La comprensión de la Física en la escuela media

Ana Isabel Iglesias

• Editorial: Miño y Dávila
• Año: 2019
• ISBN:
  9788417133146
• Categoría: Education
• Categoría: Secondary Education

¿Por qué los estudiantes no comprenden Física en la escuela media? ¿Cómo es la vida en las aulas y en la escuela donde los estudiantes dicen que comprenden Física? ¿Qué hacen los profesores para que los chicos comprendan Física? Basándose en la idea de que existe una estrecha relación entre formar al ciudadano actual, distribuir el conocimiento científico e iniciar su comprensión en las clases de Física, este libro narra y analiza situaciones escolares cotidianas vislumbrando y sugiriendo alternativas para encarar interrogantes como los planteados desde los significados que construyen profesores, estudiantes y didactas. Es un texto elaborado a partir de una minuciosa investigación realizada en las clases de un colegio público y gratuito de la ciudad de Buenos Aires que partiendo de la enseñanza introductoria a la Física Cuántica reflexiona sobre el desarrollo de la comprensión de temas complejos, al poner en diálogo la intervención didáctica y el desarrollo profesional del docente de Física con el contexto institucional de sus prácticas.

Capítulo 1

En búsqueda de la comprensión de la Física

Algunos hombres ven las cosas como son y dicen:

¿por qué? Yo sueño con cosas que nunca fueron, y

me pregunto: ¿por qué no?

George Bernard Shaw

1. Introducción

Este capítulo se inicia con el esbozo de algunas perspectivas que predominan en la investigación actual en enseñanza de las ciencias y las principales dimensiones que permiten caracterizar las clases de Física Cuántica Introductoria. Luego, presenta los argumentos que justificaron la decisión de realizar una investigación sobre la comprensión de la Física mediante un enfoque naturalista y hermenéutico sobre la enseñanza. Continúa con la reconstrucción del problema que guió la investigación considerando preguntas y objetivos, como también las dificultades y omisiones para la comprensión de la Física Cuántica en la escuela media desde una revisión amplia de investigaciones y nuestra experiencia docente. Finalmente, plantea los contenidos de enseñanza de la Cuántica en las clases de la escuela secundaria y un marco teórico filosófico para el estudio de la comprensión que sintetizamos mediante un esquema vectorial.

2. Perspectivas y dimensiones en la investigación sobre enseñanza de las ciencias

La incomprensión de la Física en la escuela media es una problemática educativa muy extendida –docentes y padres conocemos las quejas de los chicos porque no entienden Física–. Sin embargo, las investigaciones actuales más importantes en didáctica de la Física suelen estar más enfocadas hacia los procesos discursivos en el aula y hacia la explicación de los objetos disciplinares sin considerar sus interrelaciones cognitivas o sociales que, como trataremos de mostrar, caracterizan fuertemente a la construcción de la comprensión de la ciencia en la escuela secundaria. Así, es posible observar en la literatura sobre enseñanza de las ciencias que, de la prevalencia de estudios enmarcados en el constructivismo cognitivista y sus tesis sobre la construcción conceptual y el cambio conceptual, se ha pasado al desarrollo de estudios enmarcados en planteos sociolingüísticos cuyas tesis sostienen que “…la mente y la realidad Física son tratados con sentido únicamente desde el discurso y el análisis conversacional que concierne a los participantes” (Edwards, 1997, en Castorina, 2003: 7): Esto derivó, por un lado, en la producción de investigaciones centradas en el discurso explicativo en el aula con el apartamiento de los procesos cognitivos individuales y, por otro lado, con una nueva postergación teórica para encarar los problemas de comprensión en las clases de Física escolar que incorpore dimensiones de estudio como, por ejemplo, los procesos ficcionales de los estudiantes o la acción del profesor considerando su particular desarrollo profesional en la institución escolar. (Toulmin; 1977; Blanchard Laville, 1996; Lemke, 1997; Rivière, 1999, Carretero y Castorina, 2012; Mortimer, 2012).

