INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada

“IMPLEMENTACIÓN DE CLASES DEMOSTRATIVAS INTERACTIVAS PARA LA

ENSEÑANZA DE CALOR Y TEMPERATURA EN EL BACHILLERATO”

T E S I S

QUE PARA OBTENER EL GRADO

DE MAESTRA EN CIENCIAS

EN FÍSICA EDUCATIVA

P R E S E N T A :

R A Q U E L S E R R A N O Z Á R A T E

Director: Dr. Ricardo García Salcedo

México, D. F., marzo de 2013

AGRADECIMIENTOS

• Al CICATA-Legaría del Instituto Politécnico Nacional el haberme brindado la

oportunidad de realizar la maestría y por haber creado el sistema en línea.

• En particular al Dr. Ricardo García por ser mi asesor durante el desarrollo de esta

tesis, sus recomendaciones, sugerencias y consejos fueron invaluables para que

el trabajo llegase a término. Gracias por darme la oportunidad de conocerlo y

formar un equipo de trabajo, así como el aprender algo de él durante la realización

de esta tesis.

• A todos los Profesores que forman parte del Posgrado en Física Educativa, por su

tiempo y dedicación, que me brindaron durante la cimentación de mis

conocimientos.

• Al C. E. C. y T N°6 “Miguel Othón de Mendizábal” del Instituto Politécnico Nacional

por permitirme desarrollar en sus aulas y laboratorios este trabajo.

• A los profesores y profesoras de la academia de Física y de Química, en especial a la profesora Leticia Lemus Reyes por su apoyo y su valiosa participación.

• A mí esposo Juan Francisco Espinosa Hernández por su amor, paciencia, comprensión y apoyo en mi formación profesional.

• A mis hijos Erika Montserrat, Gianni Ariel y Giovanna Dayamel por su amor, paciencia y apoyo incondicional.

• A mi madre que siempre está para apoyarme.

• A mis hermanos Adriana y Raúl por creer en mí.

RESUMEN

En este trabajo de investigación se describe la implementación de CDI (Clases

Demostrativas Interactivas), propuestas por Sokoloff y Thornton en la enseñanza de la

Física a nivel bachillerato, así como los resultados obtenidos en esta estrategia didáctica.

El tema estudiado fue calor y temperatura, el cual forma parte de la unidad II

(Termodinámica) del programa de estudios de Física II, que se imparte en cuarto

semestre en el CECyT n°6 “Miguel Othón de Mendizábal” del IPN.

Analizando los objetivos del programa de estudios y lo propuesto por Sokoloff y

Thornton se elaboraron dos series de CDI que se utilizaron, para impartir el tema de calor

y temperatura al grupo experimental de la especialidad de Técnico en Enfermería,

mientras que al grupo control se impartieron estos temas con clases tradicionales y es un

grupo que tiene la especialidad en Técnico Laboratorito Clínico.

Se diseño un instrumento de evaluación para poder conocer la efectividad de esta

metodología, la manera en que se realizo este trabajo se describe paso a paso en los

diferentes capítulos que integra este trabajo de investigación.

Para poder analizar las evaluaciones que se aplicaron antes y después de la

instrucción (en este trabajo se aplico dos veces el test después de la instrucción), se

muestran los resultados de las CDI´s, se observa una mejora en la comprensión en los

conceptos de Física, así como una estimulación del estudiante a trabajar de manera

colaborativa, participando de una forma activa, de esta manera construye su propio

conocimiento. En la segunda aplicación de instrumento de evaluación los resultados se

describen los pormenores.

Las CDI´s se consideran una eficiente metodología para la enseñanza de la física

a nivel bachillerato, esto no quiere decir que sea la única, es conveniente sugerir que

para tener mejores resultados debemos de complementar con otras estrategias de

enseñanza activa para englobar los cursos de Física a nivel bachillerato, así como para

temas donde las ideas y conceptos previos son muy difíciles de cambiar.

 

ABSTRACT

This research paper describes the implementation of CDI (interactive

demonstration classes), proposed by Sokoloff and Thornton in the teaching of physics to

baccalaureate level, as well as the results obtained in this teaching strategy. The studied

subject was heat and temperature, which is part of the Unit II (thermodynamics) in the

curriculum of physics II, which is given in fourth semester in the CECyT n°6 “Miguel Othón

de Mendizábal” of the IPN.

Analyzing the objectives of the curriculum and proposed by Sokoloff and Thornton

were developed two series of CDI that were used to teach the subject of heat and

temperature to the experimental group of technical nursing specialty, while the control

group were given these issues with traditional classes and it is a group that has

specialized in technical Laboratory clinical.

An evaluation tool has been designed in order to know the effectiveness of this

methodology, the way in which this work was conducted is described step by step in

different chapters that are described in this research work.

To analyze the assessments that were applied before and after the instruction (this

work was applied two times the test after the instruction), shows the results of the CDI´s,

there is an improvement in understanding concepts of physics, as well as stimulation of

the student to work collaboratively, participate activelyin this way it builds their own

knowledge. In the second application of instrument of evaluation results obtained are very

satisfactory and described the details.

The CDI´s are considered to be an efficient methodology for the teaching of

physics at the high school level, this does not mean that it is the only one, it is convenient

to suggest that for best results, we must complement other strategies of active teaching to

encompass physics courses at the high school level, as well as for subjects where ideas

and previous concepts are very difficult to change.

Índice I. Introducción

I. 1 Justificación I. 2 Pregunta(s) de Investigación I. 3. Objetivo general I. 4. Objetivos particulares I. 5. Hipótesis I. 6 Organización de la tesis

II. Marco teórico II. 1 Estrategia utilizada (Aprendizaje Activo, Instrucción orientada, Instrucción por pares, etc.). II. 2 Breve introducción al tema de Física en el que se implementa la estrategia II. 3 Investigaciones previas sobre la estrategia y el tema III. Metodología III. 1 Introducción III. 2 Descripción de la secuencia o diseño instruccional III. 3 Instrumentos de evaluación III. 4 Descripción de la población III. 5 Implementación en grupo control III. 6 Implementación en grupo experimental IV. Resultados y discusión V. Conclusiones V. 1 Conclusiones V. 2 Perspectivas del trabajo Referencias Anexos A. 1 Anexo 1 A. 2 Anexo 2

I. Introducción

I. 1 Justificación

Es común escuchar a los alumnos del nivel medio superior decir lo “complicado y

difícil” que resulta la comprensión, el razonamiento y el aprendizaje de conceptos de

Física. Es muy importante tener conocimientos sobre esta rama de la Ciencia, ya que

todo lo que nos rodea tienen que ver con ella, por lo que se puede decir que la Física es,

de todas las ciencias, la más completa. Se aplica en la mayoría de los sectores como:

médico, industrial, mecánico, aeronáutico, gastronómico, por nombrar solo algunos. La

complejidad que externan los alumnos del nivel bachillerato tanto de escuelas públicas y

privadas, así como el alto índice de reprobación en todos los niveles que se imparte.

Muchos alumnos intentan adentrarse en el conocimiento científico mediante la

memorización de ecuaciones y definiciones. Otros realizan análisis de problemas

científicos con estrategias de razonamiento y metodologías superficiales (Carrascosa y

Gil, 1985), o mediante razonamientos heurísticos cotidianos pero de poca rigurosidad

para su aplicación a contenidos científicos (Pozo, Sanz, Gómez y Limón, 1991) y, en

ocasiones, aplican estrategias metacognitivas para controlar la comprensión del

problema erróneamente y, por tanto, no son conscientes de sus problemas de

comprensión (Otero y Campanario, 1990; Campanario, 1995; Baker, 1991).

Ante esta dinámica, el sistema educativo tiene un reto muy importante. Debe

cuestionarse a sí mismo, repensar sus principios y objetivos, reinventar sus

metodologías docentes y sus sistemas organizacionales. Tiene que replantear el

concepto de la relación alumno-profesor y el proceso mismo del aprendizaje, los

contenidos curriculares, además, revisar críticamente los modelos mentales que han

inspirado el desarrollo de los sistemas educativos (Cardona Ossa, 2002).

En México, existen realmente pocas instituciones que están tomando en serio los

nuevos tiempos de cambio y que están transformando sus prácticas educativas, aún de

manera aislada. Sin embargo, aún cuando existen muchos problemas para hacerlo en

todos los niveles, pensamos que es en las Escuelas de Educación Superior en donde

deberán surgir programas integrales y ser las promotoras de las nuevas formas de crear,

obtener, transformar y distribuir el conocimiento (Fernández, 2000; Garduño, 2010).

Es necesario, comenta Fernández (2000), que existan políticas institucionales

con acciones concretas de apoyo al cambio, es decir, el paso debe de iniciarse por las

mismas autoridades del sector educativo en general y de las propias instituciones en

particular. Se debe adecuar la infraestructura existente a los requerimientos de un

modelo educativo centrado en el aprendizaje del estudiante, apoyar la formación de los

docentes, actualizar los planes de estudios de los programas educativos garantizando

que sean flexibles y pertinentes a las necesidades sociales; fomentar estímulos y

proveer la infraestructura tecnológica necesaria para aquellos que se han decidido por el

cambio. “En el proceso de Reforma Académica que ha iniciado el IPN se plantea

aprovechar las ventajas con que cuenta para lograr una mejor posición en el contexto

educativo nacional e internacional. 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; Garduño,

2010).

Si nos enfocamos en los docentes es muy evidente su preparación y su falta de

interés en la enseñanza, son en su mayoría de mente muy cuadrada, por tal motivo

tienen temor a lo nuevo a la innovación, realizando las mismas actividades de siempre

de una clase “tradicional” (donde un experto da una clase magisterial sin tener

prácticamente interacción con los estudiantes), que es la manera en que ellos

aprendieron, recordando que de la forma que aprendemos pretendemos enseñar

(Ramírez, 2004). Por lo anterior, los profesores tienden a reproducir la forma en que

ellos fueron “instruidos” en la Física. Los dos aspectos antes mencionados, como la falta

de estrategias para el proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física y las clases

“tradicionales” impartidas por los profesores, son razones muy importantes para dar pie

a investigar y la necesidad de incorporar elementos nuevos en la enseñanza de la Física

(Ramírez, 2009; Garduño, 2010).

Uno de los retos en la educación media y superior del IPN es cambiar el modelo

de enseñanza: “Yo maestro doy una clase y tú alumno haber que logras aprender”, por

un sistema que fomente en los jóvenes capacidad de reflexión, análisis, síntesis y

competencias que puedan aplicar en su desarrollo continuo, asegura la directora general

del Instituto Politécnico Nacional (Bustamante, 2010). La doctora en Ciencias y primera

mujer en dirigir el IPN toca este punto toral, pero señala otro problema importante para

intentar de alguna manera subsanar lo anterior, es que aún no hay escuelas que formen

maestros para estos niveles, y cada institución tienen que hacer esfuerzos para cambiar

la situación y tener una planta docente más capacitadas.

La Educación Media Superior (EMS) en México, en los últimos años, ha

desarrollado once Competencias Genéricas, que han de articular y darle una identidad

para la creación de un Sistema Nacional de Bachillerato (SNB), donde se han

modificado las estrategias de enseñanza de las ciencias, para que se logre un

aprendizaje significativo, que es uno de los principales objetivos de la investigación

educativa en el área de las Ciencias (Competencias Genéricas 2008).

En el Centro de Estudios Científicos y Tecnológicos Nº 6 “Miguel Othón de

Mendizábal” (CECyT Nº6) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), la enseñanza de la

unidad de Física II pertenece al área de educación Científica, Humanística y Tecnológica

Básica del Bachillerato Tecnológico perteneciente al Nivel Medio Superior. Ésta se ubica

en el cuarto semestre en la rama del conocimiento de “Ciencias Medico Biológicas”,

siendo su propósito principal preparar al estudiante para que desarrolle competencias

para la solución de problemas de la unidad de aprendizaje de Física, proporcionando los

elementos básicos y recursos necesarios para que pueda reflexionar sobre fenómenos

naturales basándose en leyes y principios de la Física y estableciendo una relación entre

la Ciencia y la Tecnología. (Plan 2008)

Actualmente, casi todos los investigadores educativos coinciden en la necesidad

de un proceso de enseñanza-aprendizaje activo, en donde el alumno toma el control de

las actividades a realizar para lograr la apropiación de conceptos Físicos, para lo cual

diferentes sistemas de trabajo docente que se han diseñado tienden, en su mayor parte,

a la eliminación de formas de trabajo pasivas o “tradicionales” (Huber, 2008).

Aún en nuestros días, la experiencia en distintas instituciones y sistemas

educativos nos muestra que la práctica real de nuestro quehacer como docentes en el

aula no ha cambiado en nada o tal vez muy poco. La clase magistral sigue

predominando aún cuando se tiene conocimiento de la obtención de excelentes

resultados con el uso de metodologías activas de enseñanza (Hake, 1998; Mazur, 1997;

Savinainen, 2004; Hoellwarth, Moeller y Knight, 2005; Coletta y Phillips, 2005). Estas

fomentan en el estudiante el aprendizaje autónomo y se han aplicado con éxito en la

enseñanza de la Física, por lo anterior, se considera necesario realizar investigación en

México para poder documentar los posibles efectos positivos en el rendimiento

académico de los estudiantes mexicanos (Garduño, 2010).

La termodinámica está relacionada con el universo físico y juega un papel muy

importante en nuestras vidas. Es un área fundamental de la Física, en particular, los

principios fundamentales de la termodinámica es útil para diseñar una amplia gama de

sistemas, tales como vehículos automotores de todo tipo, sistemas de refrigeración,

procesos químicos y plantas de energía (Malup, et al., 2012). Los estudiantes en todos

los niveles educativos enfrentan dificultades en el aprendizaje de la termodinámica, tanto

de sus conceptos básicos como de sus principios fundamentales [1]-[16]. Con el fin de

mejorar la enseñanza y el aprendizaje de la termodinámica, el enfoque de la enseñanza

de la termodinámica ha progresado desde el método tradicional a un método más

sofisticado como el uso de la tecnología informática y multimedia, pasando por las

metodologías activas (Fowler, 2009), como es el caso del presente trabajo.

Lo que se propone en este trabajo es investigar e indagar la ganancia conceptual

en estudiantes de bachillerato del tema diferencia entre calor y temperatura mediante la

implementación de una Clase Demostrativa Interactiva (CDI). Esta investigación y los

temas son de gran importancia porque:

1. Se introduce para la enseñanza de la física, una metodología donde está

involucrado el aprendizaje activo en bachillerato, observando cambios en el

procedimiento de los estudiantes ante el aprendizaje activo.

2. Nos ayuda a indagar la posibilidad de su uso y la conveniencia de su aplicación en

el proceso de enseñanza de la física a nivel bachillerato en el sistema educativo

mexicano, particularmente en el IPN.

3. Diseña estrategias de Aprendizaje Activo basándose en la metodología propuesta

por Sokoloff y Thornton de aprendizaje activo (Sokoloff y Thornton, 2004), al

utilizar las estrategias diseñadas con fundamento en las CDI’s directamente con

los estudiantes del nivel Bachillerato del IPN

Por otro lado es importante, que los estudiantes tengan bien fundado el conocimiento

de los conceptos de calor y temperatura, por la importancia que tienen estos conceptos en

otros temas de interés para ellos (termodinámica, termoquímica, por mencionar algunos).

Existen muchos trabajos en la literatura educativa que muestran varios aspectos sobre el

tema específico del calor y temperatura (Cervantes, 1987; Aloma y Malaver, 2007;

Domínguez, 2007; Díaz, 1996; González, 1998). En ellos, se muestra que los estudiantes

de nivel superior tienen muchas ideas previas erróneas, como por ejemplo, no distinguir la

diferencia entre calor y temperatura. Varias de estas ideas debido a su utilización dentro

de la vida cotidiana.

Desde la década de los ochenta ha surgido un interés en la investigación de las ideas

previas sobre calor y temperatura. Diferentes estudios han demostrado que los

estudiantes tienen dificultades en la comprensión de los conceptos de calor y temperatura

y tienen ideas distintas a aquellas de las sostenidas por los científicos (Cervantes, 1987 y

Aloma y Malaver, 2007). En la enseñanza de las ciencias, el tópico de calor y temperatura

ocupa un lugar importante, ya que tienen relación en el aprendizaje de otros contenidos

tales como termodinámica, termoquímica y entalpía por mencionar algunos. Además son

conceptos que históricamente tiene problemática en su enseñanza, y por lo tanto se han

realizado numerosas investigaciones relacionadas con las ideas previas o

preconcepciones de los mismos. En la comunidad científica se acepta el enfoque cinético-

molecular dinámico donde se define el concepto de calor como una transferencia de

energía entre el sistema y su entorno debido a una diferencia de temperatura, es decir el

calor está definido en término de un proceso, tal como lo plantea Levine (1995) (citado en

Domínguez, 2007). En cuanto al concepto de temperatura diremos que es una magnitud

intensiva, relacionada directamente con la energía cinética molecular media de las

partículas y, en consecuencia, con la agitación de las mismas. En otras investigaciones

Díaz (1996) reporta algunas expresiones sobre el calor, tales como: “es el sol”, “es lo que

producen los rayos del sol”, “es el fuego”, “es cuando un objeto está caliente”, “es lo

opuesto al frío”. Por su parte, González (1998) analiza algunas concepciones previas

sobre calor y temperatura, las cuales desde el punto de vista termodinámico son

incoherentes: “cierra la ventana para que no entre frío”, “el calor es algo caliente”, “llegó el

frío de diciembre” y “los rayos del sol están calientes” (Mahmud y Gutiérrez, 2009).

Por otro lado, la planificación de la enseñanza no está orientada sólo a los

contenidos y metas que se presentan a los estudiantes, sino también a los estudiantes y

sus procesos de adquisición y construcción de conocimiento. Aún las teorías de

aprendizaje más centradas en actividades de enseñanza como las teorías clásicas de

estímulo y respuesta, las incluyen al menos en la participación activa de los sujetos en el

proceso de vincular estímulos y comportamientos (Huber, 2008). Thorndike (1966)

introdujo el conocido principio de “hacer juego” en donde se asocian solo aquellos

estímulos y respuestas que son importantes al momento, es decir, los estudiantes tienen

que vincular activamente los hechos relevantes.

Lo anteriormente citado permite la justificación de este trabajo y pensando que

los resultados obtenidos son notables para el desarrollo de la didáctica de la física a

nivel bachillerato.

I. 2 Preguntas de Investigación

1. ¿Cómo se diseña una Clase Demostrativas Interactiva en la modalidad presencial, en

los temas de calor y temperatura para su implementación en el bachillerato?

2. ¿Cuál será la ganancia conceptual lograda por la CDI una vez implementada en un

grupo experimental de bachillerato?

I. 3. Objetivo general

Diseñar, implementar y evaluar una Clase Demostrativa Interactiva basada en el

Aprendizaje Activo para los conceptos de calor y temperatura en estudiantes de

bachillerato.

I. 4. Objetivos particulares

1. Diseñar de una Clase Demostrativa Interactiva para la enseñanza de los conceptos de

calor, temperatura y su diferencia.

2. Diseñar de instrumentos de evaluación de la ganancia conceptual de los estudiantes

que seguirán la Clase Demostrativa Interactiva

3. Implementar de la CDI en un grupo experimental del bachillerato del IPN y considerar

un grupo de prueba que lleve una clase como regularmente se ofrece en dicho

bachillerato.

4. Evaluar la ganancia conceptual de ambos grupos, experimental y control y hacer el

análisis de resultados.

I. 5. Hipótesis

Las preguntas realizadas dan origen a hipótesis, las cuales se aceptarán o no se

aceptarán dependiendo de los resultados que se obtengan en este trabajo,

Hipótesis 1: El diseño de la CDI es relativamente sencillo ya que se basa en las ideas

previas que existen en la literatura con respecto a los conceptos de calor, temperatura y

su diferencia. Esta CDI beneficia la indagación autónoma de ideas, así como también la

aplicación de conceptos a situaciones reales, de esta manera se eleva la calidad del

aprendizaje en los temas calor y temperatura en el nivel bachillerato.

Hipótesis 2: El aprendizaje activo y, en especial con la CDI, se logra alcanzar y

desarrollar en los alumnos las competencias generales y particulares, así como una

ganancia conceptual más alta que la que se obtiene en un grupo con instrucción

magistral.

I. 6 Organización de la tesis

Esta tesis consta de cinco capítulos, en la cual vas a encontrar el desarrollo de la

investigación, también en contras dos anexos donde se encuentra el material que se

utilizó en este trabajo, en seguida desglosaremos de manera resumida el contenido de

cada uno de los capítulos.

En el primer capítulo, introducción, se encuentran la justificación donde se

describe detalladamente el porqué se realizo esta investigación. Así como también podrás

observar la pregunta(s) de esta investigación que fueron diseñadas para este trabajo. De

la misma manera podrás observar los objetivos generales y particulares que también se

realizaron pensando en las necesidades de esta investigación. En la hipótesis se describe

las posibles soluciones para nuestra investigación y para cerrar este capítulo la

organización de la tesis.

En el capítulo dos tenemos el Marco teórico en esta parte se describen las

diferentes estrategias utilizadas dentro de las teorías del aprendizaje como el

conductismo, el cognoscitivismo, constructivismo, etc. También se describe la importancia

del aprendizaje activo. Así como una breve introducción al tema de Física en el que se

implementa la estrategia. De la misma manera encontraras investigaciones previas sobre

la estrategia de Aprendizaje Activo (CDI) dentro del Instituto Politécnico Nacional.

Encontraras algunas investigaciones de errores conceptuales de calor y temperatura.

Lo que corresponde al capítulo tres tenemos todo lo referente a la metodología,

que consta de una introducción donde se describe brevemente una sección inicial del

trabajo de investigación, cuyo propósito principal es contextualizar esta tesis. También se

describe la secuencia o diseño instruccional en esta parte se explica la manera en la cual

se elaboraron las CDI para esta investigación. Para los instrumentos de evaluación se

describen detalladamente la manera como se realizo, así como se seleccionaron cada

una de las preguntas. De la misma manera encontraras la descripción de la población, en

esta parte se realizo un estudio socioeconómico, con preguntas que nos describen de una

manera sencilla y muy cordial, en qué condiciones se encuentra los estudiantes y como

puede afectar o ayudar a su aprendizaje. Se describe la implementación del grupo

experimental la metodología usada en esta investigación y el desarrollo completo de las

CDI´s., cerrando este capítulo con la descripción de la implementación en el grupo

control.

