO 5: Rúbrica de Evaluación para las Prácticas de Laboratorio de Física. (Para la estrategia de
aprendizaje Activo CDI).
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ACADEMIA DE FÍSICA
TURNO MATUTINO
Docente: Ma. Eugenia González Sandoval Unidad de aprendizaje: Física IV
Grupo_______ Semestre: ________ Modalidad: Grupal Fecha: ____________
Indicadores evidencias producto, logro o desempeño
Nivel de logro o desempeño
4 3 2 1
Manejo de información.
Análisis de información y exposición.
Su práctica satisface las siguientes condiciones:
-Establece los principales conceptos de Magnetismo, fuerza, campo magnético en imanes, espectros magnéticos, campo magnético en conductores, regla de la mano derecha para conductores.
Su práctica satisface las siguientes condiciones:
-Establece los principales conceptos de Magnetismo, fuerza, campo magnético en imanes, campo magnético en conductores, regla de la mano derecha para conductores.
-Maneja y aplica los contenidos
Su práctica satisface las siguientes condiciones:
-Establece los principales conceptos de Magnetismo, fuerza, campo magnético en imanes, campo magnético en conductores.
-Maneja y aplica los contenidos adecuadamente
Su práctica satisface las siguientes condiciones:
-Establece los principales conceptos de Magnetismo, fuerza, campo magnético en imanes.
-Maneja y aplica los contenidos adecuadamente de la práctica.
-Maneja y aplica los contenidos adecuadamente de la práctica.
adecuadamente de la práctica. de la práctica.
Cognitivo.
Práctica elaborada, comprensión de los temas.
Su práctica satisface las siguientes condiciones:
En la práctica tomó en cuenta:
-Contenidos de la práctica.
-Aplicación de la práctica.
-Relación de la práctica con su entorno.
-Justificación de la práctica.
Su práctica satisface tres de las siguientes condiciones:
En la práctica tomó en cuenta:
-Contenidos de la práctica.
-Aplicación de la práctica.
-Relación de la práctica con su entorno.
-Justificación de la práctica.
Su práctica satisface dos de las siguientes condiciones:
En la práctica tomó en cuenta:
-Contenidos de la práctica.
-Aplicación de la práctica.
-Relación de la práctica con su entorno.
-Justificación de la práctica.
Su práctica satisface una de las siguientes condiciones:
En la práctica tomó en cuenta:
-Contenidos de la práctica.
-Aplicación de la práctica.
-Relación de la práctica. con su entorno.
-Justificación de la práctica.
Comunicativo.
Explica el desarrollo de la práctica, individual y por equipo.
Su práctica satisface las siguientes condiciones:
-Explica en qué consiste la práctica.
-Comparte sus predicciones de la práctica con su equipo y con el grupo.
-Manifiesta la aplicación de cada experimento.
-Expresa lo que significó para ellos el desarrollo de este tipo de práctica.
Su práctica satisface tres de las siguientes condiciones:
-Explica en qué consiste la práctica.
-Comparte sus predicciones de la práctica con su equipo y con el grupo.
-Manifiesta la aplicación de cada experimento.
-Expresa lo que significó para ellos el desarrollo de este tipo de práctica.
Su práctica satisface dos de las siguientes condiciones:
-Explica en qué consiste la práctica.
-Comparte sus predicciones de la práctica con su equipo y con el grupo.
-Manifiesta la aplicación de cada experimento.
-Expresa lo que significó para ellos el desarrollo de este tipo de práctica.
Su práctica satisface una de las siguientes condiciones:
-Explica en qué consiste la práctica.
-Comparte sus predicciones de la práctica con su equipo y con el grupo.
-Manifiesta la aplicación de cada experimento.
-Expresa lo que significó para ellos el desarrollo de este tipo de práctica.
Actitudinal.
Trabajo
Su práctica satisface las siguientes condiciones:
Su práctica satisface tres de las siguientes condiciones:
Su práctica satisface dos de las siguientes condiciones:
Su práctica satisface dos de las siguientes condiciones:
colaborativo, responsabilidad
-Se expresa y comunica respetuosamente.
-Respeta el orden de intervención.
-Trabaja en forma colaborativa.
-Realiza en tiempo y forma cada etapa de la práctica.
Se expresa y comunica respetuosamente.
-Respeta el orden de intervención.
-Trabaja en forma colaborativa.
-Realiza en tiempo y forma cada etapa de la práctica.
Se expresa y comunica respetuosamente.
-Respeta el orden de intervención.
-Trabaja en forma colaborativa.
-Realiza en tiempo y forma cada etapa de la práctica.
Se expresa y comunica respetuosamente.
-Respeta el orden de intervención.
-Trabaja en forma colaborativa.
-Realiza en tiempo y forma cada etapa de la práctica.
Valor 20 15 10 5
Calificación:______________ Firma del docente: __________________
![INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL · Instituto Politécnico Nacional ÍNDICE [Escribir texto] INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA](https://static.fdocuments.mx/doc/165x107/5e727d63eb19c64ebc38993a/instituto-politcnico-nacional-instituto-politcnico-nacional-ndice-escribir.jpg)