El enfoque teórico del estudio relatado en este libro procuró articular praxeológicamente diversos aspectos de las cuestiones mencionadas, aunque sin abarcarlas a todas. Partimos de un planteo general sobre el estado actual de la investigación didáctica en las Ciencias Naturales (Duit, 2006) que articulamos con la problemática de su enseñanza mediante la adaptación de un esquema triangular de Astolfi (2004). El objetivo de esta vinculación es compartir un mapa general de los elementos que caracterizan el estudio didáctico de las clases de Física para ofrecer al lector una ubicación en el campo y una presentación de las dimensiones enfocadas como texto y como contexto durante la investigación.

El cuadro 1 permite observar la ubicación de los principales elementos que configuran didácticamente una clase de Física y sus potenciales interacciones intra y extraclase mediante su distribución gráfica en dos triángulos. En los vértices del triángulo exterior están ubicados: 1. “Conocimiento pedagógico de contenidos cuánticos” (C), 4. “Profesores de Física” (P) y 6. “Estudiantes de secundario” (E). Mientras que en los bordes de dicho triángulo se ubican las interrelaciones entre los tres elementos mencionados, es decir: 3. “Elaboración de contenidos”, 5. “Interacciones entre (E) y (P), y 7. “Estrategias de apropiación de los estudiantes”. En el triángulo central se sitúa la “Intervención didáctica del profesor” pues ha sido el foco desde el cual estudiamos la comprensión en las clases de Física Cuántica del nivel secundario.

A continuación, se caracteriza cada elemento graficado del siguiente modo:

1. Conocimiento pedagógico de contenidos físico-cuánticos

Actualmente se considera que muchas de las dificultades de comprensión del conocimiento científico están en los mismos contenidos. Por eso, no se puede desarrollar una buena enseñanza del contenido cuántico en la escuela media si no se lo reprocesa y adapta, estableciendo vinculaciones conceptuales internas con otros contenidos físicos y, además, con conceptualizaciones provenientes de otras disciplinas como la filosofía e historia de las ciencias, la psicología, la lingüística o la antropología. Esta combinación conceptual ampliada es lo que Schulman (1987) y Duit (2006) denominan conocimiento pedagógico de contenidos científicos.

2. Intervención didáctica del profesor

En el estudio realizado hemos considerado la intervención didáctica como un conjunto articulado y dinámico de acciones pensadas y realizadas por los profesores. También, que dicho conjunto se relaciona, por un lado, con los objetivos, contenidos, estrategias, métodos, evaluación, y demás elementos conceptuales, procedimentales y comunicacionales característicos de la enseñanza de la Física en la escuela y, por el otro lado, con los procesos decisionales y valorativos que los mismos profesores despliegan cuando introducen contenidos cuánticos en las clases.

3. Elaboración de contenidos

En este sector del gráfico se representan dos tipos de cuestiones didácticas importantes. Una, se refiere a aquellas situaciones pensadas e implementadas por el profesor que anticipan y reorientan los obstáculos habitualmente presentados por los estudiantes. La otra cuestión se refiere a que la elaboración de contenidos se vincula con las propias decisiones que el docente toma sobre los modos de estructurar, secuenciar, contextualizar y transponer el contenido físico cuántico. Cabe mencionar aquí que los contenidos elaborados que hemos relevado durante el trabajo de campo de la investigación se corresponden con los del currículum del segundo cuatrimestre de 6° año con orientación en Ciencias Exactas.1 Son contenidos referidos a temas de Física Clásica, que si bien ya fueron desarrollados en los cursos de 2° a 5° año del Colegio, como por ejemplo los contenidos de Teoría Ondulatoria, en 6° año son reelaborados con un enfoque histórico-conceptual que difiere del enfoque más empírico y práctico con que fueron encarados en los primeros cursos. El cambio de enfoque apunta a preparar la introducción de conceptos y modelos cuánticos por medio de la revisión de sus bases experimentales y conceptuales desde una perspectiva ontológica y epistemológica sistemática que procura tensionar los modos de explicación e interpretación desplegados en las teorías físicas clásicas (Montenegro y Pessoa, 2002).