En cuanto al capítulo cuatro podrás encontrar el análisis de los resultados, del

instrumento de evaluación antes y después de la instrucción, con la finalidad de saber si

la metodología empleada en esta investigación, es eficiente en el aprendizaje de los

conceptos básicos de la física en los temas de calor y temperatura, lo cual se evaluó

mediante el uso de la ganancia normalizada de aprendizaje conceptual o factor de Hake.

Encontraras la discusión de estos con detalle para cada una de las preguntas, por grupo,

por alumno y general.

Con respecto al capítulo cinco tenemos las conclusiones, en esta parte

encontraras una breve conclusión de los trabajos realizados por ex-alumnos de este

posgrado que realizaron trabajos de investigación con la metodología de las CDI en el

IPN, así como una conclusión de este trabajo y para finalizar se realizo una conclusión

final de los trabajos elaborados dentro del Instituto Politécnico Nacional. También

encontraras algunas recomendaciones y sugerencias para que se pueda realizar una

continuación en este tipo de metodología de aprendizaje, referencia bibliográfica y los dos

anexos: las CDI´s .y el instrumento de evaluación.

II. Marco teórico II. 1 Teorías del Aprendizaje

Resumiendo el conocimiento elaborado por diferentes autores se logra establecer

que las teorías del aprendizaje son un constructor, que explica y predicen como aprende el

ser humano, de tal manera, y desde un punto de vista general, las teorías contribuyen al

conocimiento y proporcionan fundamentos explicativos desde diferentes enfoques y en

distintos aspectos. Por esta razón se consideran algunos fundamentos para las teorías de

aprendizaje como (Schuman, 1996):

1. El Conductismo: éste se basa en los cambios observables en la conducta del

sujeto. Se enfoca hacia la repetición de patrones de conducta hasta que estos se

realizan de manera automática.

2. El Cognoscitivismo: se basa en los procesos que tienen lugar atrás de los

cambios de conducta. Estos cambios son observados para usarse como

indicadores para entender lo que está pasando en la mente del que aprende.

3. El Constructivismo: se sustenta en la premisa de que cada persona construye su

propia perspectiva del mundo que le rodea a través de sus propias experiencias y

esquemas mentales desarrollados. El constructivismo se enfoca en la preparación

del que aprende para resolver problemas en condiciones ambiguas.

II. 1. 1 Conductismo

Esta teoría se remontar hasta la época de Aristóteles, quien realizó ensayos de

“Memoria” enfocada en las asociaciones que se hacían entre los eventos como los

relámpagos y los truenos. Otros filósofos que siguieron las ideas de Aristóteles fueron

Hobbs en 1650, Hume en 1740, Brown en 1820, Bain en 1855 y Ebbinghause en 1885

(Black, 1995).

Es una de las teorías que “se concentra en el estudio de conductas que se pueden

observar y medir” (Good y Brophy, 1990). Ve a la mente como una “caja negra” en el

sentido de que la respuestas a estímulos se pueden observar cuantitativamente ignorando

totalmente la posibilidad de todo proceso que pueda darse en el interior de la mente.

Algunos investigadores que fueron claves en el desarrollo de la teoría conductista entre

estas personalidades podemos citar a los más destacados como Pavlov, Watson,

Thorndike y Skinner.

En general, se asocia a Ivan Pavlov con un repiqueteo de campanas, debido a que

este fisiólogo es conocido por su trabajo en condicionamiento clásico o sustitución de

estímulos. El experimento más conocido de Pavlov lo realizó con comida, un perro y una

campana, consistía en: Antes de condicionar, hacer sonar una campana no producía

respuesta alguna en el perro. Al colocar comida frente al perro hacía que este comenzará

a babear. Durante el condicionamiento con el sonido de la campana, esta se hacía sonar

minutos antes de poner el alimento frente al perro. Después del condicionamiento, con

sólo escuchar el sonido de la campana el perro comenzaba a salivar.

John B. Watson (1878-1958), fue el primero que obtiene una teoría del

conductismo, su enfoque lo llevo a formular una teoría psicológica en términos de

estímulo-respuesta, donde sostenía que las reacciones emocionales eran aprendidas del

mismo modo que otras cualquiera al estudiar las emociones como; el miedo, la rabia y el

amor que se consideran como emociones elementales y que se definen partiendo de los

estímulos ambientales que los provocan.

Por otro lado, para Watson la solución final del pensar es verbal (hablada o

escrita), pero el proceso mismo de pensar comprende a todo el organismo y a las

diferentes formas de organización de hábitos: manual, visceral y verbal (Ribes, 1995).

Thorndike (1874–1949), realizó su investigación mientras observaba la conducta

de animales pero después realizó experimentos con personas. Thorndike implantó el uso

de “métodos usados en las ciencias exactas” para los problemas en educación al hacer

énfasis en el “tratamiento cuantitativo exacto de la información”. “Cualquier cosa que

exista, debe existir en determinada cantidad y por lo tanto pude medirse” (Johcich, citado

en Rizo, 1991). Su teoría, conexionismo, “establece que aprender es el establecimiento

de conexiones entren estímulos y respuestas”, las cuales desglosó en forma de leyes de

la siguiente forma:

1. La “ley de efecto” dice que cuando una conexión entre un estímulo y respuesta

es recompensado (retroalimentación positiva), la conexión se refuerza y cuando es

castigado (retroalimentación negativa), la conexión se debilita. Posteriormente revisó esta

ley cuando descubrió que la recompensa negativa (el castigo) no necesariamente

debilitaba la unión y que en alguna medida parecía tener consecuencias de placer en

lugar de motivar el comportamiento.

2. La “ley de ejercicio” que sostiene que mientras más se practique una unión

estimulo-respuesta mayor se consolidará esa unión. Como en la ley de efecto, la ley de

ejercicio también tuvo que ser actualizada cuando Thorndike encontró que la práctica sin

retroalimentación no necesariamente refuerza el rendimiento.

3. La “ley de sin lectura”. Debido a la estructura del sistema nervioso, ciertas

unidades de conducción, en condiciones determinadas, están más dispuestas a conducir

que otras.

Debido a lo anterior se puede decir que las leyes de Thorndike se “basan en la

hipótesis estímulo respuesta”. El creía que se establecía un vínculo neural entre el

estímulo y la respuesta cuando la respuesta era positiva. El aprendizaje se daba cuando

el vínculo se establecía dentro de un patrón observable de conducta (Saettler, 1990).

Finalmente, mencionaremos a Burrhus F. Skinner (1904–1990), quien define el aprendizaje como un cambio en la probabilidad de respuesta. En la gran mayoría de los

casos, este cambio es causado por condicionamientos operantes (Bigge, 1977).

La teoría de Skinner, al enfatizar tanto la cuestión del refuerzo positivo y negativo

como la modificación de la respuesta como esencia del aprendizaje académico, permite

que el aprendizaje quede limitado a ser un aspecto externo al sujeto, no considerando así,

que la acción de aprender sea una interacción entre los datos genéticos del individuo y las

experiencias vividas en su medio (Labatut, 2004).

Se puede decir de lo anterior que la Teoría de Skinner, al igual que Pavlov,

Watson y Thorndike, creía en los patrones estimulo respuesta de la conducta

condicionada. Su historia tiene que ver con cambios observables de conducta ignorando

la posibilidad de cualquier proceso que pudiera tener lugar con las personas.

II. 1. 2 Cognoscitivismo

Los investigadores de esta teoría mejor conocidos como los “teóricos del

cognoscitivismo, reconocen que una buena cantidad de aprendizaje involucra las

asociaciones que se establecen mediante la proximidad con otras personas y la

repetición. También reconocen la importancia del reforzamiento, pero resaltan su papel

como elemento retroalimentado para corrección de respuestas y sobre su función como

un motivador. Sin embargo, inclusive aceptando tales conceptos conductistas, los teóricos

del cognoscitivismo ven el proceso de aprendizaje como la adquisición o reorganización

de las estructuras cognitivas a través de las cuales las personas procesan y almacenan la

información.” (Good y Brophy, 1990).

El cognoscitivismo se remonta a la época de Platón y Aristóteles. La revolución

cognitiva comenzó a evidenciarse en la psicología norteamericana durante la década de

los años 50 (Seattler, 1990). Uno de los principales protagonistas en el desarrollo del

cognoscitivismo fue Jean Piaget, quién planteó los principales aspectos de esta teoría

durante los años 20. Su teoría argumenta que el desarrollo cognoscitivo ocurre con “la

reorganización de las estructuras” como consecuencias de procesos adaptativos al medio,

a partir de la asimilación de experiencias y acomodación de las mismas de acuerdo con el

conocimiento previo. Si las experiencias físicas y sociales entran en conflicto con los

conocimientos previos, las estructuras cognoscitivas se reacomodan para incorporar la

nueva experiencia y es lo que se considera como aprendizaje. El contenido del

aprendizaje se organiza en esquemas de conocimiento que presentan diferentes niveles

de complejidad (Feldman, 2002).

Para esta teoría se deben tomar encuentra dos procesos de adaptación denominados

asimilación y acomodación que son básicos para la adaptación del organismo a su

ambiente. Esta adaptación se entiende como un esfuerzo cognoscitivo del individuo para

encontrar un equilibrio entre el mismo y su ambiente. Mediante la asimilación, el

organismo incorpora información al interior de las estructuras cognoscitivas a fin de

ajustar mejor el conocimiento previo que posee; mientras que la acomodación ajusta al

organismo a las circunstancias exigentes, es un comportamiento inteligente que necesita

incorporar la experiencia de las acciones para lograr su mejor desarrollo (Feldman, 2002).

Por otro lado, también tenemos una de las teorías que ha tenido muchas aportaciones

para el proceso de enseñanza aprendizaje, la teoría de aprendizaje significativo de

Ausubel. Para Ausubel, el aprendizaje significativo es un proceso cognitivo dinámico a

través del cual una nueva información se relaciona con un aspecto relevante de la

estructura cognitiva del sujeto. Las nuevas ideas pueden ser aprendidas y retenidas en la

medida que conceptos o proposiciones relevantes e inclusivos estén adecuadamente

claros y disponibles en la estructura cognitiva del individuo y funcionen, de esta forma,

como punto de anclaje de las nuevas ideas y conceptos (Moreira, 1995)

A fin de interpretar la adquisición, retención y organización de significados en la

estructura cognitiva, Ausubel propone una “teoría de la asimilación”. En el proceso de

asimilación, las ideas previas existentes en la estructura cognitiva se modifican

adquiriendo nuevos significados. La presencia sucesiva de este hecho produce una

elaboración adicional jerárquica de los conceptos y proposiciones, dando lugar a una

diferenciación progresiva (Ausubel et al., 1983). Este es un hecho que se presenta

durante la asimilación, pues los conceptos están siendo reelaborados y modificados

constantemente, es decir, progresivamente diferenciados.

Por otro lado, si durante la asimilación las ideas ya establecidas en la estructura

cognitiva son reconocidas y relacionadas en el curso de un nuevo aprendizaje

posibilitando una nueva organización y la atribución de un significado nuevo, a este

proceso se le denomina “reconciliación integradora” (Ausubel et al., 1983). En síntesis, la

diferenciación progresiva y la reconciliación integradora son procesos estrechamente

relacionados que ocurren durante el aprendizaje significativo.

Gracias a las aportaciones de Ausubel a pesar de, o precisamente por, su restricción a

un espacio concreto, pero critico, del ámbito del aprendizaje, son muy importantes para la

práctica didáctica. Se ocupa Ausubel del aprendizaje escolar, que para él es

fundamentalmente “un tipo de aprendizaje que alude a cuerpos organizados de

material significativo” (Ausubel, 1976). Centra su análisis en la explicación del

aprendizaje de cuerpos de conocimientos que incluyen conceptos, principios y

teorías. Es la clave del arco del desarrollo cognitivo del hombre y el objeto

prioritario de la práctica didáctica.

Ausubel considera que la estructura cognitiva de cada sujeto manifiesta una

organización jerárquica y lógica, en la que cada concepto ocupa un lugar en función de su

nivel de abstracción, de generalidad y capacidad de incluir otros conceptos. Así, en el

aprendizaje significativo, ”los significados de ideas y proposiciones se adquieren en un

proceso de inclusión correlativa en estructuras más genéricas, aprendizaje de ideas

incluidas o no incluidas” (Ausubel, 1970). De esta manera, el aprendizaje significativo

produce al tiempo de estructuración del conocimiento previo y la extensión de su

potencialidad explicativa y operativa. Provoca su organización, su afianzamiento o su

reformulación en función de su estructura lógica del material que se adquiere, siempre

que existan las condiciones para su asimilación significativa.

Podemos mencionar que el material aprendido de forma significativa es menos sensible a

la obstrucción a corto plazo y mucho más resistente al olvido, mientras no se encuentre

aislado, sino asimilado a una organización jerárquica de los conocimientos referentes a la

misma área temática. El aprendizaje anterior o posterior no solo no obstaculizará, sino que,

por el contrario, reforzaran el aprendizaje, siempre y cuando siga siendo válida dentro del

área temática.

II. 1. 3 Constructivismo

El pionero de la primera aproximación constructivista fue Barlett en 1932 (Good y

Brophy, 1990). El constructivismo se sustenta en que “el que aprende construye su propia

realidad o al menos la interpreta de acuerdo a la percepción derivada de su propia

experiencia, de tal manera que el conocimiento de la persona es una función de sus

experiencias previas, estructuras mentales y las creencias que utiliza para interpretar

objetos y eventos.” “Lo que alguien conoce es aterrizado sobre las experiencias físicas y

sociales las cuales son comprendidas por su mente.” (Jonasson, 1991).

Si cada persona tiene sus propios puntos de vista acerca de la realidad, entonces,

¿cómo podemos comunicarnos dentro de la sociedad y/o coexistir? Jonassen (1999)

retoma este aspecto:

1. Quizás la percepción más equivocada del constructivismo es la de creer que

cada quien construye una realidad única, que la realidad existe solamente en la mente del

que la conoce, lo cual conduciría a una anarquía intelectual.

2. Una respuesta razonable a esta crítica la da Gibsonian con su perspectiva, la

cual considera que existe un mundo físico que está sujeto a las leyes de la naturaleza que

todos afortunadamente reconocemos de la misma manera, porque esas leyes también

afortunadamente son percibidas por el ser humano de la misma manera.

3. Los constructivistas también creen que una buena parte de la realidad es

compartida a través del proceso de negociación social.

Mientras la teoría de la exposición de los modelos acentúa los factores externos y

se preocupa poco del “cómo”, estos actúan sobre el aprendizaje y el desarrollo del tema;

Piaget, por el contrario, pone en el centro del modelo la interacción del sujeto con su

entorno: el niño actúa sobre el entorno y reacciona a los estímulos del entorno. Sin

(re)acción del niño, este no puede proseguir su desarrollo. El desarrollo cognitivo del

sujeto es un proceso de saltos sucesivos que realiza el equilibrio entre la asimilación

(integración de los nuevos estímulos a los esquemas existentes) y la acomodación

(emergencia de nuevos esquemas frente a la dificultad de utilizar en el momento oportuno

o económicamente los esquemas existentes). Esto condujo a Piaget, y a sus

colaboradores, a través de numerosas observaciones, en situación natural o provocada, a

distinguir estados cualitativos, sucesivos e irreversibles en el desarrollo del pensamiento,

lo que fue luego cada vez más cuestionado: no sólo los límites de edad determinados por

Piaget no han sido encontrados como tales en otras muestras, sino que también

encontramos resultados muy diferentes según los entornos y las culturas en que viven los

niños; por otro lado, el carácter irreversible de los estados está lejos de haber sido

demostrado.

Piaget se preocupó mucho más del desarrollo que del aprendizaje; por

consiguiente, no es sorprendente que interprete los resultados observados en términos de

procesos de maduración autónoma, individual, genéticamente programados. Para él, no

es, de ninguna manera, posible acelerar el proceso más allá de una franja muy estrecha.

Interpelado al final de su carrera por los pedagogos, Piaget mantuvo esta posición

(predominante del desarrollo sobre el proceso de enseñanza-aprendizaje) e insistió, por

consiguiente, en una concepción de la enseñanza que se resume esencialmente, no en

transmitir conocimientos, sino en facilitar el proceso de construcción de los conocimientos,

el que solo cada niño, individualmente, puede hacerlo gracias a su acción sobre los

objetos y a sus interacciones con el entorno. Enseñar se convierte, entonces, en escoger

objetos y poner a la disposición de los alumnos un entorno dado en función del nivel de

desarrollo de ellos. Para Piaget, el objetivo último de la enseñanza es permitirle al niño,

convertirlo en adolescente, construir conocimientos formales “exactos”, es decir,

conceptos precisos (atributos y propiedades científicamente exactos) y organizados en

redes (cuyas relaciones son reconocidas por la comunidad científica). Esto implica, por

consiguiente, también, que los docentes tengan un conocimiento científico elevado de la

materia y una formación epistemológica.

Algunos alumnos de Piaget, Perret-Clermon (1980), así como Doise y Mugny

(1981), sin negar los principios básicos del constructivismo, tratan de ir más allá del

reduccionismo individualista del modelo piagetiano proponiendo el concepto de conflicto

socio-cognitivo como base del desarrollo y del aprendizaje, el neo-constructivismo. Para

ellos, el concepto piagetiano de conflicto cognitivo interno de un sujeto (los esquemas

existentes de este entran en conflicto con el entorno; esquemas alternativos entran en

competencia) es insuficiente, ya que todo aprendizaje es social. La teoría del conflicto

cognitivo descansa, por consiguiente, en la idea de que el efecto estructurante del

conflicto cognitivo crece si está acompañado por un conflicto social: los alumnos puestos

en presencia y confrontados a una misma tarea serán llevados a desarrollar acciones y

verbalismos que van a entrar en conflicto, ya que descansan en esquemas cognitivos algo

diferentes; esta confrontación ofrece a los sujetos en presencia más posibilidades de

instaurar procesos de acomodamiento de las estructuras de conocimientos iniciales y de

mejorar los procesos de equilibrio.

Por otro lado tenemos el modelo de Vygotsky, debido al modelo piagetiano es un

modelo de construcción individual e interno de los conocimientos, gracias a una

interacción con los objetos, y el modelo neo-constructivista implica el papel de los pares

que permiten el conflicto socio-cognitivo, el modelo de Vygotsky rehabilita el papel del

adulto en el desarrollo y el aprendizaje. Según él, los procesos de desarrollo internos del

sujeto solo son, en ciertos momentos, accesibles para el niño dentro del marco de una

comunicación con el adulto o con los pares. Para Vygotsky, habría dos momentos claves

en el aprendizaje: en un momento oportuno, el adulto interviene para provocar un proceso

que el alumno no pude provocar por sí solo; y si el momento ha sido bien escogido y si la

acción del adulto es pertinente, el alumno puede funcionar solo con sus adquisiciones.

Esta es la base del concepto de zona próxima de desarrollo, que puede ser definida como

la diferencia entre el nivel de tratamiento de una situación bajo la dirección y con la ayuda

del adulto y el nivel de tratamiento alcanzado por el individuo solo. De esta manera,

Vygotsky (1987) diferencia bien el aprendizaje (fase 1 en que el adulto interviene) y el

desarrollo (fase 2 en que un proceso interno individual puede operarse). Indica claramente

que el aprendizaje es un momento constitutivo del desarrollo mental del niño que esta

activa, despertando los procesos evolutivos que no podrían ser actualizados sin este

aprendizaje.

Debido a sus trabajos de investigación, Vygotsky realizó la siguiente hipótesis: el

aprendizaje debe llevar a la interiorización, es decir hacer que surjan “comportamientos

mentales”, la cual fue retomada y detallada por otro psicólogo ruso, Gal’perin. Este último

se caracteriza por el aprendizaje por medio de cuatro parámetros independientes:

1. el nivel de comportamiento, puede ser de naturaleza material, verbal o mental.

Para desarrollar comportamientos mentales de manera conveniente, habría

necesariamente que pasar por comportamientos materiales (manipulación) y verbales

(expresión o representación);

2. el nivel integral del comportamiento. En su forma integral, el comportamiento

posee tres características, a saber su orientación (la meta, la función), la realización y el

control. Durante un aprendizaje, el comportamiento evolucionaría, por lo general, de la

forma integral a la forma recortada;

3. el grado de generalización del comportamiento. Todo comportamiento mental

aprendido adquiere una aplicabilidad cada vez más general. Aplicable primero a objetos o

contextos específicos, puede luego aplicarse a situaciones o a objetos caracterizados por

atributos más generales o más abstractos;

4. el grado de dominio del comportamiento. Más lento, más vacilante, más

consiente al inicio, el comportamiento se vuelve cada vez más rápido, seguro y

automático.

Es necesario mencionar que cada uno de los investigadores de las teorías del

aprendizaje tiene diferentes puntos de vista, como los de Ausubel que habla de ideas

previas, donde Piaget asocia al desarrollo biológico y sin faltar el valioso punto de vista de

que Vigotsky habla del conocimiento como interacción social.

Según Gagné (1970), se distinguen ocho tipos de aprendizajes:

1. Aprendizaje de señales: aprender a responder a una señal (Pavlov).

2. Aprendizaje estímulo-respuesta: aprendizaje de movimientos precisos en los

músculos en respuesta a estímulos muy precisos también (Skinner, Thorndike)

3. Encadenamiento: conectar en una serie dos o más asociaciones de estímulo-

respuesta previamente adquirido (Skinner, Gilbert).

4. Asociación verbal: variedad verbal de encadenamiento (Underwood).

5. Discriminación múltiple: conjunto de cadenas de identificación al discriminar

sucesivamente estímulos precisos y respuestas específicas (Mowrer, Postman).

6. Aprendizaje de conceptos: aprender es responder aun estimulo como parte de

conjuntos o clases en función de sus propiedades abstractas (Bruner, Kendler,

Gagné).

7. Aprendizaje de principios: aprendizaje de cadena de dos o más conceptos,

aprendizaje de relaciones entre conceptos (Berlyne, Gagné, Bruner).

