Enseñando Física por
Investigación: Exploración de
la Cámara de Hoyo por el
Método de Modelaje
Presentación Adaptada PowerPoint
del Sitio de Web de MM
~ por Carl J. Wenning ~
¿ Por qué un Nuevo Método para la
Enseñanza de Física?
• La investigación muestra que después de
la enseñanza convencional, los estudiantes
no pueden explicar los conceptos mas
básicos de la física, hasta si pueden
resolver problemas con lápiz y papel.
• Peor aún, la enseñanza convencional dada
a propósito por instructores talentosos
(igual los que han ganado premios
nacionales) no es suficiente para mejorar la
situación perceptiblemente.
¿Realmente Entienden la Física
nuestros Estudiantes?
¿Qué realmente significa cuando los estudiantes
pueden resolver el problema cuantitativo a la
izquierda, aunque no pueden resolver el
problema conceptual a la derecha?
B
4
2
P
A
Q
8V
S
C
6
Para el circuito arriba, determine la
corriente en la resistencia de 4 y la
diferencia de potencial entre los
puntos P y Q.
Los focos A, B y C son identicos.
¿Qué le pasa a la intensidad de la
luz de los focos A y B cuando se
completa el circuito?
¿Qué NO Ha Hecho una Diferencia
en la Comprehensión de nuestros
Estudiantes?
• Ejemplos y explicaciones lúcidas y
entusiástas
• Dramaticas Demostraciones
• Uso intensivo de la tecnología
• Textos
• Tareas con problemas cuantitativos
Cualquier Teoría de Enseñanza
Debería Responder a Dos
Preguntas.
• ¿Qué debemos enseñarles a los estudiantes?
• ¿Cómo debemos enseñarles los estudiantes?
La Enseñanza Convencional Dice:
• Debemos enseñarles todo lo que les podamos
decir.
• Debemos enseñarles al decirles de la ciencia.
¿Por Qué Falla la Enseñanza
Convencional?
• Se basa en mitos, rumores, y observación
casual.
• Normalmente pone énfasis en problemas
cuantitativos que no requieren
comprehensión conceptual.
• No es un método refinado basado en
investigación objetiva.
Qué Ven los Estudiantes como
Importante en una Clase
Tradicional?
• Buscando las ecuaciones correctas
• Siguiendo pasos exactos para resolver
problemas
• Buscando respuestas numéricas
Pero ¿dónde queda la comprehensión de
la física?
¿Cómo es Diferente una Clase que
Usa el Método de Modelaje?
• Esta enfocada en el estudiante, no en el
instructor.
• Los estudiantes son activos (no inactivos)
• El énfasis se pone en el desarrollo de
capacidades cognitivas (no en transferir el
conocimiento del cerebro del instructor a los
estudiantes)
• Los estudiantes construyen y evaluan
argumentos (el enfoque no es en buscar la
respuesta correcta).
• El instructor es el guía socrático (no la autoridad
suprema)
El Método de Modelaje Mantiene los
Siguientes Puntos de Vista:
• La física es coherente
– Opuesto al punto de vista de que la física consiste
en un sistema de conceptos y de problemas
libremente relacionados
• El aprendizaje se obtiene cuando los estudiantes
activamente buscan la comprehensión
– Opuesto al punto de vista de que el aprendizaje
consiste de apuntar notas, escucharle al
instructor, y memorizar hechos y fórmulas.
¿Ejercicios en Vez de Modelos?
El problema con ejercicios de lápiz y papel
– Los estudiantes ven ejercisicios y sus
resoluciones como pedazos de
conocimiento.
– Los estudiantes no llegan a ver elementos
comunes en situaciones nuevas:
• “Nunca hicimos ese tipo de problema!”
¡Modelos en Vez de Ejercicios!
Modelos como unidades básicas del
conocimiento
– El énfasis se pone en identificar la
estructura del sistema.
– Los estudiantes identifican o crean un
modelo para producir una resolución.
– Continuamente se usan sólo unos pocos
modelos con modificaciones pequeñas.
¿Qué es un Modelo?
• Un modelo es una representación de una
estructura en un sistema físico y/o sus
características.
• Un modelo tiene multiples
representaciones, que tomadas en
conjunto definen la estructura del sistema.
El Modelo es Distribuido sobre
Multiples Representaciones
Symbolic Representations
Verbal
Physical
System
Algebraic
Diagrammatic
Graphical
Mental
Model
Multiples Representaciones
una partícula moviendose a una velocidad constante
Con declaraciones explícitas describiendo las relaciones
¿Cómo Ayuda el Método de Modelaje a
la Comprehensión del Estudiante?
– Los estudiantes diseñan sus propios procesos para el
experimento.
– Los estudiantes tienen que justificar sus
interpretaciones de datos en diálogos guíados por el
instructor socrático.
– Modelos creados de interpretaciones experimentales
son usados en problemas cuidadosamente escogidos
por el instructor, que ilustran aspectos del modelo.
– Las soluciones se presentan a la clase entera en los
tableros blancos.
Resultados de la Implementación
• 20,000 estudiantes de EUA, más de 300
clases, de niveles de la prepa hasta la
maestría
• Mejores resultados con FCI
• Retención a largo plazo de conceptos
fundamentales de la física
Efectividad del
Método de Modelaje
FCI mean
score (%)
80
69
60
40
42
20
26
Post-test
52
26
29
Pre-test
Instruction
Novice
Expert
Traditional
type
Modelers
Modelers
FCI mean scores under different instruction types
El Ciclo del Modelaje
• Usa un ciclo de aprendizaje de dos etapas
• Etapa 1: Desarrollo del Modelo
– Descripción
– Formulación
– Ramificación
– Validación
• Etapa 2: Uso del Modelo
– Applicación
Etapa I: Descripción del Desarrollo
del Modelo
• Los estudiantes describen sus
observaciones de la situación bajo
observación.
• El instructor es un moderador que no
juzga.
• Se guía a los estudiantes a identificar las
variables medibles.
• Se determinan las variables dependientes
e independientes.
Etapa I: Formulación del Desarrollo
del Modelo
• Los estudiantes llegan a un acuerdo de la
relación deseada entre las variables.
• Discuciones acerca del diseño del
experimento.
• Los estudiantes desarrollan los detalles
de los procesos.
• Intrusión mínima por el instructor.
Etapa I: Ramificación del
Desarrollo del Modelo
• Los estudiantes construyen
representaciones gráficas y matemáticas.
• Los grupos preparan y presentan sumarios
de sus resultados en los tableros.
• Se propone un modelo.
Etapa I: La Validación del
Desarrollo del Modelo
• Los estudiantes defienden el diseño,
resultado, e interpretación del experimento.
• Se escojen otros grupos para refutar o
corroborar los resultados.
• La discusión socrática tiende hacia el
concenso de una representación exacta del
modelo.
Etapa II: El Uso del Modelo
En las actividades de despliegue, los estudiantes
•
Aprenden a aplicar el modelo a una variedad de
situaciones relacionadas
•
»

•
Identificar la composición del modelo
Representar la estructura del modelo
Comunican su comprehensión por presentaciones
orales
Se guían con las preguntas del instructor:
•
•
¿Por qué hiciste eso?
¿Cómo sabes eso?
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http://modeling.asu.edu/
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The Modeling Method of Physics Teaching