También, en el segundo cuatrimestre de 6° año se desarrollan contenidos referidos a la Transmisión del Calor por Radiación y los específicos de la Física Moderna y Contemporánea. Vale mencionar que durante el primer cuatrimestre del 6° año en el Colegio, se desarrollan contenidos correspondientes a las materias del Ciclo Básico Común que se requieren para el ingreso a la Universidad de Buenos Aires.

4. Los profesores de Física participantes

En el caso relatado nos estamos refiriendo a dos profesores de mediana edad, colegas y amigos entre ellos, que se formaron en el Instituto del Profesorado “Joaquín V. González” y que habitualmente preparan juntos las clases de Física Cuántica. Fueron elegidos para participar en la investigación a partir de una selección llevada a cabo por sus propios colegas y estudiantes por ser considerados muy buenos docentes, como ya se dijo.

5. Interacciones intraclase y extraclase

En el borde inferior del triángulo ubicamos las interacciones entre profesores y estudiantes dentro del aula de Física y también fuera de ella como sucede, por ejemplo, en los laboratorios, conferencias o presentaciones del Museo Didáctico de Física. Destacamos que en todas las situaciones observadas, las interacciones entre profesores y estudiantes son relaciones comunicativas y académicas basadas en un respeto y un conocimiento mutuos desarrollados a lo largo de varios años de convivencia escolar dado que los profesores dictan Física en otros niveles del colegio y conocen bastante a los estudiantes.

6. Estudiantes de 6° año

Los estudiantes que participaron en la investigación son jóvenes que, en el momento de realizarse el trabajo de campo, tenían 18 y 19 años de edad y presentaban una marcada inclinación científica, pues casi todos mencionaron que estudiarían carreras de Ingeniería, Matemática, Física, Química o Computación en la universidad.

7. Estrategias de apropiación de los estudiantes

Este sector se refiere al análisis de los procesos de apropiación del conocimiento físico - cuántico por parte de los estudiantes, en particular cuando se consideran ciertas dificultades durante el aprendizaje científico mediante el análisis de obstáculos y de errores conceptuales.

Una vez descriptas las dimensiones del cuadro 1 es posible indicar, a modo de síntesis, que la investigación realizada y relatada aquí, ha focalizado la intervención didáctica (dimensión 2), diseñada, implementada y valorada por dos buenos profesores de Física (dimensión 4), en base a su conocimiento pedagógico de contenidos físico-cuánticos (dimensión 1), considerando la anticipación de los obstáculos habituales de sus estudiantes y mediante procesos sistemáticos de transposición y contextualización o de elaboración del contenido (dimensión 3), en el marco de las interacciones comunicativas y académicas entre estudiantes (E) y profesores (P) intraclase y extraclase (dimensión 5). Como el foco del estudio estuvo en la intervención didáctica de los docentes, solo se han considerado algunas de las interacciones entre estudiantes y profesores o entre estudiantes y contenidos (dimensión 6) y algunas de sus estrategias de apropiación (dimensión 7). Si en cambio, se ha indagado y analizado detalladamente la selección de temas cuánticos que los estudiantes han valorado como los más comprendidos del proceso. Esto fue necesario para poder completar qué significado le otorgaban los estudiantes a los aspectos que caracterizan la comprensión de la Cuántica en las clases de Física del secundario.

3. Enfoque naturalista y hermenéutico en el estudio de las clases de Física

El centrarse de la investigación hacia la interve...

Índice

• Agradecimientos
• Prefacio
• Capítulo 1
• Capítulo 2
• Capítulo 3
• Capítulo 4
• Referencias bibliográficas