8. Resolución de problemas: aprendizaje de combinación, relación y manipulación

coherente de principios para entender y controlar el medio, solucionar problemas

(Simos, Newell, Bruner…)

Es necesario indicar que Gagné, aunque presenta y afirma la necesidad

secuencial de los ocho tipos de aprendizaje, concede mucha mayor importancia al

aprendizaje de conceptos, principios y solución de problemas, por ser los aprendizajes

característicos de la instrucción escolar y constituir el eje del comportamiento inteligente

del hombre (Gagné 1970; Gagné 1975).

Mientras que para Vigotsky ”el aprendizaje no se considera como actividad

individual sino más bien social”, valora la importancia de la interacción social y permitir al

estudiante trabajar con independencia y a su propio ritmo pronunciado trabajos grupales

ya que se establece mejorar relaciones dentro del aula, que le permitirá aclarar sus

dificultades, sentirse más motivado, incrementar su autoestima y a desarrollar sus propias

capacidades intelectuales”.

Según Good, T.L. y Brophy, J. E. (1980), el aprendizaje “es un proceso dinámico y

activo”. No somos receptores pasivos en los cuales se vierte el conocimiento, somos

procesadores activos de información, la codificamos y recodificamos en nuestros propios

términos. Entonces se puede decir que la enseñanza no puede entenderse más que en

relación al aprendizaje; y esta realidad relaciona, no sólo a los procesos vinculados a

enseñar, sino también a aquellos vinculados a aprender. Es decir, que el aprendizaje

surgido de la conjunción, del intercambio de la actuación de profesor y alumno en un

contexto determinado y con unos medios y estrategias concretas constituye el inicio de la

investigación a realizar. “La reconsideración constante de cuáles son los procesos y

estrategias a través de los cuales los estudiantes llegan al aprendizaje “(Zabalza, 2001).

Por consiguiente, el aprendizaje siempre es una actividad interna que los

individuas realizan por si mismos. Sin embargo, los cambios internos siempre suelen

reflejarse externamente a través de un comportamiento nuevo. El propósito último de

nuestro aprendizaje intencional es cambiar nuestra manera de enfrentar las situaciones,

para hacer mejor las cosas.

En las siguientes líneas se describen el significado del aprendizaje desde los puntos de

vista de cada uno de los autores:

1. Gagné (1965) define aprendizaje como “un cambio en la disposición o capacidad de

las personas que pueden retenerse y no es atribuible simplemente al proceso de

crecimiento”

2. Hilgard (1979) define aprendizaje por “el proceso en virtud del cual una actividad se

origina o cambia a través de la reacción a una situación encontrada, con tal que las

características del cambio registrado en la actividad no pueda explicarse con

fundamento en las tendencias innatas de las respuesta, la maduración o estados

transitorios del organismo (por ejemplo: la fatiga, las drogas, entre otras)

3. Pérez Gómez (1988) lo define como “los procesos subjetivos de captación,

incorporación, retención y utilización de la información que el individuo recibe en su

intercambio continuo con el medio”.

4. Zabalza (1991) considera que “el aprendizaje se ocupa básicamente de tres

dimensiones: como constructo teórico, como tarea del alumno y como tarea de los

profesores, esto es, el conjunto de factores que pueden intervenir sobre el

aprendizaje”.

5. Knowles y otros (2001) se basan en la definición de Gagné, Hartis y Schyahn, para

expresar que el aprendizaje es en esencia un cambio producido por la experiencia,

pero distinguen entre: El aprendizaje como producto, que pone en relieve el

resultado final o el desenlace de la experiencia del aprendizaje. El aprendizaje como

proceso, que destaca lo que sucede en el curso de la experiencia de aprendizaje

para posteriormente obtener un producto de lo aprendido. El aprendizaje como

función, que realza ciertos aspectos críticos del aprendizaje, como la motivación, la

retención, la transferencia que presumiblemente hacen posibles cambios de

conducta en el aprendizaje humano (García Cué, 2008)

Todas las personas, desde el momento en que nacen (omitiendo aquellas personas

puedan sufrir alguna discapacidad o problema genética) cuentan con el mismo intelecto,

esto dependerá de cada persona y su formación. El aprendizaje es fundamental para que

podamos desarrollar el intelecto y adquiramos información que nos será muy útil para

desenvolvernos en nuestro entorno; por tal motivo podemos definir el aprendizaje como la

conducta de “aprender”, es decir, adquirir, procesar, comprender y aplicar luego una

información que nos ha sido “enseñada”; cuando se logramos aprender nos adaptamos a

las exigencias que los contextos nos piden. El aprendizaje involucra obtener una nueva

conducta y así como dejar de lado la que teníamos previamente y no era adecuada;

manifiesta un cambio permanente en el comportamiento el cual absorbe conocimientos o

habilidades a través de la experiencia. Para que el proceso de aprendizaje se lleve a cabo

con éxito se necesitan de tres factores esenciales: observar, estudiar y practicar.

II. 2 Aprendizaje Activo

El Aprendizaje Activo es simplemente, “aprender haciendo”, es decir, es aquel

aprendizaje basado en el estudiante, es un aprendizaje que solamente se puede adquirir

a través de la implicación, motivación, atención y trabajo constante del estudiante, quien

no constituye un agente pasivo, pues que no se limita a escuchar en clase, tomar notas y,

muy ocasionalmente, plantear preguntas al profesor a lo largo de la clase, sino que

participa y se implica en las tareas, necesariamente para poder obtener los conocimientos

o informes que se plantean como objetivos de la asignatura.

La instrucción de aprendizaje activo involucra, como ya dijimos, a los estudiantes

en su propio aprendizaje de manera más profunda e intensa que la instrucción

“tradicional”, sobre todo durante las horas-aula. El interés y el uso de estos métodos de

instrucción en el mundo han crecido bastante en los últimos 25 años, impulsados por una

intensa y continua investigación que ha validado su eficacia (Meltzer and Thornton, 2012).

Existe un considerable cuerpo de evidencias que demuestra que estos métodos, en su

forma más moderna, ofrecen un potencial para mejorar significativamente el aprendizaje

en comparación con los métodos tradicionales basados en los métodos de clases

magistrales tanto en el bachillerato como en el nivel superior. Los métodos activos son

muy diversos, estos pueden incorporar actividades de datos computacionales capturados

en tiempo real, investigación Socrática guiada, simulaciones computacionales interactivas,

resolución estructurada de problemas, entre muchos otros.

En general, la métodos del aprendizaje activo comparten tres características

comunes: (1) que se basa en la investigación en la enseñanza y el aprendizaje de la

física, (2) se incorporan en el aula y/o en laboratorio actividades que requieren que todos

los estudiantes expresen sus ideas a través del habla, la escritura, u otras acciones que

van más allá de la escucha y la toma de notas, o la ejecución de procedimientos

prescritos, (3) han sido probados repetidamente en el aula y han arrojado evidencia

objetiva del aprendizaje en los estudiantes. (Otro término que a menudo se ha utilizado

para la investigación basada en el aprendizaje activo en física es "participación

interactiva" (Hake, 1998). De esta forma, pensamos que no hay diferencia significativa

entre los significados de estos términos, por lo que se pueden usar indistintamente).

Algunos métodos de enseñanza que promueven el Aprendizaje Activo se

enmarcan dentro de la filosofía constructivista (Brent, 1996; Perkins, 1991; Von

Glaserfeld, 1998). Esta filosofía parte del hecho de que cada persona aprende de forma

distinta (hecho que resalan muchas teorías cognitivas del aprendizaje), y establece con

claridad el papel de los actores involucrados en el proceso educativo. En el

constructivismo los estudiantes son el eje y los protagonistas del proceso, y son quienes

deciden cuándo y cómo aprender, mientras que el profesor es sólo un guía o tutor que

orienta, motiva y retroalimenta a los estudiantes. Las investigaciones han mostrado una

mejora en el Aprendizaje Significativo cuando los estudiantes se involucran en el proceso

de aprender. Hablar, escuchar, escribir, leer y reflexionar se han considerado elementos

importantes del aprendizaje activo (McKinney, 2008; Meyers y Jones, 1993).

En el Aprendizaje Activo se utilizan metodologías o técnicas con las cuales los

estudiantes siempre estén desarrollando alguna actividad e interactuando con otros, es

decir, siempre están haciendo algo como descubrir, procesar y aplicar información. El

Aprendizaje Activo se deriva de dos supuestos básicos (McKinney, 2008; Meyers y Jones,

1993):

1) El aprendizaje es, por naturaleza, un esfuerzo activo.

2) Diferentes personas aprenden de distintas maneras.

Por otro lado el aprendizaje activo admite un cambio importante en la forma de ver

el aprendizaje, requiere un cambio de rol tanto del profesor como de los estudiantes.

Éstos últimos, a través de la práctica y la experiencia pueden adaptarse a las nuevas

formas de enseñanza, pero el profesor necesita de una formación especial, debido a que

ha de saber cómo, cuándo y con qué recursos puede poner en práctica unas u otras

actividades dirigidas al desarrollo del aprendizaje activo del alumno, además, hay que

tener en cuenta que la dinámica y el control de la clase sigue dependiendo totalmente del

profesor (UPC, 2006)

En algunas ocasiones nos hacemos la siguiente pregunta que, afortunadamente

algunos investigadores, ya la contestaron ¿Qué queremos decir con “aprendizaje activo”?

Bonwell and Eison (1991), defensores del aprendizaje activo, lo describen como “[el

involucrar a] los estudiantes para que hagan cosas y piensen en las cosas que están

haciendo.” “Hacer cosas,” se refiere a actividades tales como debates, simulaciones,

diseños guiados, resolución grupal de problemas, estudios de casos, etc. Cuando los

estudiantes escuchan una clase o leen un libro de texto, ellos reciben “Información e

Ideas”, la cual es una parte importante del proceso de enseñanza-aprendizaje, pero que

resulta ser relativamente pasiva. Para hacer más activo el aprendizaje, debemos aprender

a aumentar la experiencia completa del aprendizaje con la adición de modos y

oportunidades experimentales de aprendizaje para generar un diálogo reflexivo (Garduño,

2010).

De lo anterior y en base a su trabajo Redish (2003b) enumera los cinco principios

cognitivos del aprendizaje activo (Garduño, 2010):

1. Principio del constructivismo: “Los individuos construyen su propio

conocimiento haciendo conexiones al conocimiento existente, ellos usan ese

conocimiento para crear productivamente una respuesta a la información que reciben”. Un

estudiante que se encuentra activo en las clases, que participa, observa y construye

cosas con sus propias manos, alcanza niveles de comprensión más profundos y

duraderos que un estudiante que mantiene una actitud pasiva.

2. Principio del cambio: “Es razonablemente fácil aprender algo que coincide o

extiende un esquema existente, pero cambiar sustancialmente un esquema bien

establecido es difícil.” Cuando las predicciones no concuerdan con los resultados el

estudiante responde con un estado de desequilibrio, entonces las creencias cambian al

confrontar las diferencias entre las observaciones y las predicciones.

3. Principio del contexto: “Lo que la gente construya depende del contexto

(incluyendo su estado mental)”. La comprensión y el aprendizaje están muy relacionados

con las conexiones que el estudiante es capaz de establecer con su propia realidad.

4. Principio de individualidad: “Dado que cada individuo construye su propia

estructura mental, diferentes estudiantes tienen diferentes respuestas mentales y

diferentes acercamientos al aprendizaje. Cualquier población de estudiantes mostrará una

variación significativa en un número grande de variables cognitivas.” Redish afirma que

cada estudiante tiene su interpretación personal, de manera que no hay una realidad

compartida de conocimientos. Por ello, los alumnos individualmente obtienen diferentes

interpretaciones de los mismos materiales, cada uno construye (reconstruye) su

conocimiento según sus esquemas, sus saberes y experiencias previas.

5. Principio de aprendizaje social: “Para la mayoría de las personas, el

aprendizaje es más eficaz a través de interacciones sociales”. Este principio se basa en el

trabajo de Vygotsky. El socio-constructivismo de Vygotsky ha tenido un profundo impacto

en las teorías modernas de enseñanza y aprendizaje, puesto que el aprender es una

experiencia social donde el contexto es muy importante. El trabajo en grupo maximiza el

aprendizaje de los estudiantes.

El método de Aprendizaje Activo en algunas de sus formulaciones intenta

reproducir el proceso científico en el aula, desarrollando habilidades de razonamiento

útiles en la física. La manera de promover el Aprendizaje Activo en los estudiantes es

variada y se puede considerar como un sistema que envuelve cinco elementos

principales:

1. Objetivos de aprendizaje claramente establecidos.

2. Metodologías de enseñanza acordes con los objetivos.

3. Mecanismos de apoyo o ayuda en el salón de clase.

4. Sistemas de evaluación consistentes.

5. Mecanismos de apoyo fuera del salón de clase. (Tecnologías de la información.)

Es decir, en la combinación de estos elementos puede garantizar que los

estudiantes se conviertan en responsables de construir su aprendizaje, donde el profesor

solo representara una ayuda oportuna y eficiente.

Por otro lado, existen diferentes investigaciones que se realizaron en los últimos

años sobre el aprendizaje activo, es una de las metodologías más estudiadas en la

investigación de alternativas a los métodos de enseñanza “tradicional” de la física (y de

otras ciencias), la cual supone que el estudiante aprenderá por repetición cada uno de los

conceptos de la disciplina y formará con ellos la estructura conceptual de la ciencia

(Benegas y Villegas, XXXX).

Los trabajos de investigación de McDermott (2001), exponen que en la instrucción

tradicional frecuentemente no existen conexiones entre conceptos, representaciones

formales y el mundo real; no se promueve una estructura conceptual coherente; no se

incrementa la capacidad de análisis y razonamiento; y las concepciones erróneas no son

superadas.

II. 2. 1 ¿Cómo propiciar el Aprendizaje Activo en los estudiantes?

Para conseguir el Aprendizaje Activo en los estudiantes, el profesor deberá proponer

actividades que:

1. Supongan el trabajo y la implicación del estudiante en la tarea como prerrequisito

para la adquisición de nuevos conocimientos.

2. Sean motivadoras, en este sentido la forma como el profesor presenta la actividad

constituye un elemento clave: ha de saber captar la atención del estudiante,

sorprenderlo, clarificar los objetivos que se pretenden para aquella actividad en

concreto y estar dispuesto a ofrecer el soporte y la ayuda necesarias para que el

estudiante pueda, gracias a su trabajo personal, conseguir las metas previstas.

3. Las actividades no pueden suponer grandes esfuerzos para el estudiante, puesto

que puede llegar a frustrarse en ver que no consigue sus metas, ha de poder ir

alcanzando pequeños objetivos que lo motiven para continuar trabajando en la

tarea encomendada. Pero las actividades no han de ser tampoco de fácil

resolución, puesto que la activación e implicación del estudiante será

considerablemente baja.

4. Se ajusten al propio grupo: no podemos proponer actividades de aprendizaje

activo que supongan un trabajo en equipo largo y laborioso a aquellos grupos que

acaban de iniciarse, puesto que las probabilidades de fracaso aumentan

considerablemente, así mismo sería muy recomendable, en grupos pequeños,

proponer actividades de aprendizaje cooperativo: partiendo del propio grupo como

motor y constructor del conocimiento.

5. El tipo de actividades estén adecuadas a los objetivos que el profesor se ha

planteado, es por ello que han de ser planificadas en la programación de la

asignatura. Es importante que el profesor, en base a los conocimientos que

pretende que los alumnos consigan, el número de alumnos, la organización de la

clase, el tiempo y los recursos de los que dispone así como las características del

propio grupo, entre otros aspectos, pueda establecer qué actividad de aprendizaje

activo será la más conveniente para conseguir los propósitos planteados para

aquella sesión o asignatura.

6. Es importante que al inicio del curso, en el transcurso de los primeros días de

clase, se clarifique el tipo de actividades que se desarrollarán en el aula:

mantener, al estudiante constantemente informado, favorece el desarrollo y éxito

de estas actividades de Aprendizaje Activo, puesto que sabe qué se pretende de

él y qué ha de hacer, esto evita el rechazo a la actividad por ser algo muy

novedoso que no sabe afrontar. El Aprendizaje Activo no puede darse si el

estudiante no está dispuesto a trabajar y esforzarse, en este sentido la información

previa y clarificación de objetivos aumentan la motivación y las expectativas

favorables en relación a la actividad a desarrollar.

Un aspecto crucial para que las actividades propuestas por el profesor consigan el

aprendizaje activo en sus estudiantes, es precisamente partir de éstos, es decir,

conocerlos. Si debemos basarnos en sus conocimientos previos (aquellos conocimientos

que ya tiene, lo que el estudiante ya sabe, fruto de su anterior experiencia laboral,

académica…) para poder promover actividades que les obliguen a construir, analizar y

asimilar los diferentes conocimientos, deberemos necesariamente saber cuáles son estos

conocimientos. Las actividades propuestas deben suponer nuevos retos para los

estudiantes, motivarles y activarles, por ello debemos conocer mínimamente qué saben,

de dónde parten y a dónde queremos que lleguen a lo largo del curso (UPC, 2006).

El término Aprendizaje Activo depende del contexto y de quien lo esté utilizando. De

modo que en muchas ocasiones se utilizan indistintamente cuando se habla de,

Aprendizaje Colaborativo o Aprendizaje Cooperativo.

De manera que puede abarcar una variedad de actividades, desde que los estudiantes

discutan un problema o un concepto con algún otro durante la clase o a lo largo del

semestre. Por otro lado el significado del Aprendizaje Activo es básicamente, que los

estudiantes estén involucrados en algún tipo de actividad guiada en el aula, además de

sentirse y escuchar al instructor dar una conferencia o viendo los problemas en la pizarra.

Esta definición tiene dos consecuencias:

1. En el aula, los estudiantes no son receptores pasivos de conocimiento, si no son

aprendices activos.

2. Los profesores no son vistos como fuentes de información, sino más bien como

mentores o entrenadores. (Breslow, 1999)

Thornton y Sokoloff (1998) consideran el Aprendizaje Activo de la física como un conjunto

de estrategias y metodologías, para la enseñanza y el aprendizaje de la física, en donde los

estudiantes son guiados a construir su conocimiento de los conceptos físicos mediante

observaciones directas del mundo físico. Es decir, el Aprendizaje Activo es una metodología,

que se utiliza como una solución a las necesidades que presentan los estudiantes día con día,

para poder entender y comprender la Física, mediante el Proceso de Enseñanza-Aprendizaje

(PEA), modificando la enseñanza “tradicional” por una enseñanza donde el estudiante sea la

parte central del aprendizaje. Ponsa (2006) menciono que es necesario implementar diversas

herramientas (métodos, esquemas, cuestionarios. etc.) que puedan guiar a los profesores para

mejora del proceso enseñanza-aprendizaje.

Mientras que, por otro lado, el Aprendizaje Activo de la Física (AAF) es un conjunto de

estrategias y metodologías para el proceso de enseñanza-aprendizaje de la física, en donde

los estudiantes son guiados a construir su conocimiento, mediante observaciones directas del

mundo físico (Mora, 2008), mediante estas estrategias los estudiantes logran aprender

haciendo. Exige que los estudiantes efectúen predicciones, observaciones, discusiones y

síntesis (PODS) (Sokoloff et al 2006) a fin de que actúen y reporten sus propios enfoques y

resoluciones a las situaciones que se les presentan. La estrategia se basa en el aprendizaje

cooperativo, el cual ha demostrado ser muy eficaz como herramienta de formación.

II. 2. 2 ¿Por qué es importante el aprendizaje activo?

Para este tipo de aprendizaje podemos mencionar por lo menos tres razones

importantes (Barrado y Bofill, 2010):

1. Los estudiantes mantienen mejor el nivel de atención. Es bien sabido que en

una clase expositiva se produce una bajada de atención aproximadamente a los

15 minutos. La atención se recupera un poco hacia el final, ante la inminencia de

una posible conclusión de la charla. La introducción de algún tipo de actividad

cada 15 o 20 minutos ayuda a que los alumnos mantengan la atención. 2. Facilita la adquisición de los conocimientos. Se sabe que los estudiantes

retienen mejor la información si hacen algo con ella al poco tiempo de que les

haya sido proporcionada. Sabiendo que es poco probable que se pongan a

estudiar al acabar la clase, lo mejor es que hagan algo durante la sesión. 3. Facilita de obtención de retroalimentación sobre el nivel de comprensión. Al

trabajar la materia en clase, a la vista del profesor, tanto éste como los estudiantes

pueden reunir elementos de juicio suficientes para evaluar el nivel de

comprensión, y tomar decisiones inmediatas en el caso de que este nivel no sea

satisfactorio. Por tal motivo podemos resumir algunos aspectos del aprendizaje activo (Ramírez,

2007):

1. El aprendizaje activo es aquel aprendizaje que precisa, como prerrequisito

fundamental, la implicación, atención, participación y esfuerzo del estudiante.

2. El profesor cambia alguna de sus funciones con la incorporación de este tipo de

aprendizaje, pero su importancia en el proceso educativo sigue siendo de total

relevancia. Algunas de las funciones que deberá desempeñar son: orientar,

ayudar, proponer nuevas actividades, guiar el aprendizaje, planificar las sesiones

de forma diferente, clarificar dudas, exponer información, acompañar al estudiante

en la adquisición de nuevos aprendizajes, capacidades y habilidades

3. El aprendizaje activo supone un aprendizaje significativo: el estudiante establece

una relación lógica entre sus conocimientos previos y el nuevo aprendizaje,

asimilando e incorporando el nuevo conocimiento a sus esquemas cognitivos y

teniendo la capacidad de generalizar a otros contextos. El aprendizaje activo,

además, puede llegar a suponer un aprendizaje relevante, que produzca en el

estudiante la reestructuración de sus esquemas mentales y la adquisición de

nuevos y más complejos conocimientos y habilidades alejadas de su realidad más

cercana, entre otros aspectos.

4. El aprendizaje activo debe incorporarse paulatinamente en el aula. No podemos

cambiar completamente nuestra forma de enseñar si el grupo no está

acostumbrado a esta forma de trabajar, puesto que podríamos crear bloqueos,

rechazos, frustración y obstáculos por parte de los estudiantes: todas las personas

necesitamos un periodo de adaptación a los cambios, es por ello que deberemos

incorporar el Aprendizaje Activo escalonadamente, como se acostumbra a decir: “Sin

prisa pero sin pausa”.

5. El Aprendizaje Activo requiere una planificación por parte del profesor, y una

coherencia en su desarrollo: los objetivos, actividades y posterior evaluación

deberán seguir una misma línea (no podemos evaluar como “Conocimientos” objetivos

que se han trabajado y alcanzado a través de actividades de “Síntesis”).

6. Es importante alternar y utilizar diferentes actividades a lo largo del curso: clases

expositivas, aprendizaje cooperativo, aprendizaje activo. Ninguna de ellas constituye en sí

misma la panacea del aprendizaje, son instrumentos que utilizamos según su

utilidad en determinadas ocasiones para ayudar a los alumnos a adquirir los

diferentes conocimientos a través de diversas vías o alternativas.

El método de Aprendizaje Activo en algunas de sus formulaciones intenta reproducir el

proceso científico en el aula, desarrollando habilidades de razonamiento útiles en la física.

La manera de promover el Aprendizaje Activo en los estudiantes es variada y se puede

considerar como un sistema que envuelve cinco elementos principales, que están

descritos en párrafos anteriores.

II. 2. 2 ¿Qué es una estrategia de aprendizaje activo?

Las estrategias de aprendizaje son procedimientos mentales conscientes e

intencionales que los estudiantes instrumentalizan a través de las técnicas y actividades

para lograr el aprendizaje estratégico, protagónico, autónomo y efectivo. Beltrán (1998),

afirma que las estrategias sirven para mejorar la calidad del rendimiento de los

estudiantes, y trata dos aspectos; en primer lugar de actividades u operaciones mentales

que realiza el estudiante para mejorar su aprendizaje y en segundo lugar, la estrategia

tiene un carácter intencional o propósito e implica una toma de decisiones y un plan de

acción (John Emilio Loret De Mola Garay, Revista Estilos de Aprendizaje, nº8,, Vol 8,

octubre de 2011).

Para el desarrollo del conocimiento y utilización de las estrategias de aprendizaje,

el estudiante, mediante el pensamiento, clasificará las nociones, proposiciones,

conceptos, precategorías y categorías, para lograr los nuevos conocimientos. Román y

Diez (2000), definen las estrategias de aprendizaje como el camino para desarrollar

destrezas y actitudes por medio de contenidos y métodos. Desde esta perspectiva, una

estrategia constaría de destrezas, contenidos, métodos, actitudes y se orientaría al

desarrollo de capacidades y valores en la formación de los estudiantes. El uso de diversas

estrategias de aprendizaje potencia las habilidades, destrezas en el pensamiento y la

inteligencia del estudiante de manera consciente, voluntaria e intencional al procesar la

información.

El manejo de las estrategias de aprendizaje por los estudiantes según Valenzuela

(1998), requiere saber primero qué estrategias existen, lo que se entiende como

conocimiento declarativo; cómo se emplean, qué es el conocimiento de procedimientos,

cuándo y dónde es apropiado emplearlas, que viene a ser un conocimiento condicional,

esto permite el desarrollo del conocimiento con calidad y claridad.

Para Monereo (2001), son procesos de toma de decisiones conscientes e

intencionales en los cuales el estudiante elige y recupera de manera coordinada los

conocimientos que necesita para complementar una determinada demanda u objetivo,

dependiendo de las características de la situación educativa en que se produce la acción.

Son utilizadas de manera autónoma e independiente por el estudiante con la finalidad de

lograr su propio aprendizaje, mediante la adquisición, codificación y recuperación de la

información para elevar su rendimiento académico, decide cuándo y por qué aprender

determinados conocimientos para resolver un problema o alcanzar un objetivo de

aprendizaje.

Para Muñoz (2003), son habilidades y destrezas mentales cuya sumatoria es

resultado del conjunto de habilidades y destrezas que la persona adquiere para aprender

más y mejor, es por ello que muchos consideran más propio “aprender a aprender” que

“aprender a estudiar”. Las habilidades y las destrezas son elementos o procesos de una

capacidad, por tanto, podemos afirmar que las estrategias de aprendizaje son

capacidades que el estudiante deberá potenciar para mejorar su aprendizaje.

Del Mastro (2003), considera que el uso de estrategias implica tomar decisiones

sobre los conocimientos; es decir, datos, conceptos, procedimientos y actitudes a

emplear, para resolver un problema o alcanzar un objetivo de aprendizaje. Las estrategias

de aprendizaje son conscientes o metacognitivas, ya que permiten comprender,

reflexionar, tomar conciencia sobre el propio funcionamiento cognitivo, facilitando su

control y regulación. El uso de las estrategias de aprendizaje, es un proceso consciente,

personal y heurístico que requiere de una motivación interna, que le permite enfrentar los

retos y desafíos que se presenta en la vida cotidiana del estudiante.

Bernardo (2000), plantea que las estrategias de aprendizaje son modos de

aprender, es evidentemente que sólo el uso metacognitivo de las estrategias puede

conseguirlo, es decir, que las estrategias de aprendizaje, o se usan metacognitivamente,

o dejan de ser estrategias como tales. Las estrategias de apoyo o estrategias

metacognitivas tienen mucha importancia, porque aseguran o refuerzan el aprendizaje

mediante la automotivación, el autoconcepto y la autorregulación o control del

autoaprendizaje, es decir, son fuerzas internas que impulsan en el estudiante seguir

aprendiendo.

De Zubiría M y De Zubiría J (1996), afirman que existe una diversidad de

estrategias, pero, hay una característica común a todas ellas. Así como el atleta desarrolla

sus músculos ejercitándolas; sólo es posible desarrollar el pensamiento de los estudiantes

colocándoles ejercicios que exijan la puesta en funcionamiento de su capacidad para

sintetizar, analizar, abstraer, deducir, en una palabra para pensar. (John Emilio Loret De

Mola Garay, Revista Estilos de Aprendizaje, nº8,, Vol 8, octubre de 2011).

II. 2. 3 Distintas estrategias del Aprendizaje Activo

Tutoriales

Entre las muchas estrategias de enseñanza basadas en investigaciones que se

han desarrollado en las últimas décadas por los grupos de PER (McDermott y Redish,

1999), Las Tutorías para Física Introductoria (McDermott, Shaffer y Perg, 1998), indican

que los tutoriales es una de las estrategias más efectivas en física universitaria. Su

eficiencia radica en que confronta al estudiante mediante un conflicto entre sus

concepciones previas y las concepciones de un modelo científico que lo llevan a entender

mejor la física.

Los Tutoriales están constituidos por un conjunto de actividades (hojas de trabajo)

y en algunos casos también con algo de equipo de laboratorio muy simple. El ciclo del

tutorial (por cada tópico del curso) consiste en un examen previo, el tutorial y la tarea de

tutorial. La primera y la última son actividades individuales que se hace fuera del salón de

clases mientras que el tutorial se hace dentro del salón de clase en grupos de 3 o 4

estudiantes. En cada tutorial los estudiantes son guiados en el aprendizaje por medio del

cuestionamiento confrontando en ocasiones con diferentes opciones para que sea

provocado un conflicto entre las nuevas ideas y las ideas previas o concepciones

alternativas y que sean resueltas por los estudiantes con la ayuda de las discusiones con

sus compañeros en donde el profesor funge como facilitador pues establece un diálogo

socrático con el grupo de estudiantes ayudándolos a llegar a sus propias conclusiones

(McDermott et al., 1994; McDermott, Shaffer and PER group, 2003; Wittmann et al.,

2004).

Simulaciones computacionales y tutores inteligentes.

Hay muchos tipos de simulaciones computacionales, cada una con características

diferentes por las diferentes aplicaciones que tienen y por el lenguaje de programación

que usan. Existe una gran colección de simulaciones interactivas sofisticadas y poderosas

sobre muchos temas de la Física desarrolladas por la Universidad de Colorado (Meltzer

and Thornton, 2012). Existen algunos resultados preliminares que confirman que estas

simulaciones, con un buen uso, pueden tener un impacto en el aprendizaje (Perkins, et al,

2006; Finkelstein et al., 2005; Wieman et al., 2008; Adams et al., 2008a; Adams et al.,

2008b).

Los Agentes Inteligentes en la actualidad se implementan en una gran cantidad de

procesos y aplicaciones. El desarrollo de éstos no es nuevo, en años recientes se ha

incrementado el desarrollo y diseño como herramientas de tutoría. Sánchez et al. (2009)

se presentan la definición de lo que es un agente inteligente, sus aplicaciones más

frecuentes, el soporte que estos brindan en el proceso enseñanza aprendizaje; así como

el estado actual en países Latinoamericanos. Se presenta también el desarrollo y las

tendencias de estos agentes que permitirán una mejor comunicación entre las personas y

otros agentes. Por ejemplo, se encuentra el caso de Andes, el cual es un tutor altamente

sofisticado que suministra, paso a paso, ayuda y guía para estudiantes de cómo resolver

cualitativamente problemas de física en un ambiente on-line (VanLehn, 2010).

El Aprendizaje Colaborativo

Ferreiro Gravié (XXXX) hace una pequeña reseña histórica del origen del

aprendizaje colaborativo (AC), y deja de manifiesto que no es nuevo, puesto que ubica

sus orígenes en la antigüedad con la Biblia y el Talmud, pasando por los siglos XVI y XVII

con Comenio quien decía “que el maestro aprendería mientras enseña y que el alumno

enseñará mientras aprende”. En el siglo XVIII menciona a Joseph Lancaster quien divulgó

los beneficios de los grupos cooperativos y presenta la noción de equipo y, más

recientemente, la pedagogía norteamericana del Pragmatismo (siglos XVIII-XIX) que

promovía la colaboración entre estudiantes.

El aprendizaje colaborativo se refiere a la actividad de pequeños grupos

desarrollada en el salón de clase. Aunque el AC es más que el simple trabajo en equipo

por parte de los estudiantes, la idea que lo sustenta es sencilla: los estudiantes forman

"pequeños equipos" después de haber recibido instrucciones del profesor. Dentro de cada

equipo, los estudiantes intercambian información y trabajan en una tarea hasta que todos

sus miembros la han entendido y terminado, aprendiendo a través de la colaboración.

Este tipo de aprendizaje consiste en un sistema de interacciones cuidadosamente

diseñado que organiza e induce la influencia recíproca entre los integrantes de un grupo.

Es también un proceso donde se va desarrollando gradualmente el concepto de ser

“mutuamente responsables del aprendizaje de cada uno de los demás” (Johnson y

Johnson, 1999).

La palabra colaboración tienen un significado muy importante, en un contexto

educativo, es un modelo de aprendizaje interactivo que estimula a los alumnos a recorrer

el proceso de enseñanza aprendizaje codo a codo, a sumar esfuerzos, talentos y

competencias mediante una serie de actividades que les permitan llegar juntos a un fin

determinado, logrando cumplir con los objetivos señalados.

Comparando los resultados de esta forma de trabajo, con modelos de aprendizaje

tradicionales, se ha encontrado que los estudiantes aprenden más cuando utilizan el AC,

recuerdan por más tiempo el contenido, desarrollan habilidades de razonamiento superior

y de pensamiento crítico y se sienten más confiados y aceptados por ellos mismos y por

los demás (Millis,1996).

En los salones de clase de AC, las actividades están estructuradas de manera que

los estudiantes se expliquen mutuamente lo que aprenden. Es muy común que en

algunas ocasiones a algunos estudiantes se le asigna un rol específico dentro del equipo.

De esta manera ellos pueden aprender de sus puntos de vista, dar y recibir ayuda de sus

compañeros de clase y ayudarse mutuamente para investigar de manera más profunda

acerca de lo que están aprendiendo.

Términos tales como: pasivo, memorización, individual y competitivo, son

elementos que no están asociados con AC (Johnson y Johnson, 1999). Por el contrario,

los elementos que siempre están presentes en este tipo de aprendizaje son:

1. Cooperación. Los estudiantes se apoyan mutuamente para cumplir con un doble

objetivo: lograr ser expertos en el conocimiento del contenido, además de

desarrollar habilidades de trabajo en equipo. Los estudiantes comparten metas,

recursos, logros y entendimiento del rol de cada uno. Un estudiante no puede

tener éxito a menos que todos en el equipo tengan éxito.

2. Responsabilidad. Los estudiantes son responsables de manera individual de la

parte de tarea que les corresponde. Al mismo tiempo, todos en el equipo deben

comprender todas las tareas que les corresponden a los compañeros.

3. Comunicación Los miembros del equipo intercambian información importante y

materiales, se ayudan mutuamente de forma eficiente y efectiva, ofrecen

retroalimentación para mejorar su desempeño en el futuro y analizan las

conclusiones y reflexiones de cada uno para lograr pensamientos y resultados de

mayor calidad.

4. Trabajo en equipo Los estudiantes aprenden a resolver juntos los problemas,

desarrollando las habilidades de liderazgo, comunicación, confianza, toma de

decisiones y solución de conflictos.

5. Autoevaluación. Los equipos deben evaluar cuáles acciones han sido útiles y

cuáles no. Los miembros de los equipos establecen las metas, evalúan

periódicamente sus actividades e identifican los cambios que deben realizarse

para mejorar su trabajo en el futuro

Este tipo de aprendizaje facilita al estudiante aprende a movilizarse desde su nivel de

desarrollo real hasta un nivel de desarrollo potencial, al que Vygotsky denominó Zona de

Desarrollo Próximo o Potencial (ZDP). En este proceso se requiere un acompañante o

“experto” que facilite esa movilización; aquí es donde juega un papel primordial el profesor

o los compañeros de equipo. De manera que el AC es una técnica psicosocial de trabajo

en el aula o fuera de ella.

Clases Demostrativas e Interactivas (CDI´s)

A principios de los años 90’s Sokoloff y Thornton comenzaron a explorar el uso de

las exhibiciones de datos en tiempo real basándose en los Laboratorios Basados en

Microcomputadores (Micro-computer Based Laboratory: MBL por sus siglas en inglés)

para impartir cursos de física de primer año en la universidad. Sospecharon que los

estudiantes no aprendían mucho de las conferencias de clases tradicionales. Por esta

razón, en 1991 después de mucha experimentación, Sokoloff y Thornton comenzaron a

trabajar en crear ambientes de Aprendizaje Activo que fueran exitosos tanto para grupos

pequeños como para grupos grandes (Sokoloff y Thornton, 2008). Como resultado de su

trabajo ellos crearon un método que cambia una demostración pasiva por otra más

activa. A esta estrategia de enseñanza y aprendizaje la llamaron “Clases Demostrativas e

Interactivas” (CDI), del término usado en inglés, “Interactive Lecture Demostration” (ILD).

Esta metodología consiste en una secuencia de sencillos experimentos físicos. Los

estudiantes participan activamente debido a que se usa un ciclo de aprendizaje que

incluye una predicción escrita de los resultados de un experimento físico real, discusión

en grupos pequeños con sus compañeros cercanos, la observación del fenómeno físico

en tiempo real (Kozhevnikov, 2006), y la comparación entre predicción y observación. El

desarrollo de esta estrategia se ha basado en los resultados de investigaciones realizadas

sobre la enseñanza de la física. Los resultados de estos trabajos muestran una clara

evidencia de una mejora en el aprendizaje y la retención de los conceptos fundamentales

por parte de los estudiantes que reciben instrucción con CDI´s comparados con

estudiantes que reciben clases magistrales de enseñanza tradicional (Sokoloff and

Thornton, 1997).

Para fomentar el uso de esta estrategia, Sokoloff y Thornton (2008) elaboraron un

manual titulado “Clases Demostrativas e Interactivas. Aprendizaje Activo en la Física

Introductoria” (Interactive Lecture Demonstrations. Active Learning in Introductory

Physics) en el que proponen una serie de CDI’s para los diversos temas, que van desde

conceptos básicos para una mejor comprensión y posterior aplicación de los mismos

conceptos básicos en experiencias más complejas. Dicho manual expone CDI’s para

temas de Mecánica, Oscilaciones y Ondas, Calor y Termodinámica, Electricidad y

Magnetismo, Luz y Óptica.

Instrucción por pares

La instrucción por o entre pares es un método de enseñanza interactivo basado en

la interacción desarrollado por el profesor de Harvard Eric Mazur a principios de 1990

(Mazur, 1997). Originalmente fue diseñado para ser utilizado con el fin de mejorar el

aprendizaje en clases de introducción a la física de pregrado en la Universidad de

Harvard, la instrucción entre pares se utiliza en diversas disciplinas e instituciones de todo

el mundo. Este tipo de instrucción está centrada en el estudiante que implica dar un giro a

la aula tradicional hacia la transferencia de información hacia fuera y moviendo la

asimilación de la información en el aula. La investigación demuestra la eficacia de la

instrucción entre pares sobre los métodos de enseñanza más tradicionales, como la clase

magistral pura (Crouch and Mazur, 2001).

La instrucción entre pares como un sistema de aprendizaje consiste en preparar a

los estudiantes para aprender fuera de clase, haciendo pre-lecturas de clase y responder

a preguntas sobre las lecturas utilizando otro método, llamado Just in time Teaching

(Enseñanza justo en tiempo) (Novak, et al, 1999). Posteriormente, en clase, el instructor

involucra a los estudiantes a plantear preguntas conceptuales preparadas o ConcepTests

que se basan en las dificultades de los alumnos. El procedimiento de cuestionamientos

diseñado por Eric Mazur es el siguiente (Mazur, 1997; Turpen and Finkelstein, 2010):

1. El instructor plantea preguntas basadas en las respuestas de los alumnos a su

clase de pre-lectura

2. Los estudiantes reflexionan sobre la cuestión

3. Los estudiantes se comprometen a una respuesta individual

4. El instructor revisa las respuestas de los estudiantes

5. Los estudiantes discuten sus ideas y respuestas con sus compañeros

6. Luego, los estudiantes se comprometen de nuevo a una respuesta individual

7. El nuevo instructor revisa las respuestas y decide si se necesita más explicación

antes de pasar al siguiente concepto.

La instrucción entre pares ahora se utiliza en una amplia gama de tipos de

instituciones y disciplinas (Fagen et al., 2002; Lasry et al., 2008; Pilser, 2001; Simon, et al,

2010; Nocon and Boyle, 2003)

II. 2. 4 Clases Demostrativas Interactivas

En esta sección se describirá de una forma más clara y completa lo que son las

Clases Demostrativas Interactivas (CDI) propuestas por Sokoloff y Thornton (2008), en la

enseñanza de la física a nivel bachillerato. En los trabajos que realizaron buscaban un

ambiente de Aprendizaje Activo y Participativo en el grupo.

Sokoloff y Thornton (2008) recomiendan una secuencia de ocho pasos:

1. El instructor describe la demostración, sin exhibir los resultados. Se debe indicar

claramente lo que se realizará en la demostración.

2. El instructor pide a los estudiantes registrar sus predicciones individuales sobre los

datos esperados en una “Hoja de Predicción” (una serie de preguntas sobre la

demostración) que se recogerá. Los estudiantes están seguros de que estas

predicciones no serán calificadas. Es importante asegurarse de que todos los

alumnos completen este paso antes de pasar al siguiente.

3. Los estudiantes se involucran en discusiones sobre la demostración formando

grupos pequeños con sus compañeros más cercanos y pueden cambiar sus

predicciones si lo consideran conveniente.

4. El instructor obtiene las predicciones más comunes de los estudiantes del grupo y

las muestra en una pantalla o pizarrón visible en el salón de clase. Solicite que

expliquen sus respuestas, pero tenga cuidado de no elogiar o criticar a las

predicciones de los estudiantes, solo se trata de registrar todas las predicciones de

los estudiantes sin evaluarlos.

5. Los estudiantes registran sus predicciones finales sobre la “Hoja de Predicción”.

6. El instructor o los estudiantes (grupos pequeños) realizan la demostración

nuevamente y exhibe los datos en tiempo real (los resultados pueden presentarse

en forma de gráficos usando un proyector en caso de que el grupo sea muy

grande).

7. El instructor solicita a los estudiantes describan y discutan sus resultados. Así, los

estudiantes completan una “Hoja del Resultado” (idéntica a la “Hoja de la

Predicción”) y la entregan. Se debe motivar a que los estudiantes analicen los

resultados obtenidos en la demostración que desafíen sus predicciones (o no), y

que expliquen estos resultados. Tal reflexión puede llevarse a cabo como una

discusión con toda la clase, o los estudiantes pueden escribir de forma individual o

en parejas sobre la transformación de su conocimiento.

8. El instructor discute situaciones físicas análogas o relacionadas al fenómeno

observado (situaciones donde los resultados se basan en el mismo concepto). El

instructor ayuda a los estudiantes para transferir su aprendizaje a situaciones

reales donde el concepto se aplica.

Es una propuesta innovadora diseñada para trabajar en ambientes interactivos es

necesario que los estudiantes interactúen y se involucren en el proceso de enseñanza. Se

desarrolla sobre las bases del trabajo colaborativo para la realización de demostraciones

interactivas tipo conferencia en equipo de cuatro integrantes. En esta estrategia didáctica

los estudiantes son sometidos a un equilibrio-desequilibrio-reequilibrio, que supone una

adaptación y construcción de nuevos esquemas de conocimiento que permiten la

transformación y construcción del mismo. Esto implica la experimentación y la resolución

de problemas interactuando con otros estudiantes que también exponen sus puntos de

vista. Al defender sus predicciones los participantes negocian significados y recogen

planteamientos para obtener su propia interpretación y, finalmente, construir su

conocimiento.

Los estudiantes logran transformar su conocimiento, que retroalimentan al compartir

su experiencia en sus pares con una discusión posterior. Los estudiantes para que

puedan lograr este aprendizaje de forma activa, deben de predecir, experimentar y

reflexionar la actividad propuesta:

1. Predecir. Después de que el instructor describe el problema los estudiantes hacen

una predicción sobre el resultado, que explican a un compañero cercano

intercambiando respuestas.

2. Experimentar. La demostración puede ser un experimento de clase, una

encuesta, una simulación, o un análisis de datos secundarios, y es realizada por el

instructor o por los estudiantes en grupos pequeños. Experimentar permite a los

estudiantes comprobar o no una concepción previa y será más eficaz que decir al

estudiante que su comprensión inicial es incorrecta (National Research Council,

2005).

3. Reflexionar. Después de la demostración, los estudiantes anotan y comunican

sus resultados identificando las diferencias entre lo que se predijo y lo que ocurrió

en la demostración, esto le permite al estudiante pensar explícitamente sobre lo

que han aprendido, poder hacer conexiones entre lo que sabía antes con lo que

observó transformando su concepto. Asimismo, con el propósito de retroalimentar

el conocimiento y aplicarlo es necesario hacer uso del mismo en una variedad de

contextos. “La reflexión mejora el rendimiento estudiantil y desarrolla en los

estudiantes la capacidad para aprender por sí mismo” (Brandsford et al., 2000).

La implementación de esta estrategia sugiere que para lograr resultados satisfactorios es

importante considerar que (Sokoloff, 2008):

1. El instructor debe planear el tiempo para la discusión (paso 3) y lograr los objetivos

en el tiempo apropiado.

2. Para el paso 4 es recomendable que el instructor utilice herramientas que le

permitan mostrar en forma llamativa las aportaciones voluntarias de los

estudiantes a toda la clase. Las predicciones incorrectas no se corrigen en este

momento. El instructor puede incluir respuestas de clases anteriores si ningún

estudiante se ofrece voluntariamente o si las respuestas no varían.

3. El propósito de los pasos 7 y 8 es que el instructor dirija a los estudiantes a la

respuesta correcta. Esto no es una conferencia sino una discusión dirigida donde

los datos experimentales se utilizan para validar los conceptos.

En 1994, Sokoloff y Thornton (1997) realizaron otra evaluación de su método en la

Universidad de Tufts (Sokoloff y Thornton, 2004). Los autores trabajaron con un grupo de

aproximadamente 200 estudiantes, que también dividieron en 2 grupos: grupo control y

grupo experimental. Ambos grupos llevaron los cursos “tradicionales” sobre cinemática y

dinámica, al término de los cursos, al grupo experimental se les impartió dos sesiones con

el método de CDI’s sobre cinemática y, posteriormente, una sobre dinámica. Los

resultados nuevamente mostraron que la comprensión de los conceptos en el grupo

experimental fue muy superior a la mostrada en el grupo control.

En 1995, Sokoloff y Thornton (1998) realizaron otro estudio, encontrando que la

comprensión de los conceptos no sólo se favorece con método de las CDI’s, sino que se

incrementa con el transcurrir del tiempo, es decir, realizaron evaluaciones posteriores a

las 6 y a las 7 semanas de terminada la instrucción (la tradicional y la de Aprendizaje

Activo con las CDI’s), encontrando que los estudiantes del grupo experimental mostraban

una mayor comprensión de los conceptos; concluyendo que se incrementa la asimilación

de los conceptos por los estudiantes.

Desde 1999, el profesor Sokoloff, junto con sus colegas Ronald Thornton y Laws

Priscilla, desarrolló bajo el auspicio de la UNESCO talleres de bajo costo dirigidos a

estudiantes de secundaria y primeros semestres de la universidad de países en vías de

desarrollo. Los talleres se presentaron en países como: Ghana, Túnez, Marruecos, India,

Tanzania, Brasil, México, Zambia y Camerún y, recientemente, Colombia, Chile y Perú.

En estos talleres se destacan algunos trucos de óptica para su enseñanza y aprendizaje.

En otoño de 2001, Zimrot y Ashkenazi (2007) iniciaron un estudio con una matrícula

de 200 estudiantes durante un periodo de 3 años implementando el método de CDI’s en

un curso de Química General con la finalidad de los estudiantes logren un mejor

desempeño en sus cursos, obteniendo resultados que muestran la importancia de la

componente interactiva ya que en grupos experimentales los estudiantes mostraban una

mayor comprensión de los conceptos comparados con los resultados de una enseñanza

tradicional. Ellos concluyeron que con el uso de las CDI’s se incrementó la asimilación de

los conceptos por los estudiantes.

En el año 2006, Sokoloff editó un Manual de Entrenamiento de Aprendizaje Activo de

Óptica y Fotónica del que su versión en español aún está en revisión. Este trabajo

patrocinado por la UNESCO es el producto con en el que se proyecta incentivar la

innovación y la creatividad experimental en la enseñanza y aprendizaje de la física. En el

manual se descubre que el método ALOP consiste en guiar a los estudiantes a través del

auto aprendizaje a partir de colocarlos en posición de predecir, argumentar y analizar los

resultados de prácticas experimentales cuidadosamente diseñadas y que requieran

equipo muy sencillo y de fácil reproducción.

II. 2. 5 Resultados en CECyT. del IPN

Dentro del Instituto Politécnico Nacional, en el nivel medio superior, se han

realizaron investigaciones sobre estrategias de Aprendizaje Activo con la metodología de

Clases Demostrativas e Interactivas (CDI´s), como propuesta educativa donde se puede

apreciar, tanto en la implementación como en los resultados obtenidos, que mejoró la

comprensión de los conceptos básicos en Física el en proceso de Enseñanza Aprendizaje

(PEA). En particular describimos los siguientes resultados:

El primer trabajo que describimos es el realizado por Garduño (2010) denominado

“Implementación de clases demostrativas Interactivas para la enseñanza de caída libre en

el Bachillerato”, que se implementó con estudiantes de bachillerato, en tercer semestre

del Centro de Estudios Científicos y Técnicos (CECyT) N° 6 “Miguel Othón de

Mendizábal” en el turno matutino que cursaban la unidad de Aprendizaje de Física I en la

carrera de la especialidad en “Técnico Laboratorista Clínico” y “Técnico Laboratorista

Químico”. En esta implementación se mostró que es posible obtener resultados

satisfactorios con el uso de medios modestos cuando usamos una estrategia enfocada,

CDI, en el estudiante. De acuerdo a la clasificación propuesta por Hake (1998), al analizar

los resultados de la ganancia normalizada promedio después de la instrucción en el

instrumento de diagnóstico (FCIIA) se obtiene que, el grupo que utilizó la CDI se situó en

una zona de ganancia media (0.38), mientras que en el grupo control la ganancia

normalizada promedio se ubica en una zona de ganancia baja (0.13) característica de una

instrucción tradicional (Hake, 1998).

En el trabajo de investigación de Martínez (2011) denominado “El teléfono celular

como recurso didáctico en algebra vectorial para la física en el nivel medio superior” se

propone el uso del teléfono celular de los alumnos para sustituir el requerimiento de la

computadora y video proyector dentro de la implementación de una CDI que se realizó en

las instalaciones del CECyT N° 11 “Wilfrido Massieu” con alumnos entre 15 y 16 años que

se encuentran cursando la unidad de aprendizaje de Física I, con un grupo experimental y

un grupo como control. Con base a la ganancia de Hake, se puede observar que el uso de

los teléfonos celulares, como recurso didáctico en el aula, no demerita el aprendizaje de

los alumnos e incluso la ganancia de Hake para los grupos experimentales es mayor que

los grupos control.

En el CECyT N° 13 “Ricardo Flores Magón”, Velázquez (2012) implementó en tres

grupos de estudiantes de cuarto semestre del turno vespertino en la unidad de

aprendizaje Física I una CDI como parte de la investigación titulada “Aprendizaje activo

para las Leyes de Newton para el nivel medio superior”. Los resultados que obtuvo

indican que se tiene una ganancia conceptual mayor en los grupos experimentales, que

en los grupos que se utilizaron como control, de manera que se comprobó que la

estrategia de trabajo aplicada favorece el aprendizaje de conceptos básicos de Física,

particularmente de las leyes de Newton.

Nuevamente en el CECYT N° 11 “Wilfrido Massieu” se realizó una investigación

basada en el aprendizaje activo por parte de Ramírez (2012). En esta investigación, se

diseño y adapto una serie de CDI’s para el aprendizaje del tema magnetismo dirigidas a

alumnos de bachillerato. Se implementaron estas clases en dos grupos experimentales de

sexto semestre y con dos grupos de control del mismo semestre del turno matutino, en los

cuales se expusieron los mismos contenidos temáticos, que están en el programa de la

unidad de aprendizaje de física IV. Los resultados obtenidos para la ganancia de

conceptual normalizada muestran que los grupos experimentales logran un mejor

desempeño cuando responden preguntas sobre los aspectos conceptuales básicos del

magnetismo. 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, particularmente en los CECyT del

IPN, pero para estar completamente en lo cierto, se trabajó nuevamente, en este trabajo,

en un CECYT para dar conclusiones contundentes sobre esta metodología.

II. 3 Calor y temperatura

El estudio del significado científico del concepto calor en los niveles medio superior

y superior resulta muy difícil para el alumno promedio (Cárdenas, 1997; Carlton, 2000;

Clough, 1985; Flores, 1996; García, 1985; Linn, 1999; Macedo, 1985; Nachimias, 1990;

Odetti, 2001; Taber, 2000; Thomaz, 1995). Esto se favorece porque el término es muy

común y se utiliza desde la infancia con otra connotación que, hasta ahora, le ha

explicado el mundo que lo rodea de una manera lógica (Albert, 1978), fortaleciendo su

concepción personal que es difícil modificar si no se utilizan estrategias de enseñanza

adecuadas (Flores, 1996) y diferentes de la clásica transmisión de conceptos, incluso en

el nivel universitario (Odetti, 2001).

Esta familiaridad particular con los fenómenos térmicos es una desventaja para

alcanzar una comprensión científica pero al mismo tiempo es, paradójicamente, una

ventaja para el profesor, ya que el estudiante tiene experiencias previas que pueden

potenciar su aprendizaje (Carlton, 2000). Ambos aspectos son importantes desde una

perspectiva constructivista en la educación (Arons, 1996; McDermott, 1996; Pozo, 1998)

ya que se necesita incidir en el conocimiento que los estudiantes poseen al llegar a la

clase y construir sobre él para desarrollar un entendimiento científico del concepto.

Un problema relacionado, es el hecho de que en todos los niveles educativos se

presenta confusión entre los términos calor y temperatura (Cervantes, 1987; Domínguez,

1998; Harrison,1999; Lang da Silveira, 1996; Macedo, 1985; Nachimias, 1990; Odetti,

2001; Thomaz, 2000), lo que dificulta el aprendizaje de otros fenómenos térmicos más

particulares: calor latente (transiciones de fase), calor sensible (cambios de energía

térmica), capacidad térmica, conductividad térmica (rapidez de transferencia de energía

térmica), energía interna, etc. y, por consiguiente, de la aplicación de los principios de la

Termodinámica. Esta confusión puede deberse a que en la vida cotidiana temperatura no

está totalmente diferenciado del concepto de calor.

Al momento de hablar de calor, es necesario considerar procesos dinámicos, pues

calor es una forma particular de transferencia de energía, “no es en sí una forma de

energía que un objeto pueda tener” (Cervantes, De la Torre, et al; ,2001), pues el calor

solo es considerado en la interacción entre objetos que se encuentran a diferentes

temperaturas.

Ahora bien, para comprender el concepto de temperatura es necesario hacer

referencia a los conceptos de contacto térmico y equilibrio térmico. Donde el primero hace

referencia a la interacción entre objetos donde se evidencia una transferencia de energía

aún sin estar en contacto, y el equilibrio térmico ocurre cuando los objetos en contacto

térmico dejan de intercambiar energía, ya que han alcanzado la misma temperatura, ésta

se mide con un instrumento confiable que es el termómetro, pues a menudo se asocia el

concepto de temperatura con cuán frío o caliente se encuentra un objeto cuando se toca,

lo cual permite aclarar que la utilización de los sentidos no son confiables para la

determinación de la temperatura de los cuerpos, pues existen materiales que al tener la

misma temperatura se siente más fríos que otros. Así, la propiedad que nos dice que tan

caliente o frío está un objeto en comparación con una referencia (a una escala graduada)

es la temperatura. Así la transferencia de energía es siempre del objeto con mayor

temperatura al de menos temperatura (Walker et al., 2008).

También es importante mencionar que es lo que sucede a nivel microscópico, no

se puede despreciar que los cuerpos (en estado sólido, líquido y gaseoso) están formados

por átomos y moléculas en agitación continua, que por dicho movimiento poseen energía

cinética, que es percibirla en la medida que al aumentar su temperatura aumenta la

agitación de dichas moléculas por tanto su energía cinética, y mientras más rápido se

muevan dichas moléculas más energía cinética contiene el cuerpo (Walker et al., 2008).

II. 4 Investigaciones de los errores conceptuales de calor y temperatura

La mayor parte de la investigación revisada centra su atención en la

adolescencia. Parece como si se diera por supuesto que en los niveles superiores de la

enseñanza, después de años de instrucción, los elementos de un “sencillo” modelo

dinámico de partículas han sido asimiladas y que nuestros alumnos y alumnas tienen la

capacidad de transferirlos a la interpretación y predicción de hechos y fenómenos

cotidianos, independientemente de que se les pida o no de una manera explícita que lo

hagan. Así se realizaran preguntas como: ¿Por qué se hincha un globo conectado a un

matraz cuando se calienta? ¿Por qué permanece constante la temperatura en el cambio

de estado de hielo a agua líquida? (Dominguez et al., 1996)

La experiencia docente en la universidad nos indica que los alumnos que llegan a

este nivel educativo mantienen aún las confusiones entre calor y temperatura que se

mencionan en las bibliografías (Tiberghien,A., 1983; García Hourcade y Rodríguez de

Avila, 1985; Pérez, S., 1992) Por otra parte, la comprensión de los principios y leyes de

la termodinámica, representa para los alumnos una tarea difícil donde muchos fracasan.

Siendo la temperatura y el calor conceptos básicos para el estudio y comprensión de la

Termodinámica. (Marta Cardenas, Silvia Ragout 1997).

Investigaciones muestran los errores que presentan los estudiantes al abordar

conceptos físicos como calor y temperatura. Estas investigaciones evidencian la

dificultad que presentan los estudiantes para caracterizar tales conceptos, dentro de sus

concepciones se encuentran posturas como “el calor es el sol, el calor es una

temperatura elevada” (Macedo, Soussan; 1985), “todo cuerpo posee un calor, el frio es

falta de calor” (Gracia, Rodríguez 1985).

Existen algunos trabajos realizados en los 90´s muestran la inquietud por la

cantidad de errores conceptuales en Calor y Temperatura, no es nueva. El primero de

ellos, es el de Bauman R. P., (1992), muestra líneas de argumentación que critican los

libros de texto de esa década, así como el uso inapropiado del lenguaje en el salón de

clase. De acuerdo con el uso de ese lenguaje acarrea como consecuencia la

“perturbación de errores de conceptos” y trabaja en contra de nuestros mayores

esfuerzos por aclarar los significados. Así, de acuerdo con Bauman, una de las

dificultades es que la terminología empleada forma parte del lenguaje profano cotidiano,

por lo que el uso generalizado y conceptualmente indiscriminado representa un serio

obstáculo para una conceptualización adecuada.

La dificultad de los estudiantes para conceptualizar correctamente las leyes de la

termodinámica han sido estudiadas por diferentes autores (Martínez y Pérez, 1997;

Michinel y Dálessandro, 1994) asimismo sea detectado los errores en nociones relativas

a las magnitudes involucradas, como calor, trabajo, energía interna, temperatura etc.

(Thomaz y Malaquias, 1995; Albert, 1978). Esas dificultades parece residir en la falta de

correspondencia entre el modelo macroscópico de las leyes de la termodinámica,

(relaciones de energía que emplean magnitudes fenomenológicas) y el modelo cinético

molecular de la materia.

Domiguez–Castiñeiras y otros (1998) estudiaron las concepciones alternativas de

los estudiantes relacionados con los conceptos de calor y temperatura y encontraron que

persiste la influencia del lenguaje cotidiano en la utilización y verbalización de gran parte

de las ideas y razonamientos, lo que se pone de manifiesto en las proposiciones

macroscópicas, generando controversias importantes dentro de la propia comunidad

científica (Alomá, Eduardo y Malaver, Manuel, octubre 2006).

Al estudiar los fenómenos del universo, la física desarrolla una base de

conocimientos científicos (Rodríguez M, Moltó E y Bermúdez R., 1999) las cuales se

sintetizan en cuatro niveles: conceptos y modelos, leyes y principios, teorías y el cuadro

Físico del mundo. Una de las problemáticas que se tiene y se observa en el nivel

bachillerato, es que los alumnos no comprenden los conceptos de calor y temperatura

por la relación que tiene con el concepto de energía y los métodos más usado en el

proceso de enseñanza. Los conceptos han ido evolucionando con el propio desarrollo de

las ciencias físicas (Arias A, 2006) en un primer momento como la capacidad que tiene

un cuerpo para realizar un trabajo mecánico y posteriormente con la posibilidad de variar

la energía interna de los cuerpos o sistemas de cuerpos que es lo que sucede con el

calor y la temperatura.

Estudios del significado científico del concepto calor en los niveles medio superior

y superior resulta muy difícil para el alumno promedio (Cárdenas, 1997; Carlton, 2000;

Clough, 1985; Flores, 1996; García, 1985; Linn, 1999; Macedo, 1985; Nachimias, 1990;

Odetti, 2001; Taber, 2000; Thomaz, 1995) Esto se favorece porque el termino es muy

común y se utiliza desde la infancia con otra connotación que, hasta ahora, de una

manera lógica (Albert, 1978), fortaleciendo su concepción personal que es difícil de

modificar si no se utilizan estrategias de enseñanza adecuadas (Flores, 1996) y

diferentes de la clásica trasmisiones de conceptos, incluso en el nivel universitario

(Odetti, 2001).

Otro problema relacionado, es el hecho de que en todos los niveles educativos se

presentan confusiones entre los términos calor y temperatura (Cervantes 1987:

Domínguez, 1998; Harrison, 1999; Lang da Silveira, 1996; Macedo, 1985; Nachimias,

1990; Odetti, 2001; Thomaz, 2000).

Por otro lado, en estudios conducidos por Yoe, S y Zadnik, M., (2001), estos

investigadores aseguran, que entre los estudiantes jóvenes, las creencias tienen un

estatus superior al que tiene el conocimiento puesto que éstas “se consideran

verdaderas irrefutables pues no quieren demostraciones o justificaciones”. Ellos reportan

que mucho de los conceptos que tienen los estudiantes dependen de los contextos, y

las explicaciones solo las relaciona con situaciones aisladas o únicas. Además, tiende a

no aplicar lo “aprendido” en las aulas a situaciones cotidianas, sino que utilicen

concepciones alternativas, tales como sus creencias. También argumentan frases

cotidianas como “tomar la temperatura a alguien” conduce a la creencia que causa

confusión y conflicto con los conceptos físicos. Esto se relaciona muy cercanamente con

los argumentos de Jewett, J. W., (2008).

Trabajos realizados por Martínez, J.M. y Pérez, B. A.(1997) nos mencionan la

importancia de la secuencia conceptual normalmente utilizada para el área de la

termodinámica básica utilizada por los profesores es la propuesta por las libros de texto:

Temperatura; termometría, dilatación térmica, Calor; calorimetría, Trabajo; Energía

interna, enunciados de los principios de la termodinámica, Fundamentación en base a la

teoría Cinética Molecular, la cual coincide en general con el desarrollo históricos de los

conceptos (Pérez,1991).

A partir de la investigación en educación en física también ha quedado

ampliamente demostrado que, al llegar al aula, los estudiantes poseen concepciones

que por lo general no coinciden con las científicamente aceptadas y son altamente

resistentes al cambio. La finalidad de este trabajo que la secuencia de contenidos y

estrategias de construcción conceptual empleados contribuirían a que el alumno disocie

progresivamente las ideas de calor y temperatura, normalmente indiferenciadas en sus

concepciones previas, de esta manera evitan reforzar la identificación de calor - energía

interna - temperatura, sugerida por las secuencias tradicionales.

III. Metodología III. 1 Introducción

Esta parte en especial es de suma importancia ya que conoceremos la

metodología de implementación de las CDI’s diseñadas para este tema, adicionalmente,

se describirá un poco más la población de estudiantes que gracias a su trabajo,

colaboración y dedicación se logro realizar este proyecto. De la misma forma, se

describirá la infraestructura del CECyT donde se llevo a cabo la implementación de esta

metodología de aprendizaje. Por otro lado, se describirá cómo se diseñó el test aplicado a

los estudiantes así como el diseño de las CDI para enseñar los conceptos de calor,

temperatura y su diferencia.

La intención de utilizar las CDI´s en este proyecto de investigación es demostrar

que se pueden obtener resultados satisfactorios con esta metodología en la enseñanza de

la física en el nivel bachillerato, aunque ya ha demostrado su eficacia en otros contextos

del mismo bachillerato del IPN, en esta ocasión lo haremos para el tema de

termodinámica correspondiente a la unidad de aprendizaje Física III del bachillerato

general del Instituto Politécnico Nacional en México.

Para conseguir lo descrito en el párrafo anterior, se elaboraron dos CDI cada una

con una demostración o experimento didáctico, para la enseñanza en los temas de calor y

temperatura, que es un tema básico en todos los programas de física a este nivel, es

necesario mencionar estos conceptos son útiles en otras unidades de aprendizaje dentro

de este nivel, como es en el caso de química, por ejemplo para los temas de: velocidad de

reacción, equilibrio químico, calor de formación. Para el diseño de estas CDI’s se siguió la

propuesta de Sokoloff y Thornton (2008).

III.2 Descripción de los instrumentos de evaluación

Para evaluar los conceptos físicos se decidió diseñar un cuestionario que se aplicaría

como pre-test y pos-test para poder comparar los resultados.

Un inventario de conceptos es un examen basado en criterios diseñados para evaluar

si un estudiante tiene un conocimiento preciso de un conjunto específico de conceptos.

Para garantizar la interoperabilidad, es común tener varios elementos que se ocupan de

una sola idea. Por lo general, los inventarios de conceptos están organizados como

exámenes de opción múltiple para garantizar que se les califica de una forma

reproducible. Estos inventarios son objeto de una extensa investigación en la actualidad.

Los objetivos de la investigación incluyen la determinación del rango de lo que piensan los

individuos en una pregunta que se está pidiendo en particular y las respuestas más

comunes a las preguntas. Los inventarios de conceptos son evaluados para asegurar la

fiabilidad y la validez del examen. En su forma final, cada pregunta incluye una respuesta

correcta y distractores varios. Los distractores, es decir las respuestas incorrectas, están

por lo general (pero no siempre), basados en ideas erróneas de los estudiantes

comúnmente aceptadas [47].

Hestenes, Halloun, y Wells desarrollaron el primer inventario de conceptos que una

amplia difusión: el Force Concept Inventory (FCI) [48, 49, 50]. El FCI fue diseñado para

evaluar la comprensión del alumno de los conceptos newtonianos de la fuerza.

Desde el desarrollo del FCI, otros instrumentos de evaluación de conceptos de Física

se han desarrollado, estos incluyen Force and Motion Conceptual Evaluation (FMCE)

desarrollado por Thornton y Sokoloff [51] y Brief Electricity and Magnetism Assessment

desarrollado por Ding [52] Para una discusión de cómo una serie de inventarios concepto

se desarrollaron ver [53]. Información sobre las pruebas de concepto de la física se puede

encontrar en varios sitios web, por ejemplo:

1. http://www.foundationcoalition.org/home/keycomponents/concept/index.html

2. http://www7.nationalacademies.org/bose/PP_Commissioned_Papers.html

3. http://www.ncsu.edu/per/TestInfo.html

El FMCE es un test diseñado para evaluar el concepto de fuerza y movimiento,

desarrollado por Thornton & Sokoloff [51] y se compone de 47 preguntas. Es un

cuestionario de preguntas de opción múltiple que permite evaluar la enseñanza de los

cursos de Física introductoria. Las preguntas están orientadas al estudio del movimiento y

las fuerzas que intervienen en él. Cada pregunta tiene entre cinco y nueve respuestas, las

preguntas se presentan en forma de pequeñas historias sobre un determinado problema

(contextos reales) en un lenguaje coloquial, utilizan representaciones gráficas sin incluir

sistemas de coordenadas o las fuerzas que actúan de forma explícita`[54]

Otro test muy utilizado es el examen conceptual sobre circuitos eléctricos del Proyecto

“The Workshop Physics” de la Universidad de Oregón, llamado “The Electric Circuits

Concept Evaluation (ECCE)” que fue elaborado por David Sokoloff en 1998 [55]. El ECCE

se compone por 45 preguntas de opción múltiple. Su autor sugiere se seleccione entre

ellas y se dividan entre el pre-test y el post-test.

Para la presente investigación, se eligieron 11 preguntas para conformar el test. Estas

fueron tomadas del test validado de Yeo (XXXX) y del test “Validación de un test para

verificar si el alumnos posee concepciones científicas sobre calor y temperatura y energía

interna”. Este último, se diseño en base a las respuestas de más de un centenar de

estudiantes reportados en Silveira et al. (1991).

Estos 11 reactivos engloban el material necesario, como ya sea había hablado en

párrafos anteriores, para indagar sobre el conocimiento que tienen el estudiante, sobre los

temas de interés para esta investigación. Estas preguntas tienen un contexto muy claro y

sencillo adecuado para estudiantes del nivel medio superior.

A cada una de las preguntas se le agrego una última opción que es el inciso “D” el cual

tiene como respuesta “No sé”, esta respuesta se decidió agregarla para que el alumno

pudiera responder honestamente si no sabía el concepto o no estaba seguro de la

respuesta. El test se encuentra en Anexo 2.

En 1998, Richard R. Hake propuso una expresión que permite calcular el promedio

del aprendizaje conceptual en alumnos que realizaron evaluaciones de opción múltiple

[57]. Esta ganancia en el aprendizaje nos permite comparar el grado de efectividad de

alguna estrategia didáctica implementada en distintas poblaciones independientemente

del estado inicial de conocimiento.

En su trabajo, el profesor Hake examinó datos de 62 cursos introductorios de Física

que incluyeron a 6542 estudiantes. Todos los estudiantes presentaron el examen antes y

después del curso, lo que permitió medir tanto las concepciones previas al curso como el

cambio en la comprensión conceptual de los estudiantes al aprobar la materia.

Para esto, Hake propuso calcular el factor g (ganancia normalizada), definido de la

siguiente forma:

f

if

S

SSg

−

−=

100

donde Si es el puntaje porcentual del pretest, mientras que Sf es el puntaje porcentual del

postest. Hake propone categorizar los resultados de la instrucción en las llamadas zonas

de ganancia [57] de acuerdo al resultado obtenido de la siguiente forma:

1. Zona de ganancia baja. Un rango menor a 0.3 )3.0( ≤g .

2. Zona de ganancia media. Rango de )7.03.0( ≤≤ g .

3. Zona de ganancia alta. Un rango mayor a 0.7 )7.0( ≥g

III.3 Descripción de la población

Para la realización de este trabajo de investigación se eligió trabajar con

estudiantes de nivel medio superior, de la misma institución y del mismo nivel académico,

para implementar la estrategia de la Clase Demostrativa Interactiva, en particular, se eligió

el Centro de Estudios Científico y Tecnológico (C.E.C. y T.) número 6 “Miguel Othón de

Mendizábal” del Instituto Politécnico Nacional.

Es muy importante conocer las características de la población estudiantil, con el fin

de enmarcar claramente esta población y con ello dar parte del contexto de esta

investigación. Se sabe que el rendimiento académico depende mucho de la forma en que

los estudiantes viven y los diferentes aspectos que desenvuelve, así como cualidades

individuales, por ejemplo, la inteligencia, aptitudes y capacidades, su medio socio-familiar

(familia, amistades, barrio), los esfuerzo que realizan, su capacidad para el trabajo, la

forma en que estudian, su actitud, su personalidad, la atención que tengan, la manera en

que se motivan, la capacidad de memoria y retención, el medio en que se relacionan, etc.

(Morales Serrano 1999).

Es importante hablar tanto de los factores externos: características demográficas

(Zona de residencia, distancia de la escuela), como de los factores internos: los recursos

e infraestructura escolar, las características del ambiente escolar y del aula, así como las

prácticas escolares, (Hernández-Ural de Márquez-Jiménez & Palomar-Lever,2006).

A todos los estudiantes que participaron en esta investigación se les aplicó una

encuesta con el fin de determinar factores importantes que afectan el rendimiento, todo

ellos tomando en cuenta, que el estudiante se sienta cómodo al contestar, que no se

sienta agredido y mucho menos sentir que se está entrando en su vida personal. Antes de

que los estudiantes comiencen a contestar este instrumento, se les dio una serie de

indicaciones, así como la finalidad que tiene esta encuesta, de esta manera ellos quede

tranquilo, para que procedan a contestar con respuestas claras, precisas y lo más

importante que contesten con honestidad.

A continuación analizaremos los resultados de la encuesta para cada una de las

preguntas, por grupo y el total. El primer factor importante es conocer el género de

nuestra población de estudiantes, los resultados se muestran en la Tabla 3.1, en ella se

observa que del total de la población el 26.8% corresponden a hombres mientras que el

73.1% a mujeres.

Género Hombre Mujeres

Grupo experimental 7 24

Grupo control 11 25

Total de alumnos 18 49

% de alumnos 26.8 73.1

Tabla 3.1 Porcentaje de estudiantes hombres como mujeres, del grupo control y experimental

Otro factor importante que se considero es la edad, los resultados se muestran en

la Tabla 3.2, donde se muestra el rango de edades de los 16 a los 39 años.

Tabla 3.2 Porcentaje de edad de los estudiantes grupal y total.

Gráfica 3.1. Distribución de edades de los estudiantes de esta investigación.

Con los resultados anteriores nos damos cuenta que la mayoría de la población de

estudiantes tiene 17 años, que es una de las edades más difíciles debido a que los

alumnos están entre ser adolecentes y adultos es una etapa de transición muy difícil para

el ser humano.

Edad 16 17 18 19 32 39

Grupo experimental 5 19 3 2 1 1

Grupo Control 4 29 3 0 0 0

Total de alumnos 9 48 6 2 1 1

% de alumnos 13.4 71.64 8.9 2.9 1.4 1.4

Otro de los factores importantes el nivel de formación de los padres, los resultados

sobre estas preguntas se muestran en las gráficas 3.2 y 3.3. Por lo que podemos concluir

que tanto las madres como los padres son personas que han alcanzado un novel alto en

nivel de estudios aunque los padres lo tienen un porcentaje más alto que las madres.

Gráfica 3.2. Porciento de estudiantes dependiendo del grado de estudios de la madre.

Gráfica 3.3. Porcentaje de estudiantes dependiendo del grado de estudios del padre.

Es indispensable en estos tiempos tener una computadora en casa, incluso con

conexión a internet, por lo que nos dimos a la tarea de averiguar el porcentaje en el que

los estudiantes cuentan con estos recursos en casa. En las gráficas 3.4 y 3.5 se muestran

los resultados, los que nos indican que la mayoría de los estudiantes, más del 85%

cuentan tanto con computadora como con conexión a internet.

Gráfica 3.4. Porcentajes de estudiantes que cuentan con computadora en su casa

Es muy importante que el estudiante cuente con una computadora en su casa, pero

esto no es un problema para los estudiantes de este C.E.C.y T., debido a que en la

escuela tienen un servicio de computadoras en la biblioteca y existe un aula especial para

el uso de computadoras. Se puede considerar como problema en instituciones que no

cuentan con este servicio, debido a que el estar visitando el café internet es una pérdida

de tiempo y dinero, que esto influye en la economía de los estudiantes y en su

rendimiento.

Gráfica 3.5. Porcentaje de estudiantes que cuentan con internet

Por otro lado tambien tenemos un factor muy importante que tenemos que tomar

encuenta es si el estudiante trabaja, en este caso los resultados muestran que el 90% de

los estudiantes solo están dedicados a los estudios de bachillerato.

Gráfica 3.6. Resultados de los procentaje de estudiantes que trabajan

III. 4 Descripción de las Clases Demostrativas Interactivas

Se diseñaron dos CDI´s para el tema de Calor y Temperatura, se programaron

para dos sesiones de laboratorio aproximadamente de 70 minutos. Estas clases

demostrativas interactivas se realizaron pensando en cubrir dos temas particularmente

básicos del tema de Calor y Temperatura, como lo es el equilibrio térmico y la teoría

cinético-molecular de la temperatura, además de que fueran atractivos y curiosos para los

estudiantes, así mismo que involucrara algo más que el sentido de la vista, el oído que

son los sentidos que se utilizan comúnmente en los experimentos, algo con lo que ellos

identificaran y recordaran mejor los conceptos físicos involucrados.

Los experimentos contenidos en las CDI’s se basaron en una secuencia didáctica

diseñada en base al trabajo de García y Sánchez (2009) que está en fase de

implementación. En ella, se describe el experimento que se le dio el nombre “experimento

de polen”, en dicha secuencia se tiene como finalidad, permitir que el estudiante

comprenda y aprenda a diferenciar entre el concepto de calor y temperatura, así como

establecer una relación entre un fenómeno macroscópico y microscópico afín con la

energía cinética, de la misma manera cómo se percibe un fenómeno térmico y cómo se

pueda discutir sobre la medición de la temperatura. Adicionalmente, se planteó el

experimento de las cubas hidroneumáticas. De estas dos propuestas, se plantearon se

plantearon las CDI’s, donde los estudiantes tienen que utilizar el sentido del tacto, además

del sentido de la vista y oído, teniendo una dinámica diferente de trabajo ald e una clase

magistral.

III. 2. 1 Experiencia de cubas hidroneumáticas

A continuación se describe el experimento correspondiente a la primera de las

CDI. La hoja de predicción, que también es la de resultados, se mostrará en el apéndice

1.

Hoja de desarrollo experimental

El experimento se realiza por equipo, pero una sola persona realizara la parte

experimental los demás integrantes del equipo prestaran atención, observaran y

realizaran anotaciones.

Para la siguiente actividad, necesitaremos del siguiente material:

1.-Tres cubas hidroneumáticas.

2.- 250ml de agua caliente 30°C

3.- 250ml de agua a temperatura ambiente

4.-250ml de agua fría a 10°C

Desarrollo

A.- La persona o integrante del equipo debe de dejar las manos descubiertas totalmente,

sin anillos, pulseras de ningún tipo, así como subirte un poco las mangas de la bata.

B.- Introduce completamente las manos tratando de no tocar el fondo de la cuba, pero de

manera que quede tu mano dentro del agua.

C.- Introduce una de tus manos en la cuba “A” y la otra en la cuba “C” las dos al mismo

tiempo.

D.- Introduce las dos manos en la cuba “B”, primero la que habías colocado en la cuba “A”

y posteriormente la que habías introducido en la cuba ”C” .

Cada paso que realice la persona que va a realizar la actividad deberá relatar, lo que va

sintiendo. (Los demás integrantes podrán realizar los pasos anteriores rápidamente si lo

considera conveniente).

III. 2. 2 Experiencia del polen

A continuación se describe el experimento correspondiente a la segunda de las

CDI. La hoja de predicción, que también es la de resultados, se mostrará en el apéndice

1.

Hoja de desarrollo del experimento

El experimento se trabajara por equipo, pero una sola persona realizara la parte

experimental, mientras los demás integrantes del equipo prestaran atención.

Para la siguiente actividad, necesitaremos del siguiente material:

• Dos vasos de plástico transparentes

• Agua fría y Agua caliente

• Lo que puedas tomar con dos dedos (pulgar e índice) de polen.

Parte experimental:

1.-Coloca en un vaso agua caliente y en el otro agua fría.

2.- Coloca una pizca de polen, lo que puedas tomar con tus dos dedos.

3.- Observa detalladamente lo que ocurre.

III. 2. 3 Ocho pasos de las Clases Demostrativas Interactivas

De acuerdo a Sokoloff y Thornton (2008) para cada uno de los experimentos

descritos previamente se consideraron los 8 pasos de una clase demostrativa interactiva:

1. El instructor describe la demostración, en este caso las cubas o el polen, sin

realizar el experimento.

2. El instructor pide a los estudiantes registrar sus predicciones individuales sobre lo

que sucederá en el experimento en una “Hoja de Predicción” (la cual consiste en

una serie de preguntas sobre el experimento o demostración) que se recogerá.

3. Los estudiantes se involucran en discusiones sobre la predicción de la

demostración formando grupos pequeños con sus compañeros más cercanos y

pueden cambiar sus predicciones si lo consideran conveniente.

4. El instructor obtiene las predicciones más comunes de los estudiantes del grupo y

las muestra en una pantalla o pizarrón visible en el salón de clase, para formar una

discusión grupal y obtener predicciones generales de grupo.

5. Los estudiantes registran sus predicciones finales, de grupo, sobre la “Hoja de

Predicción”.

6. Los estudiantes, en los mismos grupos pequeños del paso 3, realizan la

demostración y observan el resultado del experimento.

7. El instructor solicita a los estudiantes describan y discutan sus resultados.

Responden la “Hoja del Resultado” (idéntica a la “Hoja de la Predicción”) y la

entregan.

8. El instructor discute situaciones físicas análogas o relacionadas al fenómeno

observado. El instructor ayuda a los estudiantes para transferir su aprendizaje a

situaciones reales donde el concepto se aplica.

III. 3 Metodología del grupo experimental o de prueba

Para el grupo experimental, la profesora A planeó tres sesiones de 1.5 hrs cada

una, que incluían las dos CDI’s planeadas.

En la primera se explicó a los grupos que participarían en una investigación, y se

aplicó el examen diagnóstico (pre-test) que tuvo una duración de 30 min, del mismo modo

se aplicó el pos-test al finalizar la dinámica. En ambos exámenes se enfatizó que los

resultados no impactarían en su evaluación semestral.

La segunda sesión se llevó con la implementación de las dos clases Demostrativas

Interactivas, cada una en aproximadamente 45 min.

En la tercera sesión, se hizo un pequeño recordatorio de la sesión anterior, se

revisaron algunos fenómenos cotidianos relacionados con los conceptos estudiados en la

sesión previa y, finalmente, se realizó el pos test.

III. 4 Metodología del grupo control

Para el grupo de control, la profesora B planeo las mismas tres sesiones de 1.5 hrs

que en grupo experimental.

En la primera se explicó a los grupos que participarían en una investigación, y se

aplicó el examen diagnóstico (pre-test) que tuvo una duración de 30 min, del mismo modo

se aplicó el pos-test al finalizar la dinámica. En ambos exámenes se enfatizó que los

resultados no impactarían en su evaluación semestral. Para finalizar esta sesión, se

solicito a los estudiantes que investigaran para la siguiente sesión algunas referencias

bibliógrafas sobre los temas de calor y temperatura, los estudiantes deben realizar un

pequeño escrito de una cuartilla sobre las lecturas encontradas para llevarlo a la siguiente

sesión

La segunda sesión se llevó la clase “tradicional” de la siguiente manera, se realizó

una discusión grupal para detectar las ideas previas que tengan los alumnos por medio de

un cuestionario, en esta ocasión les aplico un cuestionario de cinco preguntas abiertas

claves que se fueron resolviendo en forma grupal con la participación de los estudiantes.

Las preguntas fueron las siguientes:

1. ¿Qué es calor?

2. Define con tus propias palabras el concepto de temperatura

3. ¿Qué entiende por transferencia de calor?

4. ¿Qué es termometría?

5. ¿Qué es equilibrio térmico?

Una vez escuchadas las respuestas a las preguntas, la profesora comenzó a impartir su

clase magistral con algunas analogías e imágenes que ella diseño para esta clase,

referentes al calor, a la temperatura y al trabajo, principalmente. Finalmente, se realizó

una discusión grupal para dar una conclusión general sobre el concepto de temperatura,

calor y la diferencia entre ellos.

En la tercera sesión, se hizo un pequeño recordatorio de la sesión anterior, se

revisaron algunos fenómenos cotidianos relacionados con los conceptos estudiados en la

sesión previa y, finalmente, se realizó el pos test.

IV. Resultados y discusión IV. 1 Descripción de la implementación en grupo experimental

En esta sección mostramos la forma de trabajo en grupo experimental desde el

punto de vista de cómo ocurrió la implementación en salón de clase. Para la segunda

sesión se solicitó a los estudiantes que asistieran al laboratorio para llevar a cabo en ese

lugar la sesión, debido a que realizarían actividades experimentales, así como por la

disposición de las mesas que permitía formar los equipos en los que trabajaría el grupo.

En la figura 1 se muestra al grupo experimental en la fase de llenado de Hoja de

Predicción del paso 2 (fase individual) de una de las Clases Demostrativas Interactivas.

Figura 1 Los estudiantes describen sus predicciones individuales

Posteriormente, en la figura 2 se muestran los estudiantes compartieron sus

predicciones, argumentándolas y discutiéndolas en equipo pequeño (paso 3 de CDI’s).

Figura 2. Los estudiantes comparten sus predicciones en grupos pequeños.

Una vez concluida la etapa de grupo pequeño, continuamos con el paso 4 de la

CDI, donde se recopilan las predicciones más comunes entre los equipos, para

posteriormente escribirlas en un pizarrón que fuera visible para todos los demás

estudiantes del grupo, la realización de esta parte debe de ser en un ambiente cordial, se

le pidió a uno de los integrantes del equipo que registrara la predicción explicada por su

equipo. Mientras que se realizaba la discusión de las predicciones, la profesora actuó

únicamente como moderadora de esa discusión, ver figura 3.

Figura 3. Los estudiantes registran y discuten sus predicciones

En el paso 5 de la CDI, los estudiantes registran su predicción final y tienen la

oportunidad de verificar su predicción inicial, sin que modifiquen sus respuestas iniciales.

En el paso seis, los estudiantes realizan el experimento en equipos pequeños,

observando el fenómeno y viendo los resultados que arroja éste, ver figura 4.

Figura 4. Los estudiantes realizan los experimentos, en la figura se muestran ambos experimentos de las dos CDI’s.

En el paso siete, los estudiantes se encargan de analizar, discutir y registrar sus

respuestas en la “Hoja de Resultados”.

Para finalizar, se realizó el paso ocho, la profesora concluyó la sesión analizando

los conceptos de calor y temperatura tratando de relacionar estos con algunos casos

cotidianos, con el propósito de que los estudiantes integren y transfieran su aprendizaje a

situaciones reales donde estos conceptos se aplique. Ellos también concluyeron y

llevaron a la vida cotidiana los conceptos.

En la siguiente sesión se aplico el post test que contiene los mismos ítems que el

pre test, para poder evaluar en los alumnos la comprensión de los temas de Temperatura

y Calor.

IV. 2 Resultados del pretest y postest

Los resultados de esta investigación se muestran en esta sección. Para hacer el

análisis pertinente se requieren las respuestas de todos y cada uno de los estudiantes

que participaron en la investigación así como de todos los exámenes (tests) que se les

aplicaron a lo largo de la implementación de las CDI’s. Para ello, se presentan las

respuestas de los estudiantes, en forma de Tablas, para cada uno de los grupos:

experimental y de control, para todos los test aplicados

En las tablas 4.1 y 4.2 se muestran las respuestas de los estudiantes para el

examen previo a la implementación (pre-test).

Preguntas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Respuestas

correctas por estudiante Estudiante

1 A B A A C C B C C C B 6 2 C B A A C D B C B C C 5 3 A C A A C B B C C A A 6 4 C B C A B C C C B A B 1 5 C B A B A B A C B D B 3 6 C B A A D B A B B B A 3 7 C B C C A B A C B C B 3 8 C B A A C B A C B B C 4 9 A B C C A C A A B B A 3

10 C B C A A C B B C B B 4 11 A B A B B B C B B B B 3 12 A B A C C B A C B A C 4 13 C B A A B B A C C B A 4 14 C B A C C B B C B B B 3 15 C B A C D B A C B C C 4 16 C B A C C B B C C B B 4 17 A B C A C C B C C C B 5 18 A B A A C B C C C B B 5 19 A B C A A C A C A B B 3 20 C B A A B B A C C B A 4 21 A B C A C A B C B A B 3 22 C B A A C B B C A B B 4 23 C B A C A C B C B B C 4 24 C B A C C C B B B C B 3 25 C A C A B C C B B C B 3 26 C B A A A C C C B B B 3 27 C B C B C C B C B B C 2 28 C B A A A C C D D C B 4 29 B B A C C B C D D C B 3 30 C B A A C B A A B B C 5 31 C D C A A C C B C B C 4 32 C A C C C B A B A C B 3 33 C B A A B C A C B A B 2 34 C A C A A C B B C B A 5 35 C A A C C B A A B C A 5 36 C B A C C B A C A B C 3

Respuestas correctas

por pregunta 9 4 24 21 10 19 13 3 10 11 9

Tabla 4.1. Respuestas a cada una de las preguntas de cada uno de los estudiantes del grupo control para el pre-test.

Preguntas 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Respuestas correctas por estudiante Estudiantes

1 C A C B A D B C A B C 4 2 C B D A A D B C C D A 4 3 C B A A C B B C C B C 6 4 C B C A C B B C B C B 4 5 C B A C C B C C D D C 2 6 C B A C C B C C D B C 3 7 C B A C A C C B B C A 3 8 C B A B A C A C B C C 4 9 C B A C A C A C D B A 2

10 C B A C C B C C B B C 3 11 C B A B C B C C C A C 4 12 C B C A A C C B C B B 3 13 C B A B C B C C B C B 3 14 A B A B A B C B D B C 5 15 A B C D A B B B A D B 4 16 C B A A A B C C B B B 4 17 C B A C C C C C C B C 3 18 C B A A B D A C D B C 3 19 C B A A C C B C B C B 4 20 A B A C C B C B B B B 3 21 C D A C C B A C D B C 3 22 C B A C C C C C D D C 2 23 C B C C C C C C D C C 2 24 C B C C C B A C A B B 1 25 C B A A C B C C C A B 4 26 C B A C D A C C B A C 2 27 C B A B A B C A B B B 4 28 C B B B C C A B A C C 2 29 C B A A B D B C D B A 3 30 C B A A A B A A B B A 5 31 C B A A C B C C B B B 3

Respuestas correctas

por pregunta 3 1 23 11 11 17 7 2 6 7 15

Tabla 4.2. Respuestas a cada una de las preguntas de cada uno de los estudiantes del grupo experimental para el pre-test.

Se puede observar, de la Tabla 4.3, que antes de la implementación de las CDI’s,

ambos grupos estaban en casi una igualdad de calificaciones, ligeramente mayor en el

grupo control. Esto nos indica que el nivel de conocimientos es bajo en nuestro tema de

interés: calor y temperatura.

Podemos observar, de la Tabla 4.3, que las preguntas con mayor cantidad de

aciertos son las 3 y 6; mientras que las de menor número de aciertos son las preguntas 2

y 8. Este examen diagnóstico nos permite dilucidar las ideas previas de los estudiantes lo

cual nos permite identificar aquellas ideas que estén correctas y las erróneas y, de esta

forma, hacer modificaciones en nuestra CDI para una siguiente implementación.

Grupo Alumnos p-1 p-2 p-3 p-4 p-5 p-6 p-7 p-8 p-9 p-10 p-11 5102F

Experimental 31 3 1 23 11 11 17 7 2 6 7 15

Calificación Experimental

31 1.0 0.3 7.4 3.6 3.6 5.5 2.3 0.6 2.0 2.3 4.9

5101C Control

36 9 4 24 21 10 19 13 3 10 11 9

Calificación Control

36 2.5 1.2 6.6 5.8 2.8 5.3 2.0 0.8 2.8 3.0 2.5

Total 67 12 5 47 32 21 36 20 5 16 18 24

Calificación Total

67 1.8

0.8 7.0 4.8 3.2 5.4 3.0 0.8 2.4 2.7 3.6

Tabla 4.3. Resultados obtenidos de los aciertos por pregunta en el cuestionario de diagnóstico inicial (pre-test) para ambos grupos: experimental y control. Se incluye la calificación por pregunta en escala de 0 a 10.

En las tablas 4.4 y 4.5 se muestran las respuestas de los estudiantes para el

examen posterior a la clase “tradicional” en el caso del grupo control y posterior a la

implementación de la CDI en el caso del grupo experimental, respectivamente.

Preguntas

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Respuestas

correctas

por estudiante Estudiante

1 A B C A C C B C B B B 3 2 A B C A A C C C C B D 4 3 B A A B A B A C B B C 5 4 A B C C A B C C B A B 3 5 A B A B A B A C C B B 5 6 A A B B D B D A C C B 6 7 C B C B A B C C C A A 3 8 A A C A A B B C B B B 6 9 C B A A C C A B A B A 2

10 C B C A C B B C B C C 5 11 C A A C A B A B C B A 5 12 C B C C C B B D B C A 3 13 C A C A C C B C C B B 4 14 C B C A C B C C C B C 4 15 C B C A C B A C C A B 3 16 C B C B C C A B C B B 1 17 A A C A C C A A B C C 6 18 A A C B C C C A C B C 5 19 A B C A C B B A B B A 5 20 A B C C B C B C B B B 2 21 A A C A C B C C C B A 5 22 C B A B A B A C C B A 4 23 C B A A A C C C C B B 4 24 C B C C C B B C C C B 4 25 C B C A C C B C B A C 3 26 C B C A A C A B A B B 2 27 C B A B C C B D A B C 3 28 C B C A A C B C D C C 5 29 C B C C C B C D B C A 2 30 A A C B A B C A C B B 6 31 C B C B C B B C D C C 4 32 A B C A C B A C C C A 5 33 A B C A A C B C B A C 5 34 A A C A A C A D B B A 4 35 A A C C A B C B B D A 4 36 C A A A A C C C D B C 5

Respuestas correctas

por pregunta 16

12

8

19

16

20

13

5

16

9

11

Tabla 4.4. Respuestas a cada una de las preguntas de cada uno de los estudiantes del grupo control para el post-test 1, inmediatamente después de la clase “tradicional”.

Preguntas 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Respuestas correctas por estudiante Estudiantes

1 A D A A A C B C C C C 8 2 A C A A B C B C C B B 5 3 A A A A A B B B C A C 9 4 A B A A C B C C B B C 5 5 C B A C C B C C B D C 3 6 C B A C C B B B A C C 5 7 C B A C C B C C B C C 4 8 C B A C B C B A C A C 5 9 A A A C A B C C C A B 6

10 C B A C C B B C B C B 4 11 A A C C C B C C C C C 6 12 A A A C A B C B C A C 7 13 A A A A C B D C C C B 7 14 A A A A A C C C D C C 7 15 A A A A C B C C B B C 6 16 A A A A A B A C B D B 6 17 A A A A C C A A B C C 7 18 A A A C A D C B A C B 5 19 C B C C C B A A B A C 3 20 A A C C A B A B C C C 7 21 C B A A C C B B C B C 5 22 A A A A D B A A C C C 9 23 A A A A A B A C B C C 8 24 C B A C B B C C C B C 4 25 A B A A A C B B A C B 6 26 A A C A A B B A B A C 8 27 C B A A A B C C C B A 5 28 C B C C C C B B A C C 3 29 A A C A A B B C C A A 7 30 A A C A A B B A B C A 8 31 A B C C A B C A B C C 6

Respuestas Correctas

por pregunta 21 16 23 17 15 22 12 7 14 16 21

Tabla 4.5. Respuestas a cada una de las preguntas de cada uno de los estudiantes del grupo experimental para el post-test 1, inmediatamente después de la clase demostrativa interactiva.

Finalmente, en la tabla 4.6 se muestran los resultados del examen post-test

realizado al grupo experimental dos semanas después de haber concluido la

implementación de la clase demostrativa interactiva.

Preguntas 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Respuestas correctas por estudiante Estudiantes

1 C B C A A D B B C C C 6 2 A B A C A B B C C A A 6 3 A A C A A B A B C B A 6 4 C B C A A B B B C B C 6 5 D B C A B D A C B C C 3 6 C B C A C C A C B A B 1 7 B B C C B C B C B C B 2 8 C B B A B A B C C D C 4 9 A A B C A B A C B C A 5

10 A B C A A B B C B C C 7 11 A A C A C A B B B A A 4 12 C C A A A C A A B A C 5 13 C B A A C B C C B C B 4 14 C A C A C C A C D A B 2 15 C A C C C A C B A C B 2 16 A A C C A C C C B B D 3 17 C A A A C B C C C C C 7 18 A B D C A C B A B C C 6 19 A B C C C B C C C B B 3 20 C A C A C C A C C C C 5 21 C B C A C C A B C A B 2 22 C A A A C B C C A B C 5 23 C A A A C B C C C B B 5 24 B B C A B C B B B A C 3 25 C B A A B C A C B A A 2 26 A A C C D C B C B C C 5 27 C B C A A A C A B B B 3 28 C B C A B C A C B A C 2 29 A A C C A C B C B C B 5 30 C A C A C A C C A C B 3 31 C A C C A A C C B B C 3

Respuestas Correctas

por pregunta 10

14

7

21

12

10

11

3

10

13

14

Tabla 4.6. Respuestas a cada una de las preguntas de cada uno de los estudiantes del grupo experimental para el post-test 2, dos semanas después de la clase demostrativa interactiva.

Una vez que se tienen los resultados de cada uno de los test, tanto para el grupo

control como el experimental, procedemos a hacer un análisis de los mismos.

IV. 3 Análisis por pregunta

En este análisis, se obtiene la ganancia conceptual normalizada (GCN) por

pregunta, es decir, se hace un análisis de las respuestas correctas obtenidas por

pregunta. Con ello podemos ver la ganancia conceptual de los estudiantes al responder

cierta pregunta. En este caso, consideramos la expresión para la GCN como

0

0

Y X Y XT XgY X Y X

X

−⎧ > ≥⎪⎪ −= ⎨ −⎪ < <⎪⎩

donde X es el número estudiantes con la respuesta correcta en el pre test, Y es el número

estudiantes con la respuesta correcta en el post test y T el número total de alumnos. Esta

prueba se hace para ambos grupos y para los tres test que se les aplicaron: pre test, post

test 1 y post test 2.

Los resultados para el grupo experimental de 31 estudiantes y el grupo control de

36 estudiantes, se muestran en la Tabla 4.7.

GRUPO EXPERIMENTAL GRUPO CONTROL

Preguntas GananciaX: Pretest

Y: Post test 1

GananciaX: Pretest

Y: Post test 2

GananciaX: Post test 1Y: Post test 2

Ganancia X: Pretest

Y: Post test 1 Pregunta 1 0.64 0.25 -0.52 0.26

Pregunta 2 0.50 0.43 -0.13 0.25

Pregunta 3 0.00 -0.70 -0.70 -0.67

Pregunta 4 0.30 0.50 0.29 -0.10

Pregunta 5 0.20 0.05 -0.20 0.23

Pregunta 6 0.36 -0.41 -0.55 0.06

Pregunta 7 0.21 0.17 -0.08 0.00

Pregunta 8 0.17 0.03 -0.57 0.06

Pregunta 9 0.32 0.16 -0.29 0.23

Pregunta 10 0.38 0.25 -0.19 -0.18

Pregunta 11 0.38 -0.07 -0.33 0.07

PROMEDIOS 0.32 0.18 -0.18 0.15

Tabla 4.7. Ganancia Conceptual Normalizada por pregunta del grupo experimental y control.

En la Tabla 4.8 se muestran los resultados de la GCN por pregunta para ambos

grupos: experimental y control. Claramente se observa que estas ganancias son menores

en grupo control que las obtenidas por el grupo experimental, por lo que podemos

asegurar que la instrucción fue mejor con la utilización de las CDI que con la forma normal

(tradicional) de enseñar los conceptos de calor y temperatura. En el grupo control ya no

se aplicó un segundo post-test. Podemos observar que el valor de la ganancia g en el

grupo control es de 0.15 donde el valor numérico de esta ganancia g esta dentro del límite

de ganancia baja, es decir una ganancia menor de 0.3 (≤ 0.3). Mientras que para el grupo

experimental el valor numérico de la ganancia g es de 0.32, donde el valor numérico se

encuentra en el límite que se considera como nivel medio, es decir se encuentra entre 0.3

y 0.7 (0.3 ≤ 0.32 ≤ 0.7), esto nos indica que para el grupo experimental tenemos una

ganancia media en el test aplicado para este trabajo. Por lo que se observa un mejor

desempeño en el grupo donde se realizo la implementación de la estrategia didáctica de

Clases Demostrativas Interactivas aunque en realidad no resulto tan alto como se

esperaba.

Figura 5. Se muestra la gráfica de ganancias normalizadas promedio por pregunta para los grupos de control y experimental.

Los resultados demuestran, de la misma forma que, es muy difícil y complicado

que los estudiantes cambien sus preconceptos e ideas previas, particularmente en estos

temas de calor y temperatura.

Otros resultados que se observan de las tablas 4.3 y 4.8 son que los

conocimientos en los conceptos de calor, temperatura y energía interna son escasos a

pesar de ya haber llevado estos temas en un curso previo. Los conocimientos que tienen

en el momento de realizar el examen diagnostico, no son suficientes para contestar

correctamente y obtener un número mayor de aciertos en el pre test. Para la mayoría de

las preguntas del examen diagnostico el grupo control tiene un número de aciertos un

poco más alto que el grupo experimental, lo que nos puede indicar que en general, ambos

grupos están con las mismas ideas previas y que se hubiera haber podido utilizar como

grupo control o experimental indistintamente.

A continuación analizaremos los resultados para cada una de las preguntas de pre

test y por cada uno de los grupos. De esta manera evaluaremos la eficiencia de la

metodología de CDI en los conceptos de calor y temperatura.

Pregunta 1. Asociamos la existencia de calor…:

a. A situaciones en las cuales ocurre, necesariamente, transferencia de energía.

b. A cualquier cuerpo, pues todo cuerpo posee calor

c. Solo a aquellos cuerpos que están «calientes»;

d. No sé

Esta pregunta se refiere al concepto de calor, particularmente su existencia.

Además la palabra calor forma parte de nuestro lenguaje tradicional, pero a la vez

también científico, tenemos que mencionar que por medio de las palabras y las diferentes

expresiones de la vida cotidiana se van construyendo descripciones y construcciones para

describir cuando un objeto esta “caliente” y “frío”, por tal motivo los estudiantes deben

tener bien claro ¿Qué es calor? para contestar esta pregunta. Dado que de los 31

estudiantes del grupo experimental solo 3 de ellos respondieron correctamente y de los 36

del grupo control solo 9, podemos decir que no tienen muy claro el concepto de calor.

En cuanto a la ganancia conceptual normalizada para esta pregunta, podemos

observar que en el grupo experimental (0.64) fue mucho mayor que en el grupo control

(0.26), lo que nos lleva a concluir que la estrategia de CDI logró una mejor comprensión

de existencia del calor. Claro que también se muestra que, en el grupo experimental, se

obtuvo una ganancia negativa al analizar el resultado del post-test 2, lo que refleja que es

muy difícil mantener ese conocimiento relacionado con la existencia del calor.

Pregunta 2. Para que se pueda hablar de calor…:

a. Son necesarios, por lo menos, dos sistemas;

b. Es suficiente un único sistema, pero tiene que estar «caliente».

c. Es suficiente un único sistema (cuerpo)

d. No sé

Los estudiantes deben tener muy claro el concepto de calor y cuáles son las

condiciones que se deben de tener para poder hablar de calor. Es muy interesante debido

a que se pregunta sobre lo que se requiere para poder hablar de calor, debido a que el

estudiante debe de entender qué es un sistema, para que pueda contestar correctamente

la pregunta. Podemos observar que los estudiantes no saben identificar que el calor se

presenta entre dos cuerpos debido a que solo lograron responder correctamente 1 en el

grupo experimental y 4 en el control.

En este caso, la GCN es el doble en el grupo experimental (0.5) comparada con el

grupo control (0.25), lo que también nos da una clara evidencia que los estudiantes

comprendieron mucho más mediante la CDI. En este caso, la pérdida del conocimiento

adquirido fue menos que en la pregunta anterior, pero la hubo, con lo que también

podemos afirmar que la idea de transferencia entre dos cuerpos se queda un poco más

tiempo en la conciencia de los estudiantes.

Pregunta 3. Para que se pueda admitir la existencia de calor debe haber…:

a. Una diferencia de temperaturas

b. Una diferencia de energías

c. Una diferencia de masas

d. No sé

Esta pregunta está íntimamente relacionada con la primera, por lo que uno

esperaría que los resultados fueran semejantes en cuanto a la GCN. Sin embargo, aquí

se muestra claramente que los alumnos del grupo experimental tienen desde el principio

una clara idea de la definición de calor como transferencia de energía de un cuerpo de

mayor a menor temperatura. Es decir que la CDI no modifico en esencia la idea previa,

pero posteriormente, si baja su GCN de pre test a post-test 2, quizá debido a las

siguientes actividades desarrolladas. Mientras que en el grupo control se modifica

completamente la idea correcta que en general tenía todo el grupo, quizá debido al tipo de

estrategia utilizada.

Pregunta 4. El calor es…:

a. Energía transmitida solo por medio de una diferencia de temperaturas.

b. la energía contenida en un cuerpo.

c. Energía cintica de las moléculas.

d. No sé.

Esta pregunta también está relacionada con la pregunta 1 y 3. Para poder

responder adecuadamente esta pregunta, los estudiantes deben tener muy clara la

relación que existe entre el calor y la energía. De acuerdo a los resultados, existe una

ganancia suficiente para decir que la estrategia de las CDI fue adecuada en el grupo

experimental, mientras que en el grupo control existe una ganancia negativa, aunque no

lo suficiente como para decir que hubo pérdida conceptual.

Pregunta 5. En dos vasos idénticos que contienen la misma cantidad de agua

(aproximadamente 250 cm3) a temperatura ambiente son colocados un cubito de hielo a

0ºC y tres cubitos de hielo a 0ºC, respectivamente (cada cubito con aproximadamente 1

cm3) ¿En cuál situación el agua se enfría más?

a. En el vaso donde son colocados tres cubitos de hielo.

b. En el vaso donde es colocado un cubito de hielo.

c. Se enfría igualmente en los dos vasos.

d. No sé

Esta pregunta relaciona el tema de calor, equivalente térmico y el conocimiento de

transferencia de calor, con esta pregunta, podemos darnos cuenta de la idea previa que

tienen los estudiantes. Si no tienen el conocimiento adecuado es muy complicado que

puedan responder correctamente esta pregunta. En el pretest, el número de aciertos en

ambos grupos son muy similares, por lo que podemos decir que están en igualdad de

conocimientos previos a la implementación. En cuanto a la GCN, en ambos grupos resulta

similar entre pretest y postest, por lo que podemos decir que las CDI’s no fueron

adecuadas para la apropiación del concepto relacionado con esta pregunta.

Pregunta 6. Cuando las extremidades de una barra metálica están a temperaturas

diferentes:

a. El calor fluye de la extremidad que contiene más calor hacia la que contiene menos calor

b. Existe transferencia de energía por el movimiento desordenado de átomos o moléculas.

c. La extremidad a mayor temperatura tiene más calor que la otra

d. No sé

Con esta pregunta se pretende indagar en las ideas previas sobre transferencia de

calor. Podemos observar de la Tabla 4.7, que el hecho de haber llevado las CDI’s (0.36),

hace que la GCN sea mejor que con la clase tradicional (0.06). A pesar de ello, creemos

que hace falta alguna CDI específica para transferencia de calor y, con ello, elevar la

GCN. Algo notable es que se requiere de alguna otra CDI o algún otro tipo de estrategia

distinta de la tradicional, que refuerce el conocimiento adquirido con las CDI’s

implementadas, ya que se puede observar que al calcular la retención existe una baja

considerable de la GCN (-0.55) un par de semanas después de la implementación.

Pregunta 7. La energía interna de un cuerpo puede ser asociada con:

a. energías potenciales de átomos o moléculas.

b. energía cinética de átomos o moléculas

c. calor

d. No sé

Esta pregunta se puede considerar compleja debido a que el estudiante debe de

tener bien claros los conceptos de energía cinética, energía interna entre otros. Esta

pregunta es muy directa los estudiantes deben de asociar muy bien la energía interna de

un cuerpo, así como diferenciar qué es energía cinética y qué es energía potencial. De la

Tabla 4.7, podemos observar que existe una GCN baja en el grupo experimental (0.21),

sin embargo, en el grupo control no existe ganancia alguna, aunque hay una cantidad

mayor de alumnos que tienen claro el concepto en el grupo control.

Pregunta 8. ¿Qué sucede cuando colocamos un termómetro, en un día de

temperatura ambiente igual a 21°C y, después, en agua a una temperatura más elevada?

a. Ni la temperatura del termómetro ni su energía interna se modifican, sólo la columna del líquido termométrico se dilata.

b. La temperatura de termómetro aumenta pero su energía interna permanece constante.

c. La temperatura y la energía interna del termómetro aumentan.

d. No sé

Esta pregunta nos interesa conocer lo que el estudiante conoce sobre dilatación y

conceptos relacionados con éste, que es parte complementaria del tema de calor y

temperatura, así como haber estado en contacto con un termómetro, de haber indagado

muy bien qué es lo que sucede con el mercurio, el vidrio del termómetro y el tubo capilar

que está en el interior de éste. Con respecto al ítem 8, podemos mencionar que no existe

una GCN ni siquiera suficiente que nos permita decir contundentemente que la

implementación de las CDI’s de este trabajo son adecuadas para su comprensión. De

aquí que hace falta algún otro tipo de estrategia o de CDI para su comprensión.

Pregunta 9. Cuando, con el mismo ebullidor, se calientan 100 ml de agua y 100 ml

de alcohol, es posible constatar que el tiempo necesario para elevar 1°C la temperatura

de 1 g de agua es mayor que el tiempo necesario para que ocurra lo mismo con 1 gr de

alcohol. Esto significa que el agua acumula, en comparación con el alcohol:

a. la misma cantidad de energía.

b. menos energía.

c. más energía.

d. No sé

Tenemos que para el ítem 9, las ideas previas de los conceptos relacionados con

esta pregunta deben de ser muy claros, así como los conceptos de capacidad calorífica,

calor específico, temperatura, energía interna y caloría entre otros ligados al tema de calor

y temperatura. Además deben de recordar algunas propiedades específicas de la materia

como son los puntos de ebullición del agua y del alcohol. Como se puede observar, los

conocimientos son muy escasos como para poder contestar la pregunta correctamente en

el pre test. Sin embargo, Las GCN de ambos grupos aumente de forma razonable, pero

en el grupo experimental, que es el que nos interesa, no hay una ganancia que

hubiéramos esperado, sin embargo, este tema no fue central en ninguna de las dos CDI’s,

para ello se requiere de alguna otra o cambiar a otra estrategia que no sea la tradicional.

Pregunta 10. Cuando un buen conductor es colocado en contacto con otro cuerpo

cuya temperatura es más alta, el conductor transfiere energía:

a. Modificando su energía interna.

b. Sin modificar su temperatura.

c. Modificando su temperatura.

d. No sé.

Esta pregunta es importante debido a que se requiere conocer sobre transferencia

de calor, equilibrio mecánico del calor y todos los demás conceptos referentes al tema de

calor y temperatura. Además debe de tener muy bien definido qué es un conductor y qué

propiedades tiene. En ambos grupos se tiene un conocimiento escaso sobre tal concepto

ya que el número de respuestas correctas es bajo en ambos casos. Aquí hay una

ganancia significativa del concepto en el grupo experimental, lo que nos indica que

pudieron adquirirlo con las CDI’s implementadas, mientras que en el grupo control no se

obtiene ganancia positiva.

Pregunta 11. Objetos de metal y de material plástico son puestos en el interior de

un congelador que se encuentra a -20 ºC. Después de algunos días se puede afirmar que

la temperatura del objeto de plástico es:

a. mayor que la temperatura de los objetos de metal

b. menor que la temperatura de los objetos de metal

c. igual a la temperatura de los objetos de metal.

d. No se

Para esta pregunta se debe tener conocimientos sobre transferencia de calor,

equilibrio térmico, que están muy relacionados con los conceptos tratados en las CDI’s.

Podemos observar que ambos grupos tienen deficiencias en las respuestas del pretest,

sin embargo, aquí hay una ganancia significativa del concepto en el grupo experimental,

lo que nos indica que pudieron adquirirlo con las CDI’s implementadas, mientras que en el

grupo control se obtiene una ganancia muy baja. Aunque después de dos semanas de

implementación, en el grupo experimental se encuentra una baja sensible a los

resultados mostrados en el post test posterior a la implementación, por lo que se requiere

reforzar el concepto adquirido con alguna otra estrategia específica.

De todos los resultados obtenidos, podemos observar que el número de

respuestas correctas para el examen diagnostico (pre test), es bajo en ambos grupos, sin

embargo, el grupo control tuvo un poco más de respuestas correctas. Es importante

comentar que no podemos asegurar que alguno de los grupos sea mejor que el otro, por

lo que podemos decir contundentemente que ambos llegan a la implementación en

igualdad de conocimientos sobre los temas relacionados a las CDI’s.

Una vez aplicados los post test inmediatamente después de la implementación de

las CDI’s en el grupo experimental o la clase tradicional en el grupo control, se obtienen

resultados que muestran la efectividad de dichas CDI’s diseñadas para los temas de calor

y temperatura mostradas en este trabajo. La ganancia promedio del grupo experimental

fue en este caso de 0.32 que está dentro de la zona de ganancia media, según Hake.

Aunque es muy baja para una estrategia activa como lo son las CDI’s, se puede observar

que por pregunta individual, las relacionadas con, los temas de las CDI’s, que son las

preguntas 1-4, son más altas. Mientras que el grupo control se obtienen ganancias bajas

en promedio (0.15).

En el caso de la ganancia para el grupo experimental entre el post test aplicado

inmediatamente después de la implementación de las CDI’s y el post test aplicado dos

semanas después de la implementación se obtiene que en promedio hay una ganancia

del -0.18 lo que implica una cierta pérdida en el conocimiento adquirido, aunque si

calculamos la ganancia entre el pre test y el segundo post test se tiene una ganancia baja

de 0.18. Esto nos indica que la metodología activa, particularmente las CDI’s, fueron

efectivas en este caso, aunque hace falta complementarlas con alguna otra metodología

activa, ya sea CDI o instrucción por pares o alguna otra que considere los temas de las

preguntas de la 5-11, para que haya una mejor ganancia.

V. Conclusiones V. 1. Conclusiones

En este capítulo se exponen una serie conclusiones de la implementación de la

metodología de CDI como propuesta didáctica educativa en los diferentes trabajos

realizados dentro del IPN, así como la realizada en esta tesis, para finalizar con una

conclusión general de los trabajos mencionados.

En 2010, Garduño realizó el trabajo de investigación denominado “Implementación

de Clases Demostrativas Interactivas para la enseñanza de caída libre en el

bachillerato”, la finalidad de esta investigación fue que el estudiante desarrollara los

conceptos básicos de cinemática a través de su propia experiencia. Los resultados

muestran que con recursos materiales sencillos y modestos se obtienen resultados

satisfactorios. Es decir, una vez analizadas las respuestas de los estudiantes a los tests

(pre y post) se observó que la GCN promedio en dos grupos experimentales se sitúan

en una zona de ganancia media (0.38); mientras que en dos grupos control, la GCN

promedio se encuentra ubicado en una zona de ganancia baja (0.13), el cual es un valor

característico de una instrucción “tradicional”. Por lo que en este caso, podemos afirmar

que la metodología implementada CDI´s en el IPN, contribuyen a la mejora en la

comprensión de los conceptos básicos del movimiento en caída libre y es más eficaz

que la metodología que se sigue de manera regular en los planteles de los CECYT’s del

IPN. Un aspecto importante que la autora menciona es la dificultad para encontrar

buenos instrumentos de evaluación de las diferentes competencias se tienen asignadas

para este tema, pero mediante las observaciones realizadas en el desarrollo del trabajo

se dio cuenta que se cumplen con la competencia disciplinares y genéricas.

Garduño (2010) menciona algunas de las dificultades que tuvo en la realización de

su trabajo debido a la oposición al cambio que los estudiantes enfrentaban a una

estrategia distinta a la que regularmente habían llevado en sus cursos previos; sin

embargo, poco a poco los estudiantes fueron tomando interés, se fueron involucrando

en el trabajo prestando todo su interés y atención.

Posteriormente, Martínez (2011) realizó también una investigación denominada

“El teléfono celular como recurso didáctico en álgebra vectorial para la física en el nivel

medio superior”, en donde hace uso del teléfono celular como recurso didáctico en una

CDI para la enseñanza del álgebra vectorial en lugar de utilizar la computadora y video

proyector, en particular desarrollo los temas para suma y resta de vectores que es parte

del currículo de la asignatura de Física I del nivel bachillerato en el CECTyT del IPN. Se

desarrollaron siete programas en Java2 Micro Edición que sirvieron para la generación

de CDI’s.

Los resultados de este trabajo fueron los siguientes: los estudiantes socializaron el

conocimiento y al mismo tiempo confrontaron a sus compañeros. Los programas para

celular les permitieron observar el procedimiento correcto, permitiéndoles contrastar sus

predicciones con los resultados correctos de una manera interactiva e inmediata sin la

intervención del docente que explique la solución correcta, debido a que el estudiante

es capaz de controlar por el mismo la aplicación y llegar a la solución correcta. La GCN

para el grupo experimental fue de 0.173, mientras que para el grupo control tenemos

una ganancia de 0.129, es decir, en ambos casos la ganancia se encuentran en la zona

baja, correspondiente a una instrucción tradicional. Sin embargo, una prueba de la t-

Student indica que esta mejora es estadísticamente significativa, según el autor. Para

estos resultados debemos tomar en cuenta, que algebra vectorial es un tema

complicado, debido a que los estudiantes han llevado ya un curso de álgebra que

apenas logran aprobar y, cuando llegan al curso de Física I, se predisponen debido a

que deben estar en contacto con el álgebra que consideran ya no volverían a ver y es

un factor muy importante que debemos tomar en cuenta antes de concluir si estas CDI’s

fueron o no efectivas. Adicionalmente, se debe tomar en cuenta que es una

investigación en la cual quizá no salga como uno lo espera el resultado y que requiere

de hacer modificaciones en la secuencia o en los programas para celular. para que se

pueda aplicar más adelante y funcione como el autor esperaba.

Posteriormente, Velázquez (2012), realizó el trabajo de tesis denominado

“Aprendizaje activo para las leyes de Newton a nivel medio superior”. Este trabajo se

elaboró con la finalidad de observar y evaluar (PEA) en el tema de Las Leyes de

Newton, se trabajaron con 3 grupos, donde dos de ellos sirvieron como grupo control y

uno como grupo experimental. Los estudiantes que trabajaron con la implementación de

la CDI muestran mejora en sus conocimientos conceptuales ya que presentan una GCN

de 0.49, mientras que en los grupos control se obtienen GCN de 0.2 y 0.21

respectivamente. Por lo que se puede observar que la GCN de los grupos control se

encuentra dentro del rango bajo que es el rango en el que generalmente se encuentras

las instrucciones tradicionales. Estos resultados nos muestran que la metodología

utilizada en este trabajo de investigación de aprendizaje activo, particularmente las

CDI’s, es adecuada en el proceso de enseñanza aprendizaje en las Leyes de Newton.

Ramírez (2012), también realizó su trabajo de tesis denominado “Clases

Demostrativas Interactivas de Magnetismo en bachillerato”. En esta investigación se

obtuvieron resultados de cuatro grupos, dos de grupo control y dos grupos

experimentales. Las ganancias conceptuales normalizadas de los grupos

experimentales son 0.33 y 0.41, valores que caen dentro de la zona de rango medio, por

lo que es aceptable para una implementación de aprendizaje activo de la Física. Para

los grupos control tenemos los siguientes resultados de las GCN 0.03 y 0.07, que son

valores carácterísticos de una instrucción tradicionales. Con los resultados, obtenidos la

autora de este trabajo de investigación afirma que las CDI`s son recomendables para

obtener una mejora en la comprensión de los conceptos del tema de magnetismo. En

este trabajo la autora les pidió que realizaran una investigación bibliográfica breve de los

científicos involucrados en los conceptos aprendidos, así como leer un libro relacionado

con el tema de la colección “La ciencia para todos”, También se les solicito realizar dos

visitas a museos, de la misma manera en la hora que no es presencial, les asigno una

serie de pequeñas investigaciones para completar el aprendizaje de los conceptos que

forman al tema de magnetismo. Estas actividades extras a las CDI’s tienen la finalidad

de completar el aprendizaje de estos conceptos básicos de magnetismo. La autora

recomienda y asegura que las CDI son adecuadas y favorables en el aprendizaje de los

estudiantes del medio superior. Es decir la implementación de esta estrategia de

aprendizaje favorece y mejora la comprensión de los conceptos básicos en el tema de

magnetismo de la unidad de aprendizaje de Física.

En relación a la investigación realizada para este trabajo de tesis, se observa que

los resultados al implementar una metodología didáctica activa, como lo son las clases

demostrativas interactivas en el aprendizaje de los temas básicos de calor y

temperatura sugieren que son adecuados para la compresión de estos temas, sin

embargo, hace falta alguna modificación para que la GCN sea mayor. Este trabajo de

tesis sienta un precedente para seguir trabajando con esta estrategia didáctica que no

es la única, con alguna modificación como la que sugiera Ramírez (2012), que ya

mencionamos anteriormente. Recordemos que la ganancia conceptual normalizada en

el grupo experimental fue de 0.32, lo que indica que la estrategia se encuentra dentro

de los valores reportados para la enseñanza activa, mientras que el grupo control la

GCN promedio fue de 0.15, que se considera un valor característico de una instrucción

tradicional. Observando los datos del grupo experimental muestra resultados

satisfactorios con respecto al grupo control, podemos afirmar que la metodología

implementada (CDI´s) contribuye a la mejora en la comprensión de los conceptos

básicos en los temas de calor y temperatura, es decir es más eficaz este método que la

instrucción tradicional.

Es importante mencionar que al realizar y estructurar estas CDI´s se utilizaron

medios modestos, sencillos, que se tienen al alcance, de fácil acceso y económicos,

cuando se utiliza una estrategia enfocada en el estudiante, que es uno de los objetivos

principales de esta estrategia didáctica.

Por las observaciones del comportamiento de los estudiantes frente a esta nueva

instrucción, podemos decir que los estudiantes cumplen con las competencias que se

deben desarrollar en los temas de calor y temperatura, según el Plan de Estudios del

IPN para nivel Medio Superior. Esta parte no fue analizada de manera sistemática sino

que fue con algunas preguntas hechas al azar a los estudiantes durante la

implementación de estas CDI’s.

Por otro lado, la actitud positiva que se observo durante el desarrollo de esta

implementación, en la manera en que los estudiantes trabajan de manera colaborativa,

la forma de interactuar y en cómo se dirigen a sus compañeros favorece su desarrollo

personal, por medio de la expresión de sus propias ideas de sus conceptos, tomando

sus propias decisiones, pero siguiendo instrucciones y procedimientos de una manera

reflexiva y comprometida, es decir, se logro que el alumno asumiera una actitud

constructivista que sea acorde a sus conocimientos y a sus habilidades, en la manera

de interactuar con sus compañeros y profesores; son capaces de mantener una actitud

respetuosa, alcanzando las competencias genéricas establecidas para el nivel medio

superior. Nuevamente se insiste en que estas conclusiones se lograron a través de

entrevistas a los estudiantes no de forma sistemática, pero que de acuerdo a los

resultados vistos, se pretende planear para la siguiente implementación de estas CDI’s

con las mejoras que se observaron en esta implementación.

Es necesario comentar que para llevar a cabo una nueva implementación de las

CDI´s planteadas en este trabajo, tenemos que diseñar nuevas formas o estrategias

para evaluar, y el no utilizar un examen para este fin, se debe de realizar nuevos

instrumentos de evaluación para que se realice el ajuste correcto y sea una evaluación

completa, adecuada y justa.

Se debe hacer mención también que realizamos una segunda aplicación del post

test, para comprobar que tan significativo es el aprendizaje adquirido por los

estudiantes, cuyos resultados se han presentado en la sección correspondiente. Los

resultados fueron que del pre test al post test 2 en el grupo experimental que fue al

único que se aplicó, se obtuvo una GCN promedio de 0.18, mientras que el valor que se

obtuvo del post 1 al post2 es de -0.18 que nos indica que más que una ganancia hubo

cierta pérdida de conocimientos por parte de los estudiantes. Se requiere que haya un

seguimiento del conocimiento, ya sea con actividades de aprendizaje activo distintas a

las CDI para temas posteriores a los tratados en estas que se presentan en este trabajo,

con el fin de reducir esta pérdida y, al contrario, que hubiera aun una mayor ganancia

conceptual en los estudiantes.

En general podemos decir que la implementación de las CDI´s, en los trabajos

antes mencionados y los resultados obtenidos en todos ellos, así como en este, se

considera una herramienta de trabajo didáctica que contribuye a la mejora del

aprendizaje de conceptos básicos de temas de la unidad de aprendizaje de Física para

los estudiantes de nivel Bachillerato en el IPN. Hay que aclarar que no es la única

metodología de aprendizaje activo, para tener resultados más satisfactorios podemos

complementar con otro tipo de estrategias didácticas como las que menciono Ramírez

(2012) asegurar una mejor comprensión de estos conceptos.

Con respecto a la implementación en el laboratorio se concluyo lo siguiente:

Causo un nerviosismo en los estudiantes, debido a que estaban frente a algo

nuevo y totalmente desconocido para ellos.

Al momento de observar el material que se utilizarían se mostraron muy atentos y

un poco desconcertados.

No les gusto escribir sus primeras predicciones, esta acción no fue muy agradable

para ellos.

Durante el desarrollo de la primera experiencia, su actitud cambio mostrándose

muy participativo, motivados y atento a lo que estaban presenciando, la mayoría

de ellos querían realizar la actividad. Todo lo anterior provoco un cambio total en la

actitud de los estudiantes que mostraron al inicio, teniendo una interacción entre

ellos, se divirtieron, sonrieron y su participación fue muy activa, con respeto y en

completo orden.

En el momento de discutir sus resultados de su primera experiencia, se mostraron

interesados, involucrándose en la discusión contestando su “hoja de respuestas”,

con respeto y disciplina.

En el momento que ellos defendían sus resultados, hubo un cambio en su actitud y

postura hacia el aprendizaje adquirido debido a su atención e interés que

mostraron al momento de las presentaciones de todos y cada uno de los equipos.

Además, en las clases planearías se comportaron de forma reflexiva, crítica,

razonables y muy creativos, debido a que ellos buscaban situaciones análogas

que englobaran el conocimiento que en ese momento habían adquirido.

Para finalizar, es importante mencionar que al término de la implementación se

realizo una autoevaluación a los estudiantes, su opinión describe esta implementación

como: divertida, fácil, útil, importante, comprensible, agradable y que no se invierte

mucho tiempo, fue muy grato para ellos el haber realizado esta metodología, debido a

que los comentarios realizados por los estudiantes, fue el por qué no se realizaba este

tipo de experiencia en todos los temas de Física, es una manera divertida de aprender.

V.2 Perspectivas del trabajo.

Se debe de comprender que un proceso de modificación de los métodos de

enseñanza tradicional es un cambio continuo, no es un cambio que se pueda dar de

inmediato se requiere de tiempo, dependerá también del pensamiento y experiencia que

tengan los diferentes profesores sobre la concepciones pedagógicas. Debido a lo

anterior se hace una sugerencia para modificar los métodos tradicionales de enseñanza

y ajustar un método de Aprendizaje Activo. Se les hace también una invitación a los

profesores para que se animen a diseñar y realizar una series de CDI´s, para otros

temas en las diferentes unidades de aprendizaje de Física a nivel bachillerato, con la

finalidad de tener material didáctico que sea útil para la enseñanza en esta unidad de

aprendizaje y, por qué no, para otras unidades de aprendizaje como se mencionó en

párrafos anteriores, para la población estudiantil a nivel bachillerato.

Una posible extensión de esta investigación se puede dar en las siguientes líneas

de acción:

1. Ajustar en tiempo y forma los experimentos diseñados para CDI´s, así

como realizarlos de acuerdo con los recursos y medios con que cuenta la

institución o la academia.

2. Al inicio de las CDI´s, se debe de explicar a los estudiantes en qué

consiste esta nueva metodología a la cual se estarán involucrando, paso

a paso la manera en la cual se realizará, así como los materiales que va

entregar y como los entregaran.

3. Establecer equipos de no más de 4 integrantes, aunque los grupos sean

numerosos.

4. Diseñar un instrumento adecuado para poder evaluar con criterios

claramente establecidos, que permita al profesor evaluar a los

estudiantes, así como el cumplimiento de los objetivos planeados en

cada CDI´s diseñadas.

5. Extender en algunas otras asignaturas como química, biología, sería muy

importante que se realizaran en las asignaturas de las diferentes

especialidades que tienen estas instituciones, así como en la modalidad

poli virtual para que los alumnos desarrollaran estas CDI´s, debido a que

los diferentes experimentos que realizan los estudiantes de esta

modalidad deben de ser con materiales que puedan tener en su casa, es

decir, material sencillo, económico y accesible que es uno de los

objetivos de estas CDI´s. Con apoyo de los profesores y de las

autoridades.

6. Sería muy importante que se diseñaran manuales de aprendizaje activo,

para el profesor y otro para el estudiante, después de probar y tener

resultados de algunas CDI´s para los temas de la unidad de aprendizaje

de Física.

7. Debemos de mencionar que es importante diseñar con tiempo las

diferentes CDI y antes de realizarlas se deben probar en el seno de la

academia de profesores, de esta forma si se necesita realizar algunos

ajustes se hagan ante de iniciar la implementación de estas CDI’s.

8. Es importante también tener otro tipo de herramienta para poder evaluar

y analizar la eficiencia de esta implementación, con diferentes parámetros

comparativos y realizar un análisis adecuado y más preciso. Debido a

que con estos trabajos mencionados anteriormente se utilizó la ganancia

conceptual normalizada de Hake y el método de la t de Studen, se

pretende que también en una siguiente implementación se realice un

análisis de GAP CLOSING (Bao, 2006).

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Anexos A.1 Clase Demostrativa Interactiva Uno Hoja de Predicciones:

Anota lo que se te pide en esta hoja, tienen que ser de manera individual aunque ya estén formados los equipos, no deberás consultar con los demás compañeros de equipo, debes de seguir las indicaciones que se te den, recuerda que es parte de un trabajo de investigación.

Experimento de calor y temperatura

Trabajo individual

1.- Cada una de las cubas tienen agua a diferente temperatura, ¿qué crees que sucede en cada una de ellas a nivel molecular?

Cuba “A” Cuba “B” Cuba “C” ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2.- ¿Qué sensación sentirás si introduces tus manos en:

Las cubas de los extremos, una mano en la cuba “A” y la otra en la cuba “C” al mismo tiempo.

Cuba “A” _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Cuba “C” _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3.-La mano que habías introducido en la cuba “C” ahora introdúcela en la cuba ”B“ y la mano que habías introducido en la cuba “A” también introdúcela en la cuba “B”

Sensación al introducir la mano de ”C” en “B” ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Sensación al introducir la mano de ”A” en “B” ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Tú crees que con lo anterior puedes establecer la temperatura del agua en cada una de las cubas. Explica tu respuesta SI o NO

Cuba “A” ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Cuba “B” ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Cuba “C” ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

A.2 Clase Demostrativa Interactiva Dos Hoja de Predicciones: Para el experimento del polen.

Anota lo que se te pide en esta hoja, tienen que ser de manera individual aunque ya estén formados los equipos, debes de seguir las indicaciones que se te den. Al finalizar deberás de entregarla.

Las siguientes predicciones las realizaras en forma individual.

Tenemos dos vasos de plástico, uno de ellos contiene agua caliente y el otro tiene agua fría, por otro lado tenemos un poco de polen.

Agua caliente Agua fría Polen

1.- ¿Qué ocurriría con los granos de polen, si se coloca una pizca, en cada uno de los vasos con agua (caliente y fría)?

Polen en agua “caliente”

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Polen en agua “fría”

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2.-Con lo que puedas observar en este experimento, tienen que ver con la diferencia de “temperatura” en ambos vasos de agua “fría o caliente. Justifica tu respuesta”.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3.- Con lo que observes en el comportamiento de los granos de polen en ambos casos, podrías concluir en que vaso existe más o menos “calor”

Las siguientes predicciones las contestaras en equipo.

1.- Cuando colocas una pizca de polen en ambos vasos que le ocurren a los granos de polen, como y porque:

Polen en agua “caliente”

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Polen en agua “fría”

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2.- Con lo que observes en estos experimentos, puedes identificar que vaso tiene agua caliente y cual tiene agua fría, como y ¿Por qué?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3.-¿Qué pueden concluir de esta actividad?